JP2019536707A - 搬送方向とは異なる処理用移動を有する、片側が開口している包装体を充填するための方法および充填機 - Google Patents

Abstract

充填機（１）において、片側が開口している包装体（２）、特に厚紙複合包装体、に流動性製品、特に食品、を充填するための方法が説明および図示される。片側が開口している包装体を高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品によって、設備および手順の妥当な複雑度で、且つ高いスループットで、確実に処理するために、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品が少なくとも１つの、特に静止、ノズル（２４、３０、３６）を介して片側が開口している包装体（２）に導入され、包装体（２）は、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の導入前の開始位置（Ａ）から高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の導入後の終了位置（Ｅ）まで移動され、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の導入中、包装体（２）は、開始位置（Ａ）と終了位置（Ｅ）とによって規定された直線状の、または連続的に湾曲した、搬送方向（Ｔ）に沿って移動され、更には搬送方向（Ｔ）に重なり合う、少なくとも部分的に搬送方向（Ｔ）を横切って延びる、処理用移動（Ｂ）で移動される。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、充填機において、片側が開口している包装体、特に厚紙複合包装体に流動性製品、特に食品、を充填するための方法に関する。更に、本発明は、好ましくは上記の方法により、片側が開口している包装体、特に厚紙複合包装体、に流動性製品、特に食品、を充填するための充填機であって、片側が開口している包装体に高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品を導入するためのノズルが少なくとも１つ設けられ、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の導入前の開始位置から、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の導入後の終了位置まで、開始位置と終了位置とによって規定された直線状の、または連続的に湾曲した、搬送方向に沿って、片側が開口している包装体を搬送するための搬送デバイスが設けられた、充填機に関する。

片側が開口している包装体に、特に食品の形態の、製品を充填するためのさまざまな充填機が既知である。包装体には、好ましくは、流動性食品が充填される。特に使用される包装体は、包装体への充填用の開口部を設けるために、上側が開口している包装体である。包装体は、例えば、厚紙層と外側の、例えばポリエチレン（ＰＥ）製の、特に熱可塑性、プラスチック層とを備えた積層体の形態の包装材料から形成された厚紙複合包装体であり得る。カートンは、包装体に十分な安定性をもたらすので、例えば、包装体の取り扱いおよび積み重ねを容易にする。プラスチック層は、厚紙を湿気から保護すると共に、密閉された包装体を形成するために包装材料の封着を可能にする。加えて、包装体経由の酸素および他の気体の拡散を防止するために、アルミニウム層などの更なる層が設けられ得る。

包装体への食品の充填は、一般に、滅菌条件下で行われる。充填される食品ばかりでなく、包装体も滅菌する必要がある。すなわち、食品は、通常、一定時間にわたって加熱される。包装体は、通常、最初に無菌の高温空気でパージされる。その後、こうして加熱された包装体に、滅菌剤が導入される。この滅菌剤は、一般に、過酸化水素であるか、または過酸化水素を含む。包装体は予熱されているので、高い滅菌反応率が達成され、包装体内での過剰な凝縮液の形成が回避される。その後、好ましくは高温の滅菌された乾燥用空気で包装体を乾燥させることによって、湿気および残留過酸化水素が包装体から除去される。その後、この滅菌済みの包装体への充填が行われる。

高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品を導入するためのデバイスは、片側が開口している包装体に適切な媒体を狙い通りに吹き付けるためのノズルを備えている。包装体は、搬送デバイスによって充填機内を搬送され、対応するノズルに次々と達する。包装体の損傷を防止しながら、包装体を精確に搬送するために、搬送デバイスは、通常、搬送中の包装体を保持するためのキャリアまたはセルを有する。すなわち、包装体をキャリアまたはセルによって間接的に充填機内を移動させることができる。この場合、キャリアとは、その上に包装体を主に立たせて側方で保持する手段と理解されるものとする。他方、セルとは、包装体の大部分を主に収容する、および／または側方で保持する、手段と理解されるものとする。特に、包装体の処理がほぼ直線状に行われる充填機において、用語「インライン充填機」は、これら充填機を所謂ロータリユニットから区別するためにも使用され、包装体を搬送するために一般にセルチェーンが使用され、包装体を収容するための複数のセルが回転するチェーンに沿って設けられている。セルは、包装体を側面接触によって保持するホルダの形態でも設計され得る。これが特に当てはまるのは、ロータリユニットの場合である。ロータリユニットにおいては、包装体が開始位置から終了位置まで、回転する円形コンベアに沿って一定の湾曲したカーブに沿って搬送される。このカーブの半径は、一般に、包装体とロータリユニットの円形コンベアの回転軸線との間の距離に相当する。

包装体への高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の吹き付け中、包装体を搬送して対応するノズルの下を通過させることができる。この搬送は、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品が包装体に吹き付けられる前の包装体の開始位置から高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品が吹き付けられた後の終了位置まで行われ、直線状に、または一定曲率の弧状に、すなわち円弧状に、規則正しく行われる。包装体の搬送は、連続的に、必要であれば一定速度で、行われ得る。必要に応じて、包装体とノズルとの間に相対速度が存在しないように、ノズルは包装体と共に移動され得る。ただし、より単純で、費用対効果がより大きいのは、ノズルが静止位置に設けられている場合である。

多くの場合、包装体は充填機内を定期的、すなわち段階的、にも移動されるので、包装体は特定の位置を次々と一定時間占める。それらの位置において、包装体は静止し、少なくとも１つのノズルを介して高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品が吹き付けられる。対応する充填機は、一般に、インラインユニットとして設計されている。ロータリユニットにおいては、片側が開口している包装体を高温空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤で処理しているとき、または片側が開口している包装体に流動性製品を充填するとき、包装体は一般に連続的に移動されているが、インラインユニットの定期的動作と同様に、対応付けられた包装体と同じ速度で少なくともほぼ同じ円弧に沿って移動する、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品を定量吐出する少なくとも１つのノズルに対して一定時間静止している。

