EP3019405B1 - Vorrichtung und verfahren zum auffalten, befüllen und verschliessen von packungsmänteln - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum auffalten, befüllen und verschliessen von packungsmänteln Download PDF

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EP3019405B1
EP3019405B1 EP14727547.3A EP14727547A EP3019405B1 EP 3019405 B1 EP3019405 B1 EP 3019405B1 EP 14727547 A EP14727547 A EP 14727547A EP 3019405 B1 EP3019405 B1 EP 3019405B1
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EP
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cells
packing
packing sleeves
aseptic chamber
folding
Prior art date
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SIG Technology AG
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    • B65B7/16—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons
    • B65B7/20—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by folding-down preformed flaps

Definitions

  • the invention relates to an apparatus for unfolding, aseptically filling and aseptically closing packaging coats, comprising: a transport device comprising a conveyor belt and cells connected to the conveyor belt for transporting the packaging coats, a device for unfolding and feeding the packaging coats to the cells of the transport device, a device for Sterilizing the packaging shells of a device for folding and closing the bottom surfaces of the packaging shells, means for filling the packaging shells with contents, means for folding and closing the gable surfaces of the packaging shells, and an aseptic chamber.
  • the invention also relates to a method of unfolding, aseptically filling and aseptically sealing packaging sheaths comprising the following steps: a) unfolding and feeding the packaging shells to cells attached to a conveyor belt, b) sterilizing the packaging sheaths, c) folding and closing the bottom surfaces of the packaging sheaths , d) filling the packaging shells with contents, and e) folding and closing the gable surfaces of the packaging sheaths.
  • the term "aseptic” requires, in particular, a germ reduction rate of the filling or packaging plant of at least four orders of magnitude (at least four "log levels", which corresponds to a reduction of at least 99.99%).
  • the germ reduction rate is determined by means of defined test methods with suitable test germs. Not every plant known from the prior art with aseptic or sterile properties can therefore be regarded as “aseptic” in the sense of this invention.
  • Packaging can be made in different ways and from a variety of materials.
  • a widespread possibility of production is to produce a blank from the packaging material, from which by folding and further steps first a packing jacket and finally a packaging is formed.
  • This variant has the advantage, among other things, that the blanks are very flat and can therefore be stacked to save space. In this way, the blanks or packing coats can be made at a different location than the folding and filling of the packaging coats done.
  • a material composites are often used, for example, a composite of several thin layers of paper, cardboard, plastic or metal.
  • Such packaging is widely used, especially in the food industry.
  • An improvement in the durability can be achieved by systems in which the packages are sterilized before filling.
  • the state achieved by the sterilization should be maintained.
  • the means of transport with which the packages are transported for example, conveyor belts or mandrel wheels - completely enclosed by a chamber.
  • This has the purpose of protecting the packages from re-contamination following sterilization.
  • Such a device is for example from the US 4,590,734 , of the US 5,534,222 or the US 4,375,145 known.
  • to arrange the means of transport completely within a chamber has the disadvantage that such chambers must have a very large volume, which must be completely sterilized or, at any rate, must be kept sterile.
  • Another disadvantage of a complete enclosure of the means of transport through a chamber is that the components lying within the chamber are difficult to access for cleaning, maintenance or repair work.
  • the means of transport can not be lubricated in a conventional manner, since conventional lubricants, such as oil or grease, regularly do not meet the hygienic requirements that must be met in the chamber.
  • the volume to be sterilized can be reduced by not enclosing the transport medium along its entire course by a chamber. Instead, the packages to be filled can be introduced together with the means of transport in an aseptic chamber and led out of this chamber after filling and possibly further steps.
  • Such systems are thus more of an aseptic "tunnel" than an aseptic chamber.
  • At the entrance and exit of the tunnel locks are provided to ensure a seal of the tunnel - for example, by a "curtain" of sterile air.
  • Such devices and methods are for example from the WO 2011/002383 A1 known.
  • the problem remains, however, the fact that the means of transport - at least in a portion of the system - are passed through the aseptic tunnel and thus could carry contaminants, for example in the form of lubricant or dust, into the tunnel.
  • the invention has the object, as well as the above-mentioned and previously described method to design and further develop the above-mentioned method such that, despite the most economical use of sterilizing means improved hygiene in the filling of composite packaging achieved becomes.
  • the invention is based on the idea of enclosing only the immediate environment of the packaging jackets to be sterilized from the aseptic chamber.
  • only the cells which carry and guide the packing shells should be arranged inside the aseptic chamber, while the conveyor belt to which the cells are connected is located outside the aseptic chamber.
  • Cells are understood to mean any elements which are suitable for carrying packaging coats, for example clamping elements, frames, containers or the like.
  • a conveyor belt is meant any means capable of moving the cells, for example belts, chains or the like.
  • the solution according to the invention is structurally more complex, it has the considerable advantage that the conveyor belt can not carry any contaminants into the aseptic chamber.
  • the volume of the aseptic chamber may be smaller when the conveyor belt is outside the aseptic chamber.
  • sterilizing agent eg hydrogen peroxide
  • An aseptic chamber is understood to mean a space which is suitable for shielding a certain volume, in particular aseptic air, from an external environment, in particular non-aseptic air. Sterile, ie largely germ-free conditions, for example, by in the WO 2010/142278 A1 described device and generated by the method described therein.
  • the aseptic chamber has a wall with a slot extending in the transport direction.
  • This embodiment is a structurally particularly simple way to let the cells run within the aseptic chamber although the conveyor belt runs outside the chamber.
  • the cells can be guided, for example, through a narrow holding arm, which extends from the conveyor belt through the slot into the interior of the aseptic chamber and is connected there to the cells.
  • the slot is sealed with a seal.
  • the cells at least in the area of the device for sterilizing the packaging coats, the device for folding and closing the bottom surfaces of the packaging coats, the device for Filling the packing shells with contents, and the means for folding and closing the gable surfaces of the packing shells are arranged within the aseptic chamber.
  • the cells are continuously disposed within the same aseptic chamber during said steps and between said steps.
  • the cells are thus introduced into the aseptic chamber before or during the sterilization and again led out of the aseptic chamber during or after the gable folding / sealing.
  • This embodiment can also be spoken of an aseptic "tunnel".
  • the conveyor belt runs constantly outside the aseptic chamber.
  • the entrance and the exit of the aseptic chamber are sealed. This can be done, for example, by a "curtain" of sterile air.
  • a further embodiment of the invention provides that the device has a device for removing the filled and closed packaging jackets from the cells of the transport device.
  • the filled and closed packing shells must be removed from the cells of the transport device so that the cells can again accept new, not yet filled packing shells.
  • This can for example be done by gripping arms that grip the packing shells at the seams that form when sealing the gable surfaces and the bottom surfaces ("fin seams").
  • the gripping arms follow this briefly for the direction and the speed of the conveyor belt.
  • the conveyor belt and the cells are arranged in a horizontal plane.
  • This design ensures that the packing shells are guided in a horizontal plane.
  • This has the advantage that the packing shells and possibly their contents are not exposed to vertical accelerations.
  • the arrangement in a horizontal level has the advantage that all areas of the plant are equally accessible, for example, to carry out cleaning, maintenance or repair work.
  • the device comprises means for pre-folding of the bottom surfaces and the gable surfaces of the packing shells.
  • those fold lines are pre-broken, which are located between adjacent bottom surfaces and adjacent gable surfaces respectively between bottom surfaces and adjacent side surfaces and between gable surfaces and adjacent side surfaces.
  • the purpose of this pre-breaking is to make the fold lines more flexible, so that the final folding can be faster, easier and more precise.
  • the reliability of the device can be increased by providing according to a further embodiment of the invention, that the device comprises at least one means for discharging defective packing coats from the cells and - if the device is arranged in the region of the aseptic chamber - from the aseptic chamber , Defective packing shells may cause the device to come to a standstill. For example, an improperly folded packing sheath could fall out of the cells. In addition, a bad folding could lead to a sufficiently tight seal of the soil or the gable succeed. Both a packing sheath that has fallen out of the cell and a leaking packing sheath could cause the contents not to remain in the packing sheath when being filled but to contaminate the device, which often requires several hours of cleaning and disinfection of the device.
