DE69916813T2

DE69916813T2 - Behälter und Verfahren zu dessen Herstellung und Verfahren und Vorrichtung zu dessen Befüllung

Info

Publication number: DE69916813T2
Application number: DE69916813T
Authority: DE
Inventors: Johan Sjöholm; Ulf Mossberg
Original assignee: Eco Lean Research and Development AS
Current assignee: Eco Lean Research and Development AS
Priority date: 1998-02-17
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2019-02-18
Also published as: RU2214955C2; WO1999041155A1; HUP0100878A3; AU2651699A; PL342580A1; CN1095795C; AU730443B2; DE69916813D1; EP1064203A1; HK1036261A1; UA57131C2; EP1064203B1; CZ20003000A3; HUP0100878A2; JP2002502782A; SE513561C2; BR9908022A; ATE265368T1; SE9800450D0; PL196426B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Behälter, wie er in der Präambel zu Anspruch 1 definiert wird, ein Herstellungsverfahren für den genannten Behälter, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung, um den genannten Behälter zu füllen.
HINTERGRUNDTECHNIK
Derzeit stehen viele verschiedene Arten von Behältern für flüssige oder pulverförmige Substanzen zur Verfügung. Die Behälter können entweder steif sein und aus einem steifen Material hergestellt sein, wie z. B. Metall, Glas, Papier oder Kunststoff, oder sie können aus einem flexiblem Material, üblicherweise Papier oder Kunststoff, hergestellt sein. Beim Handhaben von Nahrungsmitteln werden an die Behälter spezielle Anforderungen bezüglich ihrer hygienischen Eigenschaften gestellt, auf der einen Seite in Verbindung mit dem Verpacken von Nahrungsmitteln, und auf der anderen Seite in Verbindung mit dem Konsumieren von Nahrungsmitteln. Besonders große Anforderungen werden in Verbindung mit dem Handhaben und Verpacken von empfindlichen Nahrungsmitteln, wie etwa Milch, gestellt.
Die SE-B-412,357 offenbart einen Behälter aus Papier, der ein Parallelepiped ist und in dem eine röhrenförmige Leitungseinrichtung in einem Verbindungsabschnitt zwischen zwei Seitenwänden angeordnet ist. Aufgrund der Form des Behälters und der inhärenten Steifigkeit von Papier, wird ein selbsttragender Behälter gebildet. Die Leitungseinrichtung besteht aus einer inneren Schicht aus nicht-siegelbarem Material und einer äußeren Schicht aus siegelbarem Material, welches sich an einem Ende über das nicht-siegelbare Material erstreckt, um das Versiegeln der Leitungseinrichtung zu ermöglichen. Die Steifigkeit des Papiers und die Form des Behälters haben auch zur Folge, dass die Querschnittsform der Leitungseinrichtung des Behälters den Seitenwänden folgt, um praktisch eine längliche Öffnung oder einen Schlitz zu bilden, wenn der Behälter geleert wird.
Dieser Behälter ist von der Art, dass er gleichzeitig hergestellt und gefüllt wird, indem die Behälter von unten aus einer gefüllten "Röhre" aus Behälter-Material hergestellt werden. Vorrichtungen um solche Behälter herzustellen und zu füllen sind sehr groß und kostenintensiv und sind deshalb nur für einen Betrieb mit großem Umfang geeignet.
Es ist schwierig, eine solche röhrenförmige Leitungseinrichtung herzustellen, dessen innere Schicht an einem Ende innerhalb der äußeren Schicht abschließt. Darüber hinaus ist es ein extrem komplizierter Vorgang, die Leitungseinrichtung zwischen die Seitenwände des Behälters einzusetzen, wenn dieser in gefülltem Zustand gebildet wird.
Hohe Anforderungen werden derzeit an Behälter hinsichtlich ihres Umwelteinflusses gestellt. Es sollte möglich sein, die Behälter mit einem niedrigen Verbrauch von Energie herzustellen und zu transportieren, und nach der Benutzung sich ihrer auf eine umweltfreundliche Weise anzunehmen. Weiterhin verlangen die Verbraucher, dass der Behälter einfach zu handhaben ist.
Der Behälter nach der SE-B-412,357 ist an sich schwierig zu handhaben, weil ein Benutzer, der den Behälter in gefülltem und offenem Zustand hält, durch Quetschen der Seitenwände des Behälters der Gefahr des Verschüttens ausgesetzt ist.
Darüber hinaus umfasst der Behälter eine Vielzahl von Materialien, wie etwa Papier, Polyethylen und Aluminium, was es schwierig macht, sich des Behälterabfalls auf eine umweltfreundliche Weise anzunehmen.
Die Druckschrift WO 95/31329 betrifft ein Tütenherstellungsverfahren und eine Vorrichtung, um solche Tüten herzustellen. Die Tüte offenbart einen Behälter mit flexiblen Wänden, die eine Kammer bilden, und eine Leitungseinrichtung, die sich von der Kammer nach außen erstreckt. Die Leitungseinrichtung ist in einer der Ecken oder in einer der Kanten angeordnet, z. B. der unteren Kante. Die Leitungseinrichtung wird im Leerzustand des Behälters vor dem Füllen versiegelt. Im Leerzustand ist der obere Randbereich des Behälters unversiegelt, um so das Füllen des Behälters zuzulassen.
Weiter betrifft die Druckschrift US 4 583 352 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Handhaben, Füllen und Versiegeln eines Beutels in einer aseptischen Umgebung. Die Vorrichtung und das Verfahren beinhalten einen Beutelträger und obere Beutelgreifer zum Halten des Beutels während der Sterilisation, des Füllens und des Versiegelns. Vakuumbacken in einer aseptischen Kammer greifen, strecken und öffnen den Beutel, und eine Schneideeinrichtung schneidet eine entfernbare Beutelabdichtung ab, bevor der Beutel geöffnet wird. Wenn er geöffnet ist, wird der Beutel gefüllt, verschlossen, versiegelt und durch das Bad aus der Kammer bewegt.
Trotz des Vorhandenseins einer großen Anzahl von verschiedenen Behältern, gibt es die Notwendigkeit für eine neue Art von Behälter, der auf bessere Weise die verschiedenen Anforderungen erfüllt, die derzeit an solche Behälter gestellt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuen und verbesserten Behälter zur Verfügung zu stellen. Im Speziellen sollen Behälter zur Verfügung gestellt werden, die mit niedrigen Kosten hergestellt werden können, ein niedriges Gewicht haben und einfach zu Handhaben sind.
Eine spezifische Aufgabe ist es, einen verbesserten Behälter für Nahrungsmittel, im Speziellen für Nahrungsmittel für die Sterilität erforderlich ist, zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe ist es, ein neues und geeignetes Verfahren zum Herstellen eines Behälters zur Verfügung zu stellen.
Daneben ist eine Aufgabe, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Verpacken einer flüssigen oder pulverförmigen Substanz zur Verfügung zu stellen. Gemäß der Erfindung werden diese und andere Aufgaben, die in der folgenden Beschreibung erscheinen, nun gelöst durch einen Behälter, ein Verfahren zur Herstellung dieses Behälters, sowie auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Füllen dieses Behälters, die von der Art sind, wie sie durch die in den Ansprüchen 1, 13, 21 bzw. 24 genannt sind, definiert werden.
Gemäß eines ersten Aspekts besteht die Erfindung deshalb in einem Behälter mit flexiblen Wänden, die miteinander verbunden sind und eine geschlossene Kammer bilden, deren Volumen von der relativen Position der Wände abhängig ist. Zwei einander gegenüberliegende Seitenwände sind entlang eines gemeinsamen Verbindungsabschnitts verbunden und der Behälter weist eine Leitungseinrichtung auf, deren Materialzusammensetzung über ihre gesamte Länge einheitlich ist und die sich zwischen den zwei Seitenwänden des Behälters zur Außenseite des Behälters erstreckt und vor dem Füllen, wenn der Behälter sich in einem leeren Zustand befindet, abgedichtet wird.
Durch eine Leitungseinrichtung, die zwischen der Kammer und der Außenseite des Behälters gebildet wird, wird eine feste Öffnung mit einer vorbestimmten Größe gebildet. Als Ergebnis wird es einfach sein, auf der einen Seite den Behälter zu füllen und auf der anderen Seite den Behälter beim Verbrauch zu leeren, weil die Größe und Position der Öffnung vorbestimmt sind. Weiterhin wird es möglich sein, den Behälter einige Male zu schließen und zu öffnen, einerseits um während der Herstellung und des Füllens der Behälter gute Hygiene zu sichern, und andererseits beim Verbrauch gute Haltbarkeit und guten Geschmack zu sichern, was ein großer Vorteil bei Nahrungsmitteln ist, insbesondere bei Nahrungsmitteln für die Hygiene und Sterilität notwendig sind.
Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Behälters ist, dass dessen Herstellung und Füllen in völlig verschiedenen Anlagen stattfinden kann, und dass dies die Behälter für die kleine Industrie gut geeignet macht.
Wie oben erwähnt, wird die Leitungseinrichtung während der Herstellung des Behälters abgedichtet. Unter der Voraussetzung, dass der Behälter unter sterilen Bedingungen hergestellt wird oder nach der Herstellung sterilisiert wird, kann auf diese Weise ein ungefüllter Behälter mit einer sterilen Kammer erhalten werden. Dieser Behälter kann dann zu einer separaten Füllanlage mit aufrechterhaltener Sterilität befördert werden. Deshalb muss die Füllanlage keine Einrichtungen zur Sterilisation der Kammer des Behälters umfassen, was kosteneffektiv ist und insbesondere für kleine Abfüllanlagen vorteilhaft ist.
Dadurch, dass der Behälter flexible Wände hat, kann er abgeflacht werden und in flachem Zustand auf eine höchst raumsparende Weise transportiert werden.
Dank der Kombination eines Behälters mit flexiblen Wänden, was einen zusammenlegbaren Behälter mit einer Leitungseinrichtung liefert, wird ein Behälter für Nahrungsmittel zur Verfügung gestellt, der vor dem Befüllen und nach dem Verbrauch zusammengedrückt werden kann und extrem raumsparend ist.
Die Leitungseinrichtung hat eine flexible Wand, was es möglich macht, den gesamten Behälter zusammenzudrücken. Auf der einen Seite kann Raum gespart werden und auf der anderen Seite ist die Handhabung bei der Herstellung und Abfüllung vereinfacht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Leitungseinrichtung aus demselben Material wie die Seitenwände gefertigt, was ein großer Vorteil für die Entsorgung des Behälters nach dem Gebrauch ist.
Darüber hinaus kann die Leitungseinrichtung integral mit den Seitenwänden ausgebildet sein, oder als ein separates Teil ausgeführt sein, das zwischen die Seitenwände eingeführt ist.
Der Behälter ist aus einem flexiblen Material hergestellt, im Speziellen ein Kunststoffmaterial. Das Kunststoffmaterial umfasst vorteilhafterweise heißsiegelbare Oberflächenschichten. Die Dicke des Materials ist vorzugsweise im Bereich 100–200 μm. Die Lei tungseinrichtung kann mit einer größeren Dicke als die Wände hergestellt werden, z. B. etwa 200 μm, wenn die Wände eine Dicke von etwa 100 μm haben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Leitungseinrichtung entlang im Wesentlichen der Hälfte ihres äußeren Umfangs mit einer Seitenwand des Verbindungsabschnitts verbunden und entlang im Wesentlichen der anderen Hälfte ihres äußeren Umfangs mit der anderen Seitenwand des Verbindungsabschnitts verbunden. Dies führt zu einer stabilen und symmetrischen Verbindung der Leitungseinrichtung. Diese Ausführungsform ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Leitungseinrichtung eine flexible Wand hat, weil bei der Handhabung eines leeren Behälters ein gerader Verbindungsabschnitt mit einer flachen darin angeordneten Leitungseinrichtung erhalten wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Leitungseinrichtung auf ihrer Innenseite ein heißsiegelbares Material, was das Versiegeln der Leitungseinrichtung vereinfacht, um dieselbe an einer optionalen Position entlang der Leitungseinrichtung zu verschließen.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Leitungseinrichtung ein Stück weg von der Kante und endet mit einer Abschlusskante, die entlang der Außenseite des Behälters angeordnet ist. Diese Abschlusskante kann während der Herstellung des Behälters abgedichtet werden, wodurch der Behälter in leerem und flachem Zustand leicht sterilisiert werden kann und sterilisiert bleibt bis er gefüllt wird. Vor dem Füllen kann der Behälter geöffnet werden, indem die Abschlusskante entfernt wird, z. B. durch Abschneiden, und nach dem Füllen kann die neue Abschlusskante versiegelt werden, um den Behälter zu verschließen. Wenn der Inhalt des Behälters verwendet werden soll, kann die Leitungseinrichtung einmal mehr geöffnet werden, indem die Abschlusskante abgeschnitten wird. Ein großer Vorteil der Leitungseinrichtung ist, dass sie durch den Verbraucher durch Einsetzen eines Stopfens in die Leitungseinrichtung an ihrer Abschlusskante abgedichtet werden kann.
Der oben beschriebene Behälter ist gut geeignet für Verbraucherprodukte mit einem Volumen von bis zu einigen Litern und einem Gewicht von bis zu einigen Kilogramm. Er ist insbesondere geeignet für Nahrungsmittel wie etwa Milch.
Eine weitere Ausführungsform des Behälters besteht darin, dass sich die Leitungseinrichtung über eine Strecke von dem Verbindungsabschnitt nach innen erstreckt, die Seitenwände einen vorstehenden Abschnitt umfassen, der die Leitungseinrichtung umgibt und der in dem Verbindungsabschnitt an jeder Seite der Leitungseinrichtung einen gekrümmten Abschnitt und einen Kantenabschnitt aufweist, der sich von dem gekrümmten Abschnitt parallel zu der Leitungseinrichtung erstreckt. Dadurch bildet sich ein kreisförmiger Raum um die Leitungseinrichtung.
Wenn der Behälter in gefülltem Zustand mit der Leitungseinrichtung nach unten gerichtet positioniert wird, wird ein radialer Druck auf die Leitungseinrichtung ausgeübt, und wenn eine röhrenförmige Ventileinrichtung in die Leitungseinrichtung eingesetzt wird, setzt ein Abdichtungseffekt zwischen der Leitungseinrichtung und der Ventileinrichtung ein. Der Behälter gemäß dieser Ausführungsform ist insbesondere für das Zusammenwirken mit Spendern für Flüssigkeiten, wie etwa Wasser, geeignet. In dieser Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, dass das innere Ende der Leitungseinrichtung abgedichtet wird, wenn der Behälter gefüllt wird.
Gemäß eines zweiten Aspekts stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters für flüssigen oder pulverförmigen Inhalt zur Verfügung, umfassend die in Anspruch 13 definierten Schritte.
In einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens gemäß dieses zweiten Aspekts werden die Seitenwände getrennt bevor die Leitungseinrichtung dazwischen angeordnet wird. In einer speziellen Ausführungsform wird die Leitungseinrichtung zwischen die Seitenwände eingeführt, während der Behälter und die Leitungseinrichtung in einer gemeinsamen Bewegungsrichtung transportiert werden. Dies ermöglicht ein rationelles und schnelles Anbringen der Leitungseinrichtung. Vorzugsweise wird eine Vielzahl von Behältern in einer Bahn hergestellt und transportiert, wobei eine Vielzahl von Leitungseinrichtungen der Bahn zugeführt wird, um sie zwischen den Seitenwänden der Behälter in der Bahn anzuordnen. Es ist ein erheblicher Vorteil, dass die Behälter auf diese Weise in einer großen Reihe hergestellt werden können, weil dies zu niedrigen Herstellungskosten führt.
Gemäß eines dritten Aspekts stellt die Erfindung ein Verfahren zum Füllen eines Behälters zur Verfügung. Das Verfahren umfasst die in Anspruch 21 definierten Schritte. Als Ergebnis wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, welches besonders gut speziell zum Verpacken von empfindlichen Nahrungsmitteln in Behältern, die zuvor sterilisiert wurden, geeignet ist.