何れも場合も、包装体を十分に予熱、乾燥、滅菌、および／または充填するために、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品が包装体に十分に吹き付けられることを保証する必要がある。一方では、十分な高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品をノズルから包装体上／内に向かわせる必要があり、他方では、包装体がノズルの下に十分に長い時間にわたって留まる必要がある。ただし、同時に、充填機は、可能な限り最短の時間で、且つ可能な限り最小の空間で、できる限り多くの包装体に充填することを目的とする。加えて、高温空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤による包装体のパージ、または包装体への流動性製品の充填は、条件付きでのみ予測可能である。包装体内に形成される流れは、ある程度ランダムまたは無秩序である。これにより、高温空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤に所望される程度まで接触しない望ましくない陰領域が幾分か形成される。その理由は、例えばこれらの表面は不活性境界層（独：traeger Grenzschichten，英：inert boundary layers）によって部分的に覆われているからである。ただし、特定の状況下においては、これにより、流動性製品の充填中に泡立ちも引き起こされる。

したがって、本発明の目的は、片側が開口している包装体への高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の吹き付けを、合理的な設備および手順の複雑度によって、高いスループットで、確実に行えるように、上で言及および説明した種類の方法および充填機を設計し、更に発展させることである。

この目的は、請求項１によると、充填機において、片側が開口している包装体、特に厚紙複合包装体、に流動性製品、特に食品、を充填するための方法であって、
− 高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品が少なくとも１つの、特に静止した、ノズルを介して片側が開口している包装体に導入され、
− 包装体は、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の導入前の開始位置から高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の導入後の終了位置まで移動され、
− 包装体は、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の導入中、開始位置と終了位置とによって規定された、直線状の、または連続的に湾曲した、搬送方向に沿って移動され、更には搬送方向に重なり合う、少なくとも部分的に搬送方向を横切って延びる、処理用移動によって移動される、
方法によって達成される。

加えて、上記の目的は、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の導入中、少なくとも部分的に搬送方向を横切って延びる、搬送方向に重なり合う、処理用移動で包装体を移動させるための手段が設けられている、請求項９の前提部分に記載の充填機によって達成される。

片側が開口している包装体の処理のために本発明が好都合な効果を有し得るのは、片側が開口している包装体を直線状に、または一定曲率の弧、すなわち円弧、に沿って開始位置から終了位置まで移動させるだけではなく、その間で包装体への高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の吹き付けも行われる場合であることを本発明は認識している。代わりに、包装体の搬送方向へのこの基本的な移動に重ねて、開始位置と終了位置との間で各包装体に行わせる処理用移動を設けることが提案される。この処理用移動は、包装体を実際に終了位置まで搬送するためにはあまり役立たないが、むしろ、高温空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤によって包装体をより確実に処理するために、または流動性製品をより確実に包装体に充填するために、役立つ。この処理または充填を実際に改良できるのは、包装体がノズルの下に位置付けられて静止する、または簡単な移動によってノズルの下を搬送される、だけではなく、処理中または充填中に処理用移動によって包装体が更に移動される場合である。

処理用移動に関して、本発明においては、高温空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤による処理と流動性製品、特に食品、の充填とを区別していない。後者の場合、片側が開口している包装体は処理されないが、片側が開口している包装体への充填は、より広い意味では、充填機の処理工程も表す。したがって、明瞭化のために、および不要な繰り返しを回避するために、包装体が処理されているか充填されているかによって処理用移動と充填用移動とを基本的に区別しないものとする。

この場合、搬送用移動に加え、追加の処理用移動は、一様且つ確実な加熱、乾燥、および／または滅菌を実現するために、高温空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤が包装体の意図された全ての面域に達し、これらすべての表面と十分に相互作用することを保証する。必要であれば、更なる処理用移動が流動性製品の充填時の泡立ちを確実に低減する。これは、例えば、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品の流れの向きが包装体内で狙いどおりに変えられるという事実によって実現される。例えば、包装体への高温空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤の吹き付け中、または包装体への充填中、対応する媒体の導入は、吹き付けの継続時間または充填時間の少なくとも大部分にわたって最適ではないが、必要であれば極めて準最適でさえあることが認められている。これは、その後の処理用移動によって補償される。すなわち、複数の異なる時点において、例えば、包装体の複数の異なる表面には特に良好に吹き付けることができ、包装体の他の表面にはそれほど良好に吹き付けることができない。ただし、吹き付けが完了すると、全ての表面に極めて確実に適切に吹き付けられている。

予想され得ることは、処理時間のほぼ全体にわたって処理が準最適であった場合は、包装体のより長時間の処理が必要になるであろうことと、全処理工程中に包装体の少なくとも実質的に最適な処理が行われるとすれば、処理時間の短縮および充填機のスループットの向上の点から、より良好であろうことである。ただし、包装体内の高温空気、乾燥用空気、および／または滅菌剤のいくらかランダム且つ無秩序な流動挙動の故に、上記が当てはまらないことが驚くべきことに分かっている。加えて、充填中に充填方向を変化させると、一般に想定されるように、包装体に基づき特定の充填方向を使用するより、泡立ちが特に効果的に抑制されることが分かっている。

処理用移動は、以下に説明するように、さまざまな方法で行われ得る。基本的な搬送方向または搬送用移動、すなわち、開始位置から終了位置まで直線状の、または一様に湾曲した弧、に沿った包装体の一様な搬送、への重なりとして処理用移動が理解される場合、この処理用移動は、例えば左および右への移動に、分割可能である。すなわち、包装体がたどる実際の包装体経路は、初めに、直線状の、または絶えず湾曲する、基本的な搬送方向または搬送用移動から逸れ、その後、直線状の、または絶えず湾曲する、事実上の包装体経路に戻るので、包装体は、処理の終了後に、終了位置に達する。この終了位置は、直線状の、または絶えず湾曲する、搬送方向のみへの移動であっても包装体が達する終了位置である。

