WO2023016692A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung gefüllter karton/kunststoff-verbundpackungen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung gefüllter karton/kunststoff-verbundpackungen Download PDF

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WO2023016692A1
WO2023016692A1 PCT/EP2022/067432 EP2022067432W WO2023016692A1 WO 2023016692 A1 WO2023016692 A1 WO 2023016692A1 EP 2022067432 W EP2022067432 W EP 2022067432W WO 2023016692 A1 WO2023016692 A1 WO 2023016692A1
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WO
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packaging
chamber
sterile air
overpressure
overpressure chamber
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/067432
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Barej
Jürgen Diekmann
Dominik FAHNENSCHREIBER
Hanno Geissler
Dirk Hansen
Rupert Meinzinger
Christoph Mehler
Mario MÜLLER
Frank Ott
Thomas Patzer
Christian Rabe
Dorothee ROGGENKAMP
Christoph SCHRÖDER
Thomas Vetten
Christian Weiler
Franco ZAGAR
Original Assignee
Sig Combibloc Services Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
    • B65B55/04—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
    • B65B55/10—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging by liquids or gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/04—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65B61/00—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages
    • B65B61/18—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages for making package-opening or unpacking elements
    • B65B61/186—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages for making package-opening or unpacking elements by applying or incorporating rigid fittings, e.g. discharge spouts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/24—Cleaning of, or removing dust from, containers, wrappers, or packaging ; Preventing of fouling

Definitions

  • the invention relates to a device for producing filled cardboard/plastic composite packs from prefabricated, flat-folded pack casings, with a transport device for transporting the pack casings, pack bodies closed at the bottom and finished packs, a device for feeding (injecting) the flat-folded pack casings into the device, a device for unfolding the packaging jackets, if necessary an application unit for applying an opening and pouring element to the packaging jacket that is still open, a device for pre-folding the bottom and/or top surfaces of the packaging jackets, a sterilization unit with at least one sterile agent nozzle for sterilizing the open packaging jackets, a device for Folding and closing the bottom surfaces of the pack jackets, a filling unit for filling the bottom-closed pack bodies, a device for folding and closing the gable surfaces of the filled packs and a r Device for ejecting the finished packs and, if necessary, a device for ejecting defective packs and a corresponding method.
  • Such devices are generally also referred to as 'filling machines', in particular for the beverage and food industry, and are known in a wide variety of designs from the prior art.
  • Filling machines designed as longitudinal machines are widespread, with a cell chain that is deflected in a vertical plane being used as the transport device, in which the cells in the upper run are used to hold pack jackets or pack bodies that are already closed on their bottom side, which are then transported along the individual stations by means of the cell chain be transported through the filling machine in its longitudinal direction.
  • the name .longitudinal runner* are disadvantageous in that the cell chain is guided through the aseptic area of the filling machine, at least in its upper area, so that any contamination brought in via the cells must be constantly removed. Complete encapsulation of the transport device is not possible here.
  • EP 3 019 404 B1 describes a device for unfolding, aseptically filling and aseptically sealing packaging jackets, in which only the cells are guided inside the aseptic area of the device, while the actual conveyor belt is arranged outside of this aseptic area.
  • DE 10 2015 122 876 A1 discloses a device and a method for sterilizing when filling preferably liquid foodstuffs in packaging containers, the sterile space being closed on its long sides and provided with a hood, and sterile air entering the sterile space from above through the hood is introduced, so that a uniform downward laminar flow is formed below the air guide elements.
  • This known construction is in need of improvement because the transport device constantly running through the sterile room turbulently swirls the laminar flow and, moreover, germs are always introduced into the interior of the sterile room, which then have to be discharged downwards from the sterile room.
  • the air guiding elements arranged inside the sterile room reduce the there existing interior, so that no further treatment units can be accommodated without enlarging the sterile room.
  • the present invention is based on the object of specifying a device and a method of the type mentioned at the outset and described in more detail above, in which the risk of contamination during the production process of the filled packs can be reliably ruled out. Furthermore, it is desirable for the device to have a high degree of automation and trouble-free operation in order to achieve a high output of the packs produced.
  • the transport device comprises a non-circulating transport device for linear, clocked transport of the open pack casings, pack bodies that are closed at the bottom and finished packs, which extends over the entire length of the device so that, around the transport device around, a sterile air chamber is formed, in which the sterilization unit, device for bottom sealing, filling unit and device for gable sealing are arranged and that the sterile air chamber is designed as an overpressure chamber and can be continuously pressurized with sterile air in such a way that a defined overpressure prevails in its interior.
  • a relatively low overpressure is sufficient to reliably prevent the inflow of outside air into the highly sensitive aseptic area of the device.
  • the excess pressure is 10 to 50 Pa and is preferably in the range from 15 to 25 Pa.
  • a walking mechanism is preferably used as the transport device. This has the advantage that the moving elements are all located inside the sterile air chamber and the required drives outside. Only passages for rotational or translational movements of the drive rods have to be introduced into the sterile air chamber wall, whereby pressure-tight passages can be used. Striders are known per se from the prior art.
  • EP 3 072 834 A1 shows a transport device with a transport rake and a counter rake as well as a method for operating such a transport device for a transport item.
  • the encapsulation of the walking mechanism using a sterile air chamber designed as an overpressure chamber, which is continuously pressurized with sterile air, defines an aseptic area that does not require air ducts for a laminar flow through perforated plates or the like and is therefore much "tidier", so that larger and moving parts such as ultrasonic sealing tools for floor or gable sealing can be arranged inside the hyperbaric chamber.
  • a single overpressure chamber is also sufficient for multi-lane devices. The constantly prevailing slight overpressure reliably prevents germs from penetrating into the aseptic zone.
  • the task is solved in that the sterile air chamber is arranged around the transport device, that a defined overpressure prevails in the sterile air chamber and that the sterile air chamber is continuously supplied with sterile air is applied.
  • the hyperbaric chamber has a plurality of openings distributed over its length for exposure to sterile air, so that the different areas do not influence each other in terms of ventilation.
  • the supply of sterile air into the hyperbaric chamber can be optimally distributed through the plurality of openings in order to minimize unwanted horizontal flows inside the hyperbaric chamber.
  • the overpressure chamber has a plurality of openings for the outlet of the exhaust air as well as openings for the inward transfer of the pack casings and the outfeed of the filled and sealed finished packs.
  • the openings for smuggling in the pack jackets and ejecting the finished packs are arranged on the underside of the overpressure chamber.
  • the vertical inward and outward transfer means that the openings required in this area can be kept as small as possible, since the horizontal cross section is the smallest cross section of both the partially unfolded pack jackets and the finished packs.
  • the overpressure chamber has additional openings for ejecting defective or incorrectly filled or incorrectly sealed packs. It is possible that these further openings are closed during normal operation of the device and only have to be opened briefly for the purpose of ejection.
  • the overpressure chamber has closable openings for the removal of faulty or incorrectly transported open packaging jackets or bottom-side packaging bodies. This avoids major "consequential damage" occurring immediately after detection in the position or shape of the packaging jackets leading to a short standstill of the device during operation, so that a short intervention at the right time, if at all necessary, further unnecessary cleaning or cleaning work maintenance downtime can be avoided.
  • the hyperbaric chamber has a plurality of viewing windows. This ensures that the operating personnel can always get an idea of the proper operation of the device without the overpressure chamber having to be opened for this purpose.
  • all openings in the overpressure chamber are designed to be closable for cleaning purposes. This is expedient, for example, when changing products or changing the pack format, ie switching to pack casings of a smaller or larger height.
  • the device according to the invention can also be provided with a C1P (cleaning in place) cleaning system.
  • C1P cleaning in place
  • At least one dust extractor unit is provided for cleaning or removing dust from the supplied packaging casings.
  • Commercial systems can also be used for this purpose.
  • the transport device of the device according to the invention comprises, in a further preferred embodiment, a plurality of parallel tracks, which are preferably all enclosed by the overpressure chamber.
  • a further teaching of the invention provides that the sterilization unit has devices for preheating, possibly for dust removal, for H2O2 injection and for drying.
  • the advantage of sterilizing the bottoms of the pack jackets that are still open is that on the one hand the inside and the outside of the pack jackets and also the pouring elements applied to them are sterilized and on the other hand there is no need for a rinsing process, as is necessary with pack bodies that are already closed at the bottom.
  • at least one radial fan is provided for charging the hyperbaric chamber with sterile air, in order to introduce the required amount of air into the interior of the hyperbaric chamber.
  • At least one radial fan is also provided for discharging the exhaust air flow from the overpressure chamber. It is advantageous if all the radial fans used are of the same type in order to make maintenance and repair work and replacement of the fans used as simple as possible.
  • a further teaching of the invention provides that filter elements or the like are provided for dust removal in order to clean the exhaust air flow.
  • filter elements or the like are provided for dust removal in order to clean the exhaust air flow.
  • the sterile air generated is partially converted to hot sterile air by means of heat exchangers and is fed to the overpressure chamber in the area of the sterilization unit.
  • the packaging jackets are preferably sterilized by spraying H2O2 into the aseptic area of the hyperbaric chamber, with the inner and outer surfaces of the packaging jackets and the pouring elements applied thereto being completely sterilized. For this purpose, it is advantageous if the pouring elements are applied right at the start of the manufacturing process.
  • the packaging jackets are preheated and possibly dedusted before they are sterilized. Preheating reliably prevents condensation inside the—warm—overpressure chamber during operation of the device.
  • the process steps of preheating, sterilization and drying preferably take place in a common, continuous chamber for all tracks of the device.
  • the individual areas within the continuous chamber are not delimited from one another.
  • the (slightly opened) packaging jackets are introduced in a vertical direction and that the finished packages are discharged in a vertical direction. In this way, the cross-sections of the necessary openings in the sterile air chamber are reduced in order to be able to keep the overpressure within the sterile air chamber in the desired range with justifiable effort.
  • the overpressure in the overpressure chamber during operation of the device is 10-50 Pa, in particular 15-25 Pa. It has been found that such an overpressure is sufficient to reliably avoid contamination of the interior of the overpressure chamber. Due to the different supply and exhaust air flows and the special design of the hyperbaric chamber, the air balance within the hyperbaric chamber is designed in such a way that the different areas do not affect each other in terms of ventilation and, in particular, no air can flow into the highly sensitive aseptic area.
  • the invention is explained in more detail below with reference to a drawing showing only preferred exemplary embodiments. Show in the drawing:
  • FIG. 1B shows a packaging jacket known from the prior art, which is formed from the blank shown in FIG. 1A, in the flat-folded state;
  • FIG. 1C shows the packaging casing from FIG. 1B in a partially unfolded state
  • Fig. ID shows the packaging jacket from Fig. IC in the fully unfolded state
  • FIG. IE shows the package produced from the packaging jacket from FIG. ID in the filled and closed state
  • Fig. 1F shows the pack from Fig. IE in the filled, closed and ready-to-sell condition
  • Fig. 2 shows a first embodiment of an inventive
  • Fig. 3 shows a sequence of the individual steps or stations of the
  • FIG. 4 shows another exemplary embodiment of an overpressure chamber of the device according to the invention in a vertical section in the longitudinal direction of the device
  • FIG. 5 shows the overpressure chamber from FIG. 4 in a perspective view
  • Fig. 6 shows the overpressure chamber from Fig. 4, schematically in a
  • Fig. 7 is a schematic representation of the sterile air supply openings
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the sterile air supply openings and the exhaust air openings of the overpressure chamber.
  • FIG. 1A shows a blank 1 known from the prior art, from which a packaging jacket can be formed.
  • the blank 1 can comprise several layers of different materials, for example paper, cardboard, plastic or metal, in particular aluminum.
  • the blank 1 has a number of fold lines 2 which are intended to facilitate the folding of the blank 1 and divide the blank 1 into a number of areas.
  • the blank 1 can be divided into a first side surface 3, a second side surface 4, a front surface 5, a rear surface 6, a sealing surface 7, bottom surfaces 8 and gable surfaces 9.
  • a packaging casing 10 can be formed from the blank 1 by folding the blank 1 in such a way that the sealing surface 7 can be connected to the front surface 5, in particular welded.
  • a round weakening line W is shown in broken lines in the area of a pouring element to be sealed.
  • FIG. 1B shows a packaging jacket 10 known from the prior art in the folded flat state.
  • the areas of the packing casing already described in connection with FIG. 1A are provided with corresponding reference symbols in FIG. 1B.
  • the packing sleeve 10 is formed from the blank 1 shown in Figure 1A.
  • the blank 1 was folded in such a way that the sealing surface 7 and the front surface 5 are arranged so that they overlap, so that the two surfaces are flat with one another can be welded.
  • the result is a longitudinal seam 11.
  • FIG. 1B shows the packaging jacket 10 in a flat folded state. In this condition, one side surface 4 (hidden in Fig. 1B) underlies the front surface 5 while the other side surface 3 lies on the rear surface 6 (hidden in Fig. 1B).
  • packaging jackets 10 When folded flat, several packaging jackets 10 can be stacked in a particularly space-saving manner. Therefore, the flat-folded packaging sleeves 10 are often stacked at the point of manufacture and transported in stacks to the point of filling. Only there are the packaging sleeves stacked and unfolded so that a product, for example food, can be filled.
  • FIG. 1C shows the package sleeve 10 of FIG. 1B in a partially unfolded condition.
  • a pouring element F can be applied to the weakened line W, which can no longer be seen here, and welded to the packaging material, for example by means of ultrasound.
  • the anvil of the sealing device must be able to be moved into the unfolded interior of the packaging casing 10 in order to carry out the ultrasonic welding together with the sonotrode that is brought in from the outside.
  • the pouring element F is provided with a screw cap, which on the one hand allows the (later) filled pack to be opened for the first time and can also be used to reseal this pack.
  • FIG. ID the packaging jacket 10 from FIG. IC is shown in the completely unfolded state.
  • the unfolded state is a configuration in which an angle of about 90° is formed between the two adjacent surfaces 3, 4, 5, 6, so that the packaging jacket 10—depending on the shape of these surfaces—is square or rectangular has cross section. Accordingly, the opposite side surfaces 3, 4 are arranged parallel to each other. The same applies to the front surface 5 and the rear surface 6.
  • Figures 1E and 1F show a pack P made from the pack casing 10 from FIG. 1D in the filled and closed state.
  • a fin seam 12 is formed after the closure.
  • protruding areas of excess material form in the edge areas of the bottom surfaces 8 and the gable surfaces 9, which are also referred to as “ears” 13.
  • the fin seams 12 and the ears 13 stand out.
  • both the fin seams 12 and the ears 13 have been applied, such as by gluing methods.
  • the resulting from the gable surfaces 9 - ie upper - ears 13 are applied to the side surfaces 3, 4, while the resulting from the bottom surfaces 8 - ie lower - ears 13 are applied to the underside of the packaging jacket 10.
  • the pack P is shown in a condition ready for sale.
  • Fig. 2 shows - schematically - a device according to the invention for unfolding, filling and closing of packaging jackets 10 in a side view.
  • the device initially has a magazine 14 in which a large number of flat-folded packaging jackets 10 are arranged and fed to the actual device.
  • a pack jacket 10 is fed in, which is first partially unfolded and then introduced from below into a forming unit 15 of the device.
  • the pouring element F is first applied in an application unit 16 as described above.
  • the application unit is arranged somewhat above the transport line of the packaging jacket 10, which is why the unfolded packaging jacket is raised to the appropriate height in this area by means of a lifting device indicated only by an arrow.
  • the pouring element F After the pouring element F has been applied and lowered to its original height, it is transported further in the horizontal direction through the sterilization unit 17, which will be described in more detail below Station 19 for sterilizing by injecting a sterilant and a station 20 for drying the sterilized packaging sleeves, whereby the sterilant is reliably removed from the sterilized surfaces of the packaging sleeve.
  • the base is formed in a base forming unit 21, in which the base surfaces at the lower end of the pack casing 10 are welded to form a transverse seam.
  • the protruding ears are then placed against the bottom of the pack and fastened there.
  • the goods are transported on to a gable forming unit 23, in which the upper area of the pack body is closed by forming an upper transverse seam and the resulting lateral pack ears are placed laterally against the pack walls and fastened there.
  • the resulting pack P is transported further and discharged from the device in area 24 and is now in a salable condition.
  • the individual stations are surrounded by a sterile air chamber 25 to ensure aseptic filling.
  • the sterilization unit 17, base molding unit 21, filling unit 22 and gable molding unit 23 form the aseptic area of the device, as shown in FIG.
  • the transport of the packaging casings 10, packaging body and completely filled packaging P takes place by means of a walking mechanism 26, which has at least two transport rakes arranged in parallel in a horizontal plane, each with a plurality of prongs pointing towards one another, the two opposite transport rakes being used to clamp or release the open pack jackets, pack bodies closed at the bottom and finished packs can be moved towards and away from one another or back and forth in the transport direction, as indicated by the arrows at the right-hand end of the transport rake.
  • the entire walking mechanism 26 is arranged inside the sterile air chamber 25 so that the transport device of the device is completely encapsulated by the sterile air chamber 25 .
  • the ends of the transport rakes protruding to the right in FIG of the walking mechanism 26 serve only to provide a clear explanation of the movements of the same.
  • FIG. 4 another embodiment of a device according to the invention is shown schematically in a side view.
  • the walking mechanism 26' shown runs in different planes and essentially consists of three sections, which are explained below with regard to FIG.
  • the assemblies or structural parts already shown in FIG. 2 are also provided with the same reference numbers here.
  • the slightly unfolded packaging jacket 10' After a slightly unfolded packaging jacket 10' has been fed into the forming unit 15 from below, the slightly unfolded packaging jacket 10' begins to be unfolded within an unfolding station 32, which will be described in more detail further below.
  • the packaging jackets 10' used here differ from the device used in the device of FIG. False creasing lines were folded in the middle of their long sides.
  • the packaging jacket 10' is also raised here in the area of the application unit 16, in which the packaging jacket 10' is provided with a pouring element F by means of an ultrasonic sealing unit known per se, which pours out through a round opening in the packaging jacket 10' from is pushed in to the outside and in this position is welded to the packaging casing 10'.
  • the packaging jacket 10' is lowered back to its original height. In the next position, an optical sensor 33 checks the packaging jacket 10′ provided with the pouring element F in order to detect possible errors.
  • the packaging jacket 10' is transported to a transfer station by means of a slide (only indicated) via guide elements (not shown) into the underlying level of the walking mechanism 26' and at the same time brought back into its shape with a rectangular cross section. From there, the transport begins cyclically to the right in the direction of the arrow shown in the middle of the walking mechanism 26'.
  • the pack jackets 10' which are still open at the bottom, first pass a mechanical sensor 35, which checks the correct alignment and position of the pack jackets 10', which are now completely unfolded, within the sliding mechanism strips.
  • a pre-folding station 37 in which both the top and the bottom of the pack casings 10' are pre-folded in order to break up the fibers of the fold lines in the top area and in the bottom area of the pack casings 10' and to simplify subsequent folding before the appropriate sealing.
  • packaging sleeves 10' which are not suitable for further processing are automatically discharged downwards while the device is in operation, as shown in dashed lines.
  • the packaging jackets 10 ′ are then sterilized in the sterilization unit 17 .
  • the bottom seam sealing and the ear sealing of the pack casings 10' then take place in the base forming station 21, with the ears being sealed from below onto the pack base, which is slightly dome-shaped and concave, see above that a package body closed at the bottom has now been created, which is lifted slightly upwards with a further lifting unit 38 to the level of the filling unit 22 .
  • the now filled package body passes through the gable forming 23, in which the gable seam is first sealed in station 39 and then in station 40 the final gable forming and the application of the ears and sealing on the side faces of the package P then completed.
  • the fully filled and sealed pack P is ejected downwards from the device and falls onto a transfer station 41. If errors were detected during filling or during the formation of the top, such a defective pack P is automatically ejected here 'by a pivoting flap 42, which forms the bottom of the transfer station 41, is pivoted downwards so that the faulty pack P' can be removed via a conveyor belt 43.
  • the finished pack P is moved to the right onto a transport carousel 44 by means of a slide (not specified) in the transfer station 41, on which the finished packs P leave the device for palletizing or packaging.
  • Below the walking mechanism 26 ′ one can see the drive units 45 necessary for the movements of the walking mechanism 26 ′, all of which are arranged below the sterile air chamber 25 .
  • FIG. 4 another embodiment of an overpressure chamber 29 of the device according to the invention is shown schematically in a side view in the longitudinal direction of the device.
  • the walking mechanism 26' shown essentially has three sections, which are defined by the different levels of the transport rakes.
  • the assemblies or structural parts already shown in FIG. 2 are also provided with the same reference numbers in the overpressure chamber 29 shown in FIG.
  • the packaging jackets 10' used here differ from the device used in the device of FIG. 2 in this way that here not two (later) pack edges also form the fold ends of the pack casing 10', but that the pack casing 10' used here was folded over so-called dummy score lines in the middle of its longitudinal sides.
  • the packaging jacket 10' is also raised here in the area of the application unit 16, in which the packaging jacket 10' is provided with a pouring element F by means of an ultrasonic sealing unit known per se, which pours out through a round opening in the packaging jacket 10' from is pushed in to the outside and, in this position, is welded to the partially unfolded packaging jacket 10'.
  • an optical sensor 33 checks the packaging jacket 10' provided with the pouring element F in order to detect possible errors. The packaging jacket 10' is then transported further.
  • FIG. 5 shows the sterile air chamber 25 from FIG. 4 designed as an overpressure chamber 29 in a perspective view.
  • FIG. 5 shows the overpressure chamber according to the invention from FIG. 4 in a perspective view.
  • On the hyperbaric chamber 29 one can see the (unspecified) supply lines for the sterilization unit 17, which are arranged on the hyperbaric chamber 27. Twelve openings can be seen in the area of the filling unit 22, two of which each belong to a production line.
  • the gable forming unit 39 sealing equipment is mounted in the six inclined openings seen in the front image.
  • At the end of the overpressure chamber 29 there are passages for the finished packs (not shown).
  • the main openings for the supply of sterile air are denoted by reference numerals 45A and 45B.
  • Viewing windows 47 are arranged on the lateral edge of the overpressure chamber 25 In the area of the floor unit (not visible), a pull-out element 48 facilitates the necessary assembly and maintenance work.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of the hyperbaric chamber 29 analogous to the representation in Fig. 4.
  • sterile air chamber 25 of the overpressure chamber 29 has two other necessary functional openings, namely an air outlet at each opening 49 for inward transfer of the only slightly unfolded pack jackets and at the discharge opening 50 for the completely filled and sealed packs.
  • FIG. 8 shows that, in addition to the inlet openings 45A and 45B for the sterile air supply in the front area of the overpressure chamber 29, two openings 51A and 51B are arranged in the area of the sterilization unit in order to suck the sterilizing agent used out of the overpressure chamber 29.
  • the removal device is partially encapsulated at the top in the exemplary embodiment shown. It is at the top another opening 52 for the Suction of sterilization agent that has escaped from the overpressure chamber 29 through the exclusion openings 50 is provided.
  • the desired overpressure inside the overpressure chamber 29 can be reliably set and regulated by the defined opening cross-sections of the necessary openings in the overpressure chamber 29 and a volume flow of sterile air coordinated therewith as well as a regulated exhaust air flow.
  • an overpressure chamber 29 as an encapsulation of the entire sterile air chamber 25 leads to optimal protection of the interior of the sterile air chamber 25 during the manufacture of the packs P on several parallel tracks and elegantly solves the task of preventing possible contamination during the manufacturing process of the filled packs, in particular in the aseptic area of the device, to be reliably avoided.
  • a high degree of automation and trouble-free operation to achieve a high output of manufactured packs are achieved.
  • Gable seam sealing 40 Gable shaping and ear sealing
  • 51A, 51B suction openings for sterilization medium

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

Dargestellt und beschrieben sind eine Vorrichtung zur Herstellung gefüllter Karton /Kunststoff-Verbundpackungen aus flachgefalteten Packungsmänteln (10, 10'), mit einer Transporteinrichtung, einer Einrichtung (15) zum Zuführen der Packungsmäntel (10, 10') einer Einrichtung zum Auffalten der Packungsmäntel, einer Einrichtung zum Vorfalten der Packungsmäntel, einer Sterilisationseinheit (17) zum Sterilisieren der offenen Packungsmäntel (10, 10'), einer Einrichtung (21) zum Verschließen der Bodenflächen (8) der Packungsmäntel (10, 10'), einer Fülleinheit (22) zum Befüllen der bodenseitigverschlossenen Packungskörper, einer Einrichtung (23) zum Verschließen der Giebelflächen (9) der gefüllten Packungen (P) und einer Einrichtung zum Ausschleusen der fertigen Packungen (P) sowie ein entsprechendes Verfahren. Um beim Herstellungsprozess die Gefahr einer Kontamination zuverlässig auszuschließen und darüber hinaus einen hohen Automatisierungsgrad sowie einen störungsfreien Betrieb zur Erzielung einer hohen Leistung an hergestellten Packungen (P) zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass die Transporteinrichtung eine nicht-umlaufende Transporteinrichtung für einen linearen, getakteten Transport umfasst, welche sich über die gesamte Länge der Vorrichtung erstreckt, dass, um die Transporteinrichtung herum, eine Sterilluftkammer (25) ausgebildet ist, in der die Sterilisationseinheit (17), Einrichtung zur Bodensiegelung (21), Fülleinheit (22) und Einrichtung zur Giebelsiegelung (23) angeordnet sind und dass die Sterilluftkammer (25) als Überdruckkammer (29) ausgebildet ist und kontinuierlich so mit steriler Luft beaufschlagbar ist, dass in ihrem Inneren ein definierter Überdruck vorherrscht.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung gefüllter Karton/Kunststoff- Verbundpackungen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung gefüllter Karton/Kunststoff- Verbundpackungen aus vorgefertigten, flachgefalteten Packungsmänteln, mit einer Transporteinrichtung zum Transport der Packungsmäntel, unten verschlossenen Packungskörper und fertigen Packungen, einer Einrichtung zum Zuführen (Einschleusen) der flachgefalteten Packungsmäntel in die Vorrichtung, einer Einrichtung zum Auffalten der Packungsmäntel, ggf. einer Appliziereinheit zum Applizieren eines Öffnungs- und Ausgießelements am noch offenen Packungsmantel, einer Einrichtung zum Vorfalten der Boden- und/oder Giebelflächen der Packungsmäntel, einer Sterilisationseinheit mit wenigstens einer Sterilmitteldüse zum Sterilisieren der offenen Packungsmäntel, einer Einrichtung zum Falten und Verschließen der Bodenflächen der Packungsmäntel, einer Fülleinheit zum Befüllen der bodenseitig verschlossenen Packungskörper, einer Einrichtung zum Falten und Verschließen der Giebelflächen der gefüllten Packungen und einer Einrichtung zum Ausschleusen der fertigen Packungen sowie ggf. einer Vorrichtung zum Ausschleusen von mit Fehlern behafteten Packungen sowie ein entsprechendes Verfahren.
Solche Vorrichtungen werden allgemein auch kurz als , Füllmaschinen', insbesondere für die Getränke- und Lebensmittelindustrie, bezeichnet und sind in verschiedensten Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Weit verbreitet sind als Längsläufer ausgebildete Füllmaschinen, wobei als Transporteinrichtung eine in einer vertikalen Ebene umgelenkte Zellenkette vorhanden ist, bei der die Zellen im oberen Trum zur Aufnahme von Packungsmänteln oder bereits an ihrer Bodenseite verschlossenen Packungskörper dienen, welche dann mittels der Zellenkette entlang den einzelnen Stationen durch die Füllmaschine in deren Längsrichtung transportiert werden. Daher der Name .Längsläufer*. Diese bekannten Vorrichtungen sind insofern nachteilig, dass die Zellenkette wenigstens in ihrem oberen Bereich durch den Aseptikbereich der Füllmaschine hindurch geführt wird, so dass ggf. über die Zellen eingebrachte Kontaminationen ständig entfernt werden müssen. Eine vollständige Kapselung der Transporteinrichtung ist hier nicht möglich.
Darüber hinaus sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen die Umlenkung der Transporteinrichtung in einer horizontalen Ebene erfolgt. So beschreibt die EP 3 019 404 Bl eine Vorrichtung zum Auffalten, aseptischem Befüllen und aseptischen Verschließen von Packungsmänteln, bei der lediglich die Zellen im Inneren des Aseptikbereichs der Vorrichtung geführt werden, während das eigentliche Transportband außerhalb dieses aseptischen Bereichs angeordnet ist.
Aus der DE 10 2015 122 876 Al sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sterilisieren bei der Abfüllung vorzugsweise flüssiger Lebensmittel in Packungsbehälter bekannt, wobei der Sterilraum an seinen Längsseiten geschlossen und mit einer Haube versehen ist und wobei von oben durch die Haube Sterilluft in den Sterilraum eingebracht wird, so dass sich unterhalb von Luftleitlementen eine gleichmäßig nach unten verlaufende laminare Strömung ausbildet. Diese bekannte Konstruktion ist verbesserungswürdig, weil die ständig durch den Sterilraum durchlaufende Transporteinrichtung die laminare Strömung turbulent verwirbelt und darüber hinaus auch stets Keime ins Innere des Sterilraums eingebracht werden, die dann nach unten aus dem Sterilraum ausgeleitet werden müssen. Außerdem verringern die im Inneren des Sterilraums angeordneten Luftleitelemente den dort vorhandenen Innenraum, so dass keine weiteren Behandlungseinheiten ohne eine Vergrößerung des Sterilraums Platz finden können.
Eine andere Lösung ist aus der WO 2011/002378 Al bekannt, bei der vorgefertigte Packungscontainer gleichfalls mittels einer Transportvorrichtung den Sterilraum einer Füllmaschine linear durchlaufen. Dort wird zum Erreichen einer zufriedenstellenden Sterilisation entlang dieser Transportstrecke eine gerichtete Strömung zu jeder Seite der transportierten Packungen mittels entsprechend ausgerichteter Düsen erzeugt. Auch bei dieser bekannten Sterilluftkammer dienen Luftleitelemente bzw. Luftstrombegrenzer zur Führung der Sterilluft von oben nach unten.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Art anzugeben, bei der die Gefahr einer Kontamination beim Herstellungsprozess der gefüllten Packungen zuverlässig ausgeschlossen werden kann. Weiterhin ist erwünscht, dass die Vorrichtung einen hohen Automatisierungsgrad und einen störungsfreien Betrieb zur Erzielung einer hohen Leistung an hergestellten Packungen aufweist.
Vorrichtungstechnisch erfolgt die Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Transporteinrichtung eine nicht-umlaufende Transporteinrichtung für einen linearen, getakteten Transport der offenen Packungsmäntel, bodenseitig verschlossenen Packungskörper sowie fertigen Packungen umfasst, welche sich über die gesamte Länge der Vorrichtung erstreckt, dass, um die Transporteinrichtung herum, eine Sterilluftkammer ausgebildet ist, in der die Sterilisationseinheit, Einrichtung zur Bodensiegelung, Fülleinheit und Einrichtung zur Giebelsiegelung angeordnet sind und dass die Sterilluftkammer als Überdruckkammer ausgebildet ist und kontinuierlich derart mit steriler Luft beaufschlagbar ist, dass in ihrem Inneren ein definierter Überdruck vorherrscht. Hierbei reicht ein verhältnismäßig geringer Überdruck aus, um die Einströmung von Außenluft in den hoch sensiblen Aseptikbereich der Vorrichtung zuverlässig zu verhindern. Der Überdruck beträgt dabei 10 bis 50 Pa und liegt bevorzugt im Bereich von 15 bis 25 Pa.
Vorzugsweise wird als Transporteinrichtung ein Schreitwerk eingesetzt. Dieses hat den Vorteil, dass die bewegten Elemente alle im Inneren der Sterilluftkammer angeordent sind und die erforderlichen Antriebe außerhalb. In die Sterilluftkammerwandung müssen lediglich Durchführungen für rotatorische bzw. translatorische Bewegungen der Antriebsstangen eingebracht werden, wobei druckdichte Durchführungen verwenden werden können. Aus dem Stand der Technik sind Schreitwerke für sich bekannt. Die EP 3 072 834 Al zeigt eine Transporteinrichtung mit einem Transportrechen und einem Gegenrechen sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Transportvorrichtung für ein Transportgut.
Durch die Kapselung des Schreitwerks mittels einer als Überdruckkammer ausgeführten Sterilluftkammer, welche kontinuierlich mit steriler Luft beaufschlagt wird, wird ein Aseptikbereich definiert, der ohne Luftleitmittel für eine laminare Strömung durch Lochbleche oder dergleichen auskommt und daher weit „aufgeräumter“ ist, so dass auch größere und bewegte Teile wie beispielsweise Ultraschall-Siegelwerkzeuge für die Boden- oder Giebelsiegelung im Inneren der Überdruckkammer angeordnet werden können. Auch für mehrbahnige Vorrichtungen reicht eine einzige Überdruckkammer aus. Durch den ständig vorherrschenden leichten Überdruck wird ein Eindringen von Keimen in die Aseptikzone zuverlässig verlindertVerfahrensmäßig erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, dass die Sterilluftkammer um die Transporteinrichtung herum angeordnet ist, dass in der Sterilluftkammer ein definierter Überdruck vorherrscht und dass die Sterilluftkammer dazu kontinuierlich mit steriler Luft beaufschlagt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Überdruckkammer über ihre Länge verteilt eine Mehrzahl von Öffnungen zur Beaufschlagung mit Sterilluft auf, so dass sich die unterschiedlichen Bereiche lufttechnisch gegenseitig nicht beeinflussen.
Durch die Mehrzahl von Öffnungen lässt sich die Zufuhr der Sterilluft in die Überdruckkammer optimal verteilen, um ungewollte Horizontalströmungen im Inneren der Überdruckkammer zu minimieren.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Überdruckkammer eine Mehrzahl von Öffnungen zum Auslass der Abluft sowie Öffnungen zum Einschleusen der Packungsmäntel und Ausschleusen der befüllten und versiegelten fertigen Packungen aufweist. Dabei sind die Öffnungen zum Einschleusen der Packungsmäntel und Ausschleusen der fertigen Packungen an der Unterseite der Überdruckkammer angeordnet. Das vertikale Ein- und Ausschleusen führt dazu, dass die in diesem Bereich benötigten Öffnungen möglichst klein gehalten werden können, da der horizontale Querschnitt der kleinste Querschnitt sowohl der teilaufgefalteten Packungsmäntel als auch der fertigen Packungen ist.
Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn die Überdruckkammer weitere Öffnungen zum Ausschleusen fehlerhafter oder falsch gefüllter bzw. falsch versiegelter Packungen aufweist. Hierbei ist es möglich, dass diese weiteren Öffnungen im normalen Betrieb der Vorrichtung geschlossen sind und nur für den Ausschleusungszweck kurzzeitig geöffnet werden müssen.
Ferner ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Überdruckkammer verschließbare Öffnungen zur Entnahme fehlerhafter oder falsch transportierter offener Packungsmäntel oder bodenseitiger Packungskörper aufweist. Dadurch wird vermieden, dass größere „Folgeschäden“ beim Betrieb unmittelbar nach einem Detektieren auftretender Fehler in Position oder Gestalt der Packungsmäntel zu einem kurzen Stillstand der Vorrichtung führen, so dass ein kurzes Eingreifen zur richtigen Zeit, falls überhaupt notwendig, weitere, unnötige Reinigungs- oder Wartungsstillstände vermeiden kann. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Überdruckkammer eine Mehrzahl von Sichtfenstern aufweist. Dadurch ist gewährleistet, dass das Bedienpersonal sich stets ein Bild vom ordnungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung machen kann, ohne dass die Überdruckkammer zu diesem Zweck geöffnet werden müsste. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung sind alle Öffnungen in der Überdruckkammer zu Reinigungszwecken verschließbar ausgestaltet. Dies ist beispielsweise beim Produktwechsel oder aber auch Wechsel des Packungsformats, also Umstellung auf Packungsmäntel einer geringeren oder größeren Höhe zweckmäßig. Durch das Verschließen der im Stillstand nicht mehr benötigten Öffnungen lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit einem C1P (Cleaning in Place) Reinigungssystem versehen. Solche Systeme sind bereits aus der Praxis in unterschiedlichsten Ausgestaltungen für sich bekannt.
Ferner sieht eine weitere Lehre der Erfindung vor, dass zur Reinigung bzw. Entstaubung der zugeführten Packungsmäntel wenigstens ein Staub Saugeraggregat vorgesehen ist. Auch für diesen Zweck lassen sich handelsübliche Anlagen einsetzen.
Zur Erhöhung der Produktion umfasst die Transportvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung mehrere parallele Bahnen, welche bevorzugt allesamt von der Überdruckkammer umschlossen sind.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Sterilisationseinheit Einrichtungen zum Vorwärmen, ggf. zum Entstauben, zur H2O2 Injektion und zum Trocknen aufweist. Der Vorteil der Sterilisation der bodenseitig noch offenen Packungsmäntel liegt darin, dass einerseits die Innenseiten und die Außenseiten der Packungsmäntel und auch die darauf applizierten Ausgießelemente sterilisiert werden und dass andererseits auf einen Spülvorgang, wie er bei bodenseitig bereits verschlossenen Packungskörpern erforderlich ist, verzichtet werden kann. Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zur Beaufschlagung der Überdruckkammer mit Sterilluft wenigsten ein Radiallüfter vorgesehen, um die benötigte Luftmenge in das Innere der Überdruckkammer einzubringen. Darüber hinaus, ist es möglich, dass auch zum Ab führen des Abluftsstroms aus der Überdruckkammer wenigstens ein Radiallüftervorgesehen ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn alle verwendten Radiallüfter die selbe Bauart aufweisen, um Wartungsund Reparaturarbeiten sowie einen Austausch der verwendeten Lüfter möglichst einfach zu gestalten.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass zur Reinigung des Abluftstroms Filterelemente oder dergleichen zur Entstaubung vorgesehen sind. Dazu ist es beispielsweise möglich, zur Trennung der Abluft von Staub wenigstens einen Zyklon vorzusehen, wobei der darin abgeschiedene Staub separat entsorgt werden kann und die gereinigte Abluft wieder in die Atmosphäre gelangen kann.
Verfahrensmäßig ist es erfindungsgemäß von besonderem Vorteil, wenn zur kontinuierlichen Zufuhr von steriler Luft Außenluft angesaugt wird und in einer speziellen Filtereinheit gereinigt wird, bevor die so erzeugte Sterilluft mittels Sterilluftverteilern der Überdruckkammer zugeführt wird. Hierzu eignen sich insbesondere für sich bekannte HEPA-Filter.
Des weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die erzeugte Sterilluft mittels Wärmetauschern teilweise zu heißer Sterilluft umgewandelt wird und der Überdruckkammer im Bereich der Sterilisationseinheit zugeführt wird. Die Sterilisierung der Packungsmäntel erfolgt vorzugsweise durch Einsprühen von H2O2 in den Aseptikbereich der Überdruckkammer, wobei eine vollständige Sterilisation der Innen- und Außenflächen der Packungsmäntel sowie der darauf applizierten Ausgießelemente erfolgt. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn das Applizieren der Ausgießelmente gleich zu Beginn des Herstellungsprozesses durchgeführt wird. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass vor dem Sterilisieren der Packungsmäntel eine Vorwärmung und ggf. eine Entstaubung der Packungsmäntel erfolgt. Durch eine Vorwärmung wird eine Kondensation im Inneren der - warmen - Überdruckkammer während des Betriebs der Vorrichtung zuverlässig ausgeschlossen.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass nach dem Sterilisieren eine Trocknung der sterilisierten Packungsmäntel erfolgt, bevor diese bodenseitigverschlossen werden.
Bevorzugt erfolgen nach einer weiteren Lehre der Erfindung für sämtliche Bahnen der Vorrichtung die Prozessschritte Vorwärmen, Sterilisieren und Trocknen in einer gemeinsamen, durchgehenden Kammer. Dabei sind die einzelnen Bereiche innerhalb der durchgehenden Kammer nicht gegeneinander abgegrenzt.
Um ein Eindringen von Keimen ins Innere der Sterilluftkammer zu vermeiden, ist gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung ferner vorgesehen, dass das Einschleusen der (leicht geöffneten) Packungsmäntel in vertikaler Richtung erfolgt und dass das Ausschleusen der fertigen Packungen in vertikaler Richtungen erfolgt. Auf diese Weise werden die Querschnitte der notwendigen Öffnungen in der Sterilluftkammer reduziert, um den Überdruck innerhalb der Sterilluftkammer mit vertretbarem Aufwand in gewünschtem Bereich halten zu können.
Beim Betrieb der Vorrichtung beträgt der Überdruck in der Überdruckkammer nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung 10 - 50 Pa, insbesondere 15 - 25 Pa. Es hat sich herausgestellt, dass ein solcher Überdruck ausreicht, eine Kontamination des Innenraums der Überdruckkammer zuverlässig zu vermeiden. Durch die verschiedenen Zu- und Abluftströme sowie das spezielle Design der Überdruckkammer ist der Lufthaushalt innerhalb der Überdruckkammer so gestaltet, dass sich die unterschiedlichen Bereiche lufttechnisch nicht gegenseitig beeinflussen und es insbesondere zu keinem Einströmen von Luft hinein in den hochsensiblen Aseptikbereich kommen kann. Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1A einen aus dem Stand der Technik bekannten Zuschnitt zum
Falten eines Packungsmantels,
Fig. 1B einen aus dem Stand der Technik bekannten Packungsmantel, der aus dem in Fig. 1A gezeigten Zuschnitt gebildet ist, im flach gefalteten Zustand,
Fig. IC den Packungsmantel aus Fig. 1B im teilweise aufgefalteten
Zustand,
Fig. ID den Packungsmantel aus Fig. IC im ganz aufgefalteten Zustand,
Fig. IE die aus dem Packungsmantel aus Fig. ID hergestellte Packung im gefüllten und verschlossenen Zustand,
Fig. 1F die Packung aus Fig. IE im gefüllten, verschlossenen und verkaufsfertigen Zustand,
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung schematisch in einer Seitenansicht,
Fig. 3 eine Abfolge der einzelnen Schritte bzw. Stationen des
Herstellungsverfahrens,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Überdruckkammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Vertikalschnitt in Längsrichtung der Vorrichtung, Fig. 5 die Überdruckkammer aus Fig. 4 in perspektivischer Ansicht,
Fig. 6 die Überdruckkammer aus Fig. 4, schematisch in einer
Seitenansicht,
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Sterilluft-Zufuhröffnungen der
Überdruckkammer und
Fig. 8 eine schematische Darstellung der Sterilluft-Zufuhröffnungen und der Abluftöffnungen der Überdruckkammer.
In Fig. 1A ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Zuschnitt 1 dargestellt, aus dem ein Packungsmantel gebildet werden kann. Der Zuschnitt 1 kann mehrere Lagen unterschiedlicher Materialien umfassen, beispielsweise Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium. Der Zuschnitt 1 weist mehrere Faltlinien 2 auf, die das Falten des Zuschnitts 1 erleichtern sollen und den Zuschnitt 1 in mehrere Flächen aufteilen. Der Zuschnitt 1 kann in eine erste Seitenfläche 3, eine zweite Seitenfläche 4, eine vordere Fläche 5, eine hintere Fläche 6, eine Siegelfläche 7, Bodenflächen 8 und Giebelflächen 9 unterteilt werden. Aus dem Zuschnitt 1 kann ein Packungsmantel 10 gebildet werden, indem der Zuschnitt 1 derart gefaltet wird, dass die Siegelfläche 7 mit der vorderen Fläche 5 verbunden, insbesondere verschweißt werden kann. Eine runde Schwächungslinie W ist im Bereich eines aufzusiegelnden Ausgießelements gestrichelt dargestellt.
Fig. 1B zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Packungsmantel 10 im flach gefalteten Zustand. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1A beschriebenen Bereiche des Packungsmantels sind in Fig. 1B mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der Packungsmantel 10 ist aus dem in Fig. 1A gezeigten Zuschnitt 1 gebildet. Hierzu wurde der Zuschnitt 1 derart gefaltet, dass die Siegelfläche 7 und die vordere Fläche 5 überlappend angeordnet sind, so dass die beiden Flächen miteinander flächig verschweißt werden können. Als Ergebnis entsteht eine Längsnaht 11. In Fig. 1B ist der Packungsmantel 10 in einem flach zusammengefalteten Zustand dargestellt. In diesem Zustand liegt eine Seitenfläche 4 (in Fig. 1B verdeckt) unter der vorderen Fläche 5 während die andere Seitenfläche 3 auf der hinteren Fläche 6 (in Fig. 1B verdeckt) liegt. In dem flach zusammengefalteten Zustand können mehrere Packungsmäntel 10 besonders platzsparend gestapelt werden. Daher werden die flachgefalteten Packungsmäntel 10 häufig am Ort der Herstellung gestapelt und stapelweise zum Ort der Befüllung transportiert. Erst dort werden die Packungsmäntel abgestapelt und aufgefaltet, um mit einem Produkt, beispielsweise mit Lebensmitteln, befällt werden zu können.
Fig. IC zeigt den Packungsmantel 10 aus Fig. 1B in einem teilweise aufgefalteten Zustand. In diesem Zustand lässt sich auf die hier nicht mehr erkennbare Schwächungslinie W ein Ausgießelement F aufbringen und, beispielsweise, mittels Ultraschall mit dem Packungsmaterial verschweißen. Dazu muss der Amboss der Siegeleinrichtung in das aufgefaltete Innere des Packungsmantels 10 hineinbewegt werden können, um gemeinsam mit der von außen herangeführten Sonotrode die Ultraschallschweißung vorzunehmen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ausgießelement F mit einem Schraubdeckel versehen, welcher einerseits die Erstöffnung der (später) gefüllten Packung ermöglicht und darüber hinaus zum Wiederverschließen dieser Packung eingesetzt werden kann.
In Fig. ID ist der Packungsmantel 10 aus Fig. IC im komplett aufgefalteten Zustand dargestellt. Auch hier sind die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1A oder Fig. 1B erläuterten Bereiche des Packungsmantels mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Unter dem aufgefalteten Zustand wird eine Konfiguration verstanden, bei der sich zwischen den beiden jeweils benachbarten Flächen 3, 4, 5, 6 ein Winkel von etwa 90° ausbildet, so dass der Packungsmantel 10 - je nach der Form dieser Flächen - einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist. Dementsprechend sind die gegenüberliegenden Seitenflächen 3, 4 parallel zueinander angeordnet. Das Gleiche gilt für die vordere Fläche 5 und die hintere Fläche 6. Die Figuren IE und 1F zeigen eine aus dem Packungsmantel 10 aus Fig. ID gefertigte Packung P im befüllten und verschlossenen Zustand. Im Bereich der Bodenflächen 8 und im Bereich der Giebelflächen 9 entsteht nach dem Verschließen eine Flossennaht 12. Zudem bilden sich in den Randbereichen der Bodenflächen 8 und der Giebelflächen 9 abstehende Bereiche aus überschüssigem Material, die auch als „Ohren“ 13 bezeichnet werden. In Fig. IE stehen die Flossennähte 12 und die Ohren 13 ab. In Fig. 1F wurden sowohl die Flossennähte 12 als auch die Ohren 13, etwa durch Klebverfahren, angelegt. Die durch die Giebelflächen 9 entstehenden - also oberen - Ohren 13 sind an die Seitenflächen 3, 4 angelegt, während die durch die Bodenflächen 8 entstehenden - also unteren - Ohren 13 an die Unterseite des Packungsmantels 10 angelegt sind. In Fig. 1F wird die Packung P daher in einem verkaufsfertigen Zustand gezeigt.
Fig. 2 zeigt - schematisch - eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auffalten, Befüllen und Verschließen von Packungsmänteln 10 in einer Seitenansicht. Die Vorrichtung weist zunächst ein Magazin 14 auf, in der eine Vielzahl von flachgefalteten Packungsmäntel 10 angeordnet sind und der eigentlichen Vorrichtung zugeführt werden. Nach der Vereinzelung erfolgt die Zuführung eines Packungsmantels 10, der zunächst teilweise aufgefaltet und dann von unten in eine Aufformeinheit 15 der Vorrichtung eingeschleust wird. Dort wird zunächst in einer Appliziereinheit 16 das Ausgießelement F wie weiter oben beschrieben aufgebracht. Die Appliziereinheit ist dabei etwas oberhalb der Transportlinie des Packungsmantels 10 angeordnet, weshalb der aufgefaltete Packungsmantel in diesem Bereich mittels einer nur durch einen Pfeil angedeuteten Hebeeinrichtung auf die entsprechende Höhe angehoben wird. Nach dem Applizieren des Ausgießelements F und Absenken auf die ursprüngliche Höhe erfolgt ein weiterer Transport in horizontaler Richtung durch die weiter unten noch näher beschriebene Sterilisationseinheit 17. Diese weist im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Stationen auf, eine Station 18 zum Vorwärmen der unten noch offenen Packungsmäntel, eine Station 19 zum Sterilisieren durch Injektion eines Sterilisiermittels und eine Station 20 zum Trocknen der sterilisierten Packungsmäntel, wobei das Sterilisiermittel von den sterilisierten Oberflächen des Packungsmantels zuverlässig entfernt wird. Im nächsten Schritt erfolgt die Bodenformung in einer Bodenformeinheit 21, in der die Bodenflächen am unteren Ende des Packungsmantels 10 zu einer Quernaht verschweißt werden.
Die abstehenden Ohren werden dann, wie weiter oben bereits beschrieben, von unten an den Packungsboden angelegt und dort befestigt. So entsteht ein oben offener Packungskörper, der in Transportrichtung weiter zu einer Fülleinheit 22 transportiert wird, wo das eigentliche Befüllen des Packungskörpers mit dem gewünschten Produkt erfolgt. Nach dem Befüllen erfolgt der Weitertransport zu einer Giebelformeinheit 23, in der der obere Bereich des Packungskörpers durch Bildung einer oberen Quernaht verschlossen wird und die entstehenden seitlichen Packungsohren seitlich an die Packungswände angelegt und dort befestigt werden. Die so entstandene Packung P wird weiter transportiert und im Bereich 24 aus der Vorrichtung ausgeschleust und ist nun in einem verkaufsfähigen Zustand.
Die einzelnen Stationen sind von einer Sterilluftkammer 25 umgeben, um eine aseptische Befüllung zu gewährleisten. Die Sterilisationseinheit 17, Bodenformeinheit 21, Fülleinheit 22 und Giebelformeinheit 23 bilden dabei den Aseptikbereich der Vorrichtung, wie in Fig. 3 dargestellt. Der Transport der Packungsmäntel 10, Packungskörper sowie fertig befüllten Packungen P erfolgt mittels eines Schreitwerks 26, welches wenigstens zwei in einer horizontalen Ebene parallel angeordnete Transportrechen mit jeweils einer Mehrzahl von aufeinander zu weisenden Zinken aufweist, wobei die beiden gegenüberliegenden Transportrechen zum Verklemmen bzw. Freigeben der offenen Packungsmäntel, bodenseitigverschlossenen Packungskörper sowie fertigen Packungen aufeinander zu- und voneinander weg bewegbar bzw. in Transportrichtung hin- und her bewegbar sind, wie dies mit den Pfeilen am rechten Ende der Transportrechen angedeutet ist. Dabei ist das gesamte Schreitwerk 26 im Inneren der Sterilluftkammer 25 angeordnet, so dass die Transporteinrichtung der Vorrichtung durch die Sterilluftkammer 25 komplett gekapselt ist. Die in Fig. 2 nach rechts herausragenden Enden der Transportrechen des Schreitwerks 26 dienen nur zur übersichtlichen Erläuterung der Bewegungsabläufe derselben.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht schematisch dargestellt. Im Unterschied zur in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung wird hier schnell deutlich, dass das dargestellte Schreitwerk 26' in unterschiedlichen Ebenen verläuft und aus im Wesentlichen drei Abschnitten besteht, welche nachfolgend zu Fig. 6 noch erläutert werden.
Die auch bereits in Fig. 2 dargestellten Baugruppen bzw. Konstruktionsteile sind auch hier mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Nach der Zuführung eines leicht aufgefalteten Packungsmantels 10' von unten in die Aufformeinheit 15 beginnt das Auffalten des leicht aufgefalteten Packungsmantels 10' innerhalb einer Auffaltstation 32, welche weiter unten noch näher beschrieben wird. Die hier verwendeten Packungsmäntel 10' unterscheiden sich von den bei der Vorrichtung von Fig. 2 verwendeten Vorrichtung dadurch, dass hier nicht zwei (spätere) Packungskanten auch die Faltenden des Packungsmantels 10' bilden, sondern, dass der hier verwendete Packungsmantel 10' über sog. Scheinrilllinien in der Mitte ihrer Längsseiten gefaltet wurde.
Nach der Auffaltstation 32 erfolgt auch hier ein Anheben des Packungsmantels 10' im Bereich der Appliziereinheit 16, in der der Packungsmantel 10' mittels einer für sich bekannten Ultraschall-Siegeleinheit mit einem Ausgießelement F versehen wird, welches durch eine runde Öffnung im Packungsmantel 10' von innen nach außen eingeschoben und in dieser Position mit dem Packungsmantel 10' verschweißt wird. Nach der Applikation des Ausgießelements F wird der Packungsmantel 10' wieder auf seine ursprüngliche Höhe abgesenkt. In der nächsten Position überprüft ein optischer Sensor 33 den mit dem Ausgießelement F versehenen Packungsmantel 10', um mögliche Fehler zu entdecken. In der nächsten Position wird der Packungsmantel 10' in eine Übergabestation mittels eines nur angedeutetem Schiebers über nicht dargestellte Führungselemente in die darunterliegende Ebene des Schreitwerks 26' transportiert und dabei gleichzeitig wieder in seine Form mit rechteckigem Querschnitt gebracht. Von dort beginnt taktweise der Transport nach rechts in Richtung des in der Mitte des Schreitwerks 26' gezeigten Pfeils. Dabei passieren die unten noch offenen Packungsmäntel 10' zunächst einen mechanischen Sensor 35, der die korrekte Ausrichtung und Position der nun ganz aufgefalteten Packungsmäntel 10' innerhalb der Schreitwerkleisten überprüft. Wurden durch den optischen Sensor 33 oder den mechanischen Sensor 35 Unstimmigkeiten festgestellt, erfolgt in einer nachfolgenden Entnahme- bzw. Ausschleusestation 36, in der der nicht ordnungsgemäße Packungsmantel 10' noch vor der Vorfaltung manuell nach oben aus dem Schreitwerk entnommen werden kann. Eine Falschausrichtung eines Packungsmantels 10' führt zu einem sofortigen Stillstand der Vorrichtung, um den falsch ausgerichteten Packungsmantel manuell aus seiner Position entnehmen zu können, ohne den weiteren Produktionsprozess zu gefährden. Dazu sind Sichtfenster und (nur angedeutete) Eingriffsöffnungen im Gehäuse der Vorrichtung vorgesehen. In diesen Öffnungen sind bevorzugt Handschuhe integriert (vgl. Fig. 6), um ein Einbringen von Keimen während der Entnahme zuverlässig zu verhindern. Dahinter schließt sich eine Vorfaltstation 37 an, in der sowohl der Giebel als auch der Boden der Packungsmäntel 10' vorgefaltet werden, um die Fasern der Faltlinien im Giebelbereich und im Bodenbereich der Packungsmäntel 10' aufzubrechen und die spätere Faltung vor der entsprechenden Siegelung zu vereinfachen.
Hinter der Vorfaltstation findet für Packungsmäntel 10', welche nicht zur Weiterverarbeitung geeignet sind, bei laufendem Betrieb der Vorrichtung eine automatische Ausschleusung nach unten, wie gestrichelt dargestellt, statt. Anschließend werden die Packungsmäntel 10' in der Sterilisationseinheit 17 sterilisiert. Danach findet in der Bodenformstation 21 die Bodennahtsiegelung und die Ohrensiegelung der Packungsmäntel 10' statt, wobei die Ohren von unten auf den leicht kuppelförmig konkav ausgebildeten Packungsboden aufgesiegelt werden, so dass nun ein unten geschlossener Packungskörper entstanden ist, welcher mit einer weiteren Hebeeinheit 38 etwas nach oben bis zur Ebene der Fülleinheit 22 angehoben wird. Nach der Befüllung, welche im dargestellten und insofern bevorzugten Ausführungsbeispiel in zwei Schritten erfolgt, durchläuft der nunmehr gefüllte Packungskörper die Giebelformung 23, bei der zunächst die Giebelnahtsiegelung in der Station 39 durchgeführt wird und anschließend in der Station 40 die endgültige Giebelformung und das Anlegen der Ohren und Versiegeln auf den Seitenflächen der dann fertigen Packung P erfolgen.
Am Ende des Schreitwerks 26' wird die fertig gefüllte und verschlossene Packung P nach unten aus der Vorrichtung ausgeschleust und fällt auf eine Übergabestation 41. Sollten beim Befüllen oder bei der Giebelformung Fehler detektiert worden sein, so erfolgt hier eine automatische Ausschleusung einer solchen fehlerhaften Packung P‘, indem eine Schwenkklappe 42, die den Boden der Übergabestation 41 bildet, nach unten verschwenkt wird, so dass die fehlerhafte Packung P' über ein Transportband 43 entfernt werden kann. Im Normalfall wird die fertige Packung P mittels eines nicht näher bezeichneten Schiebers in der Übergabestation 41 nach rechts auf ein Transportkarussell 44 verfahren, auf dem die fertigen Packungen P die Vorrichtung zur Palettierung bzw. Verpackung verlassen. Unterhalb des Schreitwerks 26' erkennt man die für die Bewegungsabläufe des Schreitwerks 26' notwendigen Antriebsaggregate 45, welche allesamt unterhalb der Sterilluftkammer 25 angeordnet sind.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Überdruckkammer 29 der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht in Längsrichtung der Vorrichtung schematisch dargestellt. Im Unterschied zur in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung wird hier schnell deutlich, dass das dargestellte Schreitwerk 26' im Wesentlichen drei Abschnitte aufweist, welche durch die unterschiedlichen Ebenen der Transportrechen definiert sind. Die auch bereits in Fig. 2 dargestellten Baugruppen bzw. Konstruktionsteile sind auch bei der in Fig. 4 dargestellten Überdruckkammer 29 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Nach der Zuführung eines leicht aufgefalteten Packungsmantels 10' von unten in die Aufformeinheit 15 beginnt das weitere Auffalten des leicht aufgefalteten Packungsmantels 10' innerhalb einer Auffaltstation 32. Die hier verwendeten Packungsmäntel 10' unterscheiden sich von den bei der Vorrichtung von Fig. 2 verwendeten Vorrichtung dadurch, dass hier nicht zwei (spätere) Packungskanten auch die Faltenden des Packungsmantels 10' bilden, sondern, dass der hier verwendete Packungsmantel 10' über sog. Scheinrilllinien in der Mitte ihrer Längsseiten gefaltet wurde.
Nach der Auffaltstation 32 erfolgt auch hier ein Anheben des Packungsmantels 10' im Bereich der Appliziereinheit 16, in der der Packungsmantel 10' mittels einer für sich bekannten Ultraschall-Siegeleinheit mit einem Ausgießelement F versehen wird, welches durch eine runde Öffnung im Packungsmantel 10' von innen nach außen eingeschoben und in dieser Position mit dem teilaufgefalteten Packungsmantel 10' verschweißt wird. Nach der Applikation des Ausgießelements F überprüft ein optischer Sensor 33 den mit dem Ausgießelement F versehenen Packungsmantel 10', um mögliche Fehler zu entdecken. Anschließend wird der Packungsmantel 10' weiter transportiert.
Fig. 5 zeigt die als Überdruckkammer 29 ausgeführte Sterilluftkammer 25 aus Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht. In Fig. 5 sieht man die erfindungsgemäße Überdruckkammer aus Fig. 4 in perspektivischer Ansicht. Auf der Überdruckkammer 29 sieht man die (nicht näher bezeichneten) Zuleitungen für die Sterilisationseinheit 17, die auf der Überdruckkammer 27 angeordnet sind. Im Bereich der Fülleinheit 22 erkennt man zwölf Öffnungen, wovon jeweils zwei zu einer Herstellungsbahn gehören. Die Siegelungsgeräte für die Giebelformeinheit 39 werden in den sechs im vorderen Bild erkennbaren geneigt angeordneten Öffnungen befestigt. Am Ende der Überdruckkammer 29 sind Durchführungen für die fertigen Packungen (nicht dargestellt) angeordnet. Dort sind die einzelnen sechs parallelen Bahnen 46A, 46B, 46C, 46D und 46E deutlich zu erkenennen. Die Hauptöffnungen für die Sterilluftzufuhr sind mit den Bezugszeichen 45A und 45B bezeichnet. Sichtfenster 47 sind am seitlichen Rand der Überdruckkammer 25 angeordnetlm Bereich der (nicht sichtbaren) Bodeneinheit erleichtert ein Ausziehelement 48 die erfoderlichen Montage- und Wartungsarbeiten.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der Überdruckkammer 29 analog zur Darstellung in Fig. 4. Dort sind sowohl die einzelnen wesentlichen Einheiten Sterilisationseinheit 17, Bodenformeinheit 21 mit Nahtsiegelung, Bodenformung und Ohrensiegelung, Fülleinheit 22, optischer Sensor 33, Vorfaltstation 37, Giebelnahtsiegelung 39 sowie Giebelformung und Ohrensiegelung 40 als auch die Hauptlufteinlässe für die Sterilluft 45A und 45B gestrichelt dargestellt.
Die genaue Beaufschlagung mit Sterilluft ist der schematischen Darstellung in Fig. 7 zu entnehmen. Dort erkennt man die Öffnungen zur Sterilluftzuführung 45A und 45B. Durch eine weitere Öffnung 16A im Bereich der nicht näher bezeichneten Appliziereinheit für die Ausgießelemente F entweicht Luft aus der Überdruckkammer 29.. Man erkennt ferner, dass die Sterilluftkammer 25 der erfindungemäßen Überdruckkammer 29 noch zwei weitere notwendige Funktionsöffnungen aufweist, nämlich je einen Luftauslass an der Öffnung 49 zur Einschleusung der nur leicht aufgefalteten Packungsmäntel und an der Ausschleusöffnung 50 für die fertig gefüllten und versiegelten Packungen.
Schließlich ist in Fig. 8 dargestellt, dass neben den Einlassöffnungen 45A und 45B für die Sterilluftzufuhr im vorderen Bereich der Überdruckkammer 29 zwei Öffnungen 51A und 51B im Bereich der Sterilisationseinheit angeordnet sind, um das verwendete Sterilisationsmittel aus der Überdruckkammer 29 abzusaugen.
Im Bereich der Ausschleusung der Packungen oberhalb der Ausschleusöffnung 50 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Entnahmeeinrichtung teilweise nach oben gekapselt ausgeführt. Darin ist an der Oberseite eine weitere Öffnung 52 für die Absaugung von aus der Überdruckkammer 29 durch die Ausschlussöffnungen 50 entwichenem Sterilisationsmittel vorgesehen.
Durch die definierten Öffnungsquerschnitte der notwendigen Öffnungen in der Überdruckkammer 29 und einen darauf abgestimmten Volumenstrom an Sterilluft sowie einen geregelten Abluftstrom lässt sich der gewünschte Überdruck im Inneren der Überdruckkammer 29 zuverlässig einstellen und regeln.
Die erfindungsgemäße Verwendung einer Überdruckkammer 29 als Kapselung der gesamten Sterilluftkammer 25 führt zu einem optimalen Schutz des Innenraums der Sterilluftkammer 25 während der Herstellung der Packungen P auf mehreren parallelen Bahnen und löst auf elegante Weise die Aufgabe, eine mögliche Kontamination beim Herstellungsprozess der gefüllten Packungen, insbesondere im aseptischen Bereich der Vorrichtung, zuverlässig zu vermeiden. Überdies wird ein hoher Automatisierungsgrad und ein störungsfreier Betrieb zur Erzielung eines hohen Ausstoßes an hergestellten Packungen erreicht.
Bezugszeichenliste
F: Ausgießelement [Fitment]
P: Packung
P‘: Fehlerhafte Packung
W: Schwächungslinie
1: Zuschnitt
2: Faltlinie
3, 4: Seitenflächen
5: vordere Fläche
6: hintere Fläche
7: Siegelfläche
8: Bodenfläche
9: Giebelfläche
10: Packungsmantel
11: Längsnaht
12: Flossennaht
13: Ohren
14: Magazin
15: Aufformeinheit
15': Vereinzelungseinheit
16: Appliziereinheit
17: Sterilisationseinheit
18: Vorwärmen
19: Sterilisieren
20: Trocknen
21: Bodenformeinheit
22: Fülleinheit 23: Giebelformung
24: Ausschleusen
25: Sterilluftkammer
26, 26': Schreitwerk 29: Überdruckkammer
31: Aseptikbereich
32: Auffaltstation
33: optischer Sensor
34: Übergabestation 35: mechanischer Sensor
36: Entnahme- bzw. Ausschleusungsstation
37: Vorfaltstation
38: Hebeeinheit
39: Giebelnahtsiegelung 40: Giebelformung und Ohrensiegelung
41: Übergabestation
42: Schwenkklappe
43: Transportband
44: Transportkarussell 45A, 45B: Öffnungen für die Sterilluftzuführung
46A - 46E: parallele Bahnen
47: Sichtfenster
48: Ausziehelement
49: Luftauslass Einschleusöffnung 50: Luftauslass Ausschleusöffnung
51A, 51B: Absaugöffnungen für Sterilisationsmedium
52: Absaugöffnung

Claims

Patentansprüche Vorrichtung zur Herstellung gefüllter Karton/Kunststoff-Verbundpackungen aus vorgefertigten, flachgefalteten Packungsmänteln (10, 10'), mit: einer Transporteinrichtung zum Transport der Packungsmäntel (10, 10'), unten verschlossenen Packungskörper und fertigen Packungen (P), einer Einrichtung (15) zum Zuführen (Einschleusen) der flachgefalteten Packungsmäntel (10, 10') in die Vorrichtung, einer Einrichtung zum Auffalten der Packungsmäntel, ggf. einer Appliziereinheit (16) zum Applizieren eines Öffnungs- und Ausgießelements (F) am noch offenen Packungsmantel (10, 10'), einer Einrichtung zum Vorfalten der Boden- und/oder Giebelflächen (8, 9) der Packungsmäntel, einer Sterilisationseinheit (17) mit wenigstens einer Sterilmitteldüse zum Sterilisieren der offenen Packungsmäntel (10, 10'), einer Einrichtung (21) zum Falten und Verschließen der Bodenflächen (8) der Packungsmäntel (10, 10'), einer Fülleinheit (22) zum Befüllen der bodenseitig verschlossenen Packungskörper, einer Einrichtung (23) zum Falten und Verschließen der Giebelflächen (9) der gefüllten Packungen (P) und einer Einrichtung zum Ausschleusen der fertigen Packungen (P) sowie ggf. einer Vorrichtung zum Ausschleusen von mit Fehlern behafteten Packungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung eine nicht-umlaufende Transporteinrichtung für einen linearen, getakteten Transport der offenen Packungsmäntel (10, 10'), bodenseitig verschlossenen Packungskörper sowie fertigen Packungen (P) umfasst, welche sich über die gesamte Länge der Vorrichtung erstreckt, dass, um die
22 Transporteinrichtung herum, eine Sterilluftkammer (25) ausgebildet ist, in der die Sterilisationseinheit (17), Einrichtung zur Bodensiegelung (21), Fülleinheit (22) und Einrichtung zur Giebelsiegelung (23) angeordnet sind und dass die Sterilluftkammer (25) als Überdruckkammer (29) ausgebildet ist und kontinuierlich derart mit steriler Luft beaufschlagbar ist, dass in ihrem Inneren ein definierter Überdruck vorherrscht. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überdruckkammer (29) über ihre Länge verteilt mehrere Öffnungen (45A und 45B)zur Beaufschlagung mit Sterilluft aufweist, so dass sich die unterschiedlichen Bereiche lufttechnisch gegenseitig nicht beeinflussen. Vorrichtung nach einem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überdruckkammer (29) Öffnungen (51A und51B) zum Absaugen des Sterilisationsmittels sowie Öffnungen (49, 50) zum Einschleusen der Packungsmäntel (10, 10') und Ausschleusen der befüllten und versiegelten fertigen Packungen (P) aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (49, 50) zum vertikalen Einschleusen der Packungsmäntel (10, 10') und Ausschleusen der fertigen Packungen (P) an der Unterseite und/ oder Oberseite der Überdruckkammer (29) angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überdruckkammer weitere Öffnungen zum Ausschleusen fehlerhafter oder falsch gefüllter bzw. falsch versiegelter Packungen aufweist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überdruckkammer verschließbare Öffnungen zur Entnahme fehlerhafter oder falsch transportierter offener Packungsmäntel oder bodenseitigverschlossener Packungskörper aufweist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überdruckkammer (29) eine Mehrzahl von Sichtfenstern (47) aufweist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass alle Öffnungen (45, 49, 50 und 51) in der Überdruckkammer (29) zu Reinigungszwecken verschließbar ausgestaltet sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reinigung bzw. Entstaubung der zugeführten Packungsmäntel (10, 10') wenigstens ein Staubsaugeraggregatvorgesehen ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung der Vorrichtung mehrere parallele Bahnen (46A, 46B, 46C, 46D, 46E, 46F) umfasst. Vorrichtung nach einem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Überdruckkammer (29) alle parallel verlaufenden Bahnen (46A, 46B, 46C, 46D, 46E, 46F) umschließt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisationseinheit (17) Einrichtungen zum Vorwärmen (18), ggf. zum Entstauben, zur H2O2 Injektion (19) und zum Trocknen (20) aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beaufschlagung der Überdruckkammer (29) mit Sterilluft wenigstens ein Radiallüfter vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abführen des Abluftstroms aus der Überdruckkammer (29) wenigstens ein Radiallüfter vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und/oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass alle Radiallüfter dieselbe Bauart aufweisen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reinigung des Abluftstroms Filterelemente od. dgl. zur Entstaubung vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Trennung der Abluft von Staub wenigstens ein Zyklon vorgesehen ist.
18. Verfahren zur Herstellung gefüllter, parallelepipeder Karton/Kunststoff- Verbundpackungen aus vorgefertigten, flachgefalteten Packungsmänteln, umfassend die folgenden Schritte:
25 - Zuführen (Einschleusung) der flachgefalteten Packungsmäntel,
- wenigstens teilweises Auffalten der Packungsmäntel,
- ggf. Applizieren eines Öffnungs- und Ausgießelements an jedem Packungsmantel,
- Vorfalten der Boden- und/oder Giebelflächen der Packungsmäntel,
- Transport der komplett aufgefalteten und ggf. mit einem Ausgießelement versehenen Packungsmäntel in eine Sterilluftkammer,
- Sterilisieren der offenen Packungsmäntel,
- Falten und Verschließen der Bodenflächen der Packungsmäntel,
- Befüllen der bodenseitig verschlossenen Packungskörper,
- Falten und Verschließen der Giebelflächen und
- Ausschleusen der fertigen Packungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilluftkammer um die Transporteinrichtung herum angeordnet ist, dass in der Sterilluftkammer ein definierter Überdruck vorherrscht und dass die Sterilluftkammer zur Bildung einer Überdruckkammer kontinuierlich mit steriler Luft beaufschlagt wird. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur kontinuierlichen Zufuhr von steriler Luft Außenluft angesaugt wird und in einer speziellen Filtereinheit gereinigt wird, bevor die so erzeugte Sterilluft mittels Sterilluftverteilern der Überdruckkammer zugeführt wird. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugte Sterilluft teilweise mittels Wärmetauschern zu heißer Sterilluft umgewandelt wird und der Überdruckkammer wenigstens im Bereich der Sterilisiationseinheit zugeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20,
26 dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisierung der Packungsmäntel durch Einsprühen von H2O2 in den Aseptikbereich der Überdruckkammer erfolgt, wobei eine vollständige Sterilisation der Innen- und Außenflächen der Packungsmäntel sowie der darauf applizierten Ausgießelemente erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Sterilisieren der Packungsmäntel eine Vorwärmung und ggf. auch eine Entstaubung der Packungsmäntel erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Sterilisieren eine Trocknung der sterilisierten Packungsmäntel erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass für sämtliche Bahnen der Vorrichtung die Prozessschritte Vorwärmen, Sterilisieren und Trocknen in einer gemeinsamen, durchgehenden Kammer stattfinden. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschleusen der Packungsmäntel in die Überdruckkammer in vertikaler Richtung erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschleusen der fertigen Packungen aus der Überdruckkammer in vertikaler Richtung erfolgt.
27 Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Überdruckkammer in ihrem Inneren einen automatischen Reinigungsprozess mittels eines eingesprühten Reinigungsmittels durchläuft. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung der Überdruckkammer bei zu diesem Zweck geschlossenen Öffnungen erfolgt. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsprozess als CIP-Reinigung durchgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck in der Überdruckkammer 10 - 50 Pa beträgt. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck in der Überdruckkammer bevorzugt 15 - 25 Pabeträgt.
28
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