Gemäß einer vierten Aspekts stellt die Erfindung eine Vorrichtung zum Füllen eines Behälters zur Verfügung. Die Vorrichtung umfasst eine Öffnungseinrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie den Behälter durch Schneiden öffnet, und eine Fülldüse umfasst, die in dem Ende einer Füllleitung angeordnet ist und weiter durch die Merkmale des charakterisierenden Teils von Anspruch 24 definiert ist. Mit dieser Vorrichtung wird hygieni sches Füllen mit einer Flüssigkeit erreicht, und während des Füllens kommt die Flüssigkeit nicht in Kontakt mit der Umgebung.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fülldüse aus einem elastischen Material hergestellt. Es ist besonders bevorzugt, dass die Fülldüse in dem Endabschnitt einen länglichen Auslass mit einander gegenüberliegenden Kantenabschnitten aufweist, die vorzugsweise miteinander in Kontakt sind, um den Auslass abzudichten, wenn keine äußeren Kräfte wirken. Als Ergebnis davon, wird verhindert, dass die Flüssigkeit vor und nach dem Füllen eines Behälters in Kontakt mit der Umgebung kommt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Füllvorrichtung eine Kammer, die während des Füllens die Leitungseinrichtung und die Fülldüse umgibt, um eine reine Umgebung darum herum zu sichern, indem ein reines Gas um deren Außenseite strömt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Füllvorrichtung mit einer Quetscheinrichtung versehen, die auf eine verformbare Röhre wirkt, die in der Füllleitung enthalten ist, um den Strom in der Füllleitung zu steuern. Dies ergibt eine Ventileinrichtung mit glatten inneren Oberflächen, was verhindert, dass sich Bakterien ansammeln und deshalb eine aseptische Umgebung sichert.
Mit dem Behälter gemäß den obigen Ausführungen der Erfindung sind deshalb beträchtliche Fortschritte beim Verpacken flüssiger Nahrungsmittel erzielt worden. Der Behälter ist verbraucherfreundlich und geeignet, auf eine kosteneffektive Weise hergestellt zu werden und vorher sterilisiert zu werden, weil er in leerem Zustand flach und zusammengelegt ist und deshalb seine Kammer im Wesentlichen auch gasfrei ist. Ein großer Vorteil ist auch, dass der Behälter in diesem Zustand abgedichtet wird. Die Herstellung, die Sterilisation und das Füllen kann an verschiedenen Orten und zu verschiedenen Zeiten stattfinden, wobei gute hygienische Bedingungen aufrechterhalten werden. Die Flexibilität des Ablaufs bis zu einem vollständigen, gefüllten Behälter wird groß sein.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben, die zum Zweck der Beispielhaftigkeit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen, wobei:
1, 2 sind perspektivische Ansichten einer ersten Ausführungsform eines gefüllten Behälters gemäß der Erfindung;
3, 4 sind perspektivische Ansichten einer zweiten Ausführungsform eines gefüllten Behälters gemäß der Erfindung;
5 stellt einen Behälter in leerem Zustand dar, der in einer Bahn angeordnet ist, wobei ein Abschnitt eines benachbarten Behälters gezeigt ist;
6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in 5;
7 zeigt auf einer leicht reduzierten Skala einen Behälter gemäß 5, wobei Teile entfernt wurden, um den Aufbau des Behälters darzustellen;
8 ist eine Detailansicht einer speziellen Ausführungsform eines Griffes des Behälters;
9 ist eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform des Behälters in gefülltem Zustand;
10 ist ein Längsschnitt des in 9 gezeigten Behälters in offenem Zustand;
11 ist ein Längsschnitt senkrecht zu dem in 10 gezeigten Schnitt und stellt den Behälter im geschlossenen Zustand dar und eine Vorrichtung zum Abdichten desselben;
12 ist eine perspektivische Ansicht der Herstellung von Behältern gemäß der Erfindung;
13 stellt einen Herstellungsschritt beim Herstellen des Behälters nähre dar;
14 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Füllen eines Behälters, wobei bestimmte Teile für eine bessere Übersichtlichkeit entfernt wurden;
15 ist ein Längsschnitt der in 14 gezeigten Vorrichtung zum Füllen eines Behälters entlang der Transportrichtung der Behälter, wobei bestimmte Teile zur besseren Übersichtlichkeit entfernt wurden;
16 ist eine Ansicht einer sterilen Umgebungsschiene in einer Ansicht entlang der Linie XIV-XIV in 15;
17 ist eine Querschnittsansicht der sterilen Umgebungsschiene gemäß 15 entlang der Linie XV-XV in 15;
18 ist eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zum Abdichten eines gefüllten Behälters;
19 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XVII-XVII in 18;
20 ist eine Seitenansicht einer Fülldüse; und
21 ist ein Längsschnitt der Fülldüse gemäß 20 entlang der Linie XIX-XIX.
BESCHREIBUNG DER GEGENWÄRTIG BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Behälter
Der Behälter 10 wird nun unter Bezug auf die 1 und 2 beschrieben, die eine erste bevorzugte Ausführungsform des Behälters in gefülltem Zustand darstellen, gesehen schräg von oben bzw. schräg von unten. Der Behälter 10 ist für flüssigen oder pulverförmigen Inhalt gedacht, und ist besonders für Nahrungsmittel geeignet, die einen hohen Grad von Hygiene und Asepsis erfordern, wie etwa Milch. Der Behälter ist von zusammenlegbarer Art, z. B. von zusammendrückbarer oder faltbarer Art, und umfasst drei flexible Wände, nämlich zwei gegenüberliegende Seitenwände 12 und eine Bodenwand 14, die aus Kunststoffmaterial gefertigt sind und miteinander verbunden sind, so dass sie eine Kammer bilden, deren Volumen von der Position der Wände 12, 14 abhängt. Die beiden Seitenwände 12 sind entlang eines gemeinsamen Verbindungsabschnitts 20 miteinander verschweißt. Eine separate Leitungseinrichtung 16 die ebenfalls aus flexiblem Kunststoffmaterial gefertigt ist, wird zwischen den Seitenwänden 12 quer zu dem Verbindungsabschnitt 20 gebildet und erstreckt sich von der Kammer zu der Außenseite des Behälters 10, auf der in Bezug auf die Bodenwand 14 gegenüberliegende Seite des Behälters 10.
Die Leitungseinrichtung 16 ist röhrenförmig und hat eine flexible Wand aus einem Material und mit einer Qualität die ähnlich zu der der Seitenwände 12 sind. Eine Leitungseinrichtung ohne eine Längsnaht, z. B. eine extrudierte Röhre, ist besonders bevorzugt. Die Seitenwände 12 bilden eine gemeinsame Kante, von der die Leitungseinrichtung 16 senkrecht dazu ein Stück absteht und mit einer Abschlusskante 18 abschließt, die auf der Außenseite des Behälters angeordnet ist und die dadurch abgedichtet ist, dass die inneren Oberflächen der Leitungseinrichtung 16 miteinander verschweißt sind. Der Behälter 10 kann leicht geöffnet werden, indem die Abschlusskante 18 abgeschnitten wird, z. B. mit einer Schere. Dann kann der Behälter 10 durch Einführen eines Stopfens (nicht gezeigt) in die Leitungseinrichtung wieder verschlossen werden.
Eine Trageeinrichtung 30 ist im Verbindungsabschnitt 20 auf einer ersten Seite der Leitungseinrichtung 16 angeordnet und besteht aus einer geöffneten Fläche 32, die eine erste, im Wesentlichen runde Öffnung 34 und eine zweite, im Wesentlichen längliche Öffnung 36 umfasst. Als Ergebnis bildet die Trageeinrichtung einen Griff 30, was es dem Benutzer ermöglicht, den Behälter 10 mit vier Fingern zu tragen, wobei sich gleichzeitig ein kraftabsorbierender Abschnitt zwischen den Öffnungen bildet, so dass sich der Griff 30 nicht faltet und nicht auf andere Weise verformt wird, wenn der Behälter 10 getragen wird. Die zwei Öffnungen 34, 36 des Griffs 30 erstrecken sich in einem Winkel von etwa 25° zu einer vertikalen Linie durch den Behälter 10. Experimente haben gezeigt, dass ein Winkel im Bereich von 20–30° ein komfortables Handhaben des Behälters 10 ergibt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Leitungseinrichtung 16 ist der Verbindungsabschnitt 20 als eine Auslappung 22 ausgebildet, um das Öffnen und Schließen des Behälters 10 zu vereinfachen.
3 und 4 stellen eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines Behälters 10' in gefülltem Zustand dar.
Der Behälter 10' unterscheidet sich von dem in 1 und 2 gezeigten nur durch die Leitungseinrichtung 16, die mit den Seitenwänden des Behälters integral ausgebildet ist. Die Seitenwände 12' des Behälters sind beide mit einem U-förmigen Vorsprung geformt, die, wenn die Seitenwände 12' entlang des Verbindungsabschnitts 20' miteinander verschweißt werden, die genannte Leitungseinrichtung 16' bilden. Es ist so, dass die Leitungseinrichtung 16' nicht so steif und einfach zu handhaben sein wird, wie die Leitungseinrichtung die als separates Element gebildet wird und zwischen die Seitenwände eingesetzt wird, aber auf der anderen Seite ermöglicht eine Leitungseinrichtung 16' gemäß der zweiten Ausführungsform eine rationellere Herstellung des Behälters 10', weil ein Herstellungsschritt, nämlich das Einsetzen der Leitungseinrichtung zwischen die Seitenwände, eliminiert werden kann.
