EP3548388A1 - Verfahren und fuellmaschine zum fuellen von einseitig offenen packungen mit einer von der transportrichtung abweichenden bearbeitungsbewegung - Google Patents

Verfahren und fuellmaschine zum fuellen von einseitig offenen packungen mit einer von der transportrichtung abweichenden bearbeitungsbewegung

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EP3548388A1
EP3548388A1 EP17809255.7A EP17809255A EP3548388A1 EP 3548388 A1 EP3548388 A1 EP 3548388A1 EP 17809255 A EP17809255 A EP 17809255A EP 3548388 A1 EP3548388 A1 EP 3548388A1
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EP
European Patent Office
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packages
cells
transport direction
carriers
filling machine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17809255.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hanno Geissler
Richard Heuser
Markus Klaus
Franz-Josef Laven
Klaus Naber
Frank Ott
Thomas Patzer
Christian Weiler
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Original Assignee
SIG Technology AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B08B9/20—Cleaning containers, e.g. tanks by using apparatus into or on to which containers, e.g. bottles, jars, cans are brought
    • B08B9/28—Cleaning containers, e.g. tanks by using apparatus into or on to which containers, e.g. bottles, jars, cans are brought the apparatus cleaning by splash, spray, or jet application, with or without soaking
    • B08B9/283—Cleaning containers, e.g. tanks by using apparatus into or on to which containers, e.g. bottles, jars, cans are brought the apparatus cleaning by splash, spray, or jet application, with or without soaking by gas jets
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    • B08B9/20—Cleaning containers, e.g. tanks by using apparatus into or on to which containers, e.g. bottles, jars, cans are brought
    • B08B9/28—Cleaning containers, e.g. tanks by using apparatus into or on to which containers, e.g. bottles, jars, cans are brought the apparatus cleaning by splash, spray, or jet application, with or without soaking
    • B08B9/30—Cleaning containers, e.g. tanks by using apparatus into or on to which containers, e.g. bottles, jars, cans are brought the apparatus cleaning by splash, spray, or jet application, with or without soaking and having conveyors

Definitions

  • the invention relates to a method for filling unilaterally open packages, in particular cardboard composite packages, with flowable products, in particular food, in a filling machine. Furthermore, the invention relates to a filling machine for filling unilaterally open packages, in particular cardboard composite packages, with flowable products, in particular foods, preferably according to the aforementioned method, wherein at least one nozzle for introducing hot air, drying air, sterilizing agent and / or flowable product in the open on one side Packages is provided and wherein a transport device for
  • Transporting the unilaterally open packages from a home position prior to introducing the hot air, the drying air, the sterilant and / or the flowable product to an end position after the introduction of the hot air, the drying air, the sterilant and / or the flowable product along a through the initial position and the end position is provided fixed rectilinear or constant curved transport direction.
  • the packs are preferably filled with flowable food.
  • Packages are used, in particular, packs that are open on a top to provide an opening for filling the packs.
  • the packs can be, for example, cardboard composite packings, which are formed from a packaging material in the form of a laminate comprising a cardboard layer and outer, in particular thermoplastic, plastic layers, for example made of polyethylene (PE).
  • the carton provides the packages with sufficient stability to allow the packages to be easily handled and stacked, for example.
  • Plastic layers protect the carton from moisture and allow sealing of the packaging material to form a tight package.
  • other layers such as an aluminum layer, may be provided to prevent diffusion of oxygen and other gases through the package.
  • the filling of the food packages is typically done under sterile conditions. It is not only the food to be filled, but also the pack to be sterilized. For this, the food is usually heated for a certain period of time. The packs are initially mostly blown out with sterile hot air. In the thus heated packs, a sterilizing agent is then introduced, which is typically hydrogen peroxide or has. As the package is preheated, high sterilization reaction rates are achieved, avoiding too much condensate in the package.
  • Moisture and residual hydrogen peroxide is then removed from the package by drying the package with, preferably hot and sterile, drying air. Then the filling of the sterile pack is done.
  • the device for introducing hot air, drying air, sterilizing agent and / or flowable product comprises nozzles for targeted application of the unilaterally open packages with the appropriate medium.
  • the packages are transported by means of a transport device through the filling machine and thereby successively to the corresponding nozzles.
  • the transport devices regularly have carriers or cells for holding the packs during transport.
  • the packages can be moved indirectly over the carriers or cells through the filling machine.
  • carriers are to be understood in particular to mean those on which the packs predominantly rest and are held laterally, while cells are understood to mean those means which receive the packs primarily and / or hold them to a large extent.
  • filling machines in which the processing of the packs takes place substantially in a straight line, one speaks in corresponding filling machines in
  • the cells may also be in the form of holders which hold the packages by lateral contact. This is especially the case with rotors in which the packs of the
  • the radius of the curve typically corresponds to the distance between the packs and the axis of rotation of the carousel of the rotary.
  • the packages can be transported past under the respective nozzles. This takes place starting from a starting position of the packs before the application of hot air,
  • Sterilizing agent and / or flowable product and indeed regularly in a straight line or in a curve constant curvature, ie in a circular arc.
  • the transport of the packs can be done continuously, if necessary, at a constant speed.
  • the nozzles may be moved with the packages, such that there is no relative velocity between the packages and the nozzles.
  • it is simpler and more cost-effective if the nozzles are provided in a fixed position.
  • the packs are also cyclically, so gradually, through the
  • Filling machine moves, so that the packages successively occupy certain positions for a certain period of time, in which the packages can be applied via at least one nozzle with hot air, drying air, sterilizing agent and / or flowable product.
  • Filling machines are typically designed as a longitudinal rotor.
  • the packages are sufficiently charged with hot air, drying air, sterilant and / or flowable product to be sufficiently preheated, dried, sterilized and / or filled.
  • hot air, drying air, sterilant and / or flowable product it must be ensured that the packages are sufficiently charged with hot air, drying air, sterilant and / or flowable product to be sufficiently preheated, dried, sterilized and / or filled.
  • the package must be left under the nozzle long enough.
  • the rinsing out of the packs with hot air, drying air and / or sterilizing agent or the filling of the packs with flowable product is only conditionally foreseeable.
  • the currents forming in the packs are to a degree random or chaotic. This leads, in part, to the formation of unwanted shadow areas which do not come into contact with the hot air, the drying air and / or the sterilization agent to the desired extent, for example because these areas are partially covered by carrier boundary layers. However, under certain circumstances, this also leads to foaming during filling of the flowable product.
  • the present invention has the object, the method and the filling machine each of the aforementioned type and previously described in such a way and further develop that unilaterally open packages with reasonable equipment and procedural effort at high throughputs can be acted upon reliably with hot air, drying air, sterilizing agent and / or flowable product.
  • the object is according to claim 1 by a method for filling unilaterally open packages, in particular cardboard composite packages, with flowable
  • hot air, drying air, sterilizing agent and / or flowable product is introduced into unilaterally open packages via at least one, in particular stationary, nozzle;
  • the preamble of claim 9 is achieved in that means for moving the packs during the introduction of the hot air, the drying air, the sterilizing agent and / or the flowable product are provided in a transport direction overlying and at least partially extending transversely to the transport direction machining movement.
  • the invention has recognized that it can have a favorable effect on the processing of unilaterally open packages, if they are not exclusively rectilinear or along an arc of constant curvature, thus a circular arc, from the Starting position is moved to the final position and is acted upon in between by applying hot air, drying air, sterilant and / or flowable product. Instead, it is suggested overlaying this
  • This processing movement serves less the actual transport of the packs to the final position, but rather the more reliable processing of the packs with hot air, drying air and / or sterilizing agent or for more reliable filling of the packs with flowable product.
  • This can in fact be improved if the packs are not merely positioned underneath the nozzle or transported in a simple movement under the nozzle, but are additionally moved during processing or filling, in the form of
  • the additional processing movement in addition to the transport movement then ensures that the hot air, the drying air and / or the sterilizing agent reaches all designated areas of the pack and sufficiently interacts with all these surfaces to achieve a uniform and reliable heating, drying and / or sterilization , If necessary, provides an additional
  • Machining movement that prevents foaming when filling with flowable Product is reduced. This is achieved, for example, by the fact that the flow of the hot air, the drying air, the sterilizing agent and / or the flowable product in the pack is deflected targeted. For example, it is accepted that during the treatment of the packages with hot air,
  • Sterilizing agent in the packs is not so.
  • a particular filling direction based on the pack suppresses the foaming particularly effective, but changing
  • the machining movement can be carried out in different ways, as will be explained below. If the machining movement as an overlay to the basic transport direction or transport movement the uniform transport of the packs from the starting position in the
  • the term nozzle is preferably understood very generally. It is not necessarily a nozzle with significant cross-sectional constriction to produce a significant pressure loss or a greatly widening free jet required. The nozzle is only intended to reliably and accurately deliver the corresponding medium at a predetermined position into the package
  • the nozzle may be formed as a straight piece of pipe, which can be aligned very precisely to the packs.
  • the term of the hot air and the drying air is preferably to be understood very broadly.
  • the appropriate medium is used for preheating and
  • air is preferred to be considered generally as a gas or mixture of gases.
  • air is readily available inexpensively, it is particularly preferred if it really is air.
  • air is used throughout. Therefore, in the present case the sake of clarity and to avoid unnecessary repetition of hot air and drying air spoken, even if these media need not be limited to air and could be referred to in principle as a heating medium or drying medium.
  • the packs are preferably laminate packings formed from packaging laminates.
  • these are cardboard composite packings of a packaging laminate comprising at least one cardboard layer, preferably at least one barrier layer, consisting for example of aluminum, polyamide and / or an ethylene-vinyl alcohol, and outer layers of a thermoplastic plastic, in particular polyethylene (PE ) or polypropylene (PP).
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • the packages are each on a carrier and / or in each cell of a
  • Transport device moved from the starting position to the end position.
  • the starting position For a simple handling of the packs, it may be further preferred if the
  • the carriers or cells allow for a reproducible and precise transport of the packs without exposing the packs to excessive stresses that could damage the packs.
  • the packs, carriers and / or cells are thus initially led away from an imaginary packing web, which is defined by the straight or constant curved transport direction or transport movement to be guided back later on the imaginary pack web according to the straight or constant curved transport direction or ,
  • Transport movement The transport movement and the machining movement can consequently be regarded as movements overlapping between the starting position and the end position.
  • the packages In order to provide a suitable machining movement between the starting position and the end position, it is advisable to tilt the packages, preferably together with at least parts of the carriers and / or cells.
  • the tilting movement may include a component of motion back and forth. So can the
  • packages may be located in both the home position and the end position in the same upright orientation.