  • sensors in particular optical sensors are provided which determine the state of the packaging shells. Since it would be associated with a high cost to replace the defective packaging coats by proper packing coats, it is instead proposed to the filling and the other processing steps in the Area of that cell, which carries the defective packing jacket or no packing jacket, suspend or at least stop.
  • the device has a device for finishing the packaging shells, in particular for applying the ears of the packaging shells.
  • the final production brings the already filled and sealed packing coats into their ready-to-sell form.
  • protruding areas of packaging material ears
  • a fixation of the ears can be done for example by a treatment with hot air or adhesive.
  • the packing shells have already been removed from the cells in the area of final production.
  • a further increase in hygiene can be achieved according to a further embodiment of the invention in that the device has a device for conditioning the cells, in particular for cleaning, disinfecting and / or drying the cells.
  • the conditioning device is preferably arranged between the device for removing the packaging shells and the device for feeding the packaging sheaths. This has the advantage that the cells in this area do not wear packing coats, so that the cleaning, disinfection and drying of the cells can be done very thoroughly.
  • the device for filling the packaging coats with contents is a rotary machine.
  • the advantage of a rotary machine lies above all in a more compact construction of the device, since the region in which the conveyor belt is deflected is also utilized for filling the packing shells.
  • the rotary machine preferably has co-rotating filling outlets.
  • the object described above is achieved in that the cells at least in a partial area be passed through an aseptic chamber while the conveyor belt is guided outside the aseptic chamber.
  • the cells are guided through the aseptic chamber at least during steps b), c), d) and e).
  • Limiting the guidance of the cells in the aseptic chamber to the hygienically particularly critical steps of sterilization, bottom folding / sealing, filling and gable folding / sealing makes it possible to reduce the volume to be kept sterile.
  • the cells are introduced into the aseptic chamber before or during sterilization and removed again from the aseptic chamber during or after the gable folding / sealing.
  • a further teaching of the invention provides that after step a) and before step b) the following step is carried out: aa) pre-folding of the bottom surfaces and / or the gable surfaces of the packing shells.
  • those fold lines are pre-broken, which are located between adjacent bottom surfaces and adjacent gable surfaces respectively between bottom surfaces and adjacent side surfaces and between gable surfaces and adjacent side surfaces.
  • the purpose of this pre-breaking is to make the fold lines more flexible, so that the final folding can be faster, easier and more precise.
  • both the bottom surfaces and the gable surfaces are prefolded before step b) (sterilization). This has the advantage that dust formed during the prefolding does not affect the result of the sterilization.
  • the bottom surfaces are prefolded before step c) and that the gable surfaces are prefolded before step e).
  • step a in particular after step aa) and before step b), the following step is carried out: ab) removal of defective packing shells from the cells of the transport device.
  • step c) and before step d the following step is carried out: ca) removal of defective packaging coats from the cells of the transport device and from the aseptic chamber.
  • the packing shells are guided along a circular path during step d).
  • the leadership of the packaging coats along the circular path has the advantage of a compact design of the device.
  • the packing shells are guided obliquely in the region of the filling device.
  • a further embodiment of the invention provides that after step e) the following step is carried out: f) removing the filled and sealed packing shells from the cells of the transport device.
  • the removal of the packaging coats is required in a device with endlessly circulating conveyor belt in order to be able to load the cells again with packing coats.
  • step f) it is proposed that the following step be carried out after step f): g) Finishing the packing shells, in particular applying the ears of the packing shells. By finishing the packing coats are brought into a salable condition.
  • step f) the following step is carried out: h) Conditioning of the cells of the transport device, in particular cleaning, disinfecting and / or drying the Cells of the transport device.
  • the hygiene of the process can be further improved.
  • the steps g) (final production) and h) (conditioning) can take place simultaneously, since the packaging coats are no longer in the cells during final production, which are to be conditioned.
  • a particularly uniform and thus low-wear operation can be achieved by the conveyor belt and the cells have a constant speed after a further embodiment of the method.
  • the speed of the conveyor belt is changed, wherein the speed is always greater than zero.
  • a cyclic variation of the speed in particular a fluctuation about an average, can be provided.
  • the conveyor belt should therefore be stopped at any time, as would be the case with an intermittent operation.
  • a cyclic variation of the speed of the conveyor belt allows an optimization of certain process steps, for example, the introduction of the packaging coats into the cells.
  • the conveyor belt and the cells are guided in a horizontal plane.
  • an advantage of the arrangement in a horizontal plane lies in the avoidance of vertical accelerations as well as in a good accessibility of the packing shells and in a simpler construction of the device.
  • the aseptic chamber can not be hermetically sealed in operation despite seals and locks.
  • continuous delivery of sterile air into the aseptic chamber is suggested.
  • sterile air in small quantities from the incompletely dense Aseptic chamber escapes. In this way, the inflow of nonsterile air into the aseptic chamber is prevented.
  • Fig. 1A shows a known from the prior art blank 1, from which a packing jacket can be formed.
  • the blank 1 may comprise a plurality of layers of different materials, for example paper, cardboard, plastic or metal, in particular aluminum.
  • the blank 1 has a plurality of fold lines 2, which are intended to facilitate the folding of the blank 1 and divide the blank 1 into several areas.
  • the blank 1 may be divided into a first side surface 3, a second side surface 4, a front surface 5, a rear surface 6, a sealing surface 7, bottom surfaces 8 and gable surfaces 9.
  • a packing jacket can be formed by the blank 1 is folded such that the sealing surface 7 connected to the front surface 5, in particular can be welded.
  • Fig. 1B shows a known from the prior art packing jacket 10 in the flat folded state.
  • the packing jacket 10 is made of the in Fig. 1A formed blank 1 formed.
  • the blank 1 has been folded such that the sealing surface 7 and the front surface 5 are arranged overlapping, so that the two surfaces can be welded together flat.
  • the result is a longitudinal seam 11.
  • the packing jacket 10 is shown in a flat folded state. In this state, a side surface 4 (in Fig. 1B hidden) under the front surface 5 while the other side surface 3 on the rear surface 6 (in Fig. 1B covered).
  • a plurality of packing shells 10 can be stacked particularly space-saving. Therefore, the packing shells 10 are often stacked at the place of manufacture and transported in batches to the place of filling Only there the packing shells are stacked and unfolded to be filled with contents, such as food.
  • Fig. 1C is the packing jacket 10 made 1B shown in the unfolded state. Again, those are already related Fig. 1A or Fig. 1B described Provided areas of the packing jacket with corresponding reference numerals.
  • the unfolded state is understood to mean a configuration in which an angle of approximately 90 ° forms between the two respectively adjacent surfaces 3, 4, 5, 6, so that the packing jacket 10 has a square or rectangular shape, depending on the shape of these surfaces Cross section has. Accordingly, the opposite side surfaces 3, 4 are arranged parallel to each other. The same applies to the front surface 5 and the rear surface 6.
  • FIGS. 1D and 1E show the packing jacket 10 from Fig. 1C in the filled and closed state.
  • a fin seam 12 is produced after closure.
  • protruding areas of excess material which are also referred to as "ears" 13 are formed in the edge regions of the bottom surfaces 8 and the gable surfaces 9.
  • Fig. 1D stand the fin seams 12 and ears 13 from.
  • Fig. 1E Both the fin seams 12 and the ears 13 were applied, such as by adhesive bonding.
  • Fig. 2 shows a device 14 according to the invention for unfolding, filling and closing of packaging shells 10 in a plan view.
  • the device 14 initially comprises a transport device, in which it is in the in Fig. 2 illustrated and so far preferred embodiment is a circulating, endless conveyor belt 15 with attached cells 16 for receiving and transporting the pack coats 10.
  • the conveyor belt 15 and the cells 16 are preferably arranged in a horizontal plane.
  • the device 14 also comprises a device 17 for unfolding and feeding the packing shells 10 to the transport device.
  • This device 17 comprises a singulator 18 for singulating and providing the flat Packing jackets 10 and a transfer unit 19.
  • the singulator 18 may be, for example, a magazine from which the flat packing shells 10 are pushed out individually.
  • the transfer unit 19 can be designed, for example, as a rotating drum with suction elements for sucking the packing shells 10.
  • the device 17 is also referred to as "infeed".