5 zeigt einen leeren Behälter 10 gemäß der genannten ersten Ausführungsform und einen Abschnitt eines nachfolgenden Behälters, die in einer Bahn hergestellt werden, wie weiter unten näher beschrieben wird. Eine Anzahl von verbindenden Oberflächen ist ebenfalls zu sehen.
6 zeigt auf einer leicht reduzierten Größenskala den in 5 gezeigten Behälter 10, wobei die vorderste Seitenwand entfernt ist. Die Zeichnung zeigt deshalb die Innenseite einer weiteren Seitenwand 12, eine damit verbundene Leitungseinrichtung 16, eine Bodenwand 14, die entlang einer Faltlinie 15 gefaltet ist, und die Gestaltung des Verbindungsabschnitts 20, entlang dessen die zwei Seitenwände 12 miteinander verbunden sind. Im Bodenbereich 42 des Behälters 10 sind die Seitenwände 12 mit der Bodenwand 14 einerseits über einen niedrigen Verbindungsabschnitt 24 verbunden, entlang dessen jede Seitenwand 12 mit der Bodenwand 14 verbunden ist, und andererseits über zwei Längs-Verbindungsabschnitte 26, entlang der alle drei Wände 12, 14 durch eine gemeinsame Schweißnaht untereinander verbunden sind. Die Kammer 40 des Behälters 10 wird deshalb durch die Seitenwände 12 und die Bodenwand 14 bestimmt. Der Verbindungsabschnitt 20 bildet Begrenzungslinien 28 gegenüber der Kammer 40.
Die Leitungseinrichtung 16 ist in Bezug auf die Bodenwand 14 auf der gegenüberliegenden Seite des Behälters 10 angeordnet. Diese Gestaltung führt zu einem Behälter aus dem eine Flüssigkeit in einer bequemen Weise gegossen werden kann.
Die Kammer 40 umfasst einen oben genannten Bodenbereich 42, einen Mittelbereich 44, in dem die Begrenzungslinien 28, die mit den Verbindungsabschnitten 20 assoziiert sind und zu der Kammer hin gerichtet sind, parallel sind, und einen oberen gebogenen Bereich 46, in welchem die Begrenzungslinien 28 sich bogenförmig aufeinander zu zur Innenkante der Leitungseinrichtung 16 erstrecken. Mit dieser Gestaltung steht der Behälter 10 stabil, unabhängig vom Ausmaß in dem er gefüllt ist.
Die röhrenförmige Leitungseinrichtung 16 ist flach und in einem Bereich 25 im Verbindungsabschnitt 20 angeordnet, entlang der Hälfte ihres äußeren Umfangs mit einer Seitenwand 12 verbunden und entlang der anderen Hälfte ihres äußeren Umfangs mit der anderen Seitenwand 12 verbunden. Auf der Innenseite des Behälters 10 erstreckt sich die Leitungseinrichtung 16 quer zum gesamten Verbindungsabschnitt 20 hin zu der Kammer 40.
7 ist eine Querschnittsansicht des Behälters 10 gemäß der genannten ersten Ausführungsform, aus der deutlich wird, wie die verschiedenen Teile 12, 14, 16 des Behälters 10 zusammengeschweißt sind. Der Behälter 10, der in leerem Zustand gezeigt ist, wird vor dem Füllen zur Sauberkeitserhaltung abgedichtet. Am oberen Ende des Behälters 10 wird die Abschlusskante 10 der Leitungseinrichtung 16 abgedichtet, indem die inneren Oberflächen miteinander verschweißt werden. Die Seitenwände 12 werden mit ihren inneren Oberflächen mit den äußeren Oberflächen der Leitungseinrichtung 16 im Verbindungsabschnitt 20 verschweißt. Es ist wichtig, dass die inneren Oberflächen der Leitungseinrichtung 16 im Bereich des Verbindungsabschnitts 20 nicht verschweißt werden, wenn die Seitenwände 12 und die Leitungseinrichtung 16 miteinander verbunden werden, was vorteilhafterweise durch Heißsiegeln erreicht wird. Um das sicherzustellen, hat die Leitungseinrichtung 16 vorzugsweise eine größere Wanddicke als die Seitenwände 12, so dass Wärme, die von außen durch heiße Pressbacken zugeführt wird, die Seitenwände 12 und die Leitungseinrichtung 16 miteinander verschweißen bevor die Wärme das Innere der Leitungseinrichtung 16 erreicht hat. In einer alternativen Ausführungsform kann das Innere der Leitungseinrichtung 16 mit einem Material beschichtet sein, das einen höheren Schmelzpunkt hat als das Material in der Verbindung 20 zwischen der Leitungseinrichtung 16 und den Seitenwänden 12.
Im Fall, dass die Leitungseinrichtung 16' integral mit den Seitenwänden 12' des Behälters 10' ausgebildet ist, wie es gemäß der genannten zweiten Ausführungsform des Behälters 10' der Fall ist, ist die Herstellung der Leitungseinrichtung 16' sehr einfach. Ein Siegelwerkzeug (nicht gezeigt) zum Verschweißen der Seitenwände 12' ist so gestaltet, dass die Leitungseinrichtung 16' im Zusammenhang mit dem Verschweißen der Seitenwände 12' entlang des Siegelabschnitts 20' gebildet wird. Die Leitungseinrichtung kann deshalb mit der gleichen Wandstärke hergestellt werden wie die Seitewände, und darüber hinaus ist kein inneres Material mit einem höheren Schmelzpunkt notwendig.
Im unteren Bereich des Behälters 10, sind die Bodenwand 14 mit ihrer aufwärts gerichteten Faltlinie 15 und die zwei Seitenwände 12 gezeigt, die mit der Bodenwand 14 durch eine Schweißnaht entlang des unteren Verbindungsabschnitts 24 verbunden sind.
8 zeigt eine spezielle Ausführungsform der Trageeinrichtung oder des Griffs 30 des Behälters. Eine Verformungszone 50 ist zu sehen, die einen Verformungsbereich 54, 56 bei jeder der zwei Öffnungen 34, 36 umfasst. Jeder Verformungsbereich 54, 56 wird aus einem Bereich gebildet, in dem die zwei aneinanderliegenden Seitenwände 12 nicht miteinander verbunden sind. Deshalb werden die Verformungsbereiche 54, 56 eine größere Flexibilität haben und sich entlang der Seite der offenen Fläche 32 auf die Kante ausgerichtet erstrecken. Die Verformungsbereiche 54, 56 werden verformt, wenn ein Benutzer den Behälter 10 mit seiner Hand in dem offenen Bereich 32 hält. Dadurch wird verhindert, dass die Seitenwände 12 um den offenen Bereich 32 in die Hand des Benutzers schneiden.
Weiterhin stellt 8 eine Versteifungseinrichtung in Form eines gasgefüllten Kanals 52 dar, der zwischen dem offenen Bereich 32 und der Kante des Verbindungsbereichs 20 angeordnet ist. Dadurch entsteht eine größere Steifigkeit der Trageeinrichtung 30, obwohl die Seitenwände 12 aus flexiblem Material bestehen. Durch den Kanal 52, der mit Gas gefüllt ist, vorzugsweise Luft, wird kein weiteres Material zugeführt, das den Behälter 10 schwerer machen würde, und die Handhabung des Behälters 10 nach dem Gebrauch verkomplizieren würde.
Die in 1–8 dargestellten Behälter werden in gefülltem Zustand in der Regel stehend gelagert und sind besonders für den Verbrauch von flüssigen Nahrungsmitteln, wie etwa Milch und Saft, geeignet. Eine bevorzugte Größe ist etwa 1–3 l.
9 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Behälters 110 gemäß der Erfindung. In dieser Gestaltung ist der Behälter 110 dazu geeignet, aufgehängt zu werden, um seinen Inhalt zu spenden und ist besonders für große Mengen von etwa 5–15 l und die Verwendung in Spendern geeignet. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet sind Trinkwasserspender. Die Zusammensetzung des Behälters 110 entspricht größtenteils der oben beschriebenen ersten Ausführungsform des Behälters. Die Unterschiede bestehen vor allem darin, dass der Behälter 110 im Vergleich dazu in einer umgekehrten Lage verwendet wird und deshalb eine obere Wand 114 hat, die der unteren Wand 14 entspricht, und dass eine Leitungseinrichtung 116 an seinem unteren Ende angeordnet ist.