  • it may further be appropriate to tilt the packages, preferably together with at least parts of the carriers and / or cells, in a plane parallel to the transport direction and / or in a plane perpendicular to the transport direction.
  • the packages preferably together with at least parts of the carriers and / or cells, are moved transversely to the transport direction. This movement can also be subdivided into partial movements back and forth. So that the packs of the imaginary
  • Transport direction can be moved away and back again.
  • Relation is procedurally and constructively simple, if the packages, preferably together with at least parts of the carrier and / or cells in one horizontal plane and / or in a vertical plane. This also increases the overall reliability of the process.
  • a part of the supports and / or the cells can be moved from the starting position into the end position at least substantially exclusively in the straight-line or constantly curved transport direction, while another part the carrier and / or the cells performs the machining movement.
  • the packs are then assigned to the further, the processing movement performing part. This can be done for simplicity so that the packages are on the appropriate part or held by the appropriate part.
  • At least one cam track and / or at least one cam can be provided.
  • the cam rail and / or the cam can then come into positive engagement with the packing between the starting position and the end position.
  • This positive attachment is preferably the direction of movement of the
  • At least part of the supports and / or cells may be exposed to a magnetic field between the starting position and the end position in order to at least partially impart a machining movement to the packs in a simple and, if necessary, non-contact manner , Regardless of how the adjustment of parts of the carriers and / or the cells to impart at least parts of the processing movement to the packages, this need not apply equally to both movement sections and back. It can for the sake of simplicity in the manner mentioned a
  • Deflection of at least parts of the carrier and / or the cells are effected, while the adjustment is carried out automatically back to the starting position, namely approximately in that the parts of the carrier and / or the cells are connected to each other via a spring means.
  • the deflection of the parts of the carrier and / or the cells can then take place against the restoring force of the at least one spring means, while the subsequent return of the deflection is effected by the restoring force of the at least one spring means.
  • the transport device has carriers and / or cells for holding and moving the
  • the carriers and / or cells can preferably be transported on the carriers and / or with the cells by the filling machine as such.
  • the carriers and / or cells for effecting the processing movement of the packs can be adjusted at least in sections in at least one direction transversely to the transport direction, whether they are provided in a straight line or constantly curved.
  • Machining movement can be understood as a movement away and back referring to the imaginary, resulting from the rectilinear or constant curved transport direction packing web.
  • at least one means for tilting the packages preferably together with at least parts of the carriers and / or cells, may be provided.
  • the means for tilting the packs, preferably together with at least parts of the carriers and / or cells can be designed for the sake of simplicity, that the packs in a plane parallel to the transport direction and / or in a plane perpendicular to
  • Transport direction if necessary, back and forth, can be tilted.
  • at least one means for moving the packs preferably together with at least parts of the carriers and / or cells, transversely to the transport direction. Then it lends itself to
  • Method of packaging preferably together with at least parts of the carrier and / or cells, in a horizontal plane and / or in a vertical plane are formed.
  • the carrier and / or cells are formed at least in two parts. A part of the carriers and / or cells can then follow the straight-line or constantly curved transport direction, while another part of the carriers and / or cells
  • the two parts can be mutually displaceable and / or tiltable, in particular with at least one rail system, at least one joint and / or at least one spring means connected. So that a simple and reliable transport of the packs can be ensured, the parts of the carriers and / or cells are connected to one another, for example, in the manner described.
  • the cam rail and / or the cam may be provided for positive engagement with at least a part of the supports and / or cells between the starting position and the end position.
  • the form-fitting installation can then ensure that the desired machining movement is impressed on the corresponding part of the cells and / or the carrier and thus on the packages, specifically in superposition of the transport movement. by the straight or constant curved transport direction between the starting position and the end position is defined.
  • a contact-free imprinting of the machining movement on the packs can preferably be effected with a device, in particular an electrical device, which generates a magnetic field by which the carriers and / or the cells are at least partially moved. According to the orientation of the magnetic field with respect to the transport direction can be so targeted
  • Deflections are in particular caused by the parts of the carrier and / or cells conducting the packages with respect to the transport movement.
  • FIG. 1 shows a filling machine according to the invention for carrying out the
  • Fig. 2 shows a detail of the filling machine of Fig. 1 in a schematic
  • Fig. 3A-C overlays a machining movement and a
  • Fig. 4 overlays a machining movement and a
  • Fig. 5A-D alternative overlays a machining movement and a transport direction between a starting position and a
  • Fig. 7 shows an alternative superposition of a machining movement and a
  • FIG. 1 shows a filling machine 1 for filling packages 2, in particular with flowable foods, which in this case comprises a device 3 for shaping the packages 2 to be filled.
  • the filling machine may be supplied with packages 2 which are already open to be filled.
  • the illustrated preferred filling machine 1 also has a number of parallel processing lines, of which only one processing line is shown in FIG. Each processing line is assigned a bundle 4 of package blanks 5 whose longitudinal edges are sealed to one another and thus form packing shells 6 which are open on both sides. By a feeder 7, the packing shells 6 are unfolded and pushed onto a mandrel 8 of a mandrel wheel 9.
  • the mandrel 9 is cyclically, so gradually, rotated counterclockwise.
  • the packing shells 6 are processed in different positions.
  • prefolded in a prefold 11 to then seal the prefolded edge with a press 12 to a bottom.
  • a press 12 to a bottom.
  • It will be a one-sided open and receive at one end sealed package 2, which is transferred to a cell 13 of a transport device 14.
  • the cells are continuous, ie without in
  • the cells are thereby accelerated and / or slowed down or the transport of the cells through the filling machine 1 takes place with a constant
  • the package 2 is transported by means of the transport device 14 through an aseptic chamber 15 which is successively subdivided into a sterilization zone 16 and a filling and sealing zone 17.
  • the transport of the packages 2 does not have to be rectilinear, but can also take place in at least one arc or even in a circle, depending on whether the filling machine 1 is a so-called longitudinal or rotary.
  • the aseptic chamber 15 is via corresponding
  • Sterile air connections 18 are flushed with sterile air under a slight overpressure to prevent the entry of germs.
  • Sterile hot air is first blown into the open-topped packs 2 by a preheating device 19 in order to preheat the packs 2. Subsequently, in a sterilizing device 20, a sterilizing agent is introduced into the packs 2
  • a sterilizing agent is in particular hydrogen peroxide in question.
  • the hydrogen peroxide may be introduced together with steam and / or air into the open-sided package 2. After sterilizing the packages 2, the interior of the packages 2 in a drying device 21 by
  • the drying air is preferably hot and sterile.
  • the unilaterally open packages 2 are positioned below a filling device 22 and filled with a flowable product in the form of a food.
  • the filled Packs 2 are then closed with a closure device 23 by folding the upper open area of the package 2 and sealing it.
  • the sealed packages 2 are then from the cells 13 of the
  • Transport device 14 removed and, if necessary, further processed.
  • the now empty cells 13 of the transport device 14 are further in the direction of
  • the illustration of FIG. 2 is also very schematic, but in particular the nozzles of the preheating device 19, sterilizing device 20, drying device 21 and filling device 22, with which the hot air, the drying air, the sterilizing agent or the flowable product in the direction of the packs is passed , shown larger.
  • a preheating device 19 which has a nozzle 24 for introducing hot air into the packs 2, is initially provided in the sterilization zone 16.
  • the hot air is drawn in the illustrated and so far preferred filling machine 1 via a compressor 25 from the environment and filtered by means of a filter 26 to separate microorganisms and to sterilize the air so.
  • the sterile air is heated in a heating device 27.
  • the unilaterally open packages 2 are transported continuously under the stationary nozzle 24 of the preheater 19.
  • the packages 2 enter a sterilizer 20 in which a
  • Sterilizing agent which is in the illustrated and so far preferred filling machine 1 is an aqueous hydrogen peroxide solution, fed via a pump 28 and evaporated in an evaporator 29. The mix out
  • Hydrogen peroxide and steam which can still be supplied with air, is introduced via a nozzle 30 into the packs 2 transported therebelow.
  • sterile air is conducted via sterile air connections 18 into the sterilization zone 16, which can alternatively or additionally also take place at other locations of the aseptic chamber 15.
  • air is sucked in via a compressor 31 from the environment and pressed through a filter 32, in which all microorganisms are deposited to sterilize the air.
  • the sterile packs are dried with hot drying air, which is also sucked in via a compressor 33 and sterilized in a filter 34. The thus sterilized air is heated in a heater 35 and passed into the packs 2.
  • the dried packages 2 are then transferred to the filling and sealing zone 17 where the packages 2 in the next two positions of the conveyor 14 are filled with the product in the form of a food.
  • the product is supplied in the filling device 22 via a reservoir 37 and a nozzle 38 is passed into the packs 2.
  • the filled packages 2 are then closed by a closing device 23 by sealing the upper edge and transported out of the aseptic chamber 15.
  • so-called empty positions are provided between individual processing positions along which packages 2 are transported without being processed, while other packages 2 are processed in one of the previously described ways.
  • the arrangement and the number of voids can be chosen in different ways, without this being of particular importance.
  • alternative preheating devices 19, sterilizing devices 20, drying devices 21 and / or filling devices 22 may additionally have additional nozzles in order to process the packs 2 with the corresponding media and / or to fill them with product. Then, the processing and / or filling of the packages 2 is carried out successively with at least two nozzles in order to extend the processing time or to make the processing more reliable.
  • the packages in the preheater 19, the sterilizer 20, the drying device 21 and the filling device 22 are moved from a starting position before processing to an end position after processing. This movement can be understood in any case as a transport movement, which runs in the form of a longitudinal rotor filling machine 1 in a straight-line transport direction, in a as
  • Rotary trained filling machine but could also run in a circular arc.
  • the sterilizing device 20 the drying device 21 and / or the filling device 22 the packages 2 nor a transport movement along the transport direction superimposed
  • FIGS. 3A-C Shown in FIGS. 3A-C are schematic examples, such as a straight-line transport movement along the transport direction T of the packs 2
  • Machining movement B can be superimposed in the form of a tilting movement.
  • the packages 2 are moved on the one hand in a linear transport movement from the starting position A to the end position E, in particular in a longitudinally designed as a filling machine 1, during which the packages 2 are tilted transversely to the transport direction T back and forth.
  • a two-part cell 13 for receiving the packages 2 is shown, which comprises a lower part 39 which is moved in the transport direction T.
  • the upper part 40 is pivotally provided relative to the lower part 39.
  • the upper part 40 also receives the package 2 and is guided along one of two curved rails 41 which engage relatively high on the upper part 40 of the cell 13 and during transport of the package 2 from the starting position A to the end position E
  • the package 2 is tilted transversely to the transport direction T in the form of the processing movement B back and forth, while hot air, drying air, sterilant and / or flowable product are introduced into the open-top package 2.