本発明において、ノズルという用語は、好ましくは極めて全般的に理解されるものとする。著しい圧力損失または大きく広がる自由噴流を生じさせるための、断面のくびれが著しいノズルは必ずしも必要ではない。ノズルは、対応する媒体を所定位置において包装体内に確実かつ狙いどおりに給送させることのみを目的とする。特に簡単な場合において、ノズルは、包装体に向けて極めて精確に位置合わせ可能な、直線状の管片として形成され得る。

更に、用語「高温空気」および「乾燥用空気」は、好ましくは極めて広い意味で理解されるものとする。予熱および乾燥のために適切な媒体が使用される。予熱および乾燥は、全く空気なしに、別の気体または気体混合物によっても行われ得るであろう。すなわち、用語「高温空気」および／または「乾燥用空気」が使用されているとき、用語「空気」は、通常、気体または気体混合物として理解されることが好ましい。ただし、空気は低コストで容易に入手可能であるので、実際の空気が使用されると特に好適である。実際の場合でも、通常、空気が使用されている。したがって、本発明においては、明瞭化のために、および不要な繰り返しを回避するために、これら媒体を空気に限定する必要がない場合でも、用語「高温空気」および「乾燥用空気」が使用されている。これらの用語は、原則として加熱用媒体または乾燥用媒体も指し得る。

包装体は、包装材料積層体から形成された積層包装体であることが好ましい。特に好適な場合において、これら包装体は、少なくとも１つの厚紙層と、例えばアルミニウム、ポリアミド、および／またはエチレン−ビニルアルコールで構成された、好ましくは少なくとも１つの障壁層と、熱可塑性材料製の、特にポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）製の、複数の外層とを含む包装体用積層体製の厚紙複合包装体である。包装体スリーブまたは包装体ラップとして公知のものを形成するために、包装材料積層体から形成された包装材ブランクの長手方向端縁同士が互いに封着される。包装体の底面を形成するために、包装体スリーブの一方の開口端を折り畳んで封着できる。充填後、包装体スリーブの依然として開口している端部も折り畳んで封着して閉口することによって包装体の上端にすることができる。

理解を容易にし、不要な繰り返しを回避するために、以下においては方法と充填機とを一緒に説明し、方法と充填機とを詳細には区別しない。ただし、どの特定の特徴が方法および充填機に関して好適であるかは、当業者には文脈から明らかであろう。

方法の第１の特に好適な実施形態においては、複数の包装体が、それぞれ搬送デバイスのキャリア上で、および／またはそれぞれセル内で、開始位置から終了位置まで移動される。包装体の取り扱いを容易にするために、包装体はそれぞれキャリア上に、および／またはセル内に、位置付けられたままで充填機内を搬送されると更に好適であり得る。基本的に、キャリアまたはセルは、包装体を損傷し得る過度な応力に包装体をさらすことなく、包装体の再現可能な、且つ精確な搬送を可能にする。包装体の処理用移動を簡単な方法でもたらし、これにより包装体の処理を改良するために、部分的に搬送方向を横切る少なくとも１つの方向に、特に左右に（独：hin und zurueck，英：back and forth）、キャリアおよび／またはセルを移動させることができる。したがって、包装体、キャリア、および／またはセルは、初めに、直線状の、または絶えず湾曲する、搬送方向または搬送用移動によって規定された事実上の包装体経路から離れる方向に導かれ、その後、直線状の、または絶えず湾曲する、搬送方向または搬送用移動によって規定された事実上の包装体経路に戻るように案内される。その結果として、搬送用移動と処理用移動とは、開始位置と終了位置との間で重なり合う移動と見做され得る。

開始位置と終了位置との間で適切な処理用移動をもたらすために、包装体を、好ましくはキャリアおよび／またはセルの少なくとも部分と共に、傾斜させることが望ましい。傾斜動は、往復動成分を含み得る。例えば、包装体は、開始位置および終了位置の両方において同じ直立した向きで配置され得る。処理用移動を簡単且つ確実にもたらすことができるように、包装体を、好ましくはキャリアおよび／またはセルの少なくとも部分と共に、搬送方向に平行な平面において、および／または搬送方向に垂直な平面において、傾斜させると更に適切であり得る。

開始位置と終了位置との間での適した処理用移動のために、代わりに、または加えて、包装体が、好ましくはキャリアおよび／またはセルの少なくとも部分と共に、搬送方向を横切って移動されるようにもし得る。この移動を左および右への部分移動に細分割することもできる。すなわち、包装体を事実上の包装体経路から離れる方向に移動させ、直線状の、または絶えず湾曲する、搬送方向に再び戻すことができる。これに関連して、手順的および構造的に簡単であるのは、包装体が、好ましくはキャリアおよび／またはセルの少なくとも部分と共に、水平平面において、および／または鉛直平面において、処理される場合である。これは、処理の全体的な信頼度も高める。

構造的に簡単で手順的に確実な方法で処理用移動をもたらせるように、代わりに、または加えて、キャリアおよび／またはセルの一部分を開始位置から終了位置まで、少なくともほぼ、直線状の、または絶えず湾曲する、搬送方向にのみ移動させる一方で、キャリアおよび／またはセルの別の部分に処理用移動を行わせることができる。この場合、包装体は、処理用移動を行うこの別の部分に対応付けられる。簡素化のために、この処理用移動は、包装体を適切な部分に立たせる、または適切な部分によって保持される、ように行うことができる。したがって、一方では、処理用移動によって移動させる必要がある質量が減り、一方の直線状の、または絶えず湾曲する、搬送方向に沿った搬送用移動とそこから逸れるもう一方の処理用移動との重ね合わせを極めて簡単な方法で実現することが可能である。

処理用移動をもたらすためにキャリアおよび／またはセルの少なくとも一部分の可能な最も簡単且つ確実な調整を実現するために、少なくとも１本の湾曲したレールおよび／または少なくとも１つのカムを設けることができる。この場合、湾曲したレールおよび／またはカムは、開始位置と終了位置との間で、包装体と確実に係合することができる。この積極的な取付は、好ましくは包装体の移動方向に影響を及ぼし、処理用移動を包装体にもたらす。