Die obere Wand 114 ist zusammen mit den Seitenwänden 112 des Behälters 110 nach oben hin erweitert, um so zwei Trageeinrichtungen 130 zu bilden, die Laschen 132 und darin gebildete Öffnungen 134 umfassen. Deshalb kann der Behälter 110 in Verbindung mit der Lagerung, dem Transport und dem Spenden von Halterungen 60 herabhängen. 10 stellt die Gestaltung des Behälters 110 an seinem unteren Ende dar, wobei die vorderste Seitenwand 112 aus Gründen der Klarheit entfernt wurde, und die Leitungseinrichtung 116 im Längsschnitt gezeigt ist. Es ist ersichtlich, dass in gleicher Weise wie zuvor beschrieben, die Leitungseinrichtung 116 entlang einer Hälfte ihres Umfangs mit einer Seitenwand 112 verbunden ist und entlang der anderen Hälfte ihres Umfangs mit der anderen Seitenwand im Verbindungsabschnitt 120 des Behälters 110 verbunden ist. Jedoch erstreckt sich die Leitungseinrichtung 116 in dieser Ausführungsform ein Stück in die Kammer 140 des Behälters 110 vom Verbindungsabschnitt 120. Gleichzeitig bilden die Seitenwände 112 einen abstehenden Anhangbereich 113, der die Leitungseinrichtung 116 umgibt und so in der Kammer 140 einen ringförmigen abstehenden Blindkanal 142 um die Leitungseinrichtung 116 herum bildet.
Der Verbindungsabschnitt 120 ist mit der Leitungseinrichtung 116 quer dazu verbunden und hat auf jeder Seite der Leitungseinrichtung 116 einen gekrümmten Abschnitt 122 und einen Kantenabschnitt 124, der sich von dem gekrümmten Abschnitt 122 parallel zu der Leitungseinrichtung 116 erstreckt.
In der gezeigten Lage ist die Leitungseinrichtung 116 in einer Lage um geleert oder gefüllt zu werden, wobei die Leitungseinrichtung 116 an ihrem inneren Ende 117 und an ihrem äußeren Ende 118 geöffnet ist. Im Zusammenhang mit der Herstellung des Behäl ters 110 wird jedoch das äußere Ende 118 versiegelt. Im Zusammenhang mit dem Füllen wird der Behälter durch Abschneiden des versiegelten Endes 118 geöffnet.
Nach dem Füllen wird der Behälter 110 durch das Versiegeln des inneren Endes 117 der Leitungseinrichtung 116 geschlossen, wie in 11 gezeigt, die die Leitungseinrichtung 116 in einem Längsschnitt senkrecht zu dem in 10 gezeigten zeigt. Ein Paar heißer Pressbacken 70 wird gegen die Seitenwände 112 gedrückt, wie durch die Doppelpfeile 72 angedeutet. Die Zeichnung stellt eine Stufe unmittelbar danach dar. Um zu verhindern, dass die Seitenwände 112 mit der Leitungseinrichtung 116 verbunden werden, ist die innere Oberfläche der Leitungseinrichtung 116 vorzugsweise aus einem Material mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als die inneren Oberflächen der Seitenwände 112 und die äußeren Oberflächen der Leitungseinrichtung 116.
Wenn der Behälter 110 geleert werden soll, wird die Leitungseinrichtung 116 mit einer Stecheinrichtung zu einer in 10 gezeigten Lage geöffnet. Dann kann der Behälter 110 mit Hilfe einer Ventileinrichtung (nicht gezeigt) geleert werden, die eine zylindrische Umfangsfläche hat und in die Leitungseinrichtung 116 eingesetzt wird. Die Flüssigkeit in dem abstehenden Blindkanal 142 wird dann unter Druck die Leitungseinrichtung 116 gegen die Ventileinrichtung drücken und dadurch gegen Auslaufen abdichten.
Der Behälter gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung kann aus einem ausgewählten flexiblen Material bestehen, wobei Kunststoff bevorzugt wird. Solche Kunststoffmaterialien werden besonders bevorzugt, weil sie auf jeden Fall an den Oberflächenschichten heißsiegelbar sind. Ein bevorzugtes Kunststoffmaterial umfasst eine Kernschicht aus Polyolefin-Material mit einem Füller, vorzugsweise Kreide. Es wurde festgestellt, dass dieses Material bei niedrigen Kosten gute Trenneigenschaften liefert, besonders gegen Gase. Es ist auch möglich, eine Gasbarriere aus EVA oder EVOH anzuordnen. Die Dicke des Material des Behälters ist vorzugsweise im Bereich 100–200 μm.
Herstellung des Behälters
Unten folgt eine Beschreibung der Herstellung eines Behälters von der Art, die oben im Zusammenhang mit 1 und 2 beschrieben wurde. 12 zeigt wie die Wände des Behälters zu einer gemeinsamen Bahn verbunden sind. Zwei identische Seitenwandbahnen 212 werden parallel und einander gegenüber entlang einer Produktionslinie ge leitet. Zur gleichen Zeit wird eine Bodenwandbahn 214, die zu einer Doppelwandform gefaltet ist, zwischen die zwei Seitenwandbahnen 212 eingesetzt.
12 zeigt eine Montagestation 240 und wie die drei Kunststoffbahnen 212, 214 zusammengeführt und an einer Verbindungsstation 220 durch Heißsiegeln miteinander verbunden werden, um so eine Behälterbahn 210 zu bilden. Der Vorgang des Heißsiegelns wird mittels heißer Pressbacken 218 durchgeführt. An einer Stanzstation 225 werden Griffe und Bereiche des Materials die zwischen den Behältern angeordnet sind ausgestanzt.
Dann erreicht die Behälterbahn 210 eine Einsetzeinrichtung 250 durch die Leitungseinrichtungen angebracht werden. Eine röhrenförmige Bahn 216 wird von einer Vorratsspule 209 abgewickelt und zu Leitungseinrichtungen 16 geschnitten, die dann zwischen die Seitenwände der Bahnen durch die Einsetzeinrichtung 250 eingesetzt werden, um so vollständige Behälter 10 in der Behälterbahn 210 zu bilden, die auf eine Vorratsspule 230 aufgewickelt wird.
13 stellt Teile der Montagestation 240 näher dar, woraus deutlich wird, wie die röhrenförmige Bahn 216 mittels einer Zuführeinrichtung 242 einer Einsetzeinrichtung 250 zugeführt wird und mittels einer Schneideeinrichtung 246 in Leitungseinrichtungen 16 von geeigneter Länge geschnitten wird.
Die Einsetzeinrichtung 250 umfasst ein kreisförmiges Einsetzrad 251, das von einem Antriebsmotor 348 schubweise betrieben wird und einen Halteschlitz 252 hat, der sich entlang des Umfangs des Rades 251 erstreckt und in dem die Leitungseinrichtungen 16 gehalten werden.
Der Umfang des Einsetzrades 251 erstreckt sich weiter in eine Einsetzposition neben die Behälterbahn 210, um die Leitungseinrichtungen 16 zwischen die Seitenwände 12 der Behälter 10 einzusetzen. Die Montagestation 240 umfasst eine Trenneinrichtung 260, um die Seitenwände 12 während des Einsetzens der Leitungseinrichtung 16 zu trennen. Die Trenneinrichtung 260 umfasst zwei Vakuumrollen 262, jeweils eine auf jeder Seite der Behälterbahn 210, die mit einem Abstand von der Bahn 210 angeordnet sind und mit einer Vakuumanordnung (nicht gezeigt) verbunden sind. Auf dem Umfang der Vakuumrollen 262 sind Öffnungen 264 ausgebildet, wodurch mittels der Vakuumanordnung ein Ansaugen erzielt wird, was dazu führt, dass die Seitenwände 12 wie gezeigt getrennt werden.
Darüber hinaus umfasst die Montagestation 240 eine erste Verbindungseinrichtung 270 und eine zweite Verbindungseinrichtung 280. Die erste Verbindungseinrichtung 270 hat zwei heiße Pressbacken 272, jeweils eine auf jeder Seite der Behälterbahn 210, um die zwei Seitenwände 12 miteinander und mit der Leitungseinrichtung 16 entlang des offenen Verbindungsabschnitts 20 zu verbinden. Die zweite Verbindungseinrichtung 280, die nach der ersten Verbindungseinrichtung 270 angeordnet ist, hat ebenfalls zwei heiße Pressbacken 282, die jeweils auf einer Seite der eingesetzten Leitungseinrichtung 16 zum Versiegeln derselben angeordnet ist.