  • curve rails 42 may be provided which do not laterally against the upper part 43 of the cells 13 come into positive engagement, but in the vertical direction. In the embodiment shown in Fig. 3B press the
  • Curved rails 42 alternately opposite sides of the upper part 43 of the cells 13 downwards, so as to cause in this way a tilting of the pack 2 in a direction transverse to the transport direction T and back.
  • the movement of the packages 2 for the cases shown in Figs. 3A-B is shown in a schematic plan view from above in Fig. 3C. While the lower part 39,44 of the cell 13 of the
  • Starting position A is moved to the end position E rectilinear in the transport direction T, the upper part 40,43 of the cell 13 is tilted together with the received therein pack 2 in addition by the side of the cell 13 provided cam rails 41,42 to the side and back again.
  • Fig. 4 is a transport of the cells 13 and the packages 2 for a
  • Arc in the constant curved transport direction T moves. In between, the upper part 46 of the cell 13 and the pack 2 received therein are next to the transport movement in the transport direction T a
  • Machining movement B in the form of tilting to the side and back impressed.
  • This machining movement B is effected by a guide of the upper part 46 of the cell 13 along laterally provided curved rails 47, as has been shown in principle for example already in Figs. 3A-B.
  • Fig. 5A-D is shown schematically how the packs 2 during transport from the starting position A in the end position E one the
  • the lower part 48-50 of the cells 13 is transported in the transporting direction T in the transporting motion, while the upper part 51-53 of the cells 13 together with the therein received
  • Packs 2 are moved transversely to the transport direction T in the machining movement B back and forth.
  • the parts 48-53 of the illustrated cells 13 are connected to each other via a rail system 54, which the
  • Displacement of the parts 48-53 allows transverse to each other and the parts 48-53 of the cells 13 but locked in the transport direction T to each other.
  • the machining movement B is impressed by two curved rails 55 on the packages 2, between which the packages 2 and the upper parts 51 of the cells 13 are moved from the starting position A to the end position E. Shown are the upper part 51 of the cell 13 and the packing 2 in FIG. 5A in a position displaced to the left as a result of the positive engagement with the cam rails 55.
  • FIG. 5B in which the upper part 52 and the lower part 49 of the cell 13 are connected to each other by a spring means 56.
  • FIG. 5C illustrates the case in which an electrical device 58 generates a magnetic field M by applying a corresponding voltage, through which the upper part 53 of the cell 13 moves and thereby in the machining movement B
  • FIG. 5D In the schematic plan view of FIG. 5D, in which the principle described for the Fig. 5A-C of the loading of the packages 2 with a
  • Processing movement B read, the displacement of the packs 2 in a machining movement B is shown transversely to the transport direction T against a restoring force of a spring means 56 triggered by a curved rail 57 of FIG. 5B.
  • the packs 2 are thereby moved from the starting position A to the end position E.
  • the cells 13, together with the packs 2 can also be stopped between the starting position A and the end position E, in order then to be acted upon in a machining position by the machining movement B. This can be done approximately as in the Fig. 6A-B by a cam 59 which on a
  • Cam disk 60 is mounted.
  • the cam 60 shown in FIGS. 6A-B at two different times rotates and enters
  • the upper part 61 and the lower part 62 of the cell 13 may be connected via a spring means whose restoring force holds the upper part 61 of the cell 13 in abutment with the cam 59 and the package 2 moves back to a starting position after the deflection. Subsequently, the package 2 is further moved in the transport direction T in the end position E.
  • FIG. 7 it is shown that the same cam disc 60 as in FIGS. 6A-B can cause the upper part 63 of the cell 13, which has the packing 2, to be transferred to the package 2 in the form of a tilting movement. The upper part 63 of the cell 13 is then not displaced by the cam 59 of the cam plate 60 with respect to the lower part 64 of the cell 13, but tilted.

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Abstract

Beschrieben und dargestellt ist ein Verfahren zum Füllen von einseitig offenen Packungen (2), insbesondere Kartonverbundpackungen, mit fließfähigen Produkten, insbesondere Lebensmitteln, in einer Füllmaschine (1). Damit die einseitig offenen Packungen mit vertretbarem apparativem und verfahrensmäßigem Aufwand bei hohen Durchsätzen zuverlässig mit Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisierungsmittel und/oder fließfähiges Produkt bearbeitet werden können, ist vorgesehen, dass Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisationsmittel und/oder fließfähiges Produkt über wenigstens eine, insbesondere ortsfeste, Düse (24,30,36) in einseitig offene Packungen (2) eingeleitet wird, dass die Packungen (2) von einer Ausgangsposition (A) vor dem Einleiten der Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts in eine Endposition (E) nach dem Einleiten der Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts bewegt werden und dass die Packungen (2) während des Einleitens der Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts entlang einer durch die Ausgangsposition (A) und die Endposition (E) festgelegte geradlinige oder konstant gekrümmte Transportrichtung (T) und in einer die Transportrichtung (T) überlagernden und sich wenigstens abschnittsweise quer zur Transportrichtung (T) erstreckenden Bearbeitungsbewegung (B) bewegt werden.

Description

Verfahren und Füllmaschine zum Füllen von einseitig offenen Packungen mit einer von der Transportrichtung abweichenden Bearbeitungsbewegung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen von einseitig offenen Packungen, insbesondere Kartonverbundpackungen, mit fließfähigen Produkten, insbesondere Lebensmitteln, in einer Füllmaschine. Ferner betrifft die Erfindung eine Füllmaschine zum Füllen von einseitig offenen Packungen, insbesondere Kartonverbundpackungen, mit fließfähigen Produkten, insbesondere Lebensmitteln, vorzugsweise nach dem vorgenannten Verfahren, wobei wenigstens eine Düse zum Einleiten von Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisationsmittel und/oder fließfähigem Produkt in die einseitig offenen Packungen vorgesehen ist und wobei eine Transporteinrichtung zum
Transportieren der einseitig offenen Packungen von einer Ausgangsposition vor dem Einleiten der Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts in eine Endposition nach dem Einleiten der Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts entlang einer durch die Ausgangsposition und die Endposition festgelegte geradlinige oder konstant gekrümmte Transportrichtung vorgesehen ist.
Es sind bereits unterschiedliche Füllmaschinen zum Füllen von einseitig offenen Packungen mit Produkten, insbesondere in Form von Lebensmitteln, bekannt. Dabei werden die Packungen vorzugsweise mit fließfähigen Lebensmitteln gefüllt. Als
Packungen werden insbesondere Packungen verwendet, die an einer Oberseite offen sind, um eine Öffnung zum Füllen der Packungen bereitzustellen. Die Packungen können beispielsweise Kartonverbundpackungen sein, die aus einem Packstoff in Form eines Laminats umfassend eine Kartonschicht und äußeren, insbesondere thermoplastischen, Kunststoffschichten, etwa aus Polyethylen (PE), gebildet sind. Der Karton verleiht den Packungen eine ausreichende Stabilität, damit die Packungen einfach gehandhabt und beispielsweise gestapelt werden können. Die
Kunststoffschichten schützen den Karton vor Feuchtigkeit und erlauben ein Siegeln des Packstoffs zur Bildung einer dichten Packung. Zusätzlich können noch weitere Schichten, wie etwa eine Aluminiumschicht, vorgesehen sein, die eine Diffusion von Sauerstoff und anderen Gasen durch die Packung verhindert. Das Füllen der Packungen mit Lebensmitteln erfolgt typischerweise unter sterilen Bedingungen. Dabei ist nicht nur das abzufüllende Lebensmittel, sondern auch die Packung zu sterilisieren. Dazu werden die Lebensmittel meist für eine bestimmte Zeitspanne erhitzt. Die Packungen werden zunächst meist mit steriler Heißluft ausgeblasen. In die so aufgeheizten Packungen wird dann ein Sterilisierungsmittel eingeleitet, das typischerweise Wasserstoffperoxid ist oder aufweist. Da die Packung vorgeheizt ist, werden hohe Reaktionsgeschwindigkeiten bei der Sterilisierung erreicht und vermieden, dass sich zu viel Kondensat in der Packung bildet.
Feuchtigkeit und restliches Wasserstoffperoxid wird anschließend durch Trocknen der Packung mit, vorzugsweise heißer und steriler, Trocknungsluft aus der Packung entfernt. Sodann erfolgt das Füllen der sterilen Packung.
Die Einrichtung zum Einleiten von Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisierungsmittel und/oder fließfähigem Produkt umfasst Düsen zum gezielten Beaufschlagen der einseitig offenen Packungen mit dem entsprechenden Medium. Die Packungen werden mit Hilfe einer Transporteinrichtung durch die Füllmaschine und dabei nacheinander zu den entsprechenden Düsen transportiert. Um die Packungen nicht zu beschädigen und dennoch präzise transportieren zu können, weisen die Transporteinrichtungen regelmäßig Träger oder Zellen zum Halten der Packungen während des Transports auf. Mithin können die Packungen indirekt über die Träger oder Zellen durch die Füllmaschine bewegt werden. Unter Trägern werden dabei insbesondere solche Mittel verstanden, auf denen die Packungen vornehmlich stehen und dabei seitlich gehalten sind, während unter Zellen solche Mittel verstanden werden, die die Packungen vornehmlich zu einem großen Teil aufnehmen und/oder seitlich halten. Insbesondere in Füllmaschinen, in denen die Bearbeitung der Packungen im Wesentlichen in einer geraden Linie erfolgt, man spricht bei entsprechenden Füllmaschinen auch in
Abgrenzung zu sogenannten Rundläufern von sogenannten Längsläufern, werden zum Transport der Packungen typischerweise sogenannte Zellenketten eingesetzt, bei denen eine Vielzahl von Zellen zur Aufnahme der Packungen entlang einer
umlaufenden Kette vorgesehen sind. Die Zellen können auch in Form von Haltern ausgebildet sein, die die Packungen durch seitlichen Kontakt halten. Dies ist insbesondere auch bei Rundläufern der Fall, bei denen die Packungen von der
Ausgangsposition und der Endposition entlang eines sich drehenden Karussells entlang einer konstant gekrümmten Kurve transportiert werden. Der Radius der Kurve entspricht dabei typischerweise der Distanz zwischen den Packungen und der Drehachse des Karussells des Rundläufers.