  • Vorfaltung is a first means 20 for discharging defective packing coats 10 from the cells 16 of the transport device provided.
  • the device 20 may comprise a sensor.
  • the device 14 has a device 21 for sterilizing the pack coats 10. This may be from the WO 2010/142278 A1 act known device.
  • a device 22 for folding and closing the bottom surfaces 8 of the packing shells 10 is provided as part of the device 14, followed by a second device 20 for discharging defective packaging sheaths 10.
  • the closing of the bottom surfaces 8 can be effected by activation of the packaging material with hot air or by suitable welding or adhesive methods.
  • the devices 24, 21, 22 are arranged in a region in which the cells 16 of the transport device are guided along a straight line.
  • the in Fig. 2 Device 14 shown means 23 for filling the packaging coats 10 with contents.
  • This device 23 is designed as a rotary, so that the packing shells 10 are guided in the region of this device 23 along a circular path.
  • the packaging shells 10 are guided into a device 24 for folding and closing the gable surfaces 9 of the packaging shells 10.
  • the closing of the gable surfaces 9 can also be done by activation of the packaging material with hot air or by suitable welding or adhesive methods.
  • the device 14 also comprises a device 25 for removing the now filled and sealed packing jackets 10 from the cells 16 of the transport device.
  • This device 25 may comprise, for example, gripping arms and a conveyor belt for guiding the packing sheaths 10 removed from the transport device away from the device 14.
  • the device 25 is also referred to as "outfeed”.
  • a device 26 is provided for the final production of the packing shells 10, by which is meant, for example, the application and sticking of the protruding "ears" 13 of the packing shells 10.
  • a device 27 for conditioning the cells 16 is provided. This device 27 is arranged between the "outfeed” 25 and the “infeed” 17 and is therefore located in a region in which the cells 16 do not carry packing shells 10. In this way, the cells 16 can be conditioned particularly well by the device 27, which means, for example, a cleaning, disinfecting or drying of the cells 16.
  • device 14 is characterized by a specially trained aseptic chamber 28.
  • the cells 16 of the transport device are arranged at least in the region of the devices 21, 22, 23 and 24 within the aseptic chamber 28. In this way, the degree of sterility achieved in the device 21 by the sterilization can largely be maintained in the following devices 22, 23 and 24.
  • Fig. 3 shows a part of in Fig. 2 illustrated device 14 in cross section along in Fig. 2 Plotted sectional plane III-III.
  • the selected view is a cross-section through the aseptic chamber 28.
  • the aseptic chamber 28 has a wall 29 which encompasses the cells 16 of the transport means.
  • the cells 16 have a back wall 30, side walls 31 and - in Fig. 3 not shown - spring elements.
  • the spring elements are made of an elastic material, such as spring steel or a flexible plastic and serve to hold the packing shells 10 in the cells 16 or clamp.
  • the size of the cell 16 is sized to match the size of the package sheath 10 coordinated that both the bottom surfaces 8 and the gable surfaces 9 of the packing shells 10 protrude downwards or upwards out of the cell 16. This facilitates the accessibility of the bottom and gable surfaces 8, 9 so that they can easily be folded and sealed while being held by the cells 16.
  • the rear wall 30 of in Fig. 3 shown cell 16 is connected via a support arm 32 and a mounting plate 33 with the conveyor belt 15.
  • the support arm 32 is led out of the aseptic chamber 28 through a slot 34, this slot 34 being sealed by a seal 35.
  • the cell 16 is disposed within the aseptic chamber 28 and enclosed by the wall 29, while the conveyor belt 15 is disposed outside the aseptic chamber 28.
  • FIG. 4 Finally, the course of a method according to the invention for unfolding, filling and closing of packaging coats 10 is shown in a schematic representation. Already related to Fig. 2 described stations of the device 14 are in Fig. 4 provided with corresponding reference numerals.
  • the packing shells 10 are introduced into the cells 16 of the transport device. This is done by the device 17.
  • the defective packing shells 10 are discharged from the transport device while the proper or undamaged packing shells 10 enter the sterilizer 21 and in the aseptic chamber 28.
  • the folding and sealing of the bottom surfaces 8 takes place in the device 22.
  • the defective packaging shells 10 are again ejected, with the packaging sheaths having to be discharged not only from the transport device but also from the aseptic chamber 28.
  • the packing shells 10 are then filled with contents before the gable surfaces 9 are folded in the device 24 and sealed.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffalten, aseptischen Befüllen und aseptischen Verschließen von Packungsmänteln mit: einer Transporteinrichtung umfassend ein Transportband und mit dem Transportband verbundene Zellen zum Transport der Packungsmäntel, einer Einrichtung zum Auffalten und Zuführen der Packungsmäntel zu den Zellen der Transporteinrichtung, einer Einrichtung zum Sterilisieren der Packungsmäntel einer Einrichtung zum Falten und Verschließen der Bodenflächen der Packungsmäntel, einer Einrichtung zum Befüllen der Packungsmäntel mit Inhalten, einer Einrichtung zum Falten und Verschließen der Giebelflächen der Packungsmäntel, und mit einer aseptischen Kammer.
  • Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Auffalten, aseptischen Befüllen und aseptischen Verschließen von Packungsmänteln umfassend die folgenden Schritte: a) Auffalten und Zuführen der Packungsmäntel zu an einem Transportband befestigten Zellen, b) Sterilisieren der Packungsmäntel, c) Falten und Verschließen der Bodenflächen der Packungsmäntel, d) Befüllen der Packungsmäntel mit Inhalten, und e) Falten und Verschließen der Giebelflächen der Packungsmäntel.
  • Im Sinne der im Folgenden dargestellten und beschriebenen Erfindung wird der Begriff "aseptisch" in Übereinstimmung mit den folgenden Publikationen des VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.) verstanden:
  • Nach den genannten Publikationen setzt der Begriff "aseptisch" insbesondere eine Keimreduktionsrate der Abfüll- bzw. Verpackungsanlage von wenigstens vier Zehnerpotenzen voraus (wenigstens vier "Log-Stufen"; dies entspricht einer Reduktion um mindestens 99,99%). Die Keimreduktionsrate wird anhand definierter Prüfverfahren mit geeigneten Testkeimen bestimmt. Nicht jede aus dem Stand der Technik bekannte Anlage mit aseptischen oder sterilen Eigenschaften kann daher als "aseptisch" im Sinne dieser Erfindung angesehen werden.
  • Verpackungen können auf unterschiedliche Weisen und aus verschiedensten Materialien hergestellt werden. Eine weit verbreitete Möglichkeit der Herstellung besteht darin, aus dem Verpackungsmaterial einen Zuschnitt herzustellen, aus dem durch Falten und weitere Schritte zunächst ein Packungsmantel und schließlich eine Verpackung entsteht. Diese Variante hat unter anderem den Vorteil, dass die Zuschnitte sehr flach sind und somit platzsparend gestapelt werden können. Auf diese Weise können die Zuschnitte bzw. Packungsmäntel an einem anderen Ort hergestellt werden als die Faltung und Befüllung der Packungsmäntel erfolgt. Als Material werden häufig Verbundstoffe eingesetzt, beispielsweise ein Verbund aus mehreren dünnen Lagen aus Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall. Derartige Verpackungen finden insbesondere in der Lebensmittelindustrie große Verbreitung.
  • Auf dem Gebiet der Verpackungstechnik sind zahlreiche Vorrichtungen und Verfahren bekannt, mit denen flach zusammengefaltete Packungsmäntel aufgefaltet, einseitig verschlossen, mit Inhalten befüllt und anschließend vollständig verschlossen werden können.
  • Klassische nicht-aseptische Vorrichtungen und Verfahren zum Auffalten, Befüllen und Verschließen von Verbundverpackungen sind beispielsweise aus der EP 0 112 605 A2 oder der US 3,060,654 bekannt. Bei diesen Anlagen werden die Packungsmäntel typischerweise von Förderbändern oder anderen Transportmitteln von einer Station zu den weiteren Stationen transportiert Die aus der EP 0 112 605 A2 oder der US 3,060,654 bekannten Anlagen haben jedoch den Nachteil, dass die Packungsmäntel an keiner Stelle vor Keimen geschützt sind. Weder ist aktive Entkeimung bzw. Sterilisation vorgesehen, noch ist es vorgesehen, den durch die Sterilisation erreichten Zustand aufrecht zu erhalten. Mit diesen Vorrichtungen und Verfahren lassen sich daher nur Lebensmittel verpacken, die ohnehin innerhalb von kurzer Zeit konsumiert werden müssen oder bei denen eine durchgehende Kühlung ("Kühlkette") sichergestellt werden muss, beispielsweise Fruchtsäfte. Zum Abfüllen und Verpacken von Lebensmitteln, die selbst sterilisiert worden sind, um längere Zeit haltbar zu sein, eignen sich die aus der EP 0 112 605 A2 oder der US 3,060,654 bekannten Vorgehensweisen daher nicht.