Die Ansaugkraft der Vakuumrollen 262 wird angewendet, während sowohl die Behälterbahn 210 als auch der Umfang des Einsetzrades 250 in die Transportrichtung der Bahn 210 bewegt werden, so dass die Leitungseinrichtung 16 schräg zwischen die Seitenwände 12 eingesetzt wird. Wenn die Leitungseinrichtung 16 senkrecht zu der Bahn 210 ist, werden sowohl die Bahn 210 als auch das Einsetzrad 250 angehalten, und das Ansaugen durch die Vakuumrollen 262 wird unterbrochen.
In dieser stationären Lage werden die Pressbacken 272 der ersten Verbindungseinrichtung 270 gegen die Außenseite der Seitenwände 12 gedrückt. Gleichzeitig wird ein neues Stück der Röhre 216 auf der anderen Seite des Einsetzrades 250 in den Schlitz 252 des Rades 250 eingesetzt, und es wird geschnitten, um eine neue Leitungseinrichtung 16 zu bilden. Die Leerlaufzeit wird von der zweiten Verbindungseinrichtung 280 verwendet, die gleichzeitig die Leitungseinrichtung 16 versiegelt und damit den entsprechenden Behälter 10 in einer nachfolgenden Stufe.
Zusätzlich zu den oben erwähnten Komponenten umfasst die Vorrichtung zur Behälterherstellung eine Zuführeinrichtung 290 in Form von zwei Rollen 291 und einer Indizierungseinrichtung (nicht gezeigt) zur Steuerung der Zuführung, so dass eine genaue Positionierung der Leitungseinrichtung 16 gesichert ist. In einer alternativen Ausführungsform kann das äußere Ende der Leitungseinrichtung 16 versiegelt werden bevor die Leitungseinrichtung 16 zwischen die Seitenwände 12 eingesetzt wird.
Wie in 12 gezeigt, werden die vervollständigten Behälter 10 auf Spulen 230 aufgewickelt. Ein großer Vorteil der Behälter 10, insbesondere wenn sie für Nahrungsmittel verwendet werden, ist, dass sie durch Strahlung auf eine sehr einfache Weise sterilisiert werden können, indem die Spulen 230 axial gerichteter Strahlung ausgesetzt werden, wobei die Strahlung dann durch die Innenseite der Behälter 10 hindurchgeht, und nur die Verbindungen in den axialen Endbereichen (nicht gezeigt) der Spule 230 durchdringen muss.
Füllen des Behälters
14 ist eine Seitenansicht in Transportrichtung einer Vorrichtung 300 zum Füllen eines Behälters 10 der Art wie er mit Bezug auf 1 und 2 oben beschrieben wurde, vorzugsweise mit einer Flüssigkeit. Die Vorrichtung wird unten in Bezug auf Milch beschrieben, ist aber auch zum Füllen mit anderen Flüssigkeiten und pulverförmigen Substanzen geeignet.
Die Füllvorrichtung 300 umfasst eine Trageeinrichtung 310, eine Füllleitung 315, die mit einem Vorratstank (nicht gezeigt) verbunden ist und aus einer verformbaren Röhre 320 mit einer Fülldüse 325 an ihren unteren Ende besteht, und einer Quetscheinrichtung 330, die um einen Drosselbereich 322 der Röhre 320 herum angeordnet ist, die eine Tragevorrichtung 331 umfasst, angeordnet auf einer ersten Seite der Röhre 320 und ein Quetschelement 332, angeordnet auf der entgegengesetzten Seite der Röhre 320. Eine Vielzahl von Komponenten sind von der Füllvorrichtung 300, die in 14 gezeigt ist, aus Gründen der Klarheit entfernt worden.
Die Tragevorrichtung 331 der Quetscheinrichtung 330 ist fest mit der Trageeinrichtung 310 verbunden und bildet eine konkav gekrümmte quetschende Oberfläche 333, die der Röhre 320 zugewandt ist. Das Quetschelement 332 ist kreisförmig und hängt von der Trageinrichtung 310 in einer asymmetrischen schwenkbaren Weise. Deshalb bildet das Quetschelement 332 eine konvexe quetschende Oberfläche 334, die der Röhre 320 und der Trageeinrichtung 331 zugewandt ist. Das Quetschelement 332 ist auf eine Weise schwenkbar, wie sie durch den Doppelpfeil 335 angedeutet wird, und öffnet deshalb die Leitung 315 durch eine kombinierte Bewegung abwärts und auswärts weg von der Röhre 320 und verschließt die Leitung 315 durch eine kombinierte Bewegung aufwärts und nach innen in Richtung der Röhre 320. Dadurch, dass das Verschließen in einer kombinierten Quetschbewegung und Aufwärtsbewegung stattfindet, wird ein subatmosphärischer Druck in der Röhre 320 abwärts der Quetscheinrichtung 330 erzeugt, wodurch ein Tropfen von der Fülldüse zwischen Füllvorgängen verhindert wird.
Die Füllvorrichtung 300 umfasst auch eine Steuereinrichtung (nicht gezeigt), die das Öffnen und Schließen der Leitung 315 mit Hilfe der Quetscheinrichtung 330 steuert. Die Steuereinrichtung ist auch mit einem Messgerät (nicht gezeigt) verbunden, um die durchgegangene Flüssigkeitsmenge zu messen. Die Steuereinrichtung ist so eingerichtet, dass sie die Messung zur gleichen Zeit beginnt, bei der sich die Leitung 315 öffnet und die Leitung entsprechend eines vorbestimmten gemessenen Betrags verschließt. Das Messgerät kann auf verschiedene Weise ausgestaltet sein, z. B. zur Messung des Gewichtes der Behälter 10 während des Füllens, Messung des Volumens das durch die Leitung 315 fließt oder Messung der Zeit, die vergangen ist, nachdem die Leitung 315 geöffnet wurde.
Die Trageeinrichtung 310, die die Röhre 320 und die Quetscheinrichtung 330 trägt, ist vertikal in einem Rahmen 340 in einer solchen Weise einzustellen, dass die Fülldüse 325 in den Behälter 10 eingeführt werden kann, um den Füllvorgang zu beginnen, und von dem Behälter nach dem Füllen entfernt werden kann.
Auf dem Rahmen 340 ist eine Öffnungseinrichtung 350 in Form von zwei schwenkbaren Öffnungsarmen 352 angeordnet, an deren Enden Saugnäpfe 354 befestigt sind. Die Saugnäpfe sind mit einer Vakuumquelle verbunden. Durch das Schwenken der Saugnäpfe 354 mittels der Öffnungsarme 352 an die Seiten der Leitungseinrichtung 16 des Behälters 10 und das Ansaugen mit den Saugnäpfen 354, während zur gleichen Zeit die Öffnungsarme 352 leicht auswärts geschwenkt werden, öffnet sich die Leitungseinrichtung 16, so dass die Fülldüse 352 in diese eingeführt werden kann, was durch Abwärtsbewegen der Trageeinrichtung 310 verursacht wird.
14 zeigt auch ein Paar Förderarme 345, die auf drehbaren Förderstangen 346 angeordnet sind, die sich hin und her bewegen können. Wenn eine Bahn 210 aus Behältern 10 befördert wird, werden die Förderarme 345 zum Erfassen der Bahn 210 geschwenkt, worauf die Förderstangen 346 eine Schubbewegung in die Förderrichtung der Bahn 210 ausführen, um die Bahn 210 zu bewegen. Anschließend werden die Förderarme 345 von der Bahn 210 weggeschwenkt und die Förderstangen 346 werden an ihre Anfangsposition zurückgeführt, um den Vorgang zu wiederholen.
Die Fülldüse 325, die in 20 und 21 näher gezeigt ist, hat einen Endabschnitt 326 mit länglichem Querschnitt, der sich zu einem länglichen Auslass 27 verjüngt, mit gegenüberliegenden Kantenabschnitten 328, die ineinander greifen. Der Endabschnitt 326 verjüngt sich auch leicht in der Längsrichtung des länglichen Querschnitts, wie aus 20 hervorgeht. Die Fülldüse 325 ist aus elastischem Material hergestellt, vorzugsweise ein Kunststoff, z. B. Silicongummi, und ist selbstverschließend, d. h. die Endabschnitte 328 des Auslasses 327 greifen ineinander, um den Auslass 327 in Abwesenheit der Zuführung von äußeren Kräften abzudichten. Die Fülldüse hat an ihrem Ende, das dem Endabschnitt 326 abgewandt ist, einen Verbindungsabschnitt 329, der mit der Füllleitung 315 zu verbinden ist. Eine so ausgestaltete Fülldüse 325 ist besonders geeignet, um in die Leitungseinrichtung 16 des Behälters 10 eingeführt zu werden und gegen deren Innenseite abzudichten.
