Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen und Befüllen von Behältern, bei der zumindest ein Schlauch plastifizierten Kunststoffmaterials, der aus einem Extrusionskopf kommt, in eine geöffnete Form hinein extrudierbar ist, wobei mittels einer Fülleinrichtung zumindest das Füllgut in den jeweiligen Behälter mittels Fülldornen einbringbar ist, die zumindest im Betrieb den Extrusionskopf entlang mindestens einer Reihe von Durchlässen durchgreifen.

Vorrichtungen dieser Art sind Stand der Technik. Das Dokument

WO 2009/152979 zeigt eine nach dem bekannten bottelpack ^® -System arbeitende Vorrichtung, die ein automatisiertes Formen (Blasen oder Vakuumformen), Füllen und Verschließen von Behältern auf wirtschaftliche Art und Weise ermöglicht. Insbesondere können damit vor der eigentlichen Behältererzeugung Polymerschläuche hergestellt werden, die sich durch sehr homogene Wandstärkenverteilungen auszeichnen, was wiederum Bedingung für sehr homogene Wandstärkenverteilungen der später resultierenden befüllten und verschlossenen Behälter ist. Wesentlich hierfür wiederum ist gemäß dem Stand der Technik eine hohe Bauform des Extrusionskopfes, die eine Homogenisierung der Kunststoffschmelze in den schmelzeführenden Kanälen, insbesondere den senkrecht, d.h. parallel zum Fülldorn, verlaufenden Kanälen ermöglicht. Aufgrund dieser Gegebenheiten ist für die be- kannten Vorrichtungen dieser Art ist in den Fertigungsräumen ein erheblicher Einbauraum erforderlich. Wie in dem genannten Dokument gezeigt und wie insbesondere aus deren Fig. 1 ersichtlich ist, ergibt sich ein hoher Raumbedarf in Vertikalrichtung, ausgehend von einer unteren Formeinrich- tung, über der sich ein den Extrusionskopf umgebender Grundrahmen befindet, auf dem wiederum eine vertikale Dornhalterung aufgebaut ist, an der die Fülleinrichtung mit den jeweiligen Fülldornen in Vertikalrichtung einstellbar verfahrbar gelagert ist. Aus der notwendigen Höhe des Extrusionskopfes ergeben sich entsprechend lange Fülldorne, die um präzise Bewe- gungen zu ermöglichen Führungen innerhalb des Extrusionskopfes notwendig machen. Dies wiederum ist für die bei der Abfüllung medizinischer Füllgüter vorgeschriebene Umspülung der Fülldorne mit Sterilluft nachteilig, da Führungsbuchsen oder Luftlager die gewünschte laminare Gasströmung stark beeinträchtigen können.

Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung dieser Gattung zur Verfügung zu stellen, die sich insbesondere auszeichnet durch

• die Extrusion eines Kunststoffschlauches mit homogener Wanddi- ckenverteilung

• einen verringerten Bedarf an Einbauraum, insbesondere Raumhöhe

• eine ungestörte Sterilluftführung

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass der Extrusionskopf eine quaderförmige Schale aufweist und dass die Bauhöhe des Extrusionskopfes parallel zur Ausrichtung des jeweiligen Fülldorns gesehen kleiner ist als die Länge des Extrusionskopfes längs der jeweiligen Reihe der Durchlässe gesehen. Die Ausbildung des Extrusionskopfes als flache Schale ermöglicht eine entsprechende Verringerung der Höhe des den Extrusionskopf umgebenden Grundrahmens, der die Basis für den Aufbau der darüberliegenden weiteren Vorrichtungseinheiten bildet, so dass sich insgesamt eine wesentliche Ver- ringerung der Gesamt-Bauhöhe der Vorrichtung und ein entsprechend verringerter Bedarf an Einbauraum der Vorrichtung ergeben. Die Angabe „quaderförmig" bezieht sich auf die Grundkonstruktion der flachen Schale, die Anbauten aufweisen kann, die Abweichungen von der reinen Quaderform mit sich bringen können. Die Abweichungen können auch aus Abfla- chungen, Abrundungen, Schrägen etc. am quaderförmigen Grundkörper bestehen.

Insbesondere ist die flache Schale aus zwei Schalenteilen gebildet, die als oberes und unteres Schalenteil entlang einer gemeinsamen Trennebene mit ihren einander zugewandten Stirnseiten in Anlage miteinander sind. Die vorzugsweise horizontal verlaufende Trennebene verläuft dabei senkrecht zu dem jeweiligen, vorzugsweise vertikal, verfahrbaren Fülldorn. Ferner haben die Schalenteile jeweils für sich gesehen eine flache Quaderform. Der Extrusionskopf nach der Erfindung dient dem Extrudieren eines zur Umgebung hin geschlossenen ringförmigen Schlauches, der steril ausgeführt ist. Mit der Erfindung ist eine laminare Sterilluftführung erreicht sowie die führungsfreie Anordnung der Fülldorne im Extrusionskopf. Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen besteht die quaderförmige Schale aus zwei Schalenteilen, von denen zumindest ein Schalenteil eine Kanalführung für das plastifizierte Kunststoffmaterial aufweist, die einen Ringraum beinhaltet, in dessen Mitte ein Aufnahmesteg angeordnet ist, der einzelne Längsaufnahmen in Form von Durchlässen aufweist für den Durch- griff der jeweiligen Fülldorne. Diese sind, wie bei derartigen Vorrichtungen üblich, in einer geraden Reihe angeordnet und erstrecken sich beim vorlie- genden Ausführungsbeispiel längs der Langseiten der quaderförmigen Schale, wobei eine durchgehende Reihe von einzelnen, voneinander benachbarten Durchlässen für zwölf Fülldorne im Aufnahmesteg vorgesehen sind. Die derart aufgebaute Gesamtschale bildet die flache Schale als Ganzes aus.

Vorzugsweise ist dabei die Kanalführung mit ihren Einzelkanälen durch beide Schalenteile gebildet. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der jeweilige Kanalquerschnitt hälftig durch die anteilige Kanalführung in je- dem Schalenteil gebildet ist.

Erfindungsgemäß ist der Ringraum von mindestens zwei Versorgungskanälen mit dem plastifizierten Kunststoffmaterial versorgbar, wobei diese Versorgungskanäle hierfür mit ihrem einen freien Ende in den Ringraum und mit ihrem anderen freien Ende in einen Zuführkanal einmünden, der senkrecht auf den Versorgungskanälen steht.

Die Anordnung kann mit Vorteil so getroffen sein, dass der Zuführkanal Teil einer Zuführeinrichtung ist, die auf einen sich über eine Schmalseite der Schale erstreckenden Endbereich eines oberen Schalenteils aufgesetzt ist und die das obere Schalenteil zumindest teilweise überdeckt.

Die Zuführeinrichtung ist mit ihrem einen freien abgewinkelten Ende an eine Zentralversorgung eines Extruders anschließbar, der das plastifizierte Kunststoffmaterial zur Verfügung stellt.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen nimmt der Zuführkanal in der Zuführeinrichtung in der Art eines Fallrohres die Versorgung der Versorgungskanäle mit plastifiziertem Kunststoffmaterial vor. In einer besonderern Ausführungsform kann die Anordnung derart getroffen sein, dass die Versorgungskanäle vorzugsweise zangenartig den Ringraum zumindest teilweise umfassen und mit abgebogenen Endabschnitten in den Ringraum einmünden, wobei die beiden anderen freien Enden der Versor- gungswege in eine gemeinsame Versorgungsstelle ausmünden, in die senkrecht der Zuführkanal der Zuführeinrichtung einmündet. Vorteilhaft kann jedoch die Zuführungseinrichtung auch so gestaltet sein, dass der Zuführkanal waagerecht in die Versorgungskanäle einmündet, was zu einer deutlichen Verkürzung der Fließwege des Kunststoffes führt.

Mit Vorteil können der Ringraum und die Versorgungskanäle gleichermaßen durch Ausnehmungen in beiden Schalenteilen gebildet sein, die von dem mittig und parallel zu den Längsseiten des Extrusionskopfes verlaufenden Aufnahmesteg mit den Durchlässen für die jeweiligen Fülldorne durch- griffen sind.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist der jeweilige Fülldorn mit einem radialen Abstand innerhalb der jeweils zuordenbaren Ausnehmung im Aufnahmesteg längsverfahrbar aufgenommen. Dank der flachen Bauweise des Extrusionskopfes kann auf die Führung der Fülldorne im Extrusionskopf und damit auf den die Sterilluft beeinträchtigenden Einbau von Dornführungs- buchsen, -lagern oder dergleichen, wie sie bei Extrusionsköpfen üblicher Bauweise erforderlich sind, verzichtet werden. Der Extrusionskopf kann auf seiner Unterseite Schlauchabgabeöffnungen aufweisen, deren freier Querschnitt einstellbar ist und die der Abgabe des extrudierten Schlauches zu der jeweiligen Form für die Behältererzeugung dienen. Die Angaben„senkrecht" und„waagerecht" beinhalten auch Ausführungen, die von diesem Richtungsverlauf geringfügig abweichen. Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestel lten Ausführungsbeispiels im Einzel nen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen abgebrochen gezeichneten, vertikalen Tei lschn itt des

Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei led igl ich der dem Extrusionskopf benachbarte Vorrich- tungsbereich dargestel lt ist und der einzige sichtbare Fü l ldorn in der vorgeschobenen Fü l lposition gezeigt ist; eine gegenüber Fig. 1 vergrößert gezeichnete perspektivische Schrägansicht des gesondert dargestel lten Extrusionskopfes des Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 eine tei lweise im Vertikalschnitt und größtentei ls im Horizontalschnitt gezeichnete perspektivische Schrägansicht des Extrusionskopfes; und

Fig. 4 eine im Horizontalschn itt gezeichnete perspektivische

Schrägansicht einer besonderen Ausführungsform des Extrusionskopfes.

Die Fig. 1 zeigt von dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung led igl ich die einem Extrusionskopf 2 benachbarten Vorrichtungsteile. Der Extrusionskopf 2 ist an einem G rundrahmen 4 gelagert, der mit vertikalen Trägern 6 und horizontalen Trägern 8 ein Vorrichtungsgestel l bi ldet, das den Extrusionskopf 2 umgibt. Auf den oberen, horizontalen Trägern 8 des Grundrahmens 4 sind weitere Vorrichtungseinheiten aufgebaut, namentlich eine Dornhalterung 10, die sich, wie bei derartigen Vorrichtungen üblich, in säulenartiger Bauweise vertikal erstreckt (s. Fig.1 des zum Stand der Technik genannten Dokuments) und an der die betreffenden Fülldorne 12 zusammen mit einer zugehörigen Fülleinrichtung 14 in Vertikalrichtung einstellbar verfahrbar sind. Die Fig.1 zeigt die Fülldorne 12 in der vorgeschobenen Füllposition, in der sie sich in eine geöffnete Formeinrichtung erstrecken, die nicht dargestellt ist. Die Fülleinrichtungen 14 erhalten Füllgut von einer zentralen Füllgutleitung 16 her und weisen für jeden Füllraum 12 eine steuerbare Dosiereinheit 18 auf. Wie in dem Dokument

DE 102008028772 A1 beschrieben, geben die Dosiereinheiten 18 die für jeden Füllvorgang benötigte Dosismenge des Füllguts taktgesteuert an den inneren (nicht gezeigten) Füllkanal des jeweiligen Fülldorns 12 ab. Wie Fig.2 zeigt, hat der Extrusionskopf 2 die Form einer flachen Schale, deren Hauptteil einen rechteckigen Quader bildet. Bei der Darstellung von Fig.1 verläuft die Schnittebene entlang der Schmalseite des Quaders. Der schalenförmige Extrusionskopf 2 ist aus zwei Schalenteilen gebildet, von denen ein oberes Schalenteil mit 20 und ein unteres Schalenteil mit 22 be- zeichnet sind. Beide Schalenteile 20 und 22 liegen an einer ebenen Anlagefläche 24 aneinander und sind mittels Schrauben (nicht dargestellt) miteinander verbunden. Auf den Extrusionskopf 2 sind insgesamt zwölf Heizplatten 26 (nicht alle sichtbar und beziffert) angeschraubt. Der Anschluss der Heizplatten 26 erfolgt über deren Heizplattenanschlusselemente 27 (nicht alle beziffert). An der in Fig.2 und 3 rechtsseitig gelegenen Schmalseite ist auf dem Endbereich des oberen Schalenteils 20 eine mit weiteren Heizplatten 26 bestückte Zuführeinrichtung 28 aufgesetzt, die in mittiger Anordnung etwa die Hälfte dieser Schmalseite überdeckt. Mit ihrem abgewinkelten oberen Ende 30 ist die Zuführeinrichtung 28 an einen (nicht gezeigten) Extruder anschließbar, von dem plastifiziertes Kunststoffmaterial dem Extrusionskopf 2 zuführbar ist, um durch Extrusion des zugeführten plastischen Materials aus Schlauchabgabeöffnungen 32, von denen in Fig. 1 lediglich eine dem einzig sichtbaren Fülldorn 12 zugeordnet sichtbar ist, den

Schlauch für die Behältererzeugung zu bilden. Wie am deutlichsten der Fig. 1 entnehmbar ist, weist das obere Schalenteil 20 einen mittig und parallel zu den Langseiten verlaufenden Aufnahmesteg 36 auf, der von einem den Eingang für die Fülldorne 12 bildenden, in der Oberseite des oberen Schalenteils 20 befindlichen Langloch 38 ausgehend, sich durch das andere Schalenteil 22 durchgehend erstreckt und innere Durchlässe 40 für die darin frei beweglichen Fülldorne 12 aufweist. In den Durchlässen 40 strömt Sterilluft ausgehend von einer Einspeisung 35 unterhalb der Halteleiste 56 im Sterilluftkanal 33 entlang den Fülldornen 12 und tritt am Steril luftaustritt 37 aus dem Extrusionskopf 2 aus, umhüllt jedoch die Fülldorne 12 in einer laminaren Strömung weiterhin und schützt sie so vor Kontaminationen. Der Aufnahmesteg 36 durchgreift einen Ringraum

42, der einen Teil einer Kanalführung für das plastifizierte Kunststoffmaterial bildet und innerhalb des unteren Schalenteils 22 mit den Abgabeöffnungen 32 in Verbindung ist. Wie Fig. 1 zeigt, sind der Ringraum 42, ebenso wie die in den Ringraum 42 einmündenden Versorgungswege der Kanalfüh- rung, gemeinsam durch gleiche Ausnehmungen in der Anlagefläche 24 vom oberen Schalenteil 20 und vom unteren Schalenteil 22 gebildet.

Die Fig. 3 zeigt die Einzelheiten der Kanalführung. Die durch die Heizplatten 26 beheizbare Zuführeinrichtung 28 weist als Eingangsteil der Versor- gungswege einen Kanal in Form eines mittig und im Wesentlichen senkrecht zum oberen Schalenteil 20 verlaufenden Zuführkanal 44 auf, das zu einer Verteilstelle 46 führt, die zwischen oberem Schalenteil 20 und unterem Schalenteil 22 gebildet ist und den Eingang für die Versorgungswege bildet, die in den Ringraum 42 führen. Diese Versorgungswege sind durch zwei Versorgungskanäle 48 und 50 gebildet, die von der Verteilstelle 46 ausgehen und den Ringraum 42 auf halber Länge zangenartig umfassen und mit gebogenen Endabschnitten 52 bzw. 54 in den Ringraum 42 einmünden.

Es überrascht in besonderer Weise erfindungsgemäß eine gleichmäßige Ge- schwindigkeitsverteilung der Polymerschmelze an der Schlauchabgabeöffnung 32 und damit eine sehr gleichmäßige Wandstärkenverteilung des Po- lymerschlauchs zu erhalten, trotz des erfindungsgemäß geringen Höhen (H)- zu Längen (L)-Verhältnisses, das nur eine kurze senkrecht verlaufende Homogenisierungsstrecke (zwischen Ringraum 42 und Schlauchabgabeöff- nung 32) zur Verfügung stellt, die nur etwa 65% der Höhe H des Extrusionskopfes 2 beträgt.

Die kurz ausgebildeten Fül ldorne 12, deren Länge etwa dem 3-bis 4-fachen der Höhe H des Extrusionskopfes 2 entspricht, sind mit ihrem oberen Ende an einer Halteleiste 56 angebracht. Diese ist für die getakteten Hubbewegungen an einer Halteeinrichtung 58 befestigt, die oberhalb der oberen Schale 20 des Extrusionskopfes 2 angebracht ist. Aufgrund der niedrigen Höhe H des Extrusionskopfes 2 selbst und der kurzen Baulänge der Fül ldorne 1 2 kann auf die Anordnung von führenden Bauteilen wie Buchsen, Lager etc. innerhalb des Extrusionskopfes 2 und insbesondere innerhalb der Durchlässe 40 im Aufnahmesteg 36 verzichtet werden. Dies ermögl icht eine ungestörte Steril luftströmung im durchgehend zyl indrischen Steril luftkanal 33, in dem sich eine laminare Strömung ausbilden kann, die sich entlang der Fül ldorne 12 fortsetzt.

Die Fig. 4 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel bei dem gegenüber Fig. 3 der Zuführkanal 44 verkürzt ist und nicht senkrecht, sondern an der Verteilstel le 46 nahezu waagrecht in die Versorgungskanäle 48 und 50 einmündet. Überaschenderweise verschlechtert die gegenüber der Aus- führungsform gemäß Fig. 3 weiter reduzierte senkrechte Fließwegelänge der Schmelze die oben genannte Wandstärkenhomogenität nicht. Weiterhin ist diese Ausführungsform vorteilhaft, da die Länge der gesamten Schmelzversorgungswege erheblich verkürzt ist, und das waagrechte Einmünden zu reduziertem Strömungswiderstrand und somit zu geringerem Energiebedarf führt.

Die Beheizung des Schlauchkopfes 2 und/oder der Zuführeinrichtung 28 kann alternativ zu der beschriebenen elektrischen Beheizung auch mittels anderer Methoden, beispielsweise induktivem Wärmeeintrag, erfolgen.