湾曲したレールおよび／またはカムの代わりに、またはこれらの少なくとも一方に加え、少なくとも部分的に、簡単に、必要であれば非接触式に、処理用移動を包装体にもたらすように、キャリアおよび／またはセルの少なくとも一部分を開始位置と終了位置との間で磁界にさらすこともできる。

処理用移動の少なくとも部分を包装体にもたらすためにキャリアおよび／またはセルの部分の調整が如何に実現されるかに拘らず、この磁界は、左右への両移動部分に等しく印加される必要はない。簡素化のために、キャリアの、および／またはセルの、少なくとも部分の偏向を上記の方法でもたらすことができる一方で、開始位置に戻すための調整は自律的に、すなわち、おそらく、ばね手段を介して相互接続されているキャリアおよび／またはセルの複数部分によって、行われる。この場合、キャリアおよび／またはセルの複数部分の偏向は、少なくとも１つのばね手段の復元力に抗して起こり得るが、その後の偏向からの戻りは、少なくとも１つのばね手段の復元力によってもたらされる。

充填機の第１の特に好適な実施形態において、搬送デバイスは、包装体を開始位置から終了位置まで保持して移動させるためのキャリアおよび／またはセルを有する。キャリアおよび／またはセルは、キャリアで、および／またはセルと共に、充填機内をそのまま搬送可能であることが好ましい。加えて、包装体の処理用移動をもたらすために、キャリアおよび／またはセルは、搬送方向が直線状であるか、絶えず湾曲するかに拘らず、少なくとも部分的に搬送方向を横切る少なくとも１つの方向に調整可能である。処理用移動とは、直線状の、または絶えず湾曲する、搬送方向に沿った事実上の包装体経路に対する左右への移動と理解することができる。

処理用移動を包装体にもたらすために、包装体を、好ましくはキャリアおよび／またはセルの少なくとも部分と共に、傾斜させるための手段が少なくとも１つ設けられ得る。包装体を、好ましくはキャリアおよび／またはセルの少なくとも部分と共に、傾斜させるための手段は、簡素化のために、搬送方向に平行な平面において、および／または搬送方向に垂直な平面において、包装体を、必要であれば左右に、傾斜させることができるように、設計され得る。

ただし、代わりに、または加えて、包装体を、好ましくはキャリアおよび／またはセルの少なくとも部分と共に、搬送方向を横切る方向に移動させるための手段を少なくとも１つ設けることも可能である。この場合、工程または装置の簡素化がもたらされるのは、包装体を、好ましくはキャリアおよび／またはセルの少なくとも部分と共に、移動させるための手段が水平平面に、および／または鉛直平面に、形成される場合である。

直線状の、または絶えず湾曲する、搬送方向に沿った搬送用移動に、搬送方向を横切る処理用移動を重ね合わせるために、キャリアおよび／またはセルが少なくとも２つの部分で形成されると、簡素化のために好都合である。この場合、キャリアおよび／またはセルの１つの部分は、直線状の、または絶えず湾曲する、搬送方向をたどることができ、キャリアおよび／またはセルの別の部分には処理用移動がもたらされる。これを構造的に簡単且つ確実に実現するために、この２つの部分は、特に少なくとも１つのレールシステム、少なくとも１つのジョイント、および／または少なくとも１つのばね手段によって、相互に変位可能および／または傾斜可能に、接続可能である。包装体の簡単かつ確実な搬送を保証できるように、キャリアおよび／またはセルの複数部分は、例えば上記のように、互いに接続される。

少なくとも１つの湾曲したレールおよび／または少なくとも１つのカムが設けられる場合、この湾曲したレールおよび／またはカムは、開始位置と終了位置との間でキャリアおよび／またはセルの少なくとも１つの部分と確実に係合するために設けられ得る。この場合、湾曲したレールの、および／またはカムの、対応する設計により、この形状適合は、特に開始位置と終了位置との間の直線状の、または絶えず湾曲する、搬送方向によって規定された搬送用移動に重ね合わされる所望の処理用移動をセルおよび／またはキャリアの対応部分に、ひいては包装体に、確実にもたらすことができる。

処理用移動を包装体に無接触でもたらすには、キャリアおよび／またはセルを少なくとも部分的に移動させる磁界を発生させるデバイス、特に電気デバイス、によることが好ましい。これにより、搬送方向に対する磁界の向きに応じて、搬送用移動に対する、特に、包装体を案内するキャリアおよび／またはセルの部分の、偏向を狙いどおりに引き起こすことができる。

以下においては、複数の例示的実施形態のみを示す図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。図面には、以下の図が示されている。

本発明による方法を実施するための本発明による充填機を略側面図で示す。 図１の充填機の詳細を略側面図で示す。 インライン充填機における開始位置と終了位置との間の処理用移動および搬送方向の重ね合わせを側方からの概略図で示す。 インライン充填機における開始位置と終了位置との間の処理用移動および搬送方向の重ね合わせを側方からの概略図で示す。 インライン充填機における開始位置と終了位置との間の処理用移動および搬送方向の重ね合わせを上からの概略図で示す。 ロータリ充填機における開始位置と終了位置との間の処理用移動および搬送方向の重ね合わせを上からの概略図で示す。 インライン充填機における開始位置と終了位置との間の処理用移動および搬送方向の代替重ね合わせを側方からの概略図で示す。 インライン充填機における開始位置と終了位置との間の処理用移動および搬送方向の別の重ね合わせを側方からの概略図で示す。 インライン充填機における開始位置と終了位置との間の処理用移動および搬送方向の別の重ね合わせを側方からの概略図で示す。 インライン充填機における開始位置と終了位置との間の処理用移動および搬送方向の別の重ね合わせを上からの概略図で示す。 インライン充填機の定期的動作中の処理用移動および搬送方向の一時点における重ね合わせを略平面図で示す。 インライン充填機の時限動作中の処理用移動および搬送方向の別の時点における重ね合わせを略平面図で示す。 インライン充填機の定期的動作中の処理用移動および搬送方向の別の重ね合わせを略側面図で示す。