Während des Beaufschlagens der Packungen mit Heißluft, Trocknungsluft,
Sterilisierungsmittel und/oder fließfähigem Produkt können die Packungen unter den entsprechenden Düsen vorbeitransportiert werden. Dies erfolgt ausgehend von einer Ausgangsposition der Packungen vor dem Beaufschlagen mit Heißluft,
Trocknungsluft, Sterilisierungsmittel und/oder fließfähigem Produkt bis zu einer Endposition nach dem Beaufschlagen mit Heißluft, Trocknungsluft,
Sterilisierungsmittel und/oder fließfähigem Produkt, und zwar regelmäßig in einer geraden Linie oder in einem Bogen konstanter Krümmung, also in einem Kreisbogen. Der Transport der Packungen kann dabei kontinuierlich, bedarfsweise mit konstanter Geschwindigkeit, erfolgen. Bedarfsweise können die Düsen mit den Packungen bewegt werden, etwa dergestalt, dass keine Relativgeschwindigkeit zwischen den Packungen und den Düsen herrscht. Einfacher und kostengünstiger ist es jedoch regelmäßig, wenn die Düsen ortsfest vorgesehen sind. Häufig werden die Packungen auch taktweise, also schrittweise, durch die
Füllmaschine bewegt, so dass die Packungen nacheinander für eine bestimmte Zeitspanne bestimmte Positionen einnehmen, in denen die Packungen stillstehend über wenigstens eine Düse mit Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisierungsmittel und/oder fließfähigem Produkt beaufschlagt werden können. Entsprechende
Füllmaschinen sind dabei typischerweise als Längsläufer ausgebildet. Bei der
Bearbeitung der einseitig offenen Packungen mit Heißluft, Trocknungsluft, und/oder Sterilisierungsmittel oder beim Füllen der einseitig offenen Packungen mit fließfähigem Produkt in einem Rundläufer werden die Packungen zwar
typischerweise kontinuierlich bewegt, verharren aber wie beim getakteten Betrieb der Längsläufer für eine bestimmte Zeitspanne, ortsfest bezogen auf die wenigstens eine Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisierungsmittel und/oder fließfähiges Produkt abgebende Düse, dies sich mit derselben Geschwindigkeit entlang wenigstens im Wesentlichen desselben Kreisbogens wie die zugehörige Packung bewegt.
In jedem Fall muss sichergestellt werden, dass die Packungen ausreichend mit Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisierungsmittel und/oder fließfähigem Produkt beaufschlagt werden, um hinreichend vorgewärmt, getrocknet, sterilisiert und/oder gefüllt zu werden. Dazu muss einerseits genügend Heißluft, Trocknungsluft,
Sterilisierungsmittel und/oder fließfähiges Produkt aus der Düse auf/in die
Packungen geleitet werden und die Packung muss andererseits lang genug unter der Düse verweilen. Gleichzeitig besteht aber bei Füllmaschinen das Bestreben, möglichst viele Packungen in möglichst kurzer Zeit mit einer Füllmaschine zu füllen, die einen möglichst geringen Platzbedarf aufweist. Zudem erfolgt das Ausspülen der Packungen mit Heißluft, Trocknungsluft und/oder Sterilisierungsmittel bzw. das Füllen der Packungen mit fließfähigem Produkt nur bedingt vorhersehbar. Die sich in den Packungen ausbildenden Strömungen sind zu einem gewissen Maße zufällig oder chaotisch. Dies führt teilweise zur Bildung unerwünschter Schattenflächen, die nicht in dem gewünschten Maße mit der Heißluft, der Trocknungsluft und/oder dem Sterilisierungsmittel in Kontakt kommen, etwa weil diese Flächen durch trägere Grenzschichten teilweise abgedeckt werden. Dies führt aber unter Umständen auch zu Schaumbildung beim Abfüllen des fließfähigen Produkts.
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Füllmaschine jeweils der eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die einseitig offenen Packungen mit vertretbarem apparativem und verfahrensmäßigem Aufwand bei hohen Durchsätzen zuverlässig mit Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisierungsmittel und/oder fließfähigem Produkt beaufschlagt werden können.
Die Aufgabe ist gemäß Anspruch 1 durch ein Verfahren zum Füllen von einseitig offenen Packungen, insbesondere Kartonverbundpackungen, mit fließfähigen
Produkten, insbesondere Lebensmitteln, in einer Füllmaschine gelöst,
bei dem Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisationsmittel und/oder fließfähiges Produkt über wenigstens eine, insbesondere ortsfeste, Düse in einseitig offene Packungen eingeleitet wird,
- bei dem die Packungen von einer Ausgangsposition vor dem Einleiten der
Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts in eine Endposition nach dem Einleiten der Heißluft, der
Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts bewegt werden und
- bei dem die Packungen während des Einleitens der Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts entlang einer durch die Ausgangsposition und die Endposition festgelegte geradlinige oder konstant gekrümmte Transportrichtung und in einer die Transportrichtung
überlagernden und sich wenigstens abschnittsweise quer zur Transportrichtung erstreckenden Bearbeitungsbewegung bewegt werden.
Darüber hinaus wird die genannte Aufgabe bei einer Füllmaschine nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 9 dadurch gelöst, dass Mittel zum Bewegen der Packungen während des Einleitens der Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts in einer die Transportrichtung überlagernden und sich wenigstens abschnittsweise quer zur Transportrichtung erstreckenden Bearbeitungsbewegung vorgesehen sind.
Die Erfindung hat erkannt, dass es sich günstig auf die Bearbeitung der einseitig offenen Packungen auswirken kann, wenn diese nicht ausschließlich geradlinig oder entlang eines Bogens konstanter Krümmung, mithin eines Kreisbogens, von der Ausgangsposition bis zur Endposition bewegt und dazwischen durch Beaufschlagen mit Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisationsmittel und/oder fließfähigem Produkt beaufschlagt wird. Stattdessen wird vorgeschlagen, überlagernd zu dieser
grundlegenden Bewegung in Transportrichtung der Packungen noch eine
Bearbeitungsbewegung vorzusehen, die von jeder Packung zwischen der
Ausgangsposition und der Endposition vollführt wird. Diese Bearbeitungsbewegung dient dabei weniger dem eigentlichen Transport der Packungen zur Endposition, sondern vielmehr der zuverlässigeren Bearbeitung der Packungen mit Heißluft, Trocknungsluft und/oder Sterilisationsmittel bzw. zum zuverlässigeren Füllen der Packungen mit fließfähigem Produkt. Diese kann nämlich verbessert werden, wenn die Packungen nicht bloß ruhend unter der Düse positioniert oder in einer einfachen Bewegung unter der Düse her transportiert wird, sondern während der Bearbeitung oder dem Füllen zusätzlich bewegt wird, und zwar in Form der
Bearbeitungsbewegung.
Hinsichtlich der Bearbeitungsbewegung wird vorliegend nicht zwischen einer Bearbeitung mit Heißluft, Trocknungsluft und/oder Sterilisationsmittel und einem Füllen mit fließfähigem Produkt, insbesondere Lebensmittel, unterschieden. Zwar wird im letzten Fall nicht die einseitig offene Packung bearbeitet, allerdings stellt auch das Füllen der einseitig offenen Packung einen Bearbeitungsschritt einer Füllmaschine im weiteren Sinne dar. Der besseren Verständlichkeit halber und zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen soll also keine grundsätzliche Unterscheidung zwischen Bearbeitungsbewegung und Füllbewegung erfolgen, je nachdem, ob die Packungen bearbeitet oder gefüllt werden.
Die zusätzliche Bearbeitungsbewegung zusätzlich zur Transportbewegung sorgt dann dafür, dass die Heißluft, die Trocknungsluft und/oder das Sterilisationsmittel alle dafür vorgesehenen Flächen der Packung erreicht und ausreichend mit all diesen Flächen wechselwirkt, um eine gleichmäßige und zuverlässige Aufheizung, Trocknung und/oder Sterilisierung zu erreichen. Bedarfsweise sorgt eine zusätzliche
Bearbeitungsbewegung dafür, dass die Schaumbildung beim Füllen mit fließfähigem Produkt reduziert wird. Erreicht wird dies beispielsweise dadurch, dass die Strömung der Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts in der Packung gezielt umgelenkt wird. Es wird beispielweise in Kauf genommen, dass während der Behandlung der Packungen mit Heißluft,
Trocknungsluft und/oder Sterilisationsmittel bzw. während des Füllens der
Packungen das Einleiten des entsprechenden Mediums wenigstens zu einem Großteil der Behandlungsdauer bzw. Fülldauer nicht optimal ist, sondern bedarfsweise sogar stark suboptimal. Dies gleicht sich dann aber durch die Bearbeitungsbewegung aus. Es können also beispielsweise zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedliche Flächen der Packung besonders gut und andere Flächen der Packung weniger gut behandelt werden. Mit abgeschlossener Behandlung sind jedoch alle Flächen sehr zuverlässig in geeigneter Weise behandelt worden.
Man würde erwarten, dass eine sehr viel längere Bearbeitung der Packungen erforderlich ist, wenn die Bearbeitung während im Wesentlichen der gesamten Bearbeitungszeit suboptimal verläuft, und dass es hinsichtlich der Verkürzung der Bearbeitungsdauer und der Steigerung des Durchsatzes der Füllmaschine besser wäre, während des gesamten Bearbeitungsschritts eine wenigstens nahezu optimale Bearbeitung der Packungen durchzuführen. Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, dass dem aufgrund des in gewissem Maße zufälligen und chaotischen
Strömungsverhaltens der Heißluft, der Trocknungsluft und/oder des
Sterilisationsmittels in den Packungen nicht so ist. Zudem hat sich gezeigt, dass nicht wie gemeinhin angenommen eine bestimmte Füllrichtung bezogen auf die Packung die Schaumbildung besonders wirksam unterdrückt, sondern wechselnde
Füllrichtungen während des Füllens.
Die Bearbeitungsbewegung kann auf unterschiedliche Weise vollführt werden, wie nachfolgend noch dargelegt werden wird. Wenn die Bearbeitungsbewegung als Überlagerung zu der grundlegenden Transportrichtung oder Transportbewegung die den gleichförmigen Transport der Packungen von der Ausgangsposition in die
Endposition entlang einer geraden Linie oder eines gleichförmig gekrümmten Bogens verstanden wird, wird die Bearbeitungsbewegung beispielsweise in eine Bewegung hin und in eine Bewegung zurück zerlegt werden können. So ergib es sich, dass die tatsächliche Packungsbahn, welcher die Packungen folgen, zunächst von der grundlegenden geradlinigen oder konstant gekrümmten Transportrichtung bzw. Transportbewegung abweicht, um anschließend wieder auf die gedachte geradlinige oder konstant gekrümmte Packungsbahn zurückzukehren, so dass die Packungen nach dem Beenden der Bearbeitung zur Endposition gelangen, zu der die Packungen auch bei ausschließlicher Bewegung der Packungen in der geradlinigen oder konstant gekrümmten Transportrichtung gelangt wären.