15 ist eine Seitenansicht einer Füllvorrichtung 300, wie der in 14 gezeigten. Es ist eine Kammer 360 gezeigt, die um die Fülldüse 325 und die Leitungseinrichtung 16 des Behälters 10 herum angeordnet ist, wobei die genannte Kammer umfasst: eine Schiene 362, in der die Leitungseinrichtung 16 geführt wird, einen Balgen 364, der die Fülldüse 325 umgibt, und eine Zuführleitung 366 für steriles Gas, wie etwa heiße sterile Luft.
15 zeigt eine Bahn 210 aus Behältern 10, die in eine Füllvorrichtung 300 in Richtung des Pfeils 3 geleitet werden, was die Transportrichtung der Bahn darstellt. In der Position A ist ein geschlossener Behälter 10 gezeigt, dessen Leitungseinrichtung 16 an seinem äußeren Endbereich 18 versiegelt wird. Eine Öffnungseinrichtung in Form einer Schneidevorrichtung 370 mit einem Motor 374 und rotierenden Schneideklingen 372, die auf jeder Seite der Bahn 210 angeordnet sind und von denen nur eine gezeigt ist, ist in der Schiene 362 angeordnet, um den Behälter 10 zu öffnen, indem der versiegelte Endabschnitt 18 der Leitungseinrichtung 16 abgeschnitten wird.
In Transportrichtung 3 gesehen, ist nach der Schneidevorrichtung 370 die Fülldüse 325 der Füllleitung 315 angeordnet, und einen Schritt weiter, ist eine Siegelstation 380, die näher in 18 und 19 gezeigt ist, zu finden, die zwei heiße Pressbacken 382 umfasst, die auch in 16 gezeigt sind und auf Haltearmen 284 befestigt sind, um die Leitungseinrichtung 16 des gefüllten Behälters 10 abzudichten.
Die Schiene 362, deren Aussehen in 16 und 17 näher gezeigt ist, ist länglich und hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einem Schlitz 363, der in ihrer Unterseite gebildet ist, und in dem die Leitungseinrichtung 16 geführt wird. Der Schlitz 363 ist in der Nähe der Fülldüse 325 zu einer elliptischen Öffnung 365 aufgeweitet, um das Öffnen der Leitungseinrichtung 16 und das Einführen der Fülldüse 325 in diese zu ermöglichen. Weiterhin umfasst die Schiene 362 in der Nähe der Fülldüse 325 einen zylindrischen Verbindungsabschnitt 368, der auf ihrer Oberseite angeordnet ist und für den Balgen 364 geeignet ist.
Im Betrieb der Füllvorrichtung 300 fließt steriles Gas durch eine Zuführleitung 366 in den Balgen 364 und weiter in die Schiene 362. Das Gas entweicht dann durch den Schlitz 363. Der Balgen 364 ermöglicht eine sterile Umgebung um die Fülldüse 325 herum, während zur gleichen Zeit die Düse ungehindert angehoben und gesenkt werden kann. Durch die Kammer 360 wird auf einfache und zuverlässige Weise gesichert, dass das Füllen in einer sterilen Umgebung geschieht.
Wenn ein leerer und zuvor sterilisierter Behälter 10 gefüllt wird, wird er zuerst in die sterile Umgebung in der Schiene 362 eingesetzt, woraufhin der zusammengelegte und leere Behälter 10 in der Schneidevorrichtung 370 geöffnet wird. Der geöffnete Behälter 10 wird dann zu der Fülldüse 325 befördert, benachbart zu der die Öffnungseinrichtung 350 die Leitungseinrichtung 16 ausdehnt und die Fülldüse 325 in diese eingeführt wird. In diesem Zusammenhang öffnet die Quetscheinrichtung 330 und der Behälter 10 wird mit Milch gefüllt, was dessen Volumen vergrößert, und das Messgerät beginnt die Flüssigkeitsmenge, die dem Behälter zugeführt wurde, zu messen. Wenn ein vorbestimmter Betrag gemessen wurde, schließt daraufhin die Quetscheinrichtung 330. Beim Schließen bildet sich ein subatmosphärischer Druck in der Röhre 320 in der Nähe der Fülldüse 325 und dichtet deshalb ihre Auslassöffnung ab. Der Behälter 10 wird dann weiter zu der Siegelstation 380 befördert, wo er ein weiteres Mal versiegelt wird.
Aufgrund der Tatsache, dass unsaubere Luft aus der Umgebung keine Gelegenheit erhält, nach der Sterilisation in den Behälter 10 einzutreten, ergibt sich für die in dem Behälter 10 enthaltene Flüssigkeit eine extrem hygienische Umgebung.
Beim Säubern der Füllvorrichtung 300 wird die Schiene 362 zusammen mit dem Balgen 364 mittels einer Ablösevorrichtung 367 entfernt. Diese Teile werden dann in getrennten Bädern gesäubert. Eine Reinigungskappe (nicht gezeigt) mit einer Röhrenverbindung ist um die Fülldüse befestigt, wodurch ein Reinigungsmittel in der Füllleitung 315 und um die Fülldüse 325 zirkulieren kann. Dann wird die Reinigungskappe entfernt und die Schiene 362 mit dem Balgen 364 wird ein weiteres Mal befestigt. Der Schlitz 363 der Schiene 362 wird dann auf eine gasdichte Weise mit Hilfe einer Sammeleinrichtung abgedichtet, die einen Auslass hat, woraufhin die Fülldüsen 325 nach unten in eine Füllposition bewegt werden und eine Sterilisation mit Wasserstoffperoxid (H₂O₂) durchgeführt wird, wobei das Gas durch den Einlass 366 zugeführt wird und durch den Auslass der Sammeleinrichtung abgeführt wird. Nach Entfernung der Sammeleinrichtung und nachdem Milch durch die Füllleitung 315 geflossen ist, kann die Produktion wieder beginnen. Deshalb ist die Füllvorrichtung einfach sauber zu halten und zu säubern, wodurch gute hygienische Bedingungen gesichert werden.
Obwohl nur Vorrichtungen zum Herstellen und Füllen eines Behälters mit einer separaten Leitungseinrichtung, die zwischen seinen Seitenwänden eingesetzt ist, beschrieben wurde, ist einzusehen, dass durch geeignete Modifikationen diese Vorrichtungen auch verwendet werden können, um Behälter herzustellen, deren Leitungseinrichtung integral mit den Seitenwänden des Behälters ausgebildet sind. Der Umfang der Erfindung wird deshalb nur durch die angefügten Ansprüche bestimmt.

Claims

Leerer Behälter, der mit flüssigem oder pulverförmigem Inhalt zu füllen ist und umfasst: Wände (12, 14; 12', 14', 112, 114), die miteinander verbunden sind und eine Kammer (40; 140) bilden und die zwei einander gegenüberliegende Seitenwände (12; 12'; 112), die an einem gemeinsamen Verbindungsabschnitt (20; 20'; 120) verbunden sind, und eine Wand (14; 14') enthalten, die mit den zwei Seitenwänden (12; 12'; 112) verbunden ist und eine Bodenwand in dem Behälter bildet, wobei die Wände flexibel sind, so dass das Volumen der Kammer von der relativen Position der Wände (12, 14; 12', 14'; 112, 114) abhängt, der Behälter eine Leitungseinrichtung (16; 16'; 116) aufweist, die an dem Verbindungsabschnitt zwischen den zwei Seitenwänden (12; 12'; 112) ausgebildet ist und sich von der Kammer (40; 140) zur Außenseite des Behälters (10; 10'; 110) erstreckt und die so ausgebildet ist, dass sie eine Ausgießleitung bildet, über die der Inhalt aus der Kammer (40; 140) auszugießen ist, die Leitungseinrichtung eine flexible Wand mit einer einheitlichen Materialzusammensetzung über ihre gesamte Länge aufweist und abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass: die Kammer (40; 140) geschlossen ist; die Leitungseinrichtung (16; 16'; 116) mittig an der in Bezug auf die Bodenwand (14; 14') gegenüberliegenden Seite des Behälters angeordnet ist; und die Leitungseinrichtung (16; 16'; 116) so ausgebildet ist, dass sie eine Einfüllleitung bildet, über die der Inhalt der Kammer (40; 140) zugeführt wird.