図１は、特に流動性食品を、包装体２に充填するための充填機１を示す。この場合の充填機１は、充填対象の包装体２を成形するためのデバイス３を備える。ただし、充填対象の片側が開口している包装体２を充填機に予め供給しておくことも原則として可能である。この点に関して好適な図示の充填機１は、いくつかの平行処理ラインを更に有する。そのうちの１つの処理ラインのみが図１に示されている。各処理ラインに、複数の包装体ブランク５から成る束４が割り当てられる。包装体ブランク５の長手方向端縁同士が互いに封着されて、両側が開口している包装体スリーブ６が形成される。包装体スリーブ６は展張され、給送デバイス７によってマンドレルホイール９のマンドレル８に押し被される。

マンドレルホイール９は周期的に、すなわち段階的に、反時計回りに回転される。包装体スリーブ６は、複数の異なる位置で加工される。最初に、一端縁が加熱ユニット１０によって高温空気で加熱され、次に、折り癖付け部１１によって折り癖が付けられ、その後、折り癖が付けられた端縁がプレス１２によって封着されて底面が形成される。このようにして、一端が開口し、他端が液密に封着された封着済みの包装体２が得られる。この包装体２は、搬送デバイス１４のセル１３に移送される。この点に関して好適な図示の充填機１において、セルは、充填機内を連続的に、すなわち特定の位置で停止せずに、搬送される。これにより、必要であれば、セルは加速および／または減速される、あるいは充填機１によるセルの搬送は一定速度で行われる。

包装体２は搬送デバイス１４によって搬送されて無菌室１５を通過する。無菌室１５は、滅菌ゾーン１６と充填および封着ゾーン１７とに順次細分割されている。包装体２の搬送は、直線状に行われる必要はなく、充填機１がインラインユニットかロータリユニットかに応じて、少なくとも１つの円弧状に、または輪状にも、行われ得る。無菌室１５は、細菌の侵入を防止するために、無菌空気接続部１８からの無菌空気によって僅かな正圧下で洗流される。

包装体２を予熱するために、最初に、上部が開口している包装体２に予熱デバイス１９によって無菌の高温空気が吹き込まれる。その後、滅菌デバイス２０において、滅菌剤が包装体２に注入される。滅菌剤は、予熱された包装体２内でより強く反応し、液化し難い。滅菌剤として過酸化水素が特に適している。過酸化水素は、蒸気および／または空気と共に、片側が開口している包装体２に導入され得る。包装体２の滅菌後、乾燥デバイス２１において乾燥用空気を吹き付けることによって、包装体２の内部が乾燥される。乾燥用空気は、高温且つ無菌であることが好ましい。

滅菌ゾーン１６から充填および封着ゾーン１７への移動後、片側が開口している包装体２は、充填デバイス２２の下に位置付けられ、食品の形態の流動性製品が充填される。充填済みの包装体２は、次に、閉口デバイス２３において、包装体２の上方の開口域を折り曲げて封着することによって、閉口される。封着された包装体２は、次に、搬送デバイス１４のセル１３から取り出され、必要であれば、更に処理される。搬送デバイス１４の空になったセル１３は、更なる包装体２を受け入れるために、マンドレルホイール９に向けて更に移動される。

図１には、予熱デバイス１９、滅菌デバイス２０、乾燥デバイス２１、および充填デバイス２２が、より良好な明確さおよび明瞭さのために、単に模式的に示されている。したがって、図２には、無菌室１５が再び詳細に示されている。図２の説明図も極めて模式的であるが、予熱デバイス１９、滅菌デバイス２０、乾燥デバイス２１、および充填デバイス２２の特にノズルがより大きく示されている。高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、または流動性製品は、ノズルによって包装体に向けて方向付けられる。

図２の無菌室１５には、高温空気を包装体２に導入するためのノズル２４を有する予熱デバイス１９が初めに滅菌ゾーン１６に設けられている。この点に関して好適な図示の充填機１において、高温空気は環境から圧縮器２５を介して吸引され、微生物を空気から分離して空気を滅菌するために、フィルタ２６によって濾過される。その後、無菌空気は、加熱デバイス２７において加熱される。片側が開口している複数の包装体２は、搬送されて予熱デバイス１９の静止ノズル２４の下を連続的に通過する。

その後、包装体２は滅菌デバイス２０に到達し、そこで滅菌剤、この点に関して好適な図示の充填機１においては過酸化水素水溶液、がポンプ２８を介して供給され、気化器２９において気化される。更に空気の供給も可能な、過酸化水素と蒸気との混合物は、搬送されてその下を通過する包装体２にノズル３０を介して導入される。

滅菌デバイス２０の下流の領域において、無菌空気が無菌空気接続部１８を介して滅菌ゾーン１６内に向けられる。これは、代わりに、または加えて、無菌室１５の他の場所でも行われ得る。この目的のために、空気が環境から圧縮器３１を介して吸引され、フィルタ３２を通して加圧される。フィルタ３２において、全ての微生物が空気から分離されて空気が滅菌される。その後の乾燥デバイス２１において、滅菌された包装体が高温の乾燥用空気で乾燥される。この高温の乾燥用空気も圧縮器３３を介して吸引され、フィルタ３４において滅菌される。こうして滅菌された空気は加熱デバイス３５において加熱され、包装体２内に向けられる。

乾燥された包装体２は、次に、充填および封着ゾーン１７に移送され、そこで、搬送デバイス１４の次の２つの位置において、食品の形態の製品が包装体２に充填される。充填デバイス２２において、製品はリザーバ３７を介して供給され、ノズル３８を介して包装体２内に向けられる。充填済みの包装体２は、次に、閉口デバイス２３によって上縁を封着することによって閉口され、無菌室１５の外に搬送される。