Vorliegend wird der Begriff der Düse vorzugsweise sehr allgemein verstanden. Es ist nicht unbedingt eine Düse mit erheblicher Querschnittsverengung zur Erzeugung eines erheblichen Druckverlusts oder eines sich stark verbreiternden Freistrahls erforderlich. Die Düse soll lediglich ein zuverlässiges und zielgerichtetes Zuführen des entsprechenden Mediums an einer vorbestimmten Position in die Packung
ermöglichen. In einem besonders einfachen Fall, kann die Düse als ein gerades Rohrstück ausgebildet sein, das sich sehr genau zu den Packungen ausrichten lässt.
Des Weiteren ist der Begriff der Heißluft und der Trocknungsluft vorzugsweise sehr weit zu verstehen. Das entsprechende Medium dient dem Vorheizen und dem
Trocknen, was auch gänzlich ohne Luft, sondern mit einem anderen Gas oder
Gasgemisch bewerkstelligt werden könnte. Wenn also von Heißluft und/oder von Trocknungsluft die Rede ist, ist der Begriff der Luft bevorzugt allgemein als Gas oder Mischung von Gasen anzusehen. Da Luft jedoch ohne Weiteres kostengünstig zur Verfügung steht, ist es jedoch besonders bevorzugt, wenn es sich wirklich um Luft handelt. Auch in der Praxis kommt durchgängig Luft zum Einsatz. Daher wird vorliegend der besseren Verständlichkeit halber und zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen von Heißluft und Trocknungsluft gesprochen, auch wenn diese Medien nicht auf Luft beschränkt sein müssen und prinzipiell auch als Heizmedium bzw. Trocknungsmedium bezeichnet werden könnten. Bei den Packungen handelt es sich vorzugsweise um Laminatpackungen, die aus Packstofflaminaten gebildet werden. In einem besonders bevorzugten Fall, handelt es sich um Kartonverbundpackungen aus einem Packstofflaminat umfassend wenigstens eine Kartonschicht, vorzugsweise wenigstens eine Barriereschicht, etwa bestehend aus Aluminium, Polyamid und/oder einem Ethylen-Vinylalkohol, und äußeren Schichten aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP). Die Längsränder eines aus dem Packstofflaminat gebildeten Packstoffzuschnitts werden miteinander zu einem sogenannten Packungssleeve oder Packungsmantel gesiegelt. Eines der offenen Enden des Packungsmantels kann zur Bildung eines Packungsbodens zusammengefaltet und gesiegelt werden. Nach dem Füllen kann das noch offene Ende des Packungsmantels ebenfalls durch Falten und Siegeln zu einem Packungskopf verschlossen werden.
Der besseren Verständlichkeit halber und zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen werden nachfolgend das Verfahren und die Füllmaschine gemeinsam beschrieben, ohne jeweils im Einzelnen zwischen dem Verfahren und der Füllmaschine zu unterscheiden. Für den Fachmann ist jedoch anhand des Kontextes ersichtlich, welches Merkmal jeweils hinsichtlich des Verfahrens und hinsichtlich der
Füllmaschine bevorzugt ist.
Bei einer ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden die Packungen auf jeweils einem Träger und/oder in jeweils einer Zelle einer
Transporteinrichtung von der Ausgangsposition in die Endposition bewegt. Für ein einfaches Handling der Packungen kann es weiter bevorzugt sein, wenn die
Packungen auf jeweils einem Träger und/oder in jeweils einer Zelle durch die
Füllmaschine als solche transportiert werden. Grundsätzlich ermöglichen die Träger oder Zellen einen reproduzierbaren und präzisen Transport der Packungen ohne den Packungen dabei übermäßigen Belastungen auszusetzen, welche die Packungen beschädigen könnten. Um die Bearbeitungsbewegung der Packungen in einfacher Weise zu bewirken und die Bearbeitung der Packungen auf diese Weise zu
verbessern, können die Träger und/oder die Zellen abschnittsweise in wenigstens einer Richtung quer zur Transportrichtung, insbesondere hin und zurück, bewegt werden. Die Packungen, Träger und/oder Zellen werden also zunächst weggeführt von einer gedachten Packungsbahn, die durch die geradlinige oder konstant gekrümmte Transportrichtung bzw. Transportbewegung definiert wird, um später wieder zurück geführt zu werden auf die gedachte Packungsbahn gemäß der geradlinigen oder konstanten gekrümmten Transportrichtung bzw.
Transportbewegung. Die Transportbewegung und die Bearbeitungsbewegung können folglich als sich zwischen der Ausgangsposition und der Endposition überlagernde Bewegungen angesehen werden.
Um eine geeignete Bearbeitungsbewegung zwischen der Ausgangsposition und der Endposition bereitzustellen, bietet es sich an, die Packungen, vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen der Träger und/oder Zellen, zu kippen. Die Kippbewegung kann dabei eine Bewegungskomponente hin und zurück umfassen. So können die
Packungen beispielsweise sowohl in der Ausgangsposition und der Endposition in derselben aufrechten Ausrichtung angeordnet sein. Um die Bearbeitungsbewegung in einfacher und zuverlässiger Weise bereitstellen zu können, kann sich weiter anbieten, die Packungen, vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen der Träger und/oder Zellen, in einer Ebene parallel zur Transportrichtung und/oder in einer Ebene senkrecht zur Transportrichtung zu kippen.
Für eine geeignete Bearbeitungsbewegung zwischen der Ausgangsposition und der Endposition kann es sich alternativ oder zusätzlich anbieten, wenn die Packungen, vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen der Träger und/oder Zellen, quer zur Transportrichtung verfahren werden. Auch diese Bewegung kann in Teilbewegungen hin und zurück unterteilt sein. So dass die Packungen von der gedachten
Packungsbahn entlang der geradlinigen oder konstant gekrümmten
Transportrichtung weg und wieder zurück bewegt werden können. In diesem
Zusammenhang ist es verfahrensmäßig und konstruktiv einfach, wenn die Packungen, vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen der Träger und/oder Zellen, in einer horizontalen Ebene und/oder in einer vertikalen Ebene verfahren werden. So erhöht sich auch die Zuverlässigkeit des Verfahrens insgesamt.
Um die Bearbeitungsbewegung auf konstruktiv einfache und verfahrensmäßig zuverlässige Weise bereitstellen zu können kann alternativ oder zusätzlich ein Teil der Träger und/oder der Zellen von der Ausgangsposition in die Endposition wenigstens im Wesentlichen ausschließlich in der geradlinigen oder konstant gekrümmten Transportrichtung bewegt werden, während ein anderer Teil der Träger und/oder der Zellen die Bearbeitungsbewegung vollführt. Dabei sind die Packungen dann dem weiteren, die Bearbeitungsbewegung vollführenden Teil zugeordnet. Dies kann der Einfachheit halber so erfolgen, dass die Packungen auf dem entsprechenden Teil stehen oder von dem entsprechenden Teil gehalten werden. So muss einerseits in der Bearbeitungsbewegung weniger Masse bewegt werden und es gelingt in sehr einfacher Weise eine Überlagerung der Transportbewegung entlang der geradlinigen oder konstant gekrümmten Transportrichtung einerseits und der davon
abweichenden Bearbeitungsbewegung andererseits.
Damit eine möglichst einfache und zuverlässige Verstellung wenigstens eines Teils der Träger und/oder der Zellen zum Bewirken der Bearbeitungsbewegung erreicht wird, kann wenigstens eine Kurvenschiene und/oder wenigstens ein Nocken vorgesehen sein. Die Kurvenschiene und/oder der Nocken kann dann mit der Packung zwischen der Ausgangsposition und der Endposition in formschlüssige Anlage gelangen. Durch diese formschlüssige Anlage wird vorzugsweise die Bewegungsrichtung der
Packungen beeinflusst und die Bearbeitungsbewegung den Packungen aufgeprägt.
Alternativ oder zusätzlich zu der Kurvenschiene und/oder dem Nocken kann auch wenigstens ein Teil der Träger und/oder Zellen zwischen der Ausgangsposition und der Endposition einem magnetischen Feld ausgesetzt werden, um so auf eine einfache und bedarfsweise berührungslose Weise den Packungen wenigstens teilweise eine Bearbeitungsbewegung aufzuprägen. Unabhängig davon, wie die Verstellung von Teilen der Träger und/oder der Zellen zum Aufprägen von wenigstens Teilen der Bearbeitungsbewegung auf die Packungen erfolgt, muss dies nicht in gleicher Weise sowohl für Bewegungsabschnitte hin und zurück gelten. Es kann der Einfachheit halber in der genannten Weise eine
Auslenkung wenigstens von Teilen der Träger und/oder der Zellen bewirkt werden, während die Verstellung zurück in die Ausgangsstellung selbstständig erfolgt, nämlich in etwa dadurch , dass die Teile der Träger und/oder der Zellen über ein Federmittel miteinander verbunden sind. Die Auslenkung der Teile der Träger und/oder der Zellen kann dann gegen die Rückstellkraft des wenigstens einen Federmittels erfolgen, während die anschließende Rückstellung der Auslenkung durch die Rückstellkraft des wenigstens einen Federmittels bewirkt wird.
Bei einer ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung der Füllmaschine weist die Transporteinrichtung Träger und/oder Zellen zum Halten und Bewegen der
Packungen von der Ausgangsposition zur Endposition auf. Die Träger und/oder Zellen können dabei bevorzugt auf den Trägern und/oder mit den Zellen auch durch die Füllmaschine als solche transportiert werden. Zudem können die Träger und/oder Zellen zum Bewirken der Bearbeitungsbewegung der Packungen wenigstens abschnittsweise in wenigstens einer Richtung quer zur Transportrichtung, sei sie geradlinig oder konstant gekrümmt vorgesehen, verstellt werden. Die
Bearbeitungsbewegung kann dabei als Bewegung weg und zurück bezogen auf die gedachte, sich aus der geradlinigen oder konstant gekrümmten Transportrichtung ergebende Packungsbahn verstanden werden. Für das Aufprägen der Bearbeitungsbewegung auf die Packungen kann wenigstens ein Mittel zum Kippen der Packungen, vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen der Träger und/oder Zellen, vorgesehen sein. Die Mittel zum Kippen der Packungen, vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen der Träger und/oder Zellen, können dabei der Einfachheit halber so ausgebildet sein, dass die Packungen in einer Ebene parallel zur Transportrichtung und/oder in einer Ebene senkrecht zur
Transportrichtung, bedarfsweise hin und zurück, gekippt werden können. Alternativ oder zusätzlich kann aber auch wenigstens ein Mittel zum Verfahren der Packungen, vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen der Träger und/oder Zellen, quer zur Transportrichtung vorgesehen sein. Dann bietet es sich zur
apparativen und verfahrensmäßigen Vereinfachung an, wenn die Mittel zum
Verfahren der Packungen, vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen der Träger und/oder Zellen, in einer horizontalen Ebene und/oder in einer vertikalen Ebene ausgebildet sind. Die Überlagerung einer Transportbewegung entlang der geradlinigen oder konstant gekrümmten Transportrichtung mit der quer dazu vorgesehenen
Bearbeitungsbewegung bietet es sich der Einfachheit halber an, wenn die Träger und/oder Zellen wenigstens zweiteilig ausgebildet sind. Ein Teil der Träger und/oder Zellen kann dann der geradlinigen oder konstant gekrümmten Transportrichtung folgen, während einem anderen Teil der Träger und/oder Zellen die
Bearbeitungsbewegung aufgeprägt wird. Um dies konstruktiv einfach und zuverlässig zu erreichen, können die beiden Teile gegeneinander verschiebbar und/oder verkippbar, insbesondere mit wenigstens einem Schienensystem, wenigstens einem Gelenk und/oder wenigstens einem Federmittel, verbunden sein. Damit ein einfacher und zuverlässiger Transport der Packungen sichergestellt werden kann sind die Teile der Träger und/oder Zellen beispielsweise auf die beschriebene Art miteinander verbunden.
