Vorrichtung zum keimfreien Verschließen einer Fließmittelpackung Device for aseptically closing a plastic packaging
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen einer keimfrei befüllten Fließmittelpackung unter keimfreien Bedingungen in einem Reinraum mit Seitenwänden, Boden und Oberwand, bei der ein Förderer für den Transport der aufrechtstehenden Packung den Reinraum mit Hilfe einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung in gegenüberliegenden Seitenwänden durchquert, mit Reinigungseinrichtungen und mit Verschließwerkzeugen.The invention relates to a device for closing a sterile filled plasticizer pack under aseptic conditions in a clean room with side walls, bottom and top wall, in which a conveyor for transporting the upright pack crosses the clean room with the help of an inlet opening and an outlet opening in opposite side walls, with cleaning devices and with closing tools.
Es gibt fast keine Vorrichtungen, mit denen Fließmittelpackungen keimfrei befüllt und unter keimfreien Bedingungen auch verschlossen werden. Das Verschließen nach bekannten Verfahren erfolgt zum Beispiel durch Zusammensiegeln, wobei es sich bei den Packungen um solche aus Kunststoff oder solche aus mit Kunststoff beschichtetem Trägermaterial, wie zum Beispiel Papier, handelt. Zum aseptischen Verschließen solcher Packungen müßte die Arbeitsumgebung nicht nur keimfrei gemacht, sondern auch keimfrei gehalten werden. Gleichzeitig müßte im Betrieb beim Verschließen Werkzeuge gegenüber einem Gestell oder Rahmen bewegt werden. Die bekannten Vorrichtungen haben eine Vielzahl von Einzelteilen, zum Beispiel Antriebe, wie Wellen, Zahnräder, Steuerkurven, die in aller Regel nicht in einem Reinraum angeordnet und dort arbeiten können. Die hierbei unerläßlichen Schmiermittel bedingen eine nicht-aseptische Atmosphäre.There are almost no devices with which plastic packaging can be filled aseptically and also sealed under aseptic conditions. Sealing by known methods is carried out, for example, by sealing together, the packs being those made of plastic or those made of plastic-coated carrier material, such as paper. To seal such packages aseptically, the working environment would not only have to be made sterile, but also kept sterile. At the same time, tools would have to be moved in relation to a frame or frame when closing. The known devices have a large number of individual parts, for example drives, such as shafts, gears, control cams, which as a rule cannot be arranged in a clean room and can work there. The lubricants that are indispensable here require a non-aseptic atmosphere.
Beim Verschweißen von Fließmittelpackungen in anderen in der Praxis bekannten Vorrichtungen hat man Heißluft erzeugt und auf die miteinander zu verbindenden Nahtflächen gebracht, um sie heiß und schweißfähig zu machen. Ein solches Erwärmen kann aber nicht in einem keimfreien Raum erfolgen, denn die Heißluft selbst ist nicht keimfrei, und Einrichtungen in einem kleineren, geschlossenen Raum würden sich stark überhitzen. Sehr große Reinräume wiederum können mit Nachteil nur unter großem Aufwand keimfrei gemacht oder gehalten werden.When welding plasticizer packs in other devices known in practice, hot air has been generated and placed on the seam surfaces to be joined together in order to make them hot and weldable. Such heating cannot take place in a germ-free room, because the hot air itself is not germ-free, and facilities in a smaller, closed room would overheat considerably. Very large clean rooms, on the other hand, can only be made sterile or kept germ-free with great difficulty.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß der Reinraum leichter zu reinigen und mit einfacheren Maßnahmen keimfrei zu halten ist.The invention is therefore based on the object of improving a device of the type mentioned at the outset in such a way that the clean room is easier to clean and can be kept sterile with simpler measures.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verschließwerkzeuge mit ihren Antrieben an einem Einheitsrahmen befestigt und mit diesem in dem Reinraum untergebracht sind und daß die Oberflächen des Reinraumes Edelstahl aufweisen. Auf einem Einheitsrahmen, der
vorzugsweise aus Edelstahl gefertigt ist, sind alle Verschließwerkzeuge mitsamt ihren Antrieben angebracht. Es ist damit sozusagen ein Modul geschaffen, das leicht in den Reinraum hineingebracht und aus diesem herausgenommen werden kann. Es kann auch innerhalb des Reinraumes als eine Einheit bewegt werden. In Verbindung mit dem gut reinigbaren Edelstahl ist die Verschließvorrichtung gemäß der Erfindung dadurch leichter zu reinigen und auch keimfrei zu halten.This object is achieved in that the closing tools are attached with their drives to a unit frame and are housed with this in the clean room and that the surfaces of the clean room have stainless steel. On a unitary framework that is preferably made of stainless steel, all closing tools are attached together with their drives. A module is thus created, so to speak, that can be easily brought into and removed from the clean room. It can also be moved as a unit within the clean room. In conjunction with the easily cleanable stainless steel, the closing device according to the invention is thereby easier to clean and also to keep it germ-free.
Besonders günstig ist es dabei erfindungsgemäß, wenn eine Antriebswelle, Kurvenscheibe und Getriebe unter dem Boden des Reinraumes angeordnet sind und Antriebe für den Packungsförderer den Boden in einem Gehäuse durchgreifen. Der Maschinenantrieb versorgt die außerhalb des Reinraumes unter dessen Boden angeordneten Antriebsaggregate, wie Zahnräder, Wellen, Kurvenscheiben und dergleichen. Dort können sie gut zugänglich vorgesehen und bei Bedarf geschmiert werden, ohne daß die Atmosphäre im Reinraum dadurch beeinträchtigt würde. Innerhalb des Reinraumes befinden sich nur wenige angetriebene Teile, die gekapselt sind. Sollte es angebracht sein, den Antrieb für den Packungsförderer in den Bereich des Reinraumes zu verlegen, dann kann dieser Antrieb in einem gegenüber dem Reinraum vollständig geschlossen gekapselten Gehäuse von unterhalb des Bodens, durch den Boden hindurch in den Reinraum durchgreifen. Die Lager der beweglichen Teile des Packungsförderers sind wiederum gekapselt Eine Schmierung derselben im laufenden Betrieb ist nicht erforderlich.It is particularly advantageous according to the invention if a drive shaft, cam and gear are arranged under the floor of the clean room and drives for the package conveyor pass through the floor in a housing. The machine drive supplies the drive units, such as gears, shafts, cams and the like, which are arranged outside the clean room under the floor. There they can be easily accessible and lubricated if necessary, without affecting the atmosphere in the clean room. There are only a few driven parts inside the clean room, which are encapsulated. If it is appropriate to move the drive for the package conveyor into the area of the clean room, then this drive can reach through the floor into the clean room in a housing that is completely sealed from the clean room. The bearings of the moving parts of the packaging conveyor are in turn encapsulated. Lubrication of the same during operation is not necessary.
Zur weiteren Erleichterung des Reinigens weisen bei vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Reinigungseinrichtungen Düsen auf für die Zuführung von Säuren, Laugen, Wasser oder anderen Flüssigkeiten. Durch die Ausführung der einzelnen Teile und auch der Innenwandungen des Reinraumes in Edelstahl kann mit Hilfe der Düsen bei Bedarf eine schnelle und durchgreifende Reinigung erfolgen. Selbstverständlich kann man auch Peroxid in unterschiedlichen Konzentrationen einsprühen, wie dies bei Füllkammern zum Befüllen leerer Verpackungen mit aseptischem Füllgut gehandhabt wird. Es ist zweckmäßig, in Transportrichtung des Packungsförderers vor der Reinigungskammer eine voll gekapselte Füllkammer vorzusehen, in welcher ein Füller aseptisch in einem sterilen Raum arbeitet. Hier kann eingesprühtes Peroxid durch eine oder mehrere hintereinander angeordnete Stationen mit UV-Lampen abgetrocknet und entfernt werden. Auf diese Weise erhält man ein keimfreies Inneres der zu befüllenden Packung. Auch nach dem Füllen der Packung verbleibt diese im Reinraum, wobei vorzugsweise die gefüllte Packung aus der Füllkammer auf kurzem Weg in den Reinraum mit den Verschließwerkzeugen eintritt.To further facilitate cleaning, in an advantageous embodiment of the invention, the cleaning devices have nozzles for the supply of acids, alkalis, water or other liquids. Due to the execution of the individual parts and also the inner walls of the clean room in stainless steel, the nozzles can be used for quick and thorough cleaning if necessary. Of course, you can also spray peroxide in different concentrations, as is done in filling chambers for filling empty packaging with aseptic filling. It is expedient to provide a fully encapsulated filling chamber in the direction of transport of the package conveyor in front of the cleaning chamber, in which a filler works aseptically in a sterile room. Here sprayed peroxide can be dried and removed by one or more stations arranged one behind the other with UV lamps. In this way, a sterile interior of the package to be filled is obtained. Even after the pack has been filled, it remains in the clean room, the filled pack preferably entering the clean room with the closing tools from the filling chamber over a short distance.
Nach einem Stillstand, für die Wartung oder für eine Reparatur kann der Einheitsrahmen. mit den Verschließwerkzeugen und seinen Antrieben als Einheit in gewünschte Positionen gedreht oder
verschoben werden. Das ist auch für das Besprühen der Oberfläche dieser Einheit bzw. dieses Moduls mit einer Säure oder einer Lauge zum Reinigen sehr günstig.After a standstill, for maintenance or for a repair, the unit frame can . with the closing tools and its drives rotated as a unit into desired positions or be moved. This is also very convenient for spraying the surface of this unit or module with an acid or a base for cleaning.
Bei weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Verschließwerkzeuge relativ zueinander bewegliche Siegelbacken auf, wobei die Bewegung durch einen Hydraulikzylinder erzeugt wird, der mit keimfreiem Wasser als Hydraulikflüssigkeit betrieben ist und ein mit dem Siegelbacken gekoppelte Kolbenstange aufweist. Es gibt zwar an sich schon Hydraulikantriebe, die mit Wasser betrieben werden, dieses Wasser ist aber nicht steril. Durch Zugabe von chemischen Mitteln, die preiswert zu erwerben sind, kann das übliche Wasser (zum Beispiel aus dem Wasserhahn) keimfrei gemacht werden. Es gibt zum Sterilisieren des Wassers zum Beispiel Tabletten, die Silberionen als Wirkstoff haben. Diese Tabletten entkeimen das Leitungswasser in weiten Aseptikbereichen, so daß die Anzahl Keime pro Volumeneinheit des Wassers für die aseptische Verpackung von Lebensmitteln in Packungen der hier in Rede stehenden Art ohne weiteres erreicht werden kann. Die Antriebe mit Hydraulikzylinder können einwandfrei auch mit entkeimten Wasser betrieben werden. Es gibt Methoden zum Messen der Keimkonzentration, so daß auch über eine längere Betriebsdauer die Keimkonzentration des erfindungsgemäß als Hydraulikflüssigkeit verwendeten Wassers gemessen und überwacht werden kann. Weitere Zugaben von Tabletten im Laufe der Zeit erlauben die Aufrechterhaltung der zulässigen Keimkonzentration. Obwohl Leckagen bei einem Hydraulikbetrieb nicht auszuschließen sind, kann der Antrieb gemäß der Erfindung mit dem durch keimfreies Wasser betätigten Hydraulikzylinder auch im Reinraum angeordnet sein und also direkt den Siegelbacken gegen einen Gegenbacken hin-und herbewegen, so daß der Versiegeiungsvorgang im Reinraum stattfinden kann. Dadurch braucht man mit Vorteil nicht ein Sondergehäuse, und gleichwohl ist die Vorrichtung wartungsfreundlich und gewährleistet einen einwandfreien Betriebe. Weil die gesamte Vorrichtung dadurch besonders kompakt gehalten werden kann, kann auch der Reinraum klein gehalten werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the closing tools have sealing jaws which are movable relative to one another, the movement being generated by a hydraulic cylinder which is operated with sterile water as hydraulic fluid and has a piston rod coupled to the sealing jaw. There are hydraulic drives in themselves that are operated with water, but this water is not sterile. By adding chemical agents, which are inexpensive to buy, the usual water (for example from the tap) can be made sterile. For example, there are tablets for sterilizing the water that have silver ions as their active ingredient. These tablets sterilize the tap water in wide aseptic areas, so that the number of germs per unit volume of water for the aseptic packaging of food in packs of the type in question can be easily achieved. The drives with hydraulic cylinders can also be operated perfectly with sterilized water. There are methods for measuring the germ concentration, so that the germ concentration of the water used according to the invention as hydraulic fluid can also be measured and monitored over a longer operating period. Further additions of tablets over time allow the permissible concentration of germs to be maintained. Although leaks cannot be ruled out in hydraulic operation, the drive according to the invention with the hydraulic cylinder actuated by germ-free water can also be arranged in the clean room and thus directly move the sealing jaws back and forth against a counter-jaw, so that the sealing process can take place in the clean room. This means that you do not need a special housing, and the device is easy to maintain and guarantees trouble-free operation. Because the entire device can be kept particularly compact, the clean room can also be kept small.
Gemäß der Erfindung ist es ferner günstig, wenn der Siegelbackeπ als Ultraschallsonotrode und der Gegenbacken als Amboß ausgebildet sind, wobei der Amboß in Richtung der geradlinigen Relativbewegung ortsfest an dem Einheitsrahmen angebracht ist. Dadurch wird der Antrieb weiter vereinfacht, und er kann kleiner ausgestaltet werden. Die Bewegungen konzentrieren sich auf den Siegelbacken. Es ist bekannt, Ultraschallsonotroden zum Siegeln zu verwenden. Die Sonotrode ist zweckmäßigerweise mit einem Konverter verbunden, und durch den Antrieb mit Hilfe eines Hydraulikzylinders, der mit keimfreiem Wasser betrieben wird, ist auch der' Betrieb der Versiegelungsvorrichtung gemäß der Erfindung im aseptischen Bereich möglich.According to the invention, it is also advantageous if the sealing jaw is designed as an ultrasound sonotrode and the counter jaw as an anvil, the anvil being fixedly attached to the unit frame in the direction of the linear relative movement. This further simplifies the drive and can be made smaller. The movements concentrate on the sealing jaws. It is known to use ultrasonic sonotrodes for sealing. The sonotrode is suitably connected to a converter, and by the drive by means of a hydraulic cylinder which is operated with pure water, and the 'operation of the sealing apparatus of the invention in the aseptic area is possible according to.
Es ist gemäß der Erfindung vorteilhaft, wenn der Einheitsrahmen an einem ortsfest im Reinraum
angebrachten, den Packungsförderer übergreifenden Hauptgestell mit Hilfe eines Antriebes mit Hydraulikzylinder schwenkbar angeordnet ist. Die Vorzüge der Bewegungsmöglichkeiten der Verschließwerkzeuge, einschließlich ihrer Antriebe, wurden vorstehend schon angesprochen. Ordnet man nun nach diesem weiteren Vorschlag der Erfindung ein Hauptgestell, das ebenfalls aus Edelstahl bestehen sollte, so im Reinraum ortsfest an, daß die Packungsförderer unter dem Hauptgestell hindurchführbar sind, dann bietet sich das Hauptgestell als Befestigungsstelle für das Schweißmodul an, und die Befestigungsstelle kann sogar beweglich derart ausgestaltet werden, daß das Modul gegenüber dem Hauptgestell schwenkbar ist. Weiterhin ist es besonders günstig, wenn erfindungsgemäß die Schwenkbewegung des Einheitsrahmens gegenüber dem Hauptgestell wiederum durch einen Hydraulikzylinder erfolgt, bei dem wiederum keimfreies Wasser als Hydraulikflüssigkeit verwendet wird. Es kann sich vorzugsweise sogar um dasselbe keimfreie Wasser handeln. Mit anderen Worten kann das für diesen Hydraulikzylinder verwendete keimfreie Wasser aus demselben Wasserkreislauf stammen und ebenso behandelt werden, wie das keimfreie Wasser für den Antriebszylinder der Verschließwerkzeuge. Man erkennt wiederum, daß die Vorrichtung vereinfacht ist, leicht gereinigt werden und mit einfachen Maßnahmen keimfrei gehalten werden kann.It is advantageous according to the invention if the unit frame is attached to a fixed location in the clean room attached, the main frame overlapping the package conveyor is arranged with the aid of a drive with a hydraulic cylinder. The advantages of the movement options of the closing tools, including their drives, have already been mentioned above. If, according to this further proposal of the invention, a main frame, which should also consist of stainless steel, is arranged in the clean room in such a way that the packing conveyors can be passed under the main frame, then the main frame offers itself as a fastening point for the welding module, and the fastening point can can even be designed to be movable such that the module can be pivoted relative to the main frame. Furthermore, it is particularly advantageous if, according to the invention, the pivoting movement of the unit frame with respect to the main frame is in turn carried out by a hydraulic cylinder, in which in turn germ-free water is used as hydraulic fluid. It can preferably even be the same aseptic water. In other words, the aseptic water used for this hydraulic cylinder can come from the same water cycle and can be treated in the same way as the aseptic water for the drive cylinder of the closing tools. It can be seen again that the device is simplified, easy to clean and can be kept aseptic with simple measures.
Durch das Schwenken des Einheitsrahmens ist es nämlich möglich, alle auf dem Einheitsrahmen angebrachten Bestandteile der Verschließwerkzeuge relativ zu den Düsenstrahlen in unterschiedliche Positionen einzustellen mit der Folge, daß das gesamte Schweißmodul von allen Seiten mit Reinigungs- und Spülflüssigkeiten intensiv und schnell in Berührung gebracht werden kann.By pivoting the unit frame, it is in fact possible to adjust all the components of the closing tools attached to the unit frame in different positions relative to the nozzle jets, with the result that the entire welding module can be brought into contact with cleaning and rinsing liquids intensively and quickly from all sides .
Vorteilhaft ist es dabei, wenn erfindungsgemäß die Schwenkachse des Einheitsrahmens etwa parallel zur Richtung der geradlinigen Relativbewegung der Siegelwerkzeuge liegt Dies erlaubt eine längliche Ausgestaltung des Einheitsrahmens, der sich über die gesamte Siegeleinheit erstreckt, vom Antrieb des Siegelbackens bis zur Halterung des äußersten, gegenüberliegenden Werkzeugteils.It is advantageous if, according to the invention, the pivot axis of the unit frame is approximately parallel to the direction of the rectilinear relative movement of the sealing tools.This allows the unit frame to be elongated, which extends over the entire sealing unit, from the drive of the sealing jaw to the holder of the outermost, opposite tool part.
Wenn bei weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Schwenkwinkel des Einheitsrahmens zwischen 10° und 110°, vorzugsweise zwischen 20° und 90° und besonders bevorzugt bei etwa 70° liegt, dann ist es möglich, alle an dem Einheitsrahmen befindlichen Flächen und Ebenen bezüglich der Horizontalen (die gesamte Maschine steht auf einem horizontalen Boden) so anzustellen, daß aufgespritzte, -gesprühte oder -gespülte Flüssigkeiten schnell ablaufen können.If, in a further embodiment of the invention, the swivel angle of the unit frame is between 10 ° and 110 °, preferably between 20 ° and 90 ° and particularly preferably approximately 70 °, then it is possible to refer to all the surfaces and planes on the unit frame with respect to the horizontal ( the entire machine stands on a horizontal floor) so that sprayed, sprayed or rinsed liquids can run off quickly.
Es ist dabei vorzugsweise auch dafür gesorgt, daß erfindungsgemäß die Bauteile im Reinraum
zur Horizontalen geneigte, vorzugsweise elektropolierte Oberflächen und Kanten haben, daß der Boden des Reinraumes zur Horizontalen schwach geneigt ist, die Zuführleitungen vorzugsweise in Edelstahlschläuchen und/oder -röhren untergebracht sind und daß die Rohranschlüsse auf dem Hauptgestell aufgesetzt sind. Die zur Horizontalen geneigten Flächen und Ebenen sollen derart schräg angestellt sein, daß ihre Oberflächen, auch wenn sie Edelstahl aufweisen oder sogar elektropoliert sind, beim Reinigen aufgebrachte Flüssigkeit schnell abweisen bzw. die Flüssigkeit schnell abläuft. Durch unterschiedliche Einstellungen des Einheitsrahmens um unterschiedliche Schwenkwinkel kann man auch hinterschnittene und andere Flächen der zum Teil herausstellenden Bauteile schräg anstellen, so daß sich keine Toträume für Flüssigkeiten ergeben. Die nicht am Einheitsrahmen befindlichen Oberflächen sind hauptsächlich die Innenwände des Reinraumes selbst, von denen der Boden am ehesten dazu neigt, die heruntertropfende Reinigungsflüssigkeit zu halten. Durch die schwache Neigung des Bodens mit einem Gefälle von zum Beispiel 5° bis 20° und vorzugsweise 10° gegenüber der Horizontalen, ist auch hier Abhilfe geschaffen.It is preferably also ensured that, according to the invention, the components in the clean room surfaces and edges inclined to the horizontal, preferably electropolished, that the floor of the clean room is slightly inclined to the horizontal, the feed lines are preferably housed in stainless steel hoses and / or tubes, and that the pipe connections are placed on the main frame. The surfaces and planes inclined to the horizontal should be inclined in such a way that their surfaces, even if they have stainless steel or are even electropolished, quickly repel any liquid applied during cleaning or the liquid runs off quickly. Different settings of the unit frame at different swivel angles also allow undercut and other surfaces of the components, some of which protrude, to be inclined so that there are no dead spaces for liquids. The surfaces not on the unit frame are mainly the inner walls of the clean room itself, of which the floor is most likely to hold the dripping cleaning liquid. The weak incline of the ground with a slope of, for example, 5 ° to 20 ° and preferably 10 ° with respect to the horizontal also helps here.
Beim Reinigen der in dem Reinraum sich befindenden Bestandteile werden selbstverständlich auch die Zylinder und die mit diesen verbundenen Schläuche und Rohre besprüht. Deshalb werden hier erfindungsgemäß Edelstahlschläuche verwendet, die vorzugsweise innen mit Teflon beschichtet sind. Deshalb können auch die Versorgungsschläuche gut mit Säuren und Laugen in Berührung kommen. Diese werden nach ihrem Einwirken mit normalem Leitungswasser und anderen Flüssigkeiten abgespültWhen cleaning the components in the clean room, the cylinders and the hoses and pipes connected to them are of course also sprayed. Therefore, according to the invention, stainless steel hoses are used here, which are preferably coated on the inside with Teflon. For this reason, the supply hoses can also come into contact with acids and alkalis. After their action, they are rinsed off with normal tap water and other liquids
Sowohl der modulare Aufbau als auch die Rohranschlüsse und andere Bauteile innerhalb des Reinraumes sind gut zu besprühen und gegebenenfalls gut zu trocknen. Das wird besonders dadurch bevorzugt, daß die Rohranschlüsse auf dem Hauptgestell und gegebenenfalls auch auf dem Einheitsrahmen aufgesetzt sind. Auf dem Boden des Reinraumes und auch an den anderen Innenwänden desselben gibt es kaum Anschlüsse, kaum Bohrungen oder Befestigungseinrichtungen, wie sie sich sonst in Versiegelungsstationen bei Verpackungsmaschinen finden.Both the modular structure and the pipe connections and other components within the clean room are easy to spray and, if necessary, dry well. This is particularly preferred in that the pipe connections are placed on the main frame and possibly also on the unit frame. On the floor of the clean room and also on the other inner walls of the same there are hardly any connections, hardly any holes or fastening devices, as can otherwise be found in sealing stations on packaging machines.
Günstig ist erfindungsgemäß die Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung in der einen oder anderen der beschriebenen Kombinationen für das keimfreie Versiegeln des Kopfes, d.h. des Oberteiles einer Zuschnittverpackung aus mit Kunststoff beschichtetem Trägermaterial, zum Beispiel Papier, unter Herstellung einer Quersiegelnaht. Quaderförmige oder Giebelpackungen, die für den Transport und die Lagerung von Milch, Säften und anderen flüssigen Lebensmitteln weit verbreitet sind, konnten bislang ohne übermäßigen Aufwand nicht unter keimfreien Bedingungen verschlossen werden. Durch Verwendung der vorstehenden Vorrichtung gemäß der
Erfindung kann aber eine aus dem Zuschnitt gefertigte Giebelpackung oder auch eine andere Verpackung aus Papier in einem Reinraum unter keimfreien Bedingungen dadurch geschlossen werden, daß man den Kopf bzw. das Oberteil oder die zum Teil mehrlagige Oberwand der gefalteten, gefüllten Packung durch Quersiegeln verschließt. Nur dann bleibt das Füllgut ohne Bakterien aseptisch.According to the invention, it is favorable to use the device described above in one or the other of the combinations described for the germ-free sealing of the head, ie the upper part of a blank packaging made of plastic-coated carrier material, for example paper, with the production of a transverse sealing seam. Rectangular or gabled packs, which are widely used for the transport and storage of milk, juices and other liquid foods, have so far not been able to be sealed under aseptic conditions without excessive effort. By using the above device according to the Invention, however, a gable package made from the blank or another packaging made of paper can be closed in a clean room under aseptic conditions by closing the head or the upper part or the partially multilayered top wall of the folded, filled package by cross-sealing. Only then will the contents remain aseptic without bacteria.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen läßt sich der Reinraum besonders einfach dadurch keimfrei halten, daß er ein kleinen Volumen umschließt. Das wiederum wird durch die Verwendung des beschriebenen Schweißbackenantriebs mit Hilfe des Hydraulikzylinders möglich. Dieser hat nämlich kleine Abmessungen und benötigt wenig Raum. Ein vergleichbarer Pneumatikzylinder würde erheblich mehr Platz beanspruchen. Durch die kleine Schweißkammer, den kleinen Reiπraum, ergeben sich aber geringere Flächen nicht nur der Werkzeuge auf dem Einheitsrahmen, sondern auch der Seitenwände, des Bodens und der Oberwand des Reinraumes, so daß eine Sterilhaltung erleichtert wird.With the measures according to the invention, the clean room can be kept particularly sterile by enclosing a small volume. This in turn is made possible by using the described welding jaw drive with the help of the hydraulic cylinder. This is because it has small dimensions and requires little space. A comparable pneumatic cylinder would take up considerably more space. The small welding chamber, the small clean room, results in smaller areas not only of the tools on the unit frame, but also of the side walls, the floor and the top wall of the clean room, so that sterile maintenance is facilitated.
Der Reinraum steht allerdings über die erwähnten Eintritts- und Austrittsöffnungen in den Seitenwandungen mit der Atmosphäre mehr oder weniger in Verbindung, weil die Packungen mit Hilfe des Förderers in den Reinraum hinein und danach aus diesem heraustransportiert werden müssen. Aus diesem Grunde sorgt man für einen Überdruck von keimfreier Luft im Reinraum. Diese wird dadurch in den Reinraum gebracht, daß außerhalb ultragefilterte, staubfreie Reinluft (wie sie auch in der Chipindustrie Anwendung findet) hinter einer Luftschleuse erzeugt und durch die Eintrittsöffnungen in den Reinraum eingeblasen wird. Es wird ein bewußt großer Strom von Reinluft in den Reinraum eingeblasen, wobei man bevorzugt die Trennwand zwischen dem keimfreien Füllraum und dem Reinraum als Durchtritt verwendet. Durch die Austrittsöffnungen einerseits und die im Gehäuse vorgesehenen Spalte andererseits läßt man die Reinluft entweichen, wobei ein leichter Überdruck im Reinraum aufrechterhalten wird. Damit können nicht mehr Bakterien eingeschleppt werden, die sich auf irgendwelche Oberflächen absetzen und zu Verkeimungen beitragen. Dennoch wird nach einem Stillstand der Maschine die als Reinraum ausgestaltete Schweißkammer in der beschriebenen Weise gereinigt, bevor ein neuer Betrieb aufgenommen wird.However, the clean room is more or less connected to the atmosphere via the inlet and outlet openings mentioned in the side walls, because the packs have to be transported into and out of the clean room with the aid of the conveyor. For this reason, there is an overpressure of sterile air in the clean room. This is brought into the clean room by generating ultra-filtered, dust-free clean air (as is also used in the chip industry) behind an airlock and blowing it through the inlet openings into the clean room. A deliberately large stream of clean air is blown into the clean room, the partition wall between the aseptic filling room and the clean room preferably being used as a passage. The clean air is allowed to escape through the outlet openings on the one hand and the gaps provided in the housing on the other hand, a slight overpressure being maintained in the clean room. This means that bacteria can no longer be introduced that settle on any surface and contribute to contamination. Nevertheless, after the machine has come to a standstill, the welding chamber designed as a clean room is cleaned in the manner described before a new operation is started.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 perspektivisch das Untergestell einer Packungsmaschine, bei welcher wesentliche Herstellungsstationen an sich bekannter Art, welche für die Erfindung keine Bedeutung haben, weggenommen sind, so daß man nur den vorne rechts erkennbaren Reinraum als Schweißkammer und die aufstromig davon angeordnete Füllkammer mit vier Packungsförderem erkennt,Further advantages, features and possible applications of the present invention result from the following description of preferred embodiments in conjunction with the attached drawings. Show it: 1 is a perspective view of the underframe of a packing machine, in which essential manufacturing stations of a known type, which have no significance for the invention, have been removed, so that only the clean room which can be seen at the front right as a welding chamber and the upstream filling chamber with four packing conveyors can be seen,
Figur 2 perspektivisch und vergrößert eine Ansicht in die Schweiß- und Füllkammer, wobei das aufstromige Ende der Packungsförderer (Figur 1) abgeschnitten ist,FIG. 2 shows a perspective and enlarged view of the welding and filling chamber, the upstream end of the packing conveyor (FIG. 1) being cut off,
Figur 3 eine teilweise abgebrochene Seitenansicht der Schweiß- und Füllkammer, wenn man in Richtung der dazwischen befindlichen Trennwand blickt,FIG. 3 shows a partially broken side view of the welding and filling chamber when looking in the direction of the partition wall between them.
Figur 4 nochmals vergrößert eine Seitenansicht mit dem Hauptgestell und dem schwenkbar an diesem angeordneten Einheitsrahmen, wobei man auf den Hydraulikzylinder blickt,FIG. 4 shows another enlarged side view with the main frame and the unit frame pivotably arranged on it, looking at the hydraulic cylinder,
Figur 5 perspektivisch den in die Betriebsstellung geschwenkten Einheitsrahmen in einer doppelten Ausführung für zwei Packungsförderer, wobei aber die Packungsförderer weggelassen und stattdessen Giebelpackungen in Ver- schließposition gezeigt sind,5 shows, in perspective, the unit frame pivoted into the operating position in a double design for two pack conveyors, but with the pack conveyors omitted and gable packs shown in the closed position instead,
Figur 6 den Hauptrahmen mit zwei Einheitsrahmen in der Betriebsstellung ähnlich FigurFigure 6 shows the main frame with two unit frames in the operating position similar to Figure
5, jedoch in einer Ansicht von der entgegengesetzten Seite, wo sich die Rohrund Schlauchanschlüsse befinden,5, but in a view from the opposite side, where the pipe and hose connections are located,
Figur 7 eine durch Weglassen der Packungen und eines Antriebes gegenüber Figur 4 vereinfachte Darstellung des gegenüber dem Hauptgestell in Reinigungsposition geschwenkten Einheitsrahmens,FIG. 7 shows a simplified representation of the unit frame pivoted in relation to the main frame in the cleaning position by omitting the packs and a drive,
Figur 8 die perspektivische Ansicht des Hauptgestelles mit zwei Einheitsrahmen ähnlich Figur 5, jedoch ohne Packungen und in der außerbetrieblichen Stellung der Figur 7 undFigure 8 is a perspective view of the main frame with two unit frames similar to Figure 5, but without packs and in the non-operational position of Figures 7 and
Figur 9 die Ansicht der Vorrichtung der Figur 8 von der anderen Seite, wo die Rohrund Schlauchanschlüsse angebracht sind.Figure 9 shows the view of the device of Figure 8 from the other side, where the pipe and hose connections are attached.
Zum Versiegeln des Kopfes 1 einer aus einem Zuschnitt gebildeten Fließmittelpackung 2 aus mit Kunststoff beschichtetem Papier unter keimfreien Bedingungen mittels Herstellung einer Quersiegelnaht 3 werden das allgemein mit 4 bezeichnete Schweiβmodul und der Förderer 5 für den Transport der aufrechtstehenden Packungen 2 verwendet. Vier parallel nebeneinander angeordnete Packungsförderer 5 sind in den Figuren 1 und 2 erkennbar. Für die Erläuterung der Vorrichtung in der hier gezeigten Ausführungsform genügt aber die Beschreibung eines einzigen Förderers 5, der sich in Längsrichtung der Gesamtmaschine erstreckt, welche auch mit der Transportrichtung 6 des Förderers 5 zusammenfällt Auf den Stützfüßen 7 ruht das in Figur 1 leer
gezeigte Basisstativ 8 der gesamten Maschine, in welchem die Maschinenantriebe angeordnet zu denken sind.zum Beispiel also eine Hauptwelle, Getriebe, eine Kurvenscheibe 9 usw. Das Grundstativ 8 wird nach oben durch eine unter 10° gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnete Tischplatte 10 abgeschlossen. Diese erstreckt sich unter den Packungsförderern 5 durch die Füllkammer 11 bis in den Reinraum 12, dessen Boden 13 sie bildet Zur besseren Veranschaulichung der Lage des Bodens 13 sind in einigen Figuren (Figuren 4 - 7 und 9) Bodenplatten 13a gezeigt In einem Gehäuse 14 gekapselt, durchgreifen Antriebe 15 diese Bodenplatten 13a. Diese Antriebe 15 könnten für den Packungsförderer 5 oder für andere Zwecke verwendet werden.To seal the head 1 of a plastic packaging-made plastic packaging 2 under sterile conditions by producing a transverse sealing seam 3, the welding module, generally designated 4, and the conveyor 5 are used to transport the upright packaging 2. Four pack conveyors 5 arranged parallel to one another can be seen in FIGS. 1 and 2. For the explanation of the device in the embodiment shown here, however, the description of a single conveyor 5, which extends in the longitudinal direction of the overall machine, which also coincides with the transport direction 6 of the conveyor 5, is sufficient. The support feet 7 rest empty in FIG. 1 shown base stand 8 of the entire machine, in which the machine drives are to be arranged. For example, a main shaft, gear, cam 9, etc. The base stand 8 is closed at the top by a table top 10 that is inclined at 10 ° to the horizontal. This extends under the pack conveyors 5 through the filling chamber 11 into the clean room 12, the floor 13 of which it forms. To better illustrate the position of the floor 13, base plates 13a are shown in some figures (FIGS. 4-7 and 9) encapsulated in a housing 14 , drives 15 reach through these base plates 13a. These drives 15 could be used for the pack conveyor 5 or for other purposes.
Der Reinraum 12 wird von Seitenwänden umschlossen, von denen nur die zwei in Transportrichtung 6 gegenüberliegend angeordneten Seitenwände 16 und 17 gezeigt sind. Die Oberwand 18 wird durch die Unterseite eines Strömungskastens 19 für Reinluft gebildet, der aufstromig mit einer Luftschleuse 20 verbunden ist, die in Figur 1 nur schematisch als leerer Kasten dargestellt istThe clean room 12 is enclosed by side walls, of which only the two side walls 16 and 17 arranged opposite one another in the transport direction 6 are shown. The top wall 18 is formed by the underside of a flow box 19 for clean air, which is connected upstream to an air lock 20, which is shown only schematically in FIG. 1 as an empty box
Ultragefilterte, staubfreie Reinluft strömt über den Kasten 12 zuerst in die Füllkammer 11 und gelangt dann über Eintrittsöffπungen 21 aus der Füllkammer 11 in den Reinraum 12. Man erkennt bei der speziellen Ausführungsform in Figur 2 eine größere Eintrittsöffnung 21 , welche durch Öffnen einer vertikal auf- und abbewegbaren Schiebeplatte 22 gebildet wird. Man kann aber auch unter dieser Schiebeplatte 22 zusätzliche, in Figur 2 nicht gezeigte Eintrittsöffnungen vorsehen.Ultra-filtered, dust-free clean air first flows through the box 12 into the filling chamber 11 and then passes through inlet openings 21 from the filling chamber 11 into the clean room 12. A larger inlet opening 21 can be seen in the special embodiment in FIG. and movable sliding plate 22 is formed. However, additional entry openings, not shown in FIG. 2, can also be provided under this sliding plate 22.
Der jeweilige Packungsförderer 5 tritt durch die Eintrittsöffnung 21 in den Reinraum 12 ein und kann diesen durch die jeweilige Austrittsöffnung 23 auf der gegenüberliegenden Seitenwand 17 verlassen.The respective package conveyor 5 enters the clean room 12 through the inlet opening 21 and can leave it through the respective outlet opening 23 on the opposite side wall 17.
Sowohl in der Füllkammer 11 als auch im Reinraum 12 sind Reinigungseinrichtungen in Form von Düsen 24 gezeigt. Das Rohrleitungssystem für die Zufuhr von Reinigungsflüssigkeit zu den Düsen 24 ist hier nicht näher beschrieben.Cleaning devices in the form of nozzles 24 are shown both in the filling chamber 11 and in the clean room 12. The piping system for the supply of cleaning liquid to the nozzles 24 is not described in detail here.
Das allgemein mit 4 bezeichnete Schwβlßmodul weist einen Einheitsrahmen 25 auf, der gegen Durchbiegungen drei Verstärkungsrippen 26 und zum besseren Einführen des Packungskopfes 1 , insbesondere im Bereich der Quersiegelnaht 3, Einführplatten 27 trägt. Das wichtigste am Einheitsrahmen 25 sind aber die angebrachten Verschließwerkzeuge, die man recht gut in Figur 8 in Form der Ultraschallsonotrode 28 als Siegelbacken und Amboß 29 als in Bewegungsrichtung 30 der Sonotrode 28 festen Gegenbacken erkennt. Man sieht dort auch den mit der Sonotrode
28 und für deren Betrieb notwendigen Konverter 31. Für dessen Versorgung laufen in dem Schlauch 32 ein Kabel und Kühlwasserleitungen.The weld module, generally designated 4, has a unit frame 25 which carries three reinforcing ribs 26 against deflections and, for better insertion of the packing head 1, in particular in the area of the transverse sealing seam 3, insertion plates 27. The most important thing on the unit frame 25, however, are the closing tools attached, which can be seen quite well in FIG. 8 in the form of the ultrasonic sonotrode 28 as sealing jaws and anvil 29 as counter jaws fixed in the direction of movement 30 of the sonotrode 28. You can also see the one with the sonotrode there 28 and converter 31 necessary for their operation. A cable and cooling