この点に関して好適な図示の充填機１においては、個々の処理位置の間に所謂空き位置（独：Leerpositionen ，英：empty position）が複数設けられている。これらの位置に沿って複数の包装体２が処理されずに搬送されているときに、他の複数の包装体２は先に説明した方法のうちの１つで処理されている。空間の配置および数は、ここでは特に重要ではないので、さまざまな方法で選択可能である。ちなみに、代替の予熱デバイス１９、滅菌デバイス２０、乾燥デバイス２１、および／または充填デバイス２２は、対応する媒体で包装体２を処理するために、および／または製品を包装体２に充填するために、追加のノズルを更に有し得る。この場合、処理時間を延長するために、または処理をより確実にするために、包装体２の処理および／または充填が少なくとも２つのノズルによって順次行われる。

高温空気、乾燥用空気、および滅菌剤による包装体２の処理時、ならびに包装体への充填時、包装体は、処理前の開始位置から処理後の終了位置まで、予熱デバイス１９、滅菌デバイス２０、乾燥デバイス２１、および充填デバイス２２内を移動される。この移動は、何れも場合も、搬送用移動として理解され得る。搬送用移動は、インライン充填機として設計された充填機１においては、直線状の搬送方向に走行するが、ロータリユニットとして設計された充填機においては円弧状にも走行できるであろう。加えて、予熱デバイス１９、滅菌デバイス２０、乾燥デバイス２１、および／または充填デバイス２２においては、搬送方向に沿った搬送用移動に重ね合わされる処理用移動も包装体２にもたらすことができる。これにより、最終的に、包装体は、搬送方向および処理用移動の両方に依存する包装体経路をたどる。

図３Ａ〜図３Ｃは、傾斜動の形態の処理用移動Ｂが包装体２の搬送方向Ｔに沿った直線状の搬送用移動に如何に重ね合わされ得るかの模式例を示す。包装体２は、一方では、特にインラインユニットとして設計された充填機１において、開始位置Ａから終了位置Ｅまで直線状の搬送用移動として移動される一方で、包装体２は搬送方向Ｔを横切って左右に傾斜される。図３Ａには、包装体２を受け入れるための二部構成のセル１３が示されている。セル１３は、搬送方向Ｔに移動される下側部分３９を備える。下側部分３９の上に、上側部分４０が下側部分３９に対して枢動可能に設けられる。上側部分４０は更に包装体２を受け入れる。上側部分４０は、２本の湾曲したレール４１の一方に沿って案内される。レール４１は、セル１３の上側部分４０に相対的に高い位置に突き当たって係合し、開始位置Ａから終了位置Ｅへの包装体２の搬送中、セル１３に積極的に当接する。こうして、最上部が開口している包装体２は、処理用移動Ｂによって搬送方向Ｔを横切って左右に傾斜させられながら、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品が導入される。あるいは、図３Ｂに示されているように、湾曲したレール４２も設けられ得る。レール４２はセル１３の上側部分４３に側方からではなく、むしろ鉛直方向に確実に係合する。図３Ｂに示されている実施形態において、湾曲したレール４２は、搬送方向Ｔを横切る方向に包装体２を左右に傾斜させるように、セル１３の上側部分４３の両側を交互に押し下げる。図３Ｃには、図３Ａ、図３Ｂに示されているケースのための包装体２の移動が上からの略平面図で示されている。セル１３の下側部分３９、４４が開始位置Ａから終了位置Ｅまで搬送方向Ｔに直線状に移動される一方で、セル１３の上側部分４０、４３は、そこに搭載されている包装体２と共に、セル１３の側面に設けられた湾曲したレール４１、４２によって左右に傾斜させられる

図４は、ロータリユニットの形態の充填機の場合のセル１３および包装体２の搬送を示す。この搬送により、セル１３の下側部分４５は、開始位置Ａから終了位置Ｅまで、円弧に沿って絶えず湾曲する搬送方向Ｔに移動される。その間に、セル１３の上側部分４６およびそこに搭載されている包装体２には、搬送方向Ｔへの搬送用移動に加え、左右への傾斜の形態の処理用移動Ｂももたらされる。この処理用移動Ｂは、例えば図３Ａ、図３Ｂにおいて既に原理的に示されているように、側方に設けられた湾曲したレール４７に沿ってセル１３の上側部分４６が案内されることによって行われる。

図５Ａ〜図５Ｄは、開始位置Ａから終了位置Ｅまでの搬送中、包装体２の直線状の搬送方向Ｔに沿った搬送用移動に処理用移動Ｂが如何に重ね合されるかを模式的に示す。この場合、包装体２を受け入れるセル１３は、２つの部分で形成されている。セル１３の下側部分４８〜５０が搬送用移動として搬送方向Ｔに搬送される一方で、セル１３の上側部分５１〜５３は、そこに搭載された包装体２と共に、処理用移動Ｂとして搬送方向Ｔを横切って左右に移動される。この目的のために、図示のセル１３の部分４８〜５３は、レールシステム５４を介して互いに接続されている。レールシステム５４は、部分４８〜５３を互いに対して横方向に変位させ、セル１３の部分４８〜５３を互いに搬送方向Ｔにロックする。図５Ａに示されているケースにおいて、２つの湾曲したレール５５によって処理用移動Ｂが包装体２にもたらされる。これらレール５５の間で、包装体２およびセル１３の上側部分５１は開始位置Ａから終了位置Ｅまで移動される。図５Ａのセル１３の上側部分５１および包装体２は、湾曲したレール５５による積極的な係合の結果として、左側に変位された位置に図示されている。同じことは、図５Ｂによる実施形態にも当てはまる。この実施形態では、セル１３の上側部分５２と下側部分４９とがばね手段５６によって互いに接続されている。加えて、単一の湾曲したレール５７が示されている。このレール５７は、ばね手段５６の復元力に逆らって、セル１３の上側部分５２を左側に偏向させている。ばね手段５６の復元力は、セル１３の上側部分５２が湾曲したレール５７と接触したままであり、更には開始位置に戻ることを確実にする。したがって、第２の湾曲したレールは不要である。図５Ｃは、対応する電圧の印加によって電気デバイス５８が磁界Ｍを発生させるケースを示している。磁界Ｍにより、セル１３の上側部分５３は処理用移動Ｂとして移動され、ひいては偏向される。セル１３の下側部分５０は、上側部分５３とは独立して、開始位置Ａから終了位置Ｅまで搬送方向Ｔに直線状に移動される。図５Ｄによる略平面図には、処理用移動Ｂによる包装体２への吹き付けのための図５Ａ〜図５Ｃに関して説明した原理が分かる。図５Ｄには、図５Ｂによる湾曲したレール５７によって、ばね手段５６の復元力に逆らって引き起こされる、搬送方向Ｔを横切る処理用移動Ｂによる包装体２の変位が示されている。このようにして、包装体２は、開始位置Ａから終了位置Ｅまで移動される。