Wenn wenigstens eine Kurvenschiene und/oder wenigstens ein Nocken vorgesehen ist, kann die Kurvenschiene und/oder der Nocken zur formschlüssigen Anlage an wenigstens ein Teil der Träger und/oder Zellen zwischen der Ausgangsposition und der Endposition vorgesehen sein. Die formschlüssige Anlage kann dann durch die entsprechende Ausgestaltung der Kurvenschiene und/oder des Nockens dafür sorgen, dass die auf den entsprechenden Teil der Zellen und/oder der Träger und damit auf die Packungen die gewünschte Bearbeitungsbewegung aufgeprägt wird, und zwar in Überlagerung der Transportbewegung, die durch die geradlinige oder konstant gekrümmte Transportrichtung zwischen der Ausgangsposition und der Endposition definiert wird.
Eine bedarfsweise berührungslose Aufprägung der Bearbeitungsbewegung auf die Packungen kann bevorzugt mit einer, insbesondere elektrischen, Einrichtung bewirkt werden, die ein magnetisches Feld erzeugt, durch welches die Träger und/oder die Zellen wenigstens teilweise bewegt werden. Entsprechend der Ausrichtung des magnetischen Felds in Bezug auf die Transportrichtung können so gezielte
Auslenkungen insbesondere von den die Packungen leitenden Teilen der Träger und/oder Zellen gegenüber der Transportbewegung bewirkt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Füllmaschine zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Seitenansicht,
Fig. 2 ein Detail der Füllmaschine von Fig. 1 in einer schematischen
Seitenansicht,
Fig. 3A-C Überlagerungen einer Bearbeitungsbewegung und einer
Transportrichtung zwischen einer Ausgangsposition und einer
Endposition in einer Längsläuferfüllmaschine in schematischen Ansichten von der Seite und von oben,
Fig. 4 Überlagerungen einer Bearbeitungsbewegung und einer
Transportrichtung zwischen einer Ausgangsposition und einer
Endposition in einer Rundläuferfüllmaschine in einer schematischen Ansicht von oben, Fig. 5A-D alternative Überlagerungen einer Bearbeitungsbewegung und einer Transportrichtung zwischen einer Ausgangsposition und einer
Endposition in einer Längsläuferfüllmaschine in schematischen
Ansichten von der Seite und von oben,
Fig. 6A-B eine Überlagerung einer Bearbeitungsbewegung und einer
Transportrichtung bei getaktetem Betrieb einer
Längsläuferfüllmaschine zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten in einer schematischen Draufsicht und
Fig. 7 eine alternative Überlagerung einer Bearbeitungsbewegung und einer
Transportrichtung bei getaktetem Betrieb einer
Längsläuferfüllmaschine in einer schematischen Seitenansicht. In der Fig. 1 ist eine Füllmaschine 1 zum Füllen von Packungen 2, insbesondere mit fließfähigen Lebensmitteln, dargestellt, die in diesem Falle eine Vorrichtung 3 zum Formen von den zu füllenden Packungen 2 umfasst. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass der Füllmaschine bereits zu füllende einseitig offene Packungen 2 zugeführt werden. Die dargestellte und insoweit bevorzugte Füllmaschine 1 weist zudem eine Reihe von parallelen Bearbeitungslinien auf, von denen in der Fig. 1 lediglich eine Bearbeitungslinie dargestellt ist. Jeder Bearbeitungslinie ist ein Bündel 4 von Packungsrohlingen 5 zugeordnet, deren Längsränder aneinander gesiegelt sind und so beidseitig offene Packungsmäntel 6 bilden. Durch eine Zuführeinrichtung 7 werden die Packungsmäntel 6 aufgefaltet und auf einen Dorn 8 eines Dornrads 9 geschoben.
Das Dornrad 9 wird zyklisch, also schrittweise, gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Dabei werden die Packungsmäntel 6 in unterschiedlichen Stellungen bearbeitet.
Zunächst wird ein Rand mit einer Heizeinheit 10 mit Heißluft erwärmt und
anschließend in einer Vorfaltung 11 vorgefaltet, um anschließend den vorgefalteten Rand mit einer Presse 12 zu einem Boden zu siegeln. Es wird so eine einseitig offene und an einem Ende dicht verschlossene Packung 2 erhalten, die an eine Zelle 13 einer Transporteinrichtung 14 übergeben wird. Bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Füllmaschine 1 werden die Zellen kontinuierlich, also ohne in
bestimmten Positionen anzuhalten durch die Füllmaschinen transportiert.
Bedarfsweise werden die Zellen dabei beschleunigt und/oder abgebremst oder der Transport der Zellen durch die Füllmaschine 1 erfolgt mit konstanter
Geschwindigkeit.
Die Packung 2 wird mittels der Transporteinrichtung 14 durch eine Aseptikkammer 15 transportiert, die nacheinander in eine Sterilisationszone 16 und eine Füll- und Siegelzone 17 unterteilt ist. Der Transport der Packungen 2 muss nicht geradlinig erfolgen, sondern kann auch in wenigstens einem Bogen oder gar im Kreis erfolgen, je nachdem ob es sich bei der Füllmaschine 1 um einen sogenannten Längsläufer oder einen Rundläufer handelt. Die Aseptikkammer 15 wird über entsprechende
Sterilluftanschlüsse 18 unter einem leichten Überdruck mit Sterilluft gespült, um das Eindringen von Keimen zu verhindern.
In die oben offenen Packungen 2 wird zunächst durch eine Vorwärmeinrichtung 19 sterile Heißluft eingeblasen, um die Packungen 2 vorzuwärmen. Anschließend wird in einer Sterilisiereinrichtung 20 ein Sterilisierungsmittel in die Packungen 2
eingeblasen, das in den vorgewärmten Packungen 2 stärker reagiert und weniger kondensiert. Als Sterilisierungsmittel kommt insbesondere Wasserstoffperoxid in Frage. Das Wasserstoffperoxid kann zusammen mit Dampf und/oder Luft in die einseitig offene Packung 2 eingeleitet werden. Nach dem Sterilisieren der Packungen 2 wird das Innere der Packungen 2 in einer Trocknungseinrichtung 21 durch
Beaufschlagen mit Trocknungsluft getrocknet. Die Trocknungsluft ist dabei vorzugsweise heiß und steril.
Nach dem Übergang von der Sterilisationszone 16 in die Füll- und Siegelzone 17 werden die einseitig offenen Packungen 2 unter einer Fülleinrichtung 22 positioniert und mit einem fließfähigen Produkt in Form eines Lebensmittels gefüllt. Die gefüllten Packungen 2 werden sodann mit einer Verschließeinrichtung 23 durch Falten des oberen offenen Bereichs der Packung 2 und Siegeln desselben verschlossen. Die verschlossenen Packungen 2 werden anschließend aus den Zellen 13 der
Transporteinrichtung 14 entnommen und bedarfsweise weiter bearbeitet. Die nun leeren Zellen 13 der Transporteinrichtung 14 werden weiter in Richtung des
Dornrads 9 bewegt, um dort weitere Packungen 2 aufzunehmen.
In der Fig. 1 sind die Vorwärmeinrichtung 19, Sterilisiereinrichtung 20,
Trocknungseinrichtung 21 und Fülleinrichtung 22 der besseren Übersichtlichkeit und Anschaulichkeit halber lediglich schematisch dargestellt. Daher ist in der Fig. 2 die Aseptikkammer 15 erneut im Detail dargestellt. Auch die Darstellung der Fig. 2 ist sehr schematisch, allerdings sind insbesondere die Düsen der Vorwärmeinrichtung 19, Sterilisiereinrichtung 20, Trocknungseinrichtung 21 und Fülleinrichtung 22, mit denen die Heißluft, die Trocknungsluft, das Sterilisierungsmittel bzw. das fließfähige Produkt in Richtung der Packungen geleitet wird, größer dargestellt.
In der Aseptikkammer 15 der Fig. 2 ist zunächst in der Sterilisationszone 16 eine Vorwärmeinrichtung 19 vorgesehen, die eine Düse 24 zum Einleiten von Heißluft in die Packungen 2 aufweist. Die Heißluft wird bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Füllmaschine 1 über einen Verdichter 25 aus der Umgebung angesaugt und mit Hilfe eines Filters 26 gefiltert, um Mikroorganismen abzutrennen und die Luft so zu sterilisieren. Anschließend wird die sterile Luft in einer Heizeinrichtung 27 aufgeheizt. Die einseitig offenen Packungen 2 werden kontinuierlich unter der ortsfest angeordneten Düse 24 der Vorwärmeinrichtung 19 vorbeitransportiert.
Danach gelangen die Packungen 2 in eine Sterilisiereinrichtung 20, in der ein
Sterilisierungsmittel, bei dem es sich bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Füllmaschine 1 um eine wässrige Wasserstoffperoxidlösung handelt, über eine Pumpe 28 zugeführt und in einem Verdampfer 29 verdampft wird. Die Mischung aus
Wasserstoffperoxid und Dampf, der noch Luft zugeführt werden kann, wird über eine Düse 30 in die darunter vorbeitransportierten Packungen 2 eingeleitet. In dem Bereich nach der Sterilisiereinrichtung 20 wird sterile Luft über Sterilluftanschlüsse 18 in die Sterilisationszone 16 geleitet, was alternativ oder zusätzlich auch an anderen Orten der Aseptikkammer 15 erfolgen kann. Dazu wird Luft über einen Verdichter 31 aus der Umgebung angesaugt und über einen Filter 32 gedrückt, in dem zur Sterilisierung der Luft alle Mikroorganismen abgeschieden werden. In der darauffolgenden Trocknungseinrichtung 21 werden die sterilen Packungen mit heißer Trocknungsluft getrocknet, die ebenfalls über einen Verdichter 33 angesaugt und in einem Filter 34 entkeimt wird. Die so sterilisierte Luft wird in einer Heizeinrichtung 35 erhitzt und in die Packungen 2 geleitet.
