Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum einseitigen Verschließen von Packungsmänteln für die Herstellung von Verbundpackungen, insbesondere Karton/Kunststoff-Verbundpackungen, durch Bodenformung mittels einem Dornrad mit einer Mehrzahl von gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneter und radial nach außen gerichteter Dorne, welche nacheinander mehrere Bearbeitungsstationen in Umfangsrichtung des Dornrades durchlaufen, wobei jeder Dorn an seinem freien Ende einen Kopf aufweist, auf den die zu schließenden Faltabschnitte des auf den Dorn aufgeschobenen Packungsmantels gefaltet und in geschlossener Stellung versiegelt werden.

Vorrichtungen der zuvor genannten Art sind seit langem in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt und dienen meist zum Verschließen des Bodens von herzustellenden Getränkepackungen. Dabei werden die zu schließenden

Faltabschnitte eines Packungsmantels beim Siegelvorgang fest auf den darunter befindlichen Dorn gepresst, um einen ebenen Boden für eine gute Standfestigkeit der späteren Packung herstellen zu können. Es ist jedoch auch möglich, auf dem Dorn zunächst die Kopffaltung vorzunehmen, dies ist häufig der Fall, wenn die spätere Getränkepackung auch ein wiederverschließbares Ausgießelement enthalten soll, das nicht von außen, sondern von innen durch eine entsprechende Öffnung im Verbundmaterial hindurch gesteckt und dort versiegelt wird. Dazu bietet sich das Applizieren entsprechender Ausgießelemente auf einem Dorn an. In Fig. 9 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung zum Füllen von oben offenen Verpackungen C, insbesondere mit fließfähigen Lebensmitteln, zur Bildung von Packungen P, also eine sogenannte Füllmaschine, umfassend ein Magazin 1 zum Bereithalten von Packungsmänteln S und eine Vorrichtung zum oben offenen Verpackungen C aus den Packungsmänteln S, die einseitig verschlossen sind und somit durch die verbleibende Öffnung beispielsweise ein fließfähiges Lebensmittel aufnehmen können, dargestellt. Die bekannte Füll- und Siegelvorrichtung weist eine Reihe von parallelen Bearbeitungslinien auf, von denen in der Fig. 9 lediglich eine einzige Bearbeitungslinie 2 dargestellt ist. Jeder

Bearbeitungslinie 2 ist ein Magazin 1 mit einem Stapel 3 bzw. ein Bündel von um zwei Faltlinien flachgefalteten Packungsmänteln S zugeordnet. Die Packungsmäntel S sind aus Zuschnitten eines Packstoffs gebildet worden, deren Längsränder zur Bildung einer Längsnaht aneinander gesiegelt sind. Die Packungsmäntel S werden von einer Zuführeinrichtung 4 aufgefaltet. Das Auffalten der Packungsmäntel S erfolgt dabei durch Wegziehen einer späteren Seitenfläche des entsprechenden Packungsmantels S vom Stapel 3 ohne weiteres Zutun um entsprechend vorgefalteten Faltlinien, die die Kanten des Packungsmantels S sowie der späteren Packung P bilden. Bedarfsweise könnte auch noch eine Applikationseinrichtung, zum Applizieren von nicht dargestellten Ausgießelementen an die Packungsmäntel S vorgesehen sein.

Eine bekannte Vorrichtung 5 zum Formen und einseitigen Verschließen der Packungsmäntel S weist ein Dornrad 6 auf, das sechs Dorne 7 umfasst und sich zyklisch, also schrittweise, (in der Zeichnung) gegen den Uhrzeigersinn dreht. In der ersten Dornradstellung I wird ein aufgefalteter Packungsmantel S auf den Dorn 7 geschoben. Anschließend wird das Dornrad 6 in die nächste Dornradstellung II weitergedreht, in der das gegenüber dem Dorn 7 vorstehende Längsende des Packungsmantels S über eine Heizeinheit 8 mit Heißluft erwärmt wird. In der nächsten Dornradstellung III wird das erwärmte Längsende des Packungsmantels S durch eine Presse 9 vorgefaltet und in der nachfolgenden Dornradstellung IV in der gefalteten Position durch eine nur schematisch angedeutete Siegeleinrichtung 10 dicht verschlossen, insbesondere zu einem Boden B gesiegelt. Es wird auf diese Weise ein einseitig verschlossener Packungskörper C, also eine oben offene Verpackung, erhalten, die in der nachfolgenden Dornradstellung V vom Dorn 7 entnommen und an eine Zelle 11 einer im Kreis geführten endlosen Zellenkette 12 als mögliche Fördervorrichtung übergeben wird. In der nächsten Dornradstellung VI ist dem Dorn 7 kein Arbeitsschritt zugeordnet.