必要であれば、開始位置Ａと終了位置Ｅとの間でセル１３を、包装体２と共に、停止させ、処理位置において処理用移動Ｂをもたらすこともできる。この処理用移動Ｂは、図６Ａ、図６Ｂのように、カムディスク６０に取り付けられたカム５９によって、行うことができる。図６Ａ、図６Ｂには、２つの異なる時点におけるカムディスク６０が示されている。セル１３の上側部分６１に搭載された包装体２の処理用移動Ｂをもたらすために、カムディスク６０は回転してセル１３の上側部分６１に確実に係合する。これにより、上側部分６１は、セル１３の下側部分６２に対して、外方に変位される。このケースにおいて、セル１３の上側部分６１と下側部分６２とは、ばね手段を介して接続され得る。ばね手段の復元力は、カム５９とセル１３の上側部分６１との接触を保持し、偏向後、包装体２を開始位置に戻す。その後、包装体２は、終了位置Ｅまで搬送方向Ｔに更に移動される。図７は、図６Ａ、図６Ｂと同じカムディスク６０が、傾斜動として設計された処理用移動Ｂを包装体２に伝達するために、包装体２を有するセル１３の上側部分６３を傾斜させ得ることを示している。この場合、セル１３の上側部分６３は、カムディスク６０のカム５９によって、セル１３の下側部分６４に対して変位されず、代わりに傾斜する。

１ 充填機
２ 包装体
３ デバイス
４ 束
５ 包装体ブランク
６ 包装体スリーブ
７ 給送デバイス
８ マンドレル
９ マンドレルホイール
１０ 加熱ユニット
１１ 折り癖付け
１２ プレス
１３ セル
１４ 搬送デバイス
１５ 無菌室
１６ 滅菌ゾーン
１７ 充填および封着ゾーン
１８ 無菌空気接続部
１９ 予熱デバイス
２０ 滅菌デバイス
２１ 乾燥デバイス
２２ 充填デバイス
２３ 閉口デバイス
２４ ノズル
２５ 圧縮器
２６ フィルタ
２７ 加熱デバイス
２８ ポンプ
２９ 気化器
３０ ノズル
３１ 圧縮器
３２ フィルタ
３３ 圧縮器
３４ フィルタ
３５ 加熱デバイス
３６ セル
３７ リザーバ
３８ ノズル
３９ 下側部分
４０ 上側部分
４１ 湾曲したレール
４２ 湾曲したレール
４３ 上側部分
４４ 下側部分
４５ 下側部分
４６ 上側部分
４７ 湾曲したレール
４８〜５０ 下側部分
５１〜５３ 上側部分
５４ レールシステム
５５ 湾曲したレール
５６ ばね手段
５７ 湾曲したレール
５８ 電気デバイス
５９ カム
６０ カムディスク
６１ 上側部分
６２ 下側部分
６３ 上側部分
６４ 下側部分
Ａ 開始位置
Ｂ 処理用移動
Ｅ 終了位置
Ｔ 搬送方向

Claims (15)

1. 充填機（１）において、片側が開口している包装体（２）、特に厚紙複合包装体、に流動性製品、特に食品、を充填するための方法であって、
   − 高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品が少なくとも１つの、特に静止した、ノズル（２４、３０、３６）を介して片側が開口している包装体（２）に導入され、
   − 前記包装体（２）は、前記高温空気、前記乾燥用空気、前記滅菌剤、および／または前記流動性製品の前記導入前の開始位置（Ａ）から前記高温空気、前記乾燥用空気、前記滅菌剤、および／または前記流動性製品の前記導入後の終了位置（Ｅ）まで移動され、
   − 前記包装体（２）は、前記高温空気、前記乾燥用空気、前記滅菌剤、および／または前記流動性製品の前記導入中、前記開始位置（Ａ）と前記終了位置（Ｅ）とによって規定された、直線状の、または連続的に湾曲した、搬送方向（Ｔ）に沿って移動され、更には前記搬送方向（Ｔ）に重なり合う、少なくとも部分的に前記搬送方向（Ｔ）を横切って延びる、処理用移動（Ｂ）で移動される、
   方法。
2. 前記包装体（２）の各々は、それぞれ搬送デバイス（１４）のキャリア上で、および／またはそれぞれセル（１３）内で、前記開始位置（Ａ）から前記終了位置（Ｅ）まで、特に前記充填機（１）内を、移動され、好ましくは、前記キャリアおよび／または前記セル（１３）は、前記包装体（２）の前記処理用移動（Ｂ）をもたらすために、少なくとも部分的に前記搬送方向（Ｔ）を横切る少なくとも１つの方向に、特に左右に、移動される、請求項１に記載の方法。
3. − 前記包装体（２）は、好ましくは前記キャリア（１３）および／またはセル（１３）の少なくとも部分（４０、４３、４６、６３）と共に、特に左右に、傾斜させられ、
   − 好ましくは、前記包装体（２）は、好ましくは前記キャリアおよび／またはセル（１３）の少なくとも部分（４０、４３、４６、６３）と共に、前記搬送方向（Ｔ）に平行な平面において、および／または前記搬送方向（Ｔ）に垂直な平面において、特に左右に、傾斜させられる、
   請求項１または２に記載の方法。
4. − 前記包装体（２）は、好ましくは前記キャリアおよび／またはセル（１３）の少なくとも部分（５１〜５３、６１）と共に、前記搬送方向（Ｔ）を横切って、特に左右に、移動され、
   − 好ましくは、前記包装体（２）は、好ましくは前記キャリアおよび／またはセル（１３）の少なくとも部分（５１〜５３、６１）と共に、水平平面において、および／または鉛直平面において、移動される、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
5. 前記キャリアおよび／またはセル（１３）の部分（３９、４４、４５、４８〜５０、６２、６４）が前記開始位置（Ａ）から前記終了位置（Ｅ）まで、少なくともほぼ前記搬送方向（Ｔ）にのみ移動され、前記包装体（２）に対応付けられた、または前記包装体（２）に接続された、前記キャリアおよび／またはセル（１３）の部分（４０、４３、４６、５１〜５３、６１、６３）が前記処理用移動（Ｂ）を行う、請求項２〜４の何れか一項に記載の方法。
6. 前記キャリアおよび／またはセル（１３）の少なくとも１つの部分（４０、４３、４６、５１、５２、６１、６３）が前記開始位置（Ａ）と前記終了位置（Ｅ）との間で湾曲したレール（４１、４２、４７、５５、５７、６２、６４）および／またはカム（５９）によって確実に係合され、その結果として前記処理用移動（Ｂ）を行う、請求項２〜５の何れか一項に記載の方法。
7. 前記キャリアおよび／またはセル（１３）の少なくとも１つの部分（５３）が前記開始位置（Ａ）と前記終了位置（Ｅ）との間で磁界（Ｍ）にさらされ、その結果として前記処理用移動（Ｂ）を行う、請求項２〜６の何れか一項に記載の方法。
8. 前記キャリアおよび／またはセル（１３）の部分（４９、５２）がばね手段（５６）を介して互いに接続され、前記キャリアおよび／またはセル（１３）の前記部分（４９、５２）は、偏向後、前記ばね手段（５６）によって開始位置に引き戻される、請求項２〜７の何れか一項に記載の方法。
9. 好ましくは請求項１〜８の何れか一項に記載の方法により、片側が開口している包装体（２）、特に厚紙複合包装体、に流動性製品、特に食品、を充填するための充填機（１）であって、高温空気、乾燥用空気、滅菌剤、および／または流動性製品を前記片側が開口している包装体（２）に導入するためのノズル（２４、３０、３６）が少なくとも１つ設けられ、前記高温空気、前記乾燥用空気、前記滅菌剤、および／または前記流動性製品の前記導入前の開始位置（Ａ）から前記高温空気、前記乾燥用空気、前記滅菌剤、および／または前記流動性製品の前記導入後の終了位置（Ｅ）まで、前記開始位置（Ａ）と前記終了位置（Ｅ）とによって規定された直線状の、または連続的に湾曲した、搬送方向（Ｔ）に沿って、前記片側が開口している包装体（２）を搬送するための搬送デバイス（１４）が設けられる、充填機（１）において、
   前記高温空気、前記乾燥用空気、前記滅菌剤、および／または前記流動性製品の前記導入中、前記包装体（２）を前記搬送方向（Ｔ）に重なり合う、少なくとも部分的に前記搬送方向（Ｔ）を横切って延びる、処理用移動（Ｂ）で移動させるための手段が設けられることを特徴とする充填機（１）。
10. 前記搬送デバイス（１４）は、前記包装体（２）を前記開始位置（Ａ）から前記終了位置（Ｅ）まで保持して移動させるための、特に前記充填機（１）内を移動させるための、キャリアおよび／またはセル（１３）を有し、好ましくは、前記キャリアおよび／またはセル（１３）は、少なくとも部分的に前記搬送方向（Ｔ）を横切る少なくとも１つの方向への、特に左右への、前記包装体（２）の前記処理用移動（Ｂ）をもたらすように構成されることを特徴とする、請求項９に記載の充填機。
11. 前記包装体（２）を、好ましくは前記キャリアおよび／またはセル（１３）の少なくとも部分（４０、４３、６１）と共に、特に左右に、傾斜させるための手段が設けられ、好ましくは、前記手段は、前記包装体（２）を、好ましくは前記キャリアおよび／またはセル（１３）の少なくとも部分（４０、４３、６１）と共に、前記搬送方向（Ｔ）に平行な平面において、および／または前記搬送方向（Ｔ）に垂直な平面において、傾斜させるために設けられることを特徴とする、請求項９または１０に記載の充填機。
12. 前記包装体（２）を、好ましくは前記キャリアおよび／またはセル（１３）の少なくとも部分（５１〜５３）と共に、前記搬送方向（Ｔ）を横切って、特に左右に、移動させるための手段が設けられ、好ましくは、前記手段は、前記包装体（２）を、好ましくは前記キャリアおよび／またはセル（１３）の少なくとも部分（５１〜５３）と共に、水平平面において、および／または鉛直平面において、移動させるために設けられることを特徴とする、請求項９〜１１の何れか一項に記載の充填機。
13. 前記キャリアおよび／またはセル（１３）は少なくとも２つの部分で設計され、前記２つの部分（３９、４０、４３〜４６、４８〜５３、６１〜６４）は、特に少なくとも１つのレールシステム（５４）、少なくとも１つの可撓性ジョイント、および／または少なくとも１つのばね手段（５６）によって、互いに対して変位可能および／または傾斜可能に、接続されることを特徴とする、請求項９〜１２の何れか一項に記載の充填機。
14. 前記処理用移動（Ｂ）がもたらされるように、前記開始位置（Ａ）と前記終了位置（Ｅ）との間で前記キャリアおよび／またはセル（１３）の少なくとも１つの部分（４０、４３、４６、５１、５２、６１、６３）との確実な係合のために、少なくとも１本の湾曲したレール（４１、４２、４７、５５、５７）および／または少なくとも１つのカム（５９）が設けられることを特徴とする、請求項９〜１３の何れか一項に記載の充填機。
15. 前記処理用移動（Ｂ）をもたらすために、前記キャリアおよび／またはセル（１３）が通過する磁界（Ｍ）を発生させるための、特に電気、デバイス（５８）が少なくとも１つ設けられることを特徴とする、請求項９〜１４の何れか一項に記載の充填機。

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