  • Eine Verbesserung der Haltbarkeit kann durch Anlagen erzielt werden, bei denen vor der Befüllung eine Sterilisation der Packungen erfolgt. Zudem soll der durch die Sterilisation erreichte Zustand aufrecht erhalten werden. Hierzu werden oftmals die Transportmittel, mit denen die Packungen transportiert werden - beispielsweise Förderbänder oder Dornräder - vollständig von einer Kammer umschlossen. Dies hat den Zweck, die Packungen im Anschluss an die Sterilisation vor einer erneuten Verunreinigung zu schützen. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US 4,590,734 , der US 5,534,222 oder der US 4,375,145 bekannt. Die Transportmittel vollständig innerhalb einer Kammer anzuordnen hat jedoch den Nachteil, dass derartige Kammern ein sehr großes Volumen aufweisen müssen, das vollständig sterilisiert werden muss oder jedenfalls steril gehalten werden muss. Ein weiterer Nachteil einer vollständigen Einhausung der Transportmittel durch eine Kammer liegt darin, dass die innerhalb der Kammer liegenden Bauteile für Reinigungs-, Wartungs- oder Reparaturarbeiten schwer zugänglich sind. Zudem hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass die Transportmittel nicht auf herkömmliche Weise geschmiert werden können, da übliche Schmiermittel, z.B. Öl oder Fett, regelmäßig nicht die hygienischen Anforderungen erfüllen, die in der Kammer eingehalten werden müssen.
  • Das zu sterilisierende Volumen kann verringert werden, indem das Transportmittel nicht entlang seines gesamten Verlaufs von einer Kammer umschlossen wird. Stattdessen können die zu befüllenden Packungen zusammen mit dem Transportmittel in eine aseptische Kammer eingeführt und nach der Befüllung und ggf. weiteren Schritten wieder aus dieser Kammer herausgeführt werden. Es handelt sich bei derartigen Anlagen also eher um einen aseptischen "Tunnel" als um eine aseptische Kammer. Am Eingang und am Ausgang des Tunnels sind Schleusen vorgesehen, die eine Abdichtung des Tunnels - etwa durch einen "Vorhang" aus steriler Luft - sicherstellen sollen. Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind beispielsweise aus der WO 2011/002383 A1 bekannt. Problematisch bleibt jedoch die Tatsache, dass auch die Transportmittel - jedenfalls in einem Teilbereich der Anlage - durch den aseptischen Tunnel geführt werden und auf diese Weise Verunreinigungen, z.B. in Form von Schmiermittel oder Staub, in den Tunnel hineintragen könnten.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher dargestellte Vorrichtung ebenso wie das eingangs genannte und zuvor näher dargestellte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass trotz eines möglichst ökonomischen Einsatzes von Sterilisationsmittel eine verbesserte Hygiene bei der Befüllung von Verbundverpackungen erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 dadurch erreicht, dass die Zellen wenigstens in einem Teilbereich der Vorrichtung innerhalb der aseptischen Kammer angeordnet sind, während das Transportband außerhalb der aseptischen Kammer angeordnet ist.
  • Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, nur das unmittelbare Umfeld der zu sterilisierenden Packungsmäntel von der aseptischen Kammer zu umschließen. Insbesondere sollen nur die Zellen, welche die Packungsmäntel tragen und führen, innerhalb der aseptischen Kammer angeordnet sein, während das Transportband, mit dem die Zellen verbunden sind, außerhalb der aseptischen Kammer angeordnet ist.
  • Unter Zellen werden jegliche Elemente verstanden, die dazu geeignet sind, Packungsmäntel zu tragen, beispielsweise Klemmelemente, Rahmen, Behälter oder dergleichen. Unter einem Transportband wird jedes Mittel verstanden, das geeignet ist, die Zellen zu bewegen, beispielsweise Riemen, Ketten oder dergleichen. Die erfindungsgemäße Lösung ist zwar konstruktiv etwas aufwändiger, hat jedoch den erheblichen Vorteil, dass das Transportband keine Verunreinigungen in die aseptische Kammer hineintragen kann. Zudem kann das Volumen der aseptischen Kammer kleiner ausfallen, wenn das Transportband außerhalb der aseptischen Kammer verläuft. Die Auslagerung des Transportbands und das geringe Kammervolumen ermöglichen trotz eines sparsameren Einsatzes von Sterilisationsmittel (z.B. Wasserstoffperoxid) einen sehr hohen Reinheitsgrad innerhalb der aseptischen Kammer. Hieraus ergibt sich eine besondere Eignung zur Abfüllung von sehr empfindlichen Inhalten wie Lebensmitteln. Unter einer aseptischen Kammer wird ein Raum verstanden, der dazu geeignet ist, ein bestimmtes Volumen, insbesondere aseptische Luft, gegenüber einer äußeren Umgebung, insbesondere nicht-aseptischer Luft, abzuschirmen. Sterile, also weitgehend keimfreie Bedingungen können beispielsweise durch die in der WO 2010/142278 A1 beschriebene Vorrichtung sowie durch das dort beschriebene Verfahren erzeugt werden.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die aseptische Kammer eine Wand mit einem in Transportrichtung verlaufenden Schlitz aufweist. Diese Ausgestaltung stellt eine konstruktiv besonders einfache Möglichkeit dar, die Zellen innerhalb der aseptischen Kammer verlaufen zu lassen obgleich das Transportband außerhalb der Kammer verläuft. Denn die Zellen können beispielsweise durch einen schmalen Haltearm geführt werden, der sich von dem Transportband ausgehend durch den Schlitz in das innere der aseptischen Kammer hinein erstreckt und dort mit den Zellen verbunden ist. Vorzugsweise ist der Schlitz mit einer Dichtung abgedichtet.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zellen wenigstens im Bereich der Einrichtung zum Sterilisieren der Packungsmäntel, der Einrichtung zum Falten und Verschließen der Bodenflächen der Packungsmäntel, der Einrichtung zum Befüllen der Packungsmäntel mit Inhalten, und der Einrichtung zum Falten und Verschließen der Giebelflächen der Packungsmäntel innerhalb der aseptischen Kammer angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Zellen während der genannten Schritte und zwischen den genannten Schritten durchgehend innerhalb derselben aseptischen Kammer angeordnet. Indem die Zellen nur bei den hygienisch besonders kritischen Schritten Sterilisation, Bodenfaltung/-versiegelung, Befüllung und Giebelfaltung/-versiegelung innerhalb der aseptischen Kammer angeordnet sind, kann das steril zu haltende Volumen weiter verringert werden. Die Zellen werden also vor oder während der Sterilisation in die aseptische Kammer eingeführt und während oder nach der Giebelfaltung/-versiegelung wieder aus der aseptischen Kammer herausgeführt. Bei dieser Ausgestaltung kann auch von einem aseptischen "Tunnel" gesprochen werden. Das Transportband verläuft ständig außerhalb der aseptischen Kammer. Vorzugsweise werden der Eingang und der Ausgang der aseptischen Kammer abgedichtet. Dies kann beispielsweise durch einen "Vorhang" aus steriler Luft erfolgen.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zum Entnehmen der befüllten und verschlossenen Packungsmäntel aus den Zellen der Transporteinrichtung aufweist. Die befüllten und verschlossenen Packungsmäntel müssen aus den Zellen der Transporteinrichtung entnommen werden, damit die Zellen wieder neue, noch nicht befüllte Packungsmäntel aufnehmen können. Dies kann beispielsweise durch Greifarme erfolgen, die die Packungsmäntel an den Nähten greifen, die sich bei der Versiegelung der Giebelflächen und der Bodenflächen bilden ("Flossennähte"). Vorzugsweise folgen die Greifarme hierzu kurzzeitig der Richtung und der Geschwindigkeit des Transportbandes.
  • Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Transportband und die Zellen in einer horizontalen Ebene angeordnet sind. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass die Packungsmäntel in einer horizontalen Ebene geführt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Packungsmäntel und ggf. ihr Inhalt keinen vertikalen Beschleunigungen ausgesetzt sind. Zudem hat die Anordnung in einer horizontalen Ebene den Vorteil, dass alle Bereiche der Anlage gleich gut zugänglich sind um beispielsweise Reinigungs-, Wartungs- oder Reparaturarbeiten auszuführen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung Einrichtungen zum Vorfalten der Bodenflächen und der Giebelflächen der Packungsmäntel aufweist. Dabei werden diejenigen Faltlinien vorgebrochen, welche sich zwischen benachbarten Bodenflächen und benachbarten Giebelflächen respektive zwischen Bodenflächen und benachbarten Seitenflächen und zwischen Giebelflächen und benachbarten Seitenflächen befinden. Dieses Vorbrechen hat den Zweck, die Faltlinien flexibler zu machen, so dass die abschliessende Faltung schneller, einfacher und präziser erfolgen kann.
  • Die Zuverlässigkeit der Vorrichtung kann erhöht werden, indem gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorgesehen ist, dass die Vorrichtung wenigstens eine Einrichtung zum Ausschleusen von defekten Packungsmänteln aus den Zellen und - sofern die Einrichtung im Bereich der aseptischen Kammer angeordnet ist - aus der aseptischen Kammer aufweist. Defekte Packungsmäntel können einen Stillstand der Vorrichtung verursachen. Beispielsweise könnte ein nicht ordnungsgemäß gefalteter Packungsmantel aus den Zellen herausfallen. Zudem könnte eine schlechte Faltung dazu führen, dass keine ausreichend dichte Versiegelung des Bodens oder des Giebels gelingt. Sowohl ein aus der Zelle heraus gefallener Packungsmantel als auch ein undichter Packungsmantel könnte dazu führen, dass der Inhalt bei der Befüllung nicht in dem Packungsmantel verbleibt, sondern die Vorrichtung verunreinigt, was eine oftmals mehrstündige Reinigung und Desinfektion der Vorrichtung erforderlich macht. Dies kann durch Einrichtungen vermieden werden, an denen defekte Packungsmäntel ausgesondert bzw. ausgeschleust werden. Hierzu sind vorzugsweise Sensoren, insbesondere optische Sensoren vorgesehen, die den Zustand der Packungsmäntel ermitteln. Da es mit einem hohen Aufwand verbunden wäre, die defekten Packungsmäntel durch ordnungsgemäße Packungsmäntel zu ersetzen, wird stattdessen vorgeschlagen, die Befüllung und die weiteren Bearbeitungsschritte im Bereich derjenigen Zelle, die den defekten Packungsmantel oder gar keinen Packungsmantel trägt, auszusetzen oder jedenfalls anzuhalten.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zur Endfertigung der Packungsmäntel, insbesondere zum Anlegen der Ohren der Packungsmäntel aufweist. Die Endfertigung bringt die bereits befüllten und verschlossenen Packungsmäntel in ihre verkaufsfertige Form. Insbesondere werden bei der Endfertigung abstehende Bereiche aus Verpackungsmaterial ("Ohren") angelegt. Eine Fixierung der Ohren kann beispielsweise durch eine Behandlung mit Heißluft oder Klebstoff erfolgen. Vorzugsweise wurden die Packungsmäntel im Bereich der Endfertigung bereits aus den Zellen entnommen.
  • Eine weitere Steigerung der Hygiene kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung erreicht werden, indem die Vorrichtung eine Einrichtung zur Konditionierung der Zellen, insbesondere zum Reinigen, Desinfizieren und/oder Trocken der Zellen aufweist. Vorzugsweise ist die Konditioniereinrichtung zwischen der Einrichtung zum Entnehmen der Packungsmäntel und der Einrichtung zum Zuführen der Packungsmäntel angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Zellen in diesem Bereich keine Packungsmäntel tragen, so dass die Reinigung, Desinfektion und Trocknung der Zellen besonders gründlich erfolgen kann.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einrichtung zum Befüllen der Packungsmäntel mit Inhalten ein Rundläufer ist. Bei der Befüllung liegt der Vorteil eines Rundläufers vor allem in einer kompakteren Bauweise der Vorrichtung, da auch derjenige Bereich, in dem das Transportband umgelenkt wird, zur Befüllung der Packungsmäntel ausgenutzt wird. Vorzugsweise weist der Rundläufer mitrotierende Füllausläufe auf.
  • Bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 11 wird die zuvor beschriebene Aufgabe dadurch gelöst, dass die Zellen wenigstens in einem Teilbereich des Verfahrens durch eine aseptische Kammer geführt werden, während das Transportband außerhalb der aseptischen Kammer geführt wird.
  • Wie bereits zuvor für die Vorrichtung ausgeführt wurde, liegt ein Vorteil einer Auslagerung des Transportbands aus der aseptischen Kammer in einer kompakteren Form der aseptischen Kammer sowie in einer verbesserten Hygiene.
  • In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Zellen wenigstens während der Schritte b), c), d) und e) durch die aseptische Kammer geführt werden. Eine Beschränkung der Führung der Zellen in der aseptischen Kammer auf die hygienisch besonders kritischen Schritte Sterilisation, Bodenfaltung/- versiegelung, Befüllung und Giebelfaltung/-versiegelung ermöglicht eine Verringerung des steril zu haltenden Volumens. Die Zellen werden hierzu vor oder während der Sterilisation in die aseptische Kammer eingeführt und während oder nach der Giebelfaltung/-versiegelung wieder aus der aseptischen Kammer herausgeführt.
  • Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass nach Schritt a) und vor Schritt b) der folgende Schritt ausgeführt wird: aa) Vorfalten der Bodenflächen und/oder der Giebelflächen der Packungsmäntel. Dabei werden diejenigen Faltlinien vorgebrochen, welche sich zwischen benachbarten Bodenflächen und benachbarten Giebelflächen respektive zwischen Bodenflächen und benachbarten Seitenflächen und zwischen Giebelflächen und benachbarten Seitenflächen befinden. Dieses Vorbrechen hat den Zweck, die Faltlinien flexibler zu machen, so dass die abschliessende Faltung schneller, einfacher und präziser erfolgen kann. Es kann vorgesehen sein, dass sowohl die Bodenflächen als auch die Giebelflächen vor Schritt b) (Sterilisieren) vorgefaltet werden. Dies hat den Vorteil, dass bei der Vorfaltung entstehender Staub das Ergebnis der Sterilisation nicht beeinträchtigt. Ausreichend ist jedoch auch, dass die Bodenflächen vor Schritt c) vorgefaltet werden und dass die Giebelflächen vor Schritt e) vorgefaltet werden.
  • Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Schritt a), insbesondere nach Schritt aa) und vor Schritt b) der folgende Schritt ausgeführt wird: ab) Ausschleusen von defekten Packungsmänteln aus den Zellen der Transporteinrichtung. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass nach Schritt c) und vor Schritt d) der folgende Schritt ausgeführt wird: ca) Ausschleusen von defekten Packungsmänteln aus den Zellen der Transporteinrichtung und aus der aseptischen Kammer. Eine Ausschleusung defekter Packungsmäntel hat vor allem den bereits zuvor beschriebenen Vorteil, dass die Vorrichtung zuverlässiger und möglichst ohne Unterbrechungen arbeitet.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Packungsmäntel während Schritt d) entlang einer Kreisbahn geführt werden. Die Führung der Packungsmäntel entlang der Kreisbahn hat den Vorteil einer kompakten Bauweise der Vorrichtung. Um die durch die Rotation der Befülleinrichtung entstehenden Fliehkräfte auszugleichen, kann vorgesehen sein, dass die Packungsmäntel im Bereich der Befülleinrichtung schräg geführt werden.
  • Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass nach Schritt e) der folgende Schritt ausgeführt wird: f) Entnehmen der befüllten und verschlossenen Packungsmäntel aus den Zellen der Transporteinrichtung. Die Entnahme der Packungsmäntel ist bei einer Vorrichtung mit endlos umlaufendem Transportband erforderlich, um die Zellen erneut mit Packungsmänteln beladen zu können.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass nach Schritt f) der folgende Schritt ausgeführt wird: g) Endfertigung der Packungsmäntel, insbesondere Anlegen der Ohren der Packungsmäntel. Durch die Endfertigung werden die Packungsmäntel in einen verkaufsfertigen Zustand gebracht.
  • Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Schritt f) der folgende Schritt ausgeführt wird: h) Konditionierung der Zellen der Transporteinrichtung, insbesondere Reinigen, Desinfizieren und/oder Trocken der Zellen der Transporteinrichtung. Durch die Konditionierung der Zellen kann die Hygiene des Verfahrens weiter verbessert werden. Vorzugsweise können die Schritte g) (Endfertigung) und h) (Konditionierung) gleichzeitig erfolgen, da sich die Packungsmäntel bei der Endfertigung bereits nicht mehr in den Zellen befinden, die konditioniert werden sollen.
  • Ein besonders gleichmäßiger und somit verschleißarmer Betrieb kann erreicht werden, indem nach einer weiteren Ausbildung des Verfahrens das Transportband und die Zellen eine konstante Geschwindigkeit aufweisen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Geschwindigkeit des Transportbands verändert wird, wobei die Geschwindigkeit stets größer Null ist. Beispielsweise kann eine zyklische Variation der Geschwindigkeit, insbesondere eine Schwankung um einen Mittelwert, vorgesehen sein. Das Transportband soll also zu keiner Zeit angehalten werden, wie dies bei einem intermittierenden Betrieb der Fall wäre. Eine zyklische Variation der Geschwindigkeit des Transportbands ermöglicht eine Optimierung bestimmter Verfahrensschritte, beispielsweise des Einführens der Packungsmäntel in die Zellen.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Transportband und die Zellen in einer horizontalen Ebene geführt werden. Wie bereits zuvor im Hinblick auf die Vorrichtung beschrieben wurde, liegt ein Vorteil der Anordnung in einer horizontalen Ebene in der Vermeidung von Vertikalbeschleunigungen sowie in einer guten Zugänglichkeit der Packungsmäntel sowie in einem einfacheren Aufbau der Vorrichtung.
  • Schließlich ist nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass innerhalb der aseptischen Kammer eine kontinuierliche Zufuhr von steriler Luft erfolgt. Die aseptische Kammer kann im Betrieb trotz Dichtungen und Schleusen nicht absolut luftdicht verschlossen werden. Um zu vermeiden, dass nicht-sterile Luft aus der Umgebung in die aseptische Kammer eindringt, wird eine kontinuierliche Zuführung von steriler Luft in die aseptische Kammer vorgeschlagen. Dies hat zur Folge, dass sterile Luft in geringen Mengen aus der nicht vollständig dichten aseptischen Kammer entweicht. Auf diese Weise wird das Einströmen von nichtsteriler Luft in die aseptische Kammer verhindert.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1A
    einen aus dem Stand der Technik bekannten Zuschnitt zum Falten eines Packungsmantels,
    Fig. 1B
    einen aus dem Stand der Technik bekannten Packungsmantel, der aus dem in Fig. 1A gezeigten Zuschnitt gebildet ist, im flach gefalteten Zustand,
    Fig. 1C
    den Packungsmantel aus Fig. 1B im aufgefalteten Zustand,
    Fig. 1D
    den Packungsmantel aus Fig. 1C im befüllten und verschlossenen Zustand,
    Fig. 1E
    den Packungsmantel aus Fig. 1C im befüllten, verschlossenen und verkaufsfertigen Zustand,
    Fig. 2
    eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auffalten, Befüllen und Verschließen von Packungsmänteln in einer Draufsicht,
    Fig. 3
    einen Teil der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung im Querschnitt entlang der in Fig. 2 eingezeichneten Schnittebene III-III, und
    Fig. 4
    den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Auffalten, Befüllen und Verschließen von Packungsmänteln in einer schematischen Darstellung.
  • In Fig. 1A ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Zuschnitt 1 dargestellt, aus dem ein Packungsmantel gebildet werden kann. Der Zuschnitt 1 kann mehrere Lagen unterschiedlicher Materialien umfassen, beispielsweise Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium. Der Zuschnitt 1 weist mehrere Faltlinien 2 auf, die das Falten des Zuschnitts 1 erleichtern sollen und den Zuschnitt 1 in mehrere Flächen aufteilen. Der Zuschnitt 1 kann in eine erste Seitenfläche 3, eine zweite Seitenfläche 4, eine vordere Fläche 5, eine hintere Fläche 6, eine Siegelfläche 7, Bodenflächen 8 und Giebelflächen 9 unterteilt werden. Aus dem Zuschnitt 1 kann ein Packungsmantel gebildet werden, indem der Zuschnitt 1 derart gefaltet wird, dass die Siegelfläche 7 mit der vorderen Fläche 5 verbunden, insbesondere verschweißt werden kann.
  • Fig. 1B zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Packungsmantel 10 im flach gefalteten Zustand. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1A beschriebenen Bereiche des Packungsmantels sind in Fig 1B mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der Packungsmantel 10 ist aus dem in Fig. 1A gezeigten Zuschnitt 1 gebildet. Hierzu wurde der Zuschnitt 1 derart gefaltet, dass die Siegelfläche 7 und die vordere Fläche 5 überlappend angeordnet sind, so dass die beiden Flächen miteinander flächig verschweißt werden können. Als Ergebnis entsteht eine Längsnaht 11. In Fig. 1B ist der Packungsmantel 10 in einem flach zusammengefalteten Zustand dargestellt. In diesem Zustand liegt eine Seitenfläche 4 (in Fig. 1B verdeckt) unter der vorderen Fläche 5 während die andere Seitenfläche 3 auf der hinteren Fläche 6 (in Fig. 1B verdeckt) liegt. In dem flach zusammengefalteten Zustand können mehrere Packungsmäntel 10 besonders platzsparend gestapelt werden. Daher werden die Packungsmäntel 10 häufig an dem Ort der Herstellung gestapelt und stapelweise zu dem Ort der Befüllung transportiert Erst dort werden die Packungsmäntel abgestapelt und aufgefaltet, um mit Inhalten, beispielsweise mit Lebensmitteln, befüllt werden zu können.
  • In Fig. 1C ist der Packungsmantel 10 aus Fig.1B im aufgefalteten Zustand dargestellt. Auch hier sind die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1A oder Fig. 1B beschriebenen Bereiche des Packungsmantels mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Unter dem aufgefalteten Zustand wird eine Konfiguration verstanden, bei der sich zwischen den beiden jeweils benachbarten Flächen 3, 4, 5, 6 ein Winkel von etwa 90° ausbildet, so dass der Packungsmantel 10 - je nach der Form dieser Flächen - einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist. Dem entsprechend sind die gegenüberliegenen Seitenflächen 3, 4 parallel zueinander angeordnet. Das Gleiche gilt für die vordere Fläche 5 und die hintere Fläche 6.
  • Die Figuren 1D und 1E zeigen den Packungsmantel 10 aus Fig. 1C im befüllten und verschlossenen Zustand. Im Bereich der Bodenflächen 8 und im Bereich der Giebelflächen 9 entsteht nach dem Verschließen eine Flossennaht 12. Zudem bilden sich in den Randbereichen der Bodenflächen 8 und der Giebelflächen 9 abstehende Bereiche aus überschüssigem Material, die auch als "Ohren" 13 bezeichnet werden. In Fig. 1D stehen die Flossennähte 12 und die Ohren 13 ab. In Fig. 1E wurden sowohl die Flossennähte 12 als auch die Ohren 13, etwa durch Klebverfahren, angelegt. Die durch die Giebelflächen 9 entstehenden - also oberen - Ohren 13 sind an die Seitenflächen 3, 4 angelegt, während die durch die Bodenflächen 8 entstehenden - also unteren - Ohren 13 an die Unterseite des Packungsmantels 10 angelegt sind. (Anmerkung: Fig. 1E wird noch entsprechend angepasst!) In Fig. 1E wird der Packungsmantel 10 daher in einem verkaufsfertigen Zustand gezeigt.
  • Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 14 zum Auffalten, Befüllen und Verschließen von Packungsmäntel 10 in einer Draufsicht Die Vorrichtung 14 umfasst zunächst eine Transporteinrichtung, bei der es sich in dem in Fig. 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel um ein umlaufendes, endloses Transportband 15 mit daran befestigten Zellen 16 zur Aufnahme und zum Transport der Packungsmäntel 10 handelt. Das Transportband 15 und die Zellen 16 sind vorzugsweise in einer horizontalen Ebene angeordnet. Die Vorrichtung 14 umfasst zudem eine Einrichtung 17 zum Auffalten und Zuführen der Packungsmäntel 10 zu der Transporteinrichtung. Diese Einrichtung 17 umfasst eine Vereinzelungseinrichtung 18 zum Vereinzeln und Bereitstellen der flachen Packungsmäntel 10 und eine Übergabeeinheit 19. Bei der Vereinzelungseinrichtung 18 kann es sich beispielsweise um ein Magazin handeln, aus dem die flachen Packungsmäntel 10 einzeln herausgeschoben werden. Die Übergabeeinheit 19 kann beispielsweise als rotierende Trommel mit Saugelementen zum Ansaugen der Packungsmäntel 10 ausgeführt sein. Die Einrichtung 17 wird auch als "Infeed" bezeichnet.
  • Nach der in Fig. 2 nicht dargestellten Vorfaltung ist eine erste Einrichtung 20 zum Ausschleusen von defekten Packungsmänteln 10 aus den Zellen 16 der Transporteinrichtung vorgesehen. Zur Detektion von beschädigten Packungsmänteln 10 kann die Einrichtung 20 einen Sensor aufweisen. Weiterhin weist die Vorrichtung 14 eine Einrichtung 21 zum Sterilisieren der Packungsmäntel 10 auf. Hierbei kann es sich um die aus der WO 2010/142278 A1 bekannte Einrichtung handeln. Anschließend daran ist eine Einrichtung 22 zum Falten und Verschließen der Bodenflächen 8 der Packungsmäntel 10 als Teil der Vorrichtung 14 vorgesehen, auf die eine zweite Einrichtung 20 zum Ausschleusen von defekten Packungsmänteln 10 folgt. Das Verschließen der Bodenflächen 8 kann durch eine Aktivierung des Verpackungsmaterials mit Heißluft oder durch geeignete Schweiß- oder Klebverfahren erfolgen. Die Einrichtungen 24, 21, 22 sind in einem Bereich angeordnet, in dem die Zellen 16 der Transporteinrichtung entlang einer Geraden geführt werden.
  • Weiterhin umfasst die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung 14 eine Einrichtung 23 zum Befüllen der Packungsmäntel 10 mit Inhalten. Diese Einrichtung 23 ist als Rundläufer ausgeführt, so dass die Packungsmäntel 10 auch im Bereich dieser Einrichtung 23 entlang einer Kreisbahn geführt werden. Nach der Befüllung werden die Packungsmäntel 10 in eine Einrichtung 24 zum Falten und Verschließen der Giebelflächen 9 der Packungsmäntel 10 geführt. Das Verschließen der Giebelflächen 9 kann ebenfalls durch eine Aktivierung des Verpackungsmaterials mit Heißluft oder durch geeignete Schweiß- oder Klebverfahren erfolgen. Die Vorrichtung 14 umfasst zudem eine Einrichtung 25 zum Entnehmen der nunmehr befüllten und verschlossenen Packungsmäntel 10 aus den Zellen 16 der Transporteinrichtung. Diese Einrichtung 25 kann beispielsweise Greifarme und ein Förderband aufweisen, um die aus der Transporteinrichtung entnommenen Packungsmäntel 10 von der Vorrichtung 14 wegzuführen. Die Einrichtung 25 wird auch als "Outfeed" bezeichnet. Weiterhin ist eine Einrichtung 26 zur Endfertigung der Packungsmäntel 10 vorgesehen, worunter beispielsweise das Anlegen und Ankleben der abstehenden "Ohren" 13 der Packungsmäntel 10 verstanden wird. Schließlich ist eine Einrichtung 27 zur Konditionierung der Zellen 16 vorgesehen. Diese Einrichtung 27 ist zwischen dem "Outfeed" 25 und dem "Infeed" 17 angeordnet und befindet sich daher in einem Bereich, in dem die Zellen 16 keine Packungsmäntel 10 tragen. Auf diese Weise können die Zellen 16 von der Einrichtung 27 besonders gut konditioniert werden, worunter beispielsweise eine Reinigung, Desinfizierung oder Trocknung der Zellen 16 verstanden wird.
  • Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung 14 zeichnet sich durch eine speziell ausgebildete aseptische Kammer 28 aus. Die Zellen 16 der Transporteinrichtung sind wenigstens im Bereich der Einrichtungen 21, 22, 23 und 24 innerhalb der aseptischen Kammer 28 angeordnet. Auf diese Weise kann der in der Einrichtung 21 durch die Sterilisation erreichte Grad an Keimfreiheit in den folgenden Einrichtungen 22, 23 und 24 weitgehend erhalten bleiben. Das Transportband 15 verläuft hingegen stets außerhalb der aseptischen Kammer 28.
  • Fig. 3 zeigt einen Teil der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung 14 im Querschnitt entlang der in Fig. 2 eingezeichneten Schnittebene III-III. Es handelt sich bei der gewählten Ansicht um einen Querschnitt durch die aseptische Kammer 28. Die aseptische Kammer 28 weist eine Wand 29 auf, die die Zellen 16 der Transporteinrichtung umsehließt. Die Zellen 16 weisen eine Rückwand 30, Seitenwände 31 und - in Fig. 3 nicht dargestellte - Federelemente auf. Die Federelemente sind aus einem elastischen Material, beispielsweise Federstahl oder einem flexiblen Kunststoff hergestellt und dienen dazu, die Packungsmäntel 10 in den Zellen 16 festzuhalten bzw. festzuklemmen. Die Größe der Zelle 16 ist derart auf die Größe des Packungsmantels 10 abgestimmt, dass sowohl die Bodenflächen 8 als auch die Giebelflächen 9 der Packungsmäntel 10 nach unten bzw. nach oben aus der Zelle 16 herausragen. Dies erleichtert die Zugänglichkeit der Boden- und Giebelflächen 8, 9, so dass diese leicht gefaltet und versiegelt werden können während sie von den Zellen 16 gehalten werden.
  • Die Rückwand 30 der in Fig. 3 dargestellten Zelle 16 ist über einen Haltearm 32 und eine Befestigungsplatte 33 mit dem Transportband 15 verbunden. Der Haltearm 32 wird durch einen Schlitz 34 aus der aseptischen Kammer 28 herausgeführt, wobei dieser Schlitz 34 durch eine Dichtung 35 abgedichtet ist. Mit anderen Worten ist daher die Zelle 16 innerhalb der aseptischen Kammer 28 angeordnet und von der Wand 29 umschlossen, während das Transportband 15 außerhalb der aseptischen Kammer 28 angeordnet ist.
  • In Fig. 4 ist schließlich der Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Auffalten, Befüllen und Verschließen von Packungsmänteln 10 in einer schematischen Darstellung gezeigt. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Stationen der Vorrichtung 14 sind in Fig. 4 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
  • Zunächst erfolgt eine Einschleusung der Packungsmäntel 10 in die Zellen 16 der Transporteinrichtung. Dies erfolgt durch die Einrichtung 17. In der Einrichtung 20 werden sodann die defekten Packungsmäntel 10 aus der Transporteinrichtung ausgeschleust während die ordnungsgemäßen bzw. unbeschädigten Packungsmäntel 10 in die Sterilisiereinrichtung 21 sowie in die aseptische Kammer 28 eintreten. Im Anschluss an die Sterilisation erfolgt in der Einrichtung 22 die Faltung und Versiegelung der Bodenflächen 8. Danach erfolgt erneut eine Ausschleusung der defekten Packungsmäntel 10, wobei die Packungsmäntel diesmal nicht nur aus der Transporteinrichtung sondern auch aus der aseptischen Kammer 28 ausgeschleust werden müssen. In der Einrichtung 23 werden die Packungsmäntel 10 sodann mit Inhalten befüllt, bevor die Giebelflächen 9 in der Einrichtung 24 zusammengefaltet und versiegelt werden. Im Anschluss hieran werden die befüllten und verschlossenen Packungsmäntel 10 durch die Einrichtung 25 sowohl aus der Transporteinrichtung als auch aus der aseptischen Kammer 28 ausgeschleust. Es folgt eine Endfertigung der Packungsmäntel 10 in der Einrichtung 26. Bevor die Zellen 16 die nächsten Packungsmäntel 10 aufnehmen, erfolgt eine Konditionierung, also beispielsweise eine Reinigung der Zellen 16 in der Einrichtung 27. Die Endfertigung der Packungsmäntel 10 in der Einrichtung 26 und die Konditionierung der Zellen 16 in der Einrichtung 27 können gleichzeitig erfolgen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1:
    Zuschnitt
    2:
    Faltlinie
    3, 4:
    Seitenflächen
    5:
    vordere Fläche
    6:
    hintere Fläche
    7:
    Siegelfläche
    8:
    Bodenfläche
    9:
    Giebelfläche
    10:
    Packungsmantel
    11:
    Längsnaht
    12:
    Flossennaht
    13:
    Ohren
    14:
    Vorrichtung zum Auffalten, Befüllen und Verschließen von Packungsmänteln
    15:
    Transportband
    16:
    Zellen
    17:
    Einrichtung zum Auffalten und Zuführen von Packungsmänteln
    18:
    Vereinzelungseinrichtung
    19:
    Übergabeeinheit
    20:
    Einrichtung zum Ausschleusen von defekten Packungsmänteln
    21:
    Einrichtung zum Sterilisieren von Packungsmänteln
    22:
    Einrichtung zum Falten und Verschließen der Bodenflächen der Packungsmäntel
    23:
    Einrichtung zum Befüllen von Packungsmänteln
    24:
    Einrichtung zum Falten und Verschließen der Giebelflächen der Packungsmäntel
    25:
    Einrichtung zum Entnehmen von Packungsmänteln aus der Transporteinrichtung
    26:
    Einrichtung zur Endfertigung von Packungsmänteln
    27:
    Einrichtung zur Konditionierung der Zellen der Transporteinrichtung
    28:
    Aseptische Kammer
    29:
    Wand der aseptischen Kammer
    30:
    Rückwand der Zelle
    31:
    Seitenwand der Zelle
    32:
    Haltearm
    33:
    Befestigungsplatte
    34:
    Schlitz
    35:
    Dichtung

Claims (22)

  1. Vorrichtung (14) zum Auffalten, aseptischen Befüllen und aseptischen Verschließen von Packungsmänteln (10) mit:
    - einer Transporteinrichtung umfassend ein Transportband (15) und mit dem Transportband (15) verbundene Zellen (16) zum Transport der Packungsmäntel (10),
    - einer Einrichtung (17) zum Auffalten und Zuführen der Packungsmäntel (10) zu den Zellen (16) der Transporteinrichtung,
    - einer Einrichtung (21) zum Sterilisieren der Packungsmäntel (10),
    - einer Einrichtung (22) zum Falten und Verschließen der Bodenflächen (8) der Packungsmäntel (10),
    - einer Einrichtung (23) zum Befüllen der Packungsmäntel (10) mit Inhalten,
    - einer Einrichtung (24) zum Falten und Verschließen der Giebelflächen (9) der Packungsmäntel (10), und mit
    - einer aseptischen Kammer (28),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zellen (16) wenigstens in einem Teilbereich der Vorrichtung (14) innerhalb der aseptischen Kammer (28) angeordnet sind, während das Transportband (15) außerhalb der aseptischen Kammer (28) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die aseptische Kammer (28) eine Wand (29) mit einem in Transportrichtung verlaufenden Schlitz (34) aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zellen (16) wenigstens im Bereich der
    - Einrichtung (21) zum Sterilisieren der Packungsmäntel (10), der
    - Einrichtung (22) zum Falten und Verschließen der Bodenflächen (8) der Packungsmäntel (10), der
    - Einrichtung (23) zum Befüllen der Packungsmäntel (10) mit Inhalten, und der
    - Einrichtung (24) zum Falten und Verschließen der Giebelflächen (9) der Packungsmäntel (10)
    innerhalb der aseptischen Kammer (28) angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung (14) eine Einrichtung (25) zum Entnehmen der befüllten und verschlossenen Packungsmäntel (10) aus den Zellen (16) der Transporteinrichtung aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Transportband (15) und die Zellen (16) in einer horizontalen Ebene angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung (14) Einrichtungen zum Vorfalten der Bodenflächen (8) und der Giebelflächen (9) der Packungsmäntel (10) aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung (14) wenigstens eine Einrichtung (20) zum Ausschleusen von defekten Packungsmänteln (10) aus den Zellen (16) und insbesondere aus der aseptischen Kammer (28) aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung (14) eine Einrichtung (26) zur Endfertigung der Packungsmäntel (10), insbesondere zum Anlegen der Ohren (13) der Packungsmäntel (10) aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung (14) eine Einrichtung (27) zur Konditionierung der Zellen (16), insbesondere zum Reinigen, Desinfizieren und/oder Trocken der Zellen (16) aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einrichtung (23) zum Befüllen der Packungsmäntel (10) mit Inhalten ein Rundläufer ist
  11. Verfahren zum Auffalten, aseptischen Befüllen und aseptischen Verschließen von Packungsmänteln (10) umfassend die folgenden Schritte:
    a) Auffalten und Zuführen der Packungsmäntel (10) zu an einem Transportband (15) befestigten Zellen (16),
    b) Sterilisieren der Packungsmäntel (10),
    c) Falten und Verschließen der Bodenflächen (8) der Packungsmäntel (10),
    d) Befüllen der Packungsmäntel (10) mit Inhalten, und
    e) Falten und Verschließen der Giebelflächen (9) der Packungsmäntel (10),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zellen (16) wenigstens in einem Teilbereich des Verfahrens durch eine aseptische Kammer (28) geführt werden, während das Transportband (15) außerhalb der aseptischen Kammer (28) geführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zellen (16) wenigstens während der Schritte b), c), d) und e) durch die aseptische Kammer (28) geführt werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12,
    gekennzeichnet durch
    den folgenden Schritt, der nach Schritt a) und vor Schritt b) ausgeführt wird:
    aa) Vorfalten der Bodenflächen (8) und/oder der Giebelflächen (9) der Packungsmäntel (10).
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet
    durch
    den folgenden Schritt, der nach Schritt a), insbesondere nach Schritt aa) und vor Schritt b) ausgeführt wird:
    ab) Ausschleusen von defekten Packungsmänteln (10) aus den Zellen (16) der Transporteinrichtung.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet
    durch
    den folgenden Schritt, der nach Schritt c) und vor Schritt d) ausgeführt wird:
    ca) Ausschleusen von defekten Packungsmänteln (10) aus den Zellen (16) der Transporteinrichtung und aus der aseptischen Kammer (28).
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Packungsmäntel (10) während Schritt d) entlang einer Kreisbahn geführt werden.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet t
    durch
    den folgenden Schritt, der nach Schritt e) ausgeführt wird:
    f) Entnehmen der befüllten und verschlossenen Packungsmäntel (10) aus den Zellen (16) der Transporteinrichtung.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, gekennzeichnet t
    durch
    den folgenden Schritt, der nach Schritt f) ausgeführt wird:
    g) Endfertigung der Packungsmäntel (10), insbesondere Anlegen der Ohren (13) der Packungsmäntel (10).
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, gekennzeichnet
    durch
    den folgenden Schritt, der nach Schritt f) ausgeführt wird:
    h) Konditionierung der Zellen (16) der Transporteinrichtung, insbesondere Reinigen, Desinfizieren und/oder Trocken der Zellen (16) der Transporteinrichtung.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Transportband (15) und die Zellen (16) eine konstante Geschwindigkeit aufweisen.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Transportband (15) und die Zellen (16) in einer horizontalen Ebene geführt werden.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 21,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    innerhalb der aseptischen Kammer (28) eine kontinuierliche Zufuhr von steriler Luft erfolgt.
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