Die Anzahl von Dornradstellungen bzw. Dornen 7 und die dort vorgesehenen Bearbeitungsschritte können bedarfsweise von der Darstellung gemäß Fig. 9 und der zugehörigen Beschreibung abweichen. Zudem kann noch in wenigstens einer bedarfsweise weiteren Dornradstellung ein Ausgießelement mit dem Packstoff verbunden werden. Dann handelt es sich bei dem auf dem Dornrad verschlossenen Längsende des Packungsmantels vorzugsweise um den Kopf der späteren Packung. Ob der Packungskörper durch den späteren Kopf oder durch den späteren Boden gefüllt wird, spielt vorliegend nur eine untergeordnete Rolle.

Der vom Dornrad 6 genommene Packungskörper C wird mit dem offenen Längsende nach oben weisend in einer Zelle 11, insbesondere einer Zellenkette 12, durch eine Füllmaschine 13 transportiert. Dabei gelangt der Packungskörper C in eine

Aseptikkammer 14, die eine Sterilisationszone 15 und eine Füll- und Siegelzone 16 umfasst, durch die die Packungskörper C in der durch einen Pfeil symbolisierten Transportrichtung (in der Zeichnung von links nach rechts) transportiert werden. Der Transport der Packungskörper C muss nicht geradlinig erfolgen, sondern kann auch in wenigstens einem in einer waagerechten Ebene liegenden Bogen oder auch Kreis erfolgen.

Der Aseptikkammer 14 wird Sterilluft über entsprechende Sterilluftanschlüsse 17 zugeführt. Die Packungskörper C werden durch eine Vorwärmeinrichtung 18 nacheinander durch Anblasen mit heißer Sterilluft vorgewärmt. Anschließend werden die Packungskörper C mittels einer Sterilisiereinrichtung 19, vorzugsweise mittels H ₂ O ₂ (Wasserstoffperoxid), sterilisiert, woraufhin die Packungskörper C durch Beaufschlagen mit Sterilluft über eine Trocknungseinrichtung 20 getrocknet und nach dem Übergang von der Sterilisationszone 15 in die Füll- und Siegelzone 16 in eine Füllposition 21 unterhalb eines Füllauslaufs 22 gebracht werden. Dort werden die Packungskörper C nacheinander mit einem Produkt 23, insbesondere mit einem fließfähigen Lebensmittel, gefüllt. Die gefüllten Packungskörper C werden sodann mit einer Verschließeinrichtung 24 durch Falten des oberen Bereichs des Packungskörpers C und Siegeln verschlossen. Die gefüllten und verschlossenen Packungen P werden anschließend aus den Zellen 11 der Transporteinrichtung 12 entnommen. Die nun leeren Zellen 11 werden mit der Transporteinrichtung 12 weiter in Richtung des Dornrads 6 bewegt, um dort erneut weitere Packungskörper C aufzunehmen.

Es ist auch bereits bekannt (DE 102016 110008 A1), Dornräder mit Dornen zu verwenden, deren Kopf in seinen äußeren Abmessungen veränderbar ausgeführt ist. Bei diesen bekannten Dornen sind wenigstens zwei Ecksegmente des Kopfs in ihrer Lage veränderbar, in dem sie sich aus den Ecken ins Innere des Dorns verschwenken lassen. Dadurch lässt sich der Kopf des Dorns beim Aufschieben des Packungsmantels gewissermaßen „einfalten" und wird erst nach dem erfolgten Aufschieben in die zur Siegelung notwendige Form gebracht. Es versteht sich von selbst, dass diese Art von Falt- oder Spreizdornen technisch aufwendig und dementsprechend teurer sind.

Wenn es sich bei den herzustellenden Packungen um solche mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt, also quaderförmige Packungen handelt, ist die Verwendung eines Dornrades in einer Füllmaschine unproblematisch, da der quadratische oder rechteckige Querschnitt des Dornes auf den inneren lichten Querschnitt des aufzuschiebenden Packungsmantels abgestimmt ist