Die getrockneten Packungen 2 werden dann in die Füll- und Siegelzone 17 übergeben, wo die Packungen 2 in den nächsten beiden Positionen der Transporteinrichtung 14 mit dem Produkt in Form eines Lebensmittels gefüllt werden. Das Produkt wird in der Fülleinrichtung 22 dabei über einen Vorlagebehälter 37 zugeführt und eine Düse 38 in die Packungen 2 geleitet. Die gefüllten Packungen 2 werden anschließend durch eine Verschließeinrichtung 23 durch Siegeln des oberen Rands verschlossen und aus der Aseptikkammer 15 transportiert. Bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Füllmaschine 1 sind zwischen einzelnen Bearbeitungspositionen sogenannte Leerpositionen vorgesehen, entlang derer Packungen 2 transportiert werden ohne dabei bearbeitet zu werden, während andere Packungen 2 in einer der zuvor beschriebenen Weisen bearbeitet werden. Die Anordnung und die Anzahl der Leerstellen kann auf unterschiedliche Arten gewählt werden, ohne dass dies vorliegend von besonderer Bedeutung wäre. Im Übrigen können alternative Vorwärmeinrichtungen 19, Sterilisierungseinrichtungen 20, Trocknungseinrichtungen 21 und/oder Fülleinrichtungen 22 noch zusätzliche Düsen aufweisen, um die Packungen 2 mit den entsprechenden Medien zu bearbeiten und/oder mit Produkt zu füllen. Dann erfolgt das Bearbeiten und/oder Füllen der Packungen 2 nacheinander mit wenigstens zwei Düsen, um die Bearbeitungszeit zu verlängern oder die Bearbeitung zuverlässiger erfolgen zu lassen. Bei der Bearbeitung der Packungen 2 mit Heißluft, Trocknungsluft und Sterilisationsmittel sowie beim Füllen der Packungen werden die Packungen in der Vorwärmeinrichtung 19, der Sterilisiereinrichtung 20, der Trocknungseinrichtung 21 und der Fülleinrichtung 22 von einer Ausgangsposition vor der Bearbeitung in eine Endposition nach der Bearbeitung bewegt. Diese Bewegung kann in jedem Fall als eine Transportbewegung aufgefasst werden, die bei der als Längsläufer ausgebildeten Füllmaschine 1 in einer geradlinigen Transportrichtung verläuft, bei einer als
Rundläufer ausgebildeten Füllmaschine aber auch in einem Kreisbogen verlaufen könnte. Zudem kann in der Vorwärmeinrichtung 19, der Sterilisiereinrichtung 20, der Trocknungseinrichtung 21 und/oder der Fülleinrichtung 22 den Packungen 2 noch eine die Transportbewegung entlang der Transportrichtung überlagernde
Bearbeitungsbewegung aufgeprägt werden. Dies führt letztlich dazu, dass die Packung einer Packungsbahn folgt, die sowohl von der Transportrichtung als auch von der Bearbeitungsbewegung abhängt
In der Fig. 3A-C sind schematische Beispiele dargestellt, wie einer geradlinigen Transportbewegung entlang der Transportrichtung T der Packungen 2 eine
Bearbeitungsbewegung B in Form einer Kippbewegung überlagert werden kann. Die Packungen 2 werden dabei einerseits in einer geradlinigen Transportbewegung von der Ausgangsposition A in die Endposition E bewegt, insbesondere in einer als Längsläufer ausgebildeten Füllmaschine 1, währenddessen die Packungen 2 quer zur Transportrichtung T hin und her gekippt werden. In der Fig. 3A ist eine zweiteilige Zelle 13 zur Aufnahme der Packungen 2 dargestellt, die ein unteres Teil 39 umfasst, das in der Transportrichtung T bewegt wird. Auf dem unteren Teil 39 ist das obere Teil 40 gegenüber dem unteren Teil 39 schwenkbar vorgesehen. Das obere Teil 40 nimmt zudem die Packung 2 auf und wird entlang einer zweier Kurvenschienen 41 geführt, die relativ weit oben an dem oberen Teil 40 der Zelle 13 angreifen und beim Transport der Packung 2 von der Ausgangsposition A in die Endposition E
formschlüssig in Anlage an die Zellen 13 geraten. So wird die Packung 2 quer zur Transportrichtung T in Form der Bearbeitungsbewegung B hin und her gekippt, während in die oben offene Packung 2 Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisierungsmittel und/oder fließfähiges Produkt eingeleitet wird. Alternativ könnten, wie in der Fig. 3B dargestellt ist, auch Kurvenschienen 42 vorgesehen sein, die nicht seitlich gegen den oberen Teil 43 der Zellen 13 in formschlüssige Anlage gelangen, sondern in vertikaler Richtung. Bei der in der Fig. 3B dargestellten Ausgestaltung drücken die
Kurvenschienen 42 abwechselnd gegenüberliegende Seiten des oberen Teils 43 der Zellen 13 nach unten, um auf diese Weise ein Kippen der Packung 2 in eine Richtung quer zur Transportrichtung T und zurück zu bewirken. Die Bewegung der Packungen 2 für die in den Fig. 3A-B dargestellten Fälle, ist in einer schematischen Draufsicht von oben in der Fig. 3C dargestellt. Während der untere Teil 39,44 der Zelle 13 von der
Ausgangsposition A in die Endposition E geradlinig in der Transportrichtung T bewegt wird, wird der obere Teil 40,43 der Zelle 13 zusammen mit der darin aufgenommenen Packung 2 zusätzlich durch die seitlich zur Zelle 13 vorgesehenen Kurvenschienen 41,42 zur Seite und wieder zurück gekippt.
In der Fig. 4 ist ein Transport der Zellen 13 und der Packungen 2 für eine
Füllmaschine in Form eines Rundläufers dargestellt. Der untere Teil 45 der Zelle 13 wird dabei von der Ausgangsposition A in die Endposition E entlang eines
Kreisbogens in der konstant gekrümmten Transportrichtung T bewegt. Dazwischen werden dem oberen Teil 46 der Zelle 13 und der darin aufgenommenen Packung 2 neben der Transportbewegung in der Transportrichtung T eine
Bearbeitungsbewegung B in Form eines Kippens zur Seite und wieder zurück aufgeprägt. Diese Bearbeitungsbewegung B wird durch eine Führung des oberen Teils 46 der Zelle 13 entlang von seitlich vorgesehenen Kurvenschienen 47 bewirkt, wie dies in Prinzip beispielsweise bereits in den Fig. 3A-B dargestellt worden ist.
In der Fig. 5A-D ist schematisch dargestellt, wie den Packungen 2 während des Transports von der Ausgangsposition A in die Endposition E eine die
Transportbewegung entlang einer geradlinigen Transportrichtung T eine
Bearbeitungsbewegung B überlagert wird. Dabei sind die die Packungen 2
aufnehmenden Zellen 13 zweiteilig ausgebildet. Der untere Teil 48-50 der Zellen 13 wird in der Transportrichtung T in der Transportbewegung transportiert, während der obere Teil 51-53 der Zellen 13 zusammen mit den darin aufgenommenen
Packungen 2 quer zur Transportrichtung T in der Bearbeitungsbewegung B hin und her verschoben werden. Zu diesem Zweck sind die Teile 48-53 der dargestellten Zellen 13 über einen Schienensystem 54 miteinander verbunden, das die
Verschiebung der Teile 48-53 quer zueinander zulässt und die Teile 48-53 der Zellen 13 aber in der Transportrichtung T zueinander arretiert. Bei dem in der Fig. 5A dargestellten Fall wird die Bearbeitungsbewegung B durch zwei Kurvenschienen 55 auf die Packungen 2 aufgeprägt, zwischen denen die Packungen 2 und die oberen Teile 51 der Zellen 13 von der Ausgangsposition A in die Endposition E bewegt werden. Dargestellt sind der obere Teil 51 der Zelle 13 und die Packung 2 in der Fig. 5A in einer infolge der formschlüssigen Anlage an den Kurvenschienen 55 nach links verschobenen Stellung. Gleiches gilt für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5B bei dem der obere Teil 52 und der untere Teil 49 der Zelle 13 durch ein Federmittel 56 miteinander verbunden sind. Zudem ist nur eine Kurvenschiene 57 dargestellt, die den oberen Teil 52 der Zelle 13 entgegen der Rückstellkraft des Federmittels 56 nach links auslenkt. Die Rückstellkraft des Federmittels 56 sorgt dabei dafür, dass der obere Teil 52 der Zelle 13 in Anlage an der Kurvenschiene 57 bleibt und wieder in eine Ausgangsstellung zurück gelangt. Die zweite Kurvenschiene ist so entbehrlich. In der Fig. 5C ist der Fall dargestellt, dass eine elektrische Einrichtung 58 durch Anlegen einer entsprechenden Spannung ein Magnetfeld M erzeugt durch das der obere Teil 53 der Zelle 13 hindurch bewegt und dabei in der Bearbeitungsbewegung B
ausgelenkt wird. Der untere Teil 50 der Zelle 13 wird davon unabhängig in der Transportrichtung T geradlinig von der Ausgangsposition A in die Endposition E bewegt. In der schematischen Draufsicht gemäß Fig. 5D, in der des sich das für die Fig. 5A-C beschriebene Prinzip der Beaufschlagung der Packungen 2 mit einer
Bearbeitungsbewegung B ablesen lässt, ist die Verschiebung der Packungen 2 in einer Bearbeitungsbewegung B quer zur Transportrichtung T gegen eine Rückstellkraft eines Federmittels 56 ausgelöst durch eine Kurvenschiene 57 gemäß Fig. 5B dargestellt. Die Packungen 2 werden dabei von der Ausgangsposition A bis zur Endposition E bewegt. Bedarfsweise können die Zellen 13 mitsamt den Packungen 2 auch zwischen der Ausgangsposition A und der Endposition E auch angehalten werden, um dann in einer Bearbeitungsposition mit der Bearbeitungsbewegung B beaufschlagt zu werden. Dies kann etwa wie in der Fig. 6A-B durch einen Nocken 59 erfolgen, der auf einer
Nockenscheibe 60 montiert ist. Die in den Fig. 6A-B zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten dargestellte Nockenscheibe 60 dreht sich und gelangt dabei in
formschlüssige Anklage an einen oberen Teil 61 der Zelle 13, der dadurch gegenüber dem unteren Teil 62 der Zelle 13 nach außen verschoben wird, um eine
Bearbeitungsbewegung B der in dem oberen Teil 61 der Zelle 13 aufgenommenen
Packung 2 zu erzeugen. Dabei kann der obere Teil 61 und der untere Teil 62 der Zelle 13 über ein Federmittel verbunden sein, dessen Rückstellkraft den oberen Teil 61 der Zelle 13 in Anlage an dem Nocken 59 hält und die Packung 2 nach dem Auslenken wieder in eine Ausgangsstellung zurück bewegt. Anschließend wird die Packung 2 weiter in der Transportrichtung T in die Endposition E bewegt. In der Fig. 7 ist dargestellt, dass dieselbe Nockenscheibe 60 wie in den Fig. 6A-B ein Kippen des die Packung 2 aufweisenden oberen Teils 63 der Zelle 13 bewirken kann um eine als Kippbewegung ausgebildete Bearbeitungsbewegung B auf die Packung 2 zu übertragen. Der obere Teil 63 der Zelle 13 wird dann durch den Nocken 59 der Nockescheibe 60 nicht gegenüber dem unteren Teil 64 der Zelle 13 nicht verschoben, sondern gekippt.