Behälter nach Anspruch 1, wobei die Kammer (40; 140) steril ist.
Behälter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leitungseinrichtung an ihrer Innenseite ein heißsiegelbares Material umfasst.
Behälter nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Wand der Leitungseinrichtung aus dem gleichen Material besteht wie die Behälter-Seitenwände (12; 12'; 112).
Behälter nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die Abschlusskante (18) der Leitungseinrichtung (16; 16') durch die Innenflächen der Leitungseinrichtung (16; 16') abgedichtet ist, die miteinander verschweißt sind.
Behälter nach Anspruch 5, der sich in flachem Zustand befindet.
Behälter nach einem vorangehenden Ansprüche, der eine Trageeinrichtung (30) aufweist, die einen Öffnungsbereich (33) hat, der in dem Verbindungsabschnitt (20; 20') angeordnet ist.
Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verbindungsabschnitt (20; 20') an zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Kammer (40) Begrenzungslinien (28) aufweist, die zu der Kammer hin gerichtet sind und die sich in einem Mittelbereich (44) an den Bodenbereich (42) angrenzend parallel von der Bodenwand (14; 14') erstrecken und sich in einem gebogenen Bereich (46) an den Mittelbereich (44) angrenzend bogenförmig aufeinander zu zu der Leitungseinrichtung (16; 16') erstrecken.
Behälter nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Leitungseinrichtung (16') integral mit den Behälter-Seitenwänden (12') ausgebildet ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1–8, wobei die Leitungseinrichtung (16; 116) als ein separates Teil ausgeführt ist, das zwischen die Seitenwände (12; 112) eingeführt ist und sich quer zu dem Verbindungsabschnitt (20; 120) erstreckt.
Behälter nach Anspruch 10, wobei sich die Leitungseinrichtung (116) über eine Strecke von dem Verbindungsabschnitt (120) nach innen erstreckt, die Seitenwände (112) einen vorstehenden Abschnitt (113) umfassen, der die Leitungseinrichtung (116) umgibt und der in dem Verbindungsabschnitt (120) an jeder Seite der Leitungseinrichtung (116) einen gekrümmten Abschnitt (122) und einen Kantenabschnitt (124) aufweist, der sich von dem gekrümmten Abschnitt (122) parallel zu der Leitungseinrichtung (116) erstreckt.
Behälter nach Anspruch 11, wobei das innere Ende (117) der Leitungseinrichtung (116) abgedichtet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Behälters (10; 10') nach einem der Ansprüche 1–12, das die folgenden Schritte umfasst: Herstellen des Behälters mit zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (12; 12') und einer Bodenwand (14; 14'); Ausbilden einer Leitungseinrichtung (16; 16') zwischen den zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (12; 12') an einer Mittelposition an der in Bezug auf die Wand (14), die den Boden in dem Behälter bildet, gegenüberliegenden Seite, so dass sich die Leitungseinrichtung (16; 16') von der Kammer (40) zur Außenseite des Behälters (10; 10') erstreckt; Verbinden der Seitenwände (12; 12') an einem Verbindungsabschnitt (20; 20'); Abdichten der Leitungseinrichtung (16; 16') und damit des dazugehörenden Behälters.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Leitungseinrichtung (16; 16') so ausgeführt ist, dass sie sich über eine Strecke von der Oberkante des Behälters (10; 10') weg erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Behälter (10; 10') sterilisiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–15, wobei die Leitungseinrichtung (16') integral mit den Behälter-Seitenwänden (12') ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–15, wobei die Leitungseinrichtung (16) als ein separates Teil ausgebildet wird, das zwischen die Seitenwände (12) des Behälters eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei dem Schritt des Ausbildens der Leitungseinrichtung (16) zwischen den Seitenwänden (12) der Schritt des Trennens der Seitenwände (12) vorangeht.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Leitungseinrichtung (16) zwischen die Seitenwände (12) eingeführt wird, während der Behälter (10) und die Leitungseinrichtung (16) in einer gemeinsamen Bewegungsrichtung transportiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17–19, wobei eine Vielzahl von Behältern (10) aus einer Bahn (210) bestehen und als solche transportiert werden und eine Vielzahl von Leitungseinrichtungen (16) der Bahn (210) zugeführt wird, um sie in der Bahn (210) zwischen den Seitenwänden der Behälter (10) anzuordnen.
Verfahren zum Füllen eines Behälters (10; 10') nach einem der Ansprüche 1–12 mit flüssigem oder pulverförmigen Inhalt, das die folgenden Schritte umfasst Öffnen von außen, indem die abgedichtete Leitungseinrichtung (16; 16') des Behälters (10; 10') unter Verwendung einer Schneideinrichtung (370) geschnitten wird, die das abgedichtete Ende der Leitungseinrichtung (16; 16') abschneidet, und dann Aufweiten der Leitungseinrichtung mit einer Öffnungseinrichtung (350), Einführen einer Fülldüse (325) in die Leitungseinrichtung (16; 16') und Anordnen der Fülldüse (325), so dass sie an der Innenseite der Leitungseinrichtung (16; 16') abdichtet, und Einleiten des Inhaltes in den Behälter (10; 10') über die Fülldüse (325), wobei gleichzeitig das Volumen der Kammer (40) vergrößert wird, indem die Wände getrennt werden.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei ein Füllleitung (315), die mit der Fülldüse (325) verbunden ist, in einem Drosselabschnitt (322) geöffnet wird, der in der Leitung (315) enthalten ist und in dem die Leitung (315) eine verformbare Röhre (320) umfasst, mit einer Quetscheinrichtung (330), die auf die Seiten der Röhre (120) wirkt, und die von einer Quetschposition aus bewegt wird, um mit dem Füllvorgang zu beginnen, wobei die Leitung (315), die von der Quetscheinrichtung (330) geschlossen wird, an die Quetschposition zurückgeführt wird, um den Füllvorgang zu beenden.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Menge an Flüssigkeit, mit der der Behälter (10; 10') gefüllt wird, gemessen wird und der Messvorgang beginnt, wenn die Leitung (315) geöffnet wird, und die Leitung (315) in Reaktion darauf geschlossen wird, dass eine vorgegebene Menge gemessen worden ist.
Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 21–23, die eine Öffnungseinrichtung (350), die so eingerichtet ist, dass sie den Behälter durch Schneiden öffnet, und eine Fülldüse (325) umfasst, die in dem Ende einer Füllleitung (315) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass: die Öffnungseinrichtung (350) so eingerichtet ist, dass sie die Leitungseinrichtung (16; 16') des Behälters (10; 10') öffnet und aufweitet, nachdem ihr abgedichtetes Ende unter Verwendung einer Schneideinrichtung (370) abgeschnitten worden ist; und die Fülldüse (325) einen sich verjüngenden Endabschnitt (326) aufweist, der im Querschnitt länglich ist und in die Leitungseinrichtung (16; 16') einzuführen ist und an der Innenseite derselben nach dem Öffnen der Leitungseinrichtung (16; 16') abdichtet.
Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Fülldüse (325) aus einem elastischen Material, vorzugsweise Kunststoff, besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, wobei die Fülldüse (325) in dem Endabschnitt (326) einen länglichen Auslass (327) mit einander gegenüberliegenden Kantenabschnitten (328) aufweist, die vorzugsweise miteinander in Kontakt sind, um den Auslass (327) abzudichten, wenn keine äußeren Kräfte wirken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24–26, die eine Kammer (360) umfasst, die den Endabschnitt (326) der Fülldüse (325) umgibt und eine Einschließeinrichtung (364) für die Leitungseinrichtung sowie einen Gaseinlass (366) aufweist, um eine aseptische saubere Umgebung in der Kammer (360) zu gewährleisten, wenn der Behälter (10; 10') gefüllt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24–27, wobei die Füllleitung (315) einen Drosselabschnitt (322) zum Steuern eines Stroms von Flüssigkeit durch die Füllleitung (315) umfasst und der Drosselabschnitt (322) eine verformbare Röhre (320) sowie eine Quetscheinrichtung (330) umfasst, die so eingerichtet ist, dass sie auf die Seiten der Röhre (320) wirkt und entlang der Röhre (320) angeordnet ist.