Problematisch wird es dann, wenn die Packungsform von der herkömmlichen quaderförmigen Form abweicht und beispielsweise eine oder mehrere abgeflachte Kanten aufweist, wobei die abgeflachte/n Kante/n nicht bis zum Boden (bzw. Giebel) heranreicht/heranreichen, sondern vor einem quadratischen und oder rechteckigen Boden (bzw. Giebel) endet/enden. Hierbei bereitet das Aufschieben eines entsprechend aufgefalteten Packungsmantels auf den Dorn Schwierigkeiten, da die Faltkanten der späteren Packung nicht mehr mit den Ecken des Kopfs des Dornes übereinstimmen. Dies kann - insbesondere bei höheren Taktgeschwindigkeiten der Vorrichtung - dazu führen, dass die Packungen nicht ganz auf den Dorn aufgeschoben werden können, so dass sich beim Versiegeln der Eckbereiche sogenannte .Taschen' bilden, welche zu späteren Undichtigkeiten der Packungen führen können. Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Vorrichtung zum Verschließen von nicht ideal quaderförmigen Packungsmänteln so auszugestalten und weiterzubilden, dass eine zuverlässige und insbesondere taschenfreie Versiegelung des Endbereiches eines Packungsmantels auf dem Dorn zuverlässig gewährleistet ist. Bevorzugt soll die Vorrichtung eine einfache Konstruktion aufweisen und kostengünstig sein, ohne die Zuverlässigkeit insbesondere des Dornrads mit seinen Dornen zu beeinträchtigen. Außerdem soll die PE-Beschichtung im Inneren des Packungsmantels, bei der Bodenformung auf dem Dorn nicht beschädigt werden. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass wenigstens ein Längskantenbereich des Doms keine durchgehende Kante aufweist, sondern abgeschrägt oder abgerundet ausgebildet ist

Auf diese Weise wird mit einer einfachen Konstruktion zuverlässig sichergestellt, dass sich der aufzuschiebende Packungsmantel auch problemlos auf den Dorn aufschieben lässt.

Eine bevorzugte Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Dorn an wenigstens einer seiner Längskanten abgeschrägt ausgeführt ist und dort eine Fase aufweist. Auf diese Weise lässt sich auch ein Packungsmantel, bei dem wenigstens eine Längskante abgeflacht ausgebildet ist, problemlos auf den Dorn aufschieben.

Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, dass der Dorn an wenigstens einer seiner Längskanten abgerundet ausgeführt ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der abgeschrägte ober abgerundete Bereich der wenigstens einen Längskante des Dorns über die gesamte freie Länge des Dorns reicht. Eine solche gleichmäßige Geometrie des Dorns erlaubt eine kostengünstige Fertigung.

Alternativ ist es gemäß einer alternativen Lösung der Erfindung auch möglich, dass der abgeschrägte oder abgerundete Bereich der wenigstens einen Längskante des Dorns von seinem freien Ende lediglich über einen Teil der gesamten Länge des Dorns reicht. Dies ist beispielsweise dann zweckmäßig, wenn die fertige Packung nur in ihrem unteren Bereich über eine abgeschrägte oder modifizierte Kante verfügt.

Damit der auf den Dorn aufgeschobene Packungsmantel auch bei der Drehung des Dornrads zuverlässig an seinem aufgeschobenen Ort verbleibt, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Dorn wenigstens ein auf seine Längsseite wirkendes Federelement aufweist, welches den aufgeschobenen Packungsmantel in seiner Lage fixiert.

Eine bevorzugte Lehre der Erfindung sieht dabei vor, dass jeder Dorn zwei gegenüber liegende Federelemente aufweist. Diese Ausführung verklemmt den aufgeschobenen Packungsmantel sicher an zwei gegenüberliegenden Längsseiten mit dem Dorn.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Federelement an seinem freien Ende als Gabel mit zwei oder mehr Klemmenden ausgebildet ist. Mit einer solchen Konstruktion werden zwei oder entsprechend sogar mehrere Klemmbereiche auf einer Längsseite des Dorns erreicht. Auf diese Weise wird eine bessere Führung des Packungsmantels gewährleistet. Insbesondere dann, wenn der abgeschrägte oder abgerundete Bereichs des Dorns relativ groß ist, so dass die benachbarten Längsseiten des Dorns stärker verkleidet werden, kann es auch zweckmäßig sein, dass ein Federelement nur ein Klemmende aufweist, welches auf der Längsseite mit der abgeschrägten oder abgerundeten Kante des Dorns die Verklemmung des Packungsmantels bewirkt. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Dorn über einen oder mehrere Endanschläge zur mechanischen Begrenzung des Aufschiebeweges für den Packungsmantel verfügt.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Dorn wenigstens teilweise hohl ausgeführt ist. Auf diese Weise lässt sich die Masse der drehenden Teile der auf der Dornradwelle angebrachten Dorne reduzieren. Schließlich kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn nach einer weiteren Lehre der Erfindung der Dorn in seinem massiven Inneren Leitungen für Kühlwasser aufweist. Dies ist besonders zweckmäßig, da auf diese Weise eine aktive Kühlung des Kopfbereiches des Dorns erfolgen kann, um die Taktzeiten des Dornrades bestmöglich reduzieren zu können. Bei einer wassergekühlten Ausführung ist die Dornradwelle hohl ausgeführt, so dass das Kühlwasser durch entsprechende Leitungen in Inneren der Dornradwelle in sich bekannter Weise durch die einzelnen Dorne geleitet werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 Eine fertige Verbundpackung, deren nach vorn weisende Kante über einen Großteil der Packungshöhe abgeflacht ausgebildet ist, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 die Verbundpackung aus Fig. 1 in Draufsicht, Fig. 3 einen Dorn einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Ansicht, Fig. 4 den Dorn aus Fig n Seitenansicht,

Fig.5 der Dorn aus Fig. 3 oder 4 in Draufsicht,

Fig. 6 den Dorn aus Fig. 5 mit einem aufgeschobenen Packungsmantel,

Fig. 7 den Dorn aus Fig. 5 in einem Horizontalschnitt entlang der Linie VII-VII, Fig. 8 den Dorn aus Fig. 7 mit einem aufgeschobenen Packungsmantel und

Fig. 9 eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung zum Füllen von oben offenen Verpackungen in schematischer Seitenansicht. Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine im Wesentlichen quaderförmige Verbundpackung P. Man erkennt am flachgefalteten Packungsgiebel das Ende einer Längsnaht 25 und eine umgelegte Giebelnaht 26, welche zwei Packungsohren bildet, die seitlich an die Packungswandungen angesiegelt sind und von denen ein Ohr 27 in der perspektivischen Darstellung erkennbar ist. Auf dem Packungsgiebel befindet sich zudem ein dort aufgesiegeltes Ausgießelement 28.

Bei der dargestellten Verbundpackung P handelt es sich nicht um eine konventionelle quaderförmige Packung, sondern man erkennt deutlich, dass die in der Darstellung vorne liegende Längskante der Packung P über nahezu ihre gesamte Höhe abgeschrägt ausgebildet ist, wobei eine Fase 29 entsteht. Diese besondere

Packungsform hat zur Folge, dass sich die an die Fase 29 angrenzenden Längsseiten der Packung P etwas nach außen wölben, wie aus der Draufsicht auf eine solche Packung in Fig. 2 deutlich zu erkennen ist. Da sich Verbundpackungen mit einer solchen Sonderform nicht ohne weiteres auf konventionellen Dornen mit einer quaderförmigen Geometrie verarbeiten lassen sind nach der Lehre der Erfindung die grundsätzlich bekannten Dorne eines Dornrades der Vorrichtung so modifiziert worden, dass wenigstens ein Längskantenbereich des Dorns keine durchgehende Kante aufweist, sondern abgeschrägt oder abgerundet ausgebildet ist, um eine einwandfreie Versiegelung des Endbereichs eines Packungsmantels auf dem Dorn zu garantieren.

Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die herzustellende Packung P lediglich eine einzige Fase 29 auf eine ihrer Kanten auf. Dies dient der besseren Darstellung und einfacheren Erläuterung, die Erfindung ist jedoch auch auf solche Packungsformen anwendbar, bei denen mehrere ihrer Längskanten entsprechend modifiziert worden sind.

Fig. 3 zeigt nun einen Dorn 30 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Darstellung. Der Dorn 30 weist dabei im unteren Bereich einen Sockel 31 auf, welcher gemeinsam mit weiteren Dornen umlaufend mit einer angetriebenen Dornradwelle (nicht dargestellt) verbunden ist. An seinem freien Ende weist der Dorn 30 einen Kopf 32 auf, bei dem deutlich zwei aufeinander zuweisende Ausnehmungen 33 erkennbar sind, welche zur Aufnahme der als Quernaht ausgeführten Bodennaht der herzustellenden Packung P dienen sollen. Durch die hier nach innen gefalteten Packungsohren sind in diesem Bereich eine Mehrzahl von

Packstoffschichten vorhanden, welche bei der Siegelung auf den Kopf 32 des Dorns 30 gepresst werden. Dazu weist die Oberfläche des Kopfs 32 eine konkave Wölbung auf. Dadurch wird erreicht, dass bei der Bodensiegelung ein sog. „Kuppelboden" hergestellt wird, bei dem lediglich die vier Kanten des Bodens zum Aufstellen der späteren Packung P dienen, wobei die Bodenfläche leicht nach innen gewölbt ausgebildet ist, um einen zuverlässigen Stand der so hergestellten Packungen P sicher zu gewährleisten.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Dorn 30 an seiner in der Zeichnung vorderen Längskante abgeschrägt ausgeführt und weist dort eine Fase 34 auf. Ferner verfügt der dargestellte Dorn 30 über zwei seitliche Federelemente 35A und 35B, welche, insbesondere bei der getakteten Bewegung des Dornrads ein Verrutschen des einmal auf den Dorn 30 aufgeschobenen (nicht dargestellten) Packungsmantels zuverlässig verhindern. In Fig. 4 ist der Dorn 30 aus Fig. 3 in Seitenansicht dargestellt. Auch hier erkennt man deutlich die Fase 34 der modifizierten Längskante des Dorns 30 sowie die sich gegenüberliegenden Federelemente 35A und 35B.

Fig. 5 zeigt nun den Dorn 30 in einer Draufsicht, in der die Ausnehmungen 33 auf dem Kopf 32 des Dorns noch besser zu erkennen sind. Gleichzeitig erkennt man hier deutlich eine weitere Ausnehmung 36, welche in der Zeichnung oberen linken Ecke des Kopfs 32 angeordnet ist und dafür sorgt, dass auch das Material des Endes der Längsnaht der späteren Packung vom herzustellenden Packungsboden aufgenommen werden kann, ohne diesen Bereich des Bodens aufzuwölben. In Fig. 5 ist darüber hinaus die abgeschrägte Fase 34 des Dorns 30 deutlich zu erkennen. Aus Fig. 5 geht auch hervor, dass die beiden gegenüberliegenden Federelemente 35A und 35B unterschiedlich ausgeführt sind. Während das Federelement 35A in seinem oberen Bereich eine Verästelung in zwei nicht näher dargestellte Enden aufweist und somit zwei Klemmbereiche bildet, ist das Federelement 35B über seine gesamte Länge gleich breit ausgeführt.

Fig. 6 entspricht der Darstellung von Fig. 5 wobei jedoch auf den Dorn 30 ein Packungsmantel F aufgeschoben wurde, dessen obere umlaufende Kante nahezu quadratisch verläuft, bei dem jedoch auch die in der Draufsicht von innen sichtbare Fase 29 des Packungsmantels F klar zu erkennen ist. Diese Fase 29 verläuft leicht beabstandet parallel zur Fase 34 des Dorns 30. Man erkennt ferner, dass die in der Zeichnung untere und rechte Längsseite des Packungsmantels S aufgrund der Abschrägung der Fase 29 in diesem Kantenbereich leicht nach außen ausgewölbt sind. Man erkennt in Fig. 6 auch deutlich, dass der aufgeschobene Packungsmantel S vom Federelement 35A an zwei Klemmbereichen an den Kopf 32 des Dorns 30 angedrückt wird, wobei auf der gegenüberliegenden Seite das Federelement 35 B den Packungsmantel S nur in der Mitte der Längsseite an den Kopf 32 des Dorns 30 anpresst. Zur besseren Darstellung ist jedoch in der Zeichnung jeweils ein kleiner Luftspalt zwischen Packungsmantel S und Dorn 30 bzw. Federelement 35B zu erkennen, welcher natürlich bei der tatsächlichen Verklemmung durch die Federkraft der Federelemente 35A und 35B nicht mehr vorhanden ist.

In Fig. 7 ist nun ein Horizontalschnitt entlang der Linie VII-VII dargestellt. Hierbei erkennt man, dass der Dorn 30 im Bereich unterhalb des nicht mehr erkennbaren Kopfs 32 teilweise hohl ausgebildet ist. Auch hier ist die Fase 34 des Dorns deutlich zu erkennen. In dieser Darstellung sind die oberen Enden der Federelemente 35A und 35B gleichfalls abgeschnitten dargestellt.

Fig. 8 zeigt schließlich den Dorn 30 wiederum im Horizontalschnitt wie in Fig. 7, wobei hier jedoch auch wieder ein auf den Dorn 30 aufgeschobener Packungsmantel S dargestellt ist. Hier erkennt man auch, dass die parallel verlaufende Fase 29 des Packungsmantels S und die Fase 34 des Dorns 30 noch einen schmalen Luftspalt einschließen, um zu verhindern, dass die innere PE-Beschichtung des Packungsmantels S beim Auf- oder Abschieben auf den bzw. vom Dorn 30 nicht beschädigt wird.