Bezugszeichenliste
1 Füllmaschine
2 Packung
3 Vorrichtung
4 Bündel
5 Packungsrohling
6 Packungsmäntel
7 Zuführeinrichtung
8 Dorn 9 Dornrad
10 Heizeinheit
11 Vorfaltung
12 Presse
13 Zellen
14 Transporteinrichtung
15 Aseptikkammer
16 Sterilisationszone
17 Füll- und Siegelzone
18 Sterilluftanschluss
19 Vorwärmeinrichtung
20 Sterilisiereinrichtung
21 Trocknungseinrichtung
22 Fülleinrichtung
23 Verschließeinrichtung
24 Düse
25 Verdichter
26 Filter
27 Heizeinrichtung
28 Pumpe
29 Verdampfer
30 Düse
31 Verdichter
32 Filter
33 Verdichter
34 Filter
35 Heizeinrichtung
36 Zelle
37 Vorlagebehälter
38 Düse
39 unterer Teil
40 oberer Teil
41 Kurvenschiene
42 Kurvenschiene
43 oberer Teil
44 unterer Teil
45 unterer Teil
46 oberer Teil
47 Kurvenschiene
48-50 unterer Teil 51-53 oberer Teil
54 Schienensystem
55 Kurvenschiene
56 Federmittel
57 Kurvenschiene
58 elektrische Einrichtung
59 Nocken
60 Nockenscheibe
61 oberer Teil
62 unterer Teil
63 oberer Teil
64 unterer Teil
A Ausgangsposition
B Bearbeitungsbewegung
E Endposition
T Transportrichtung

Claims

30. November 2017
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Füllen von einseitig offenen Packungen (2), insbesondere
Kartonverbundpackungen, mit fließfähigen Produkten, insbesondere
Lebensmitteln, in einer Füllmaschine (1),
bei dem Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisationsmittel und/oder fließfähiges Produkt über wenigstens eine, insbesondere ortsfeste, Düse (24,30,36) in einseitig offene Packungen (2) eingeleitet wird,
bei dem die Packungen (2) von einer Ausgangsposition (A) vor dem Einleiten der Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts in eine Endposition (E) nach dem Einleiten der Heißluft, der
Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts bewegt werden und
bei dem die Packungen (2) während des Einleitens der Heißluft, der
Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts entlang einer durch die Ausgangsposition (A) und die Endposition (E) festgelegte geradlinige oder konstant gekrümmte Transportrichtung (T) und in einer die Transportrichtung (T) überlagernden und sich wenigstens abschnittsweise quer zur Transportrichtung (T) erstreckenden Bearbeitungsbewegung (B) bewegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die Packungen (2) auf jeweils einem Träger und/oder in jeweils einer Zelle (13) einer Transporteinrichtung (14) von der Ausgangsposition (A) in die Endposition (E), insbesondere durch die Füllmaschine (1), bewegt werden und bei dem, vorzugsweise, die Träger und/oder die Zellen (13) zum Bewirken der Bearbeitungsbewegung (B) der Packungen (2) wenigstens abschnittsweise in wenigstens einer Richtung quer zur Transportrichtung (T), insbesondere hin und zurück, bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
- bei dem die Packungen (2), vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen
(40,43,46,63) der Träger (13) und/oder Zellen (13), insbesondere hin und zurück, gekippt werden und
- bei dem, vorzugsweise, die Packungen (2), vorzugsweise zusammen mit
wenigstens Teilen (40,43,46,63) der Träger und/oder Zellen (13), in einer Ebene parallel zur Transportrichtung (T) und/oder in einer Ebene senkrecht zur Transportrichtung (T), insbesondere hin und zurück, gekippt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
- bei dem die Packungen (2), vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen (51- 53,61) der Träger und/oder Zellen (13), insbesondere hin und zurück, quer zur Transportrichtung (T) verfahren werden und
- bei dem, vorzugsweise die Packungen (2), vorzugsweise zusammen mit
wenigstens Teilen (51-53,61) der Träger und/oder Zellen (13), in einer horizontalen Ebene und/oder in einer vertikalen Ebene verfahren werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
bei dem ein Teil (39,44,45,48-50,62,64) der Träger und/oder Zellen (13) von der Ausgangsposition (A) in die Endposition (E) wenigstens im Wesentlichen ausschließlich in der Transportrichtung (T) bewegt wird und bei dem ein den Packungen (2) zugeordneter oder mit den Packungen (2) verbundener Teil (40,43,46,51-53,61,63) der der Träger und/oder Zellen (13) die
Bearbeitungsbewegung (B) vollführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
bei dem wenigstens ein Teil (40,43,46,51,52,61,63) der Träger und/oder Zellen (13) zwischen der Ausgangsposition (A) und der Endposition (E) formschlüssig in Anlage an eine Kurvenschiene (41,42,47,55,57,62,64) und/oder einen Nocken (59) gelangt und infolgedessen die Bearbeitungsbewegung (B) vollführt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
bei dem wenigstens ein Teil (53) der Träger und/oder Zellen (13) zwischen der Ausgangsposition (A) und der Endposition (E) einem magnetischen Feld (M) ausgesetzt und infolgedessen die Bearbeitungsbewegung (B) vollführt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
bei dem Teile (49,52) der Träger und/oder Zellen (13) über ein Federmittel (56) miteinander verbunden sind und dass durch das Federmittel (56) die Teile (49,52) der Träger und/oder Zellen (13) nach einem Auslenken wieder in eine Ausgangsposition zurückverstellt werden.
9. Füllmaschine (1) zum Füllen von einseitig offenen Packungen (2), insbesondere Kartonverbundpackungen, mit fließfähigen Produkten, insbesondere
Lebensmitteln, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei wenigstens eine Düse (24,30,36) zum Einleiten von Heißluft, Trocknungsluft, Sterilisationsmittel und/oder fließfähigem Produkt in die einseitig offenen Packungen (2) vorgesehen ist und wobei eine Transporteinrichtung (14) zum Transportieren der einseitig offenen Packungen (2) von einer Ausgangsposition (A) vor dem Einleiten der Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts in eine Endposition (E) nach dem Einleiten der Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts entlang einer durch die Ausgangsposition (A) und die Endposition (E) festgelegte geradlinige oder konstant gekrümmte
Transportrichtung (T) vorgesehen ist,
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Mittel zum Bewegen der Packungen (2) während des Einleitens der Heißluft, der Trocknungsluft, des Sterilisationsmittels und/oder des fließfähigen Produkts in einer die Transportrichtung (T) überlagernden und sich wenigstens abschnittsweise quer zur Transportrichtung (T) erstreckenden
Bearbeitungsbewegung (B) vorgesehen sind.
10. Füllmaschine nach Anspruch 9,
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die Transporteinrichtung (14) Träger und/oder Zellen (13) zum Halten und Bewegen der Packungen (2) von der Ausgangsposition (A) zur Endposition (E) insbesondere zum Bewegen durch die Füllmaschine (1), aufweist und dass, vorzugsweise, die Träger und/oder Zellen (13) zum Bewirken der
Bearbeitungsbewegung (B) der Packungen (2) wenigstens abschnittsweise in wenigstens einer Richtung quer zur Transportrichtung (T), insbesondere hin und zurück, ausgebildet sind.
11. Füllmaschine nach Anspruch 9 oder 10,
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Mittel zum Kippen der Packungen (2), vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen (40,43,61) der Träger und/oder Zellen (13), insbesondere hin und zurück, vorgesehen sind und dass, vorzugsweise, die Mittel zum Kippen der Packungen (2), vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen (40,43,61) der Träger und/oder Zellen (13) in einer Ebene parallel zur Transportrichtung (T) und/oder in einer Ebene senkrecht zur Transportrichtung (T) vorgesehen sind.
12. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
Mittel zum Verfahren der Packungen (2), vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen (51-53) der Träger und/oder Zellen (13), insbesondere hin und zurück, quer zur Transportrichtung (T) vorgesehen sind und dass, vorzugsweise, die Mittel zum Verfahren der Packungen (2), vorzugsweise zusammen mit wenigstens Teilen (514-53) der Träger und/oder Zellen (13), in einer horizontalen Ebene und/oder in einer vertikalen Ebene vorgesehen sind.
13. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
die Träger und/oder Zellen (13) wenigstens zweiteilig ausgebildet und die beiden Teile (39,40,43-46,48-53,61-64) gegeneinander verschiebbar und/oder verkippbar, insbesondere mit wenigstens einem Schienensystem (54) wenigstens einem Gelenk und/oder wenigstens einem Federmittel (56), verbunden sind.
Füllmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
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wenigstens eine Kurvenschiene (41,42,47,55,57) und/oder wenigstens ein Nocken (59) zur formschlüssigen Anlage an wenigstens ein Teil
(40,43,46,51,52,61,63) der Träger und/oder Zellen (13) zwischen der
Ausgangsposition (A) und der Endposition (E) derart vorgesehen ist, dass die Bearbeitungsbewegung (B) bewirkt wird.
Füllmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
wenigstens eine, insbesondere elektrische, Einrichtung (58) zur Erzeugung eines von den Trägern und/oder Zellen (13) passiertes magnetisches Feld (M) zur Bewirkung der Bearbeitungsbewegung (B) vorgesehen ist.
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