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