MENS, Hein van (Neelenweg 15, NR Weert, NL-6003, NL)
LAMBIE, Jan (Burgemeester-Beckersstraat 15, AW St. Geertruid, NL-6265, NL)
ROMIJN, Bas (Voorburcht 46, VX Weert, NL-6002, NL)
LAARHOVEN, Marcel van (Cox 4, TR Asten, NL-5721, NL)
HENNISSEN, Maurice (De Lange Beemdens 14, CR Wessem, NL-6019, NL)
MENS, Hein van (Neelenweg 15, NR Weert, NL-6003, NL)
LAMBIE, Jan (Burgemeester-Beckersstraat 15, AW St. Geertruid, NL-6265, NL)
ROMIJN, Bas (Voorburcht 46, VX Weert, NL-6002, NL)
LAARHOVEN, Marcel van (Cox 4, TR Asten, NL-5721, NL)
| Ansprüche 1 . Vorrichtung (10) zum Formen, Füllen und Verschließen von jeweils eine Ausgießeinrichtung (1 ) aufweisenden Verpackungsbehältern, insbesondere Beuteln (5), mit einer ersten Applikationseinrichtung (15) zum Ausbilden eines Loches in einer flexiblen Materialbahn (12) und zum Anbringen zumindest eines Teils (2) der Ausgießeinrichtung (1 ) auf die Materialbahn (12), einer Einrichtung (23) zum Formen eines Schlauches (25) aus der Materialbahn (12), einer Fülleinrichtung (28) zum Befüllen des Schlauches (25) und einer Quernahtsiegel- und Trenneinrichtung (33) zum Abtrennen jeweils eines Beutels (5) von dem Schlauch (5), wobei die Einrichtung (23) zum Formen des Schlauches (25) eine Umformeinrichtung (24) aufweist, wobei die erste Applikationseinrichtung (15) vor der Umformeinrichtung (24) angeordnet ist und wobei mittels der ersten Applikationseinrichtung (15) der erste Teil (2) der Ausgießeinrichtung (1 ) auf der die Innenseite der Beutel (5) bildenden Seite (3) der Materialbahn (12) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sterilisiereinrichtung (20) zur Sterilisation der Materialbahn (12) vorgesehen ist, dass die erste Applikationseinrichtung (15) vor der Sterilisiereinrichtung (20) angeordnet ist, dass eine zweite Applikationseinrichtung (30) zum Befestigen eines zweiten Teils (4) der Ausgießeinrichtung (1 ) vorgesehen ist, die vor der Quernahtsiegel- und Trenneinrichtung (33) im Bereich eines Füllrohres (27) angeordnet ist und die den zweiten Teil (4) der Ausgießeinrichtung (1 ) von der Außenseite (6) des Schlauches (25) mit dem ersten Teil (2) der Ausgießeinrichtung (1 ) verbindet und dass die zweite Applikationseinrichtung (30) sich an die Sterilisiereinrichtung (20) anschließt und außerhalb dieser angeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisiereinrichtung (20) ein Gehäuse (38) aufweist, das die Umformeinrichtung (24) umschließt und dass sich die die zweite Applikationseinrichtung (30) unmittelbar an das Gehäuse (38) anschließt. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung als Formschulter (24) ausgebildet ist und dass in der Formschulter (24) das Füllrohr (27) der Fülleinrichtung (28) angeordnet ist, durch das der Schlauch (25) vor dem Bilden eines Kopfverschlusses (8) an dem Beutel (5) befüllt wird. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Einrichtung (23) zum Formen des Schlauches (25) wenigstens eine Längsnahtsiegeleinrichtung (36) mit Längsnahtsiegelbacken (37, 58) zur Bildung von Längsnähten in den Eckbereichen des Schlauches (25) anschließt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (2) der Ausgießeinrichtung (1 ) ein plattenförmiges Element umfasst, das das Loch in der Materialbahn (12) vollständig überdeckt und, dass der zweite Teil (4) ein Mundstück mit einem Deckelelement umfasst, das mit dem ersten Teil (2) verbunden wird, insbesondere durch Ultraschallreibschweißen. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgießeinrichtung (1 ) im Kopfbereich (8) des Beutels (5) angeordnet ist. Fertigungseinrichtung (100), bestehend aus wenigstens zwei parallel zueinander angeordnete Vorrichtungen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6. Fertigungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Vorrichtungen (10) eine gemeinsame Sterilisiereinrichtung (20) bzw. eine gemeinsame Steuereinrichtung vorgesehen ist. Verfahren zum Formen, Füllen und Verschließen von jeweils eine Ausgießeinrichtung (1 ) aufweisenden Verpackungsbehältern, insbesondere Beuteln (5), bei dem mittels einer ersten Applikationseinrichtung (15) Löcher in einer flexiblen Materialbahn (12) ausgebildet und zumindest ein erster Teil (2) der Ausgießeinrichtung (1 ) auf die Materialbahn (12) im Bereich der Löcher aufgebracht werden, wonach anschließend mittels einer Einrichtung (23) zum Formen eines Schlauches (25) aus der Materialbahn (12) ein Schlauch (25) geformt wird, wobei der Schlauch (25) mittels einer Fülleinrichtung (28) befüllt wird sowie mittels einer Quernahtsiegel- und Trenneinrichtung (33) jeweils einen Beutel (5) vom Schlauch (5) abgetrennt wird, wobei der erste Teil (2) der Ausgießeinrichtung (1 ) vor dem Formen des Schlauches (25) auf der die Innenseite der Beutel (5) bildenden Seite (3) der Materialbahn (12) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Teil (4) der Ausgießeinrichtung (1 ) von der Außenseite (6) des Schlauches (25) mit dem ersten Teil (2) der Ausgießeinrichtung (1 ) verbunden wird und dass die beiden Teile (2, 4) der Ausgießeinrichtung (1 ) außerhalb einer Sterilisiereinrichtung (20) mit der Materialbahn (12) bzw. dem Schlauch (5) verbunden werden. 0. Beutel (5) mit einer Ausgießeinrichtung (1 ) hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 9. |
Vorrichtung und Verfahren zum Formen, Füllen und Verschließen von jeweils eine Ausgießeinrichtung aufweisenden Verpackungsbehältern
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschließen von jeweils eine Ausgießeinrichtung aufweisenden Verpackungsbehältern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bereits aus der US 2003/0001002A1 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung werden Getränkekartons mit einer einen Strohhalm aufweisenden Ausgießeinrichtung hergestellt. Dabei wird die Ausgießeinrichtung in Überdeckung mit einem in einer Materialbahn ausgebildeten Loch an der die spätere Innenseite des Kartons bildenden Seite der Materialbahn angeordnet. Von der Außenseite des Kartons kann es vorgesehen sein, die Ausgießeinrichtung mittels einer Schutzfolie zu überdecken bzw. zu verschließen.
Die bekannte Vorrichtung eignet sich nicht zur Verarbeitung bzw. zum Abfüllen von Füllgütern, die eine bestimmte Haltbarkeit aufweisen müssen bzw. bei denen eine Keimbildung verhindert bzw. verzögert werden muss, wie dies beispielsweise bei Milch oder ähnlichen Füllgütern erforderlich ist.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschließen von jeweils eine Ausgießeinrichtung aufweisenden Verpackungsbehältern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass auch Füllgüter verpackt bzw. abgefüllt werden können, die bezüglich ihrer Haltbarkeit bzw. Keimbildung kritisch sind. Gleichzeitig soll die Vorrichtung möglichst einfach aufgebaut sein und bei Betriebsstörungen nur geringe Ausfallzeiten aufweisen. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschließen von jeweils eine Ausgießeinrichtung aufweisenden Verpackungsbehältern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, durch die Verwendung einer Sterilisiereinrichtung, die außerhalb von Applikationseinrichtungen für die Ausgießeinrichtung angeordnet ist, die Materialbahn zu sterilisieren bzw. keimfrei zu halten, wobei der Zugang zu den Applikationsein- richtungen durch nicht erforderliche Schleusen o.ä. im Bereich der Sterilisereinrichtung besonders gut möglich ist. Dadurch ist es möglich, Justierarbeiten oder das Bestücken der Applikationseinrichtungen mit Teilen der Ausgießeinrichtung vornehmen zu können, ohne dass hierzu ein Eingriff in den Beeich der Sterilisereinrichtung erforderlich ist. Insbesondere wird damit ein zeitlich sehr kurzer Wiederanlauf nach derartigen Ein- griffen ermöglicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschließen von jeweils eine Ausgießeinrichtung aufweisenden Verpackungsbehältern sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Umformeinrichtung als Formschulter ausgebildet ist und, dass in der Formschulter ein Füllrohr der Fülleinrichtung angeordnet ist, durch das der Schlauch vor dem Bilden eines Kopfverschlusses an dem Beutel befüllt wird. Durch diese Merkmalskombination ist es möglich, die Beutel über einen wesentlich größeren Querschnitt zu befüllen, so dass eine wesentliche höhere Leistung der Vorrichtung erzielbar ist. Dabei kann der Füllquerschnitt nahezu dem Querschnitt des Schlauches bzw. der Beutel entsprechen.
Um einen einfachen Transport der Materialbahn, insbesondere auch über die Formschulter zu ermöglichen, sobald der erste Teil der Ausgießeinrichtung mit der Materialbahn verbunden ist, ist es weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass der erste Teil der Ausgießeinrichtung ein plattenförmiges Element umfasst, das das Loch in der Materialbahn vollständig überdeckt und, dass der zweite Teil ein Mundstück mit einem Deckelelement umfasst, das mit dem ersten Teil verbunden wird, insbesondere durch Ultraschallreibschweißen. Durch das in seiner Höhe relativ dünne plattenförmige Element ist es einfach möglich, die Materialbahn über die Formschulter bzw. die Einrichtung zum Formen der Beutel zu ziehen, ohne dass diese konstruktiv besonders aufwändig gestaltet sein müssen, damit sie nicht in Konflikt mit den ersten Teilen der Ausgießeinrichtung gelangen.
Eine Anordnung der Ausgießeinrichtung im Kopfbereich der Beutel bietet den Vorteil, dass sich die Beutel beim Kippen der Beutel vollständig auf einfache Art und Weise entleeren lassen.
Besonders bevorzugt sind weiterhin Fertigungseinrichtungen, welche wenigstens zwei parallel zueinander angeordnete erfindungsgemäße Vorrichtungen zum Formen, Füllen und Verschließen von jeweils eine Ausgießeinrichtung aufweisenden Beuteln umfassen. Dadurch lässt sich die Leistung der Anlage relativ einfach erhöhen, und es ist ggf. auch möglich, z.B. gleiche Einrichtungen, wie z.B. gleiche Fördereinrichtungen zu verwenden, um den vorrichtungstechnischen Aufwand bei einer bestimmten Leistung zu verringern.
Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn die Vorrichtungen eine gemeinsame Sterilisiereinrichtung oder eine gemeinsame Steuereinrichtung aufweisen.
Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zum Formen, Füllen und Verschließen von jeweils eine Ausgießeinrichtung aufweisenden Verpackungsbehältern mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs sowie nach diesem Verfahren hergestellte Beutel.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
Fig. 1 eine stark vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Formen, Füllen und Verschließen von jeweils eine Ausgießeinrichtung aufweisenden Beuteln zur Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaus und der grundsätzlichen Funktionsweise, Fig. 2 eine Darstellung der Vorrichtung gemäß der Fig. 1 in einer etwas detaillierteren Ansicht und
Fig. 3 eine Fertigungseinrichtung, bestehend aus zwei erfindungsgemäßen
Vorrichtungen gemäß den Fig. 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht.
Gleiche Teile bzw. Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 zum Formen, Füllen und Verschließen von jeweils eine Ausgießeinrichtung 1 aufweisenden Beuteln 5 dargestellt. Die Vorrichtung 10 um- fasst eine Bevorratungseinrichtung 1 1 , in der eine aus heißsiegelfähigem Kunststoffmaterial bestehende, flexible Materialbahn 12 in Form einer Rolle 13 gespeichert ist. Als Material für die Materialbahn 12 kommen hierbei alle Materialien in Frage, welche aus dem Stand der Technik zum Fertigen von so genannten„Schlauchbeuteln" geeignet sind. In der mit dem Pfeil 14 gekennzeichneten Förderrichtung der Materialbahn 12 betrachtet schließt sich an die Bevorratungseinrichtung 1 1 eine erste Applikationseinrichtung 15 für die Ausgießeinrichtung 1 an. Hierbei weist die erste Applikationseinrichtung 15 insbesondere einen Stempel 16 auf, der ein (nicht dargestelltes) Loch in die Materialbahn 12 stanzt, wobei der ausgetrennte, insbesondere runde Stanzabfall mittels eines Sammelbehälters 18, der sich auf der dem Stempel 16 gegenüberliegenden Seite der Materialbahn 12 befindet, gesammelt wird.
An den Stempel 16 schließt sich ein im Einzelnen nicht dargestellter Applikator 19 an, der plattenförmige erste Teile 2 der Ausgießeinrichtungen 1 auf der die spätere Innenseite der Beutel 5 bildenden Seite 3 der Materialbahn 12 aufbringt und mit dieser verbindet. Als Verbindungstechnik zwischen dem ersten Teil 2 der Ausgießeinrichtung 1 und der Materialbahn 12 ist z.B. eine Ultraschallreibschweißverbindung vorgesehen.
Anschließend gelangt die mit den in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordneten ersten Teilen 2 der Ausgießeinrichtungen 1 versehene Materialbahn 12 in den Bereich einer Sterilisiereinrichtung 20. Die Sterilisiereinrichtung 20 wird anhand der Fig. 2 und 3 im Nachfolgenden noch näher erläutert. Zur Bildung der Beutel 5 aus der Materi- albahn 12 ist eine Formeinrichtung 23 vorgesehen, welche eine Formschulter 24 aufweist, über welche die Materialbahn 12 in bekannter Art und Weise gezogen bzw. geformt wird, um daraus einen Schlauch 25 zu bilden. Hierbei ist die Formschulter 24 in ebenfalls bekannter Art und Weise von einem Füllrohr 27 einer Fülleinrichtung 28 durchsetzt, durch das ein oder mehrere, insbesondere flüssige Füllgüter in den
Schlauch 25 abgegeben werden können. Hierbei umfasst die Fülleinrichtung 28 einen in der Fig. 1 mit der Bezugsziffer 29 bezeichneten Füller bzw. Dosierer. Unterhalb der Formschulter 24, aber noch in Höhe bzw. im Bereich des Füllrohres 27 ist eine zweite Applikationseinrichtung 30 für einen zweiten Teil 4 der Ausgießeinrichtungen 1 angeordnet. Hierbei ist der zweite Teil 4 der Ausgießeinrichtung 1 als Mundstück ausgebildet, welches bevorzugt mit einem Aufschraubdeckel versehen ist, wobei der zweite Teil 4 von der Außenseite 6 des Schlauchs 25 mit dem ersten Teil 2 der Ausgießeinrichtung 1 in Verbindung gebracht wird. Hierbei erfolgt das Verbinden der beiden Teile 2 und 4 der Ausgießeinrichtung 1 bevorzugt mittels Ultraschallreibschweißen.
Unterhalb der zweiten Einrichtung 30 schließt sich eine Quernahtschweißeinrichtung 33 an, welche zwei gegeneinander bewegbare Quernahtsiegelbacken 34, 35 mit insbesondere integral angeordneten Trenneinrichtungen sowie Falteinrichtungen aufweist, um zum einen jeweils die Bodenbereiche 7 bzw. die Kopfbereiche 8 der Beutel 5 auszubilden, sowie zum anderen jeweils einen Beutel 5 von dem Schlauch 25 abzutrennen. Wie man anhand der Fig. 1 ferner erkennt, ist die Anordnung der Ausgießeinrichtungen 1 an den Beuteln 5 in jeweils einer schräg verlaufenden Kopfwand 9 des Beutels 5. Ferner erkennt man noch eine Längsnahtsiegeleinrichtung 36 im Bereich des Füllrohres 27, welche wenigstens eine Längsnahtsiegelbacke 37 aufweist, um die beiden übereinander angelegten Randbereiche der Materialbahn 12 zur Bildung des Schlauches 25 miteinander zu verschweißen.
Wie man nur anhand der Figur 3 erkennt, schließen sich unterhalb der Längsnahtsiegelbacke 37 weitere Längsnahtsiegelbacken 58 an, um vier Längsnähte am Schlauch 25 auszubilden, die in den jeweiligen Eckbereichen der Beutel 5 angeordnet sind, um einen im Querschnitt insgesamt rechteckförmigen bzw. quaderförmigen Beutel 5 zu bilden. Hierbei sind die nicht die beiden seitlichen Endbereiche der Materialbahn 12 verbindenden Längsnähte als so genannte Blindnähte ausgebildet. Weiterhin erkennt man anhand der Fig. 1 , dass sich die Sterilisiereinrichtung 20 an die erste Applikationseinrichtung 15 für die Ausgießeinrichtungen 1 anschließt und ein Gehäuse 38 aufweist, welches den Bereich der Formeinrichtung 23, insbesondere der Formschulter 24, umschließt und knapp oberhalb der zweiten Applikationseinrichtung 30 für die Ausgießeinrichtungen 1 endet.
In der Fig. 2 ist die Vorrichtung 10 teilweise etwas detaillierter dargestellt, wobei nunmehr weitere Einzelheiten beschrieben werden, die anhand der Fig. 1 nicht erkennbar sind. So erkennt man zwischen der Bevorratungseinrichtung 1 1 und der ersten Appli- kationseinrichtung 15 einerseits und der ersten Applikationseinrichtung 15 und der Sterilisiereinrichtung 20 andererseits jeweils Tänzerrollen 40 bzw. 41 , die einen Ausgleich zwischen der innerhalb der Sterilisiereinrichtung 20 kontinuierlich geförderten Materialbahn 12 und der im Bereich der ersten Applikationseinrichtung 15 schrittweise geförderten Materialbahn 12 ermöglichen. Ferner ist die je nach Anwendungsfall erforderli- che Sterilisiereinrichtung 20 näher dargestellt. Diese enthält ein Peroxidbad 42, durch das die Materialbahn 12 über mehrere Umlenkrollen 43 geführt ist, um eine Sterilisation der Materialbahn 12 auf ihren beiden Seiten 3 und 6 zu bewirken. An das Peroxidbad 42 schließt sich innerhalb des Gehäuses 38 eine Trocknungseinrichtung 44 an, die in bekannter Art und Weise z.B. mittels auf den gegenüberliegenden Seiten 3 und 6 der Materialbahn 12 angeordneten Rakeldüsen 39 den Peroxidfilm von der Materialbahn 12 abräkelt. An die Rakeldüsen 39 schließen sich Heiz- bzw. Trocknungseinrichtungen 45, 46 an, die sich ebenfalls auf beiden Seiten 3 und 6 der Materialbahn 12 befinden und die die Materialbahn 12 abtrocknen. Die Sterilisiereinrichtung 20 umfasst ferner in üblicher Art und Weise Ventilationseinrichtungen 47 und katalysatorische Umwandler 48.
An die Trocknungseinrichtung 44 schließt sich eine Transporteinrichtung 50 an, die mittels Rollen die Materialbahn 12 durch Reibschluss kontinuierlich fördern. An die Transporteinrichtung 50 schließen sich weitere Tänzerrollen 51 zur Zwischenspeicherung ei- nes Bahnabschnittes der Materialbahn 12 an. In der Fig. 2 erkennt man weiterhin zwei vakuumunterstützte Abzugsbänder 53, 54, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Füllrohres 27 angeordnet sind, um die Materialbahn 12 bzw. den geformten Schlauch 25 taktweise über die Formschulter 24 abzuziehen. In der Fig. 3 ist eine Fertigungseinrichtung 100 dargestellt, welche zwei parallel zueinander angeordnete erfindungsgemäße Vorrichtungen 10 umfasst. Das bedeutet, dass die Fertigungseinrichtung 100 im Wesentlichen sämtliche im Rahmen der obigen Beschreibung erläuterten Bestandteile der Vorrichtung 10 in doppelter Ausführung enthält. Der Einfachheit und der besseren Übersichtlichkeit halber sind in der Figur 3 jedoch nicht alle im Rahmen der Figuren 1 und 2 bereits beschriebenen Elemente dargestellt. Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass sich die Vorrichtungen 10 bestimmte Einrichtungen auch teilen können. So ist es insbesondere denkbar, dass die Vorrichtungen 10 eine gemeinsame Sterilisiereinrichtung 25 sowie ggf. eine gemeinsame Steuereinrichtung aufweisen. Dadurch lässt sich bei im Vergleich zu einer einzigen Vorrichtung 10 doppelter Ausbringung bzw. Leistung der vorrichtungstechnische Aufwand verringern. Ferner erkennt man in der Fig. 3 noch eine Fördereinrichtung 55, auf der die gefertigten Beutel 5, z.B. um diese mit einer weiteren Umverpackung zu versehen, weitertransportiert werden. Man erkennt weiterhin, dass die Quernahtsiegeleinrichtung 33 bewegbare Plattenelemente 56, 57 aufweist, mittels deren Hilfe die Bodenbereiche 7 bzw. Kopfbereiche 8 der Beutel 5 geformt werden. Auch sind zusätzliche Längsnahtsiegelbacken 58 oberhalb der Abzugsbänder 53, 54 dargestellt, mit denen die in den Eckbereichen der Beutel 5 angeordneten Längsnähte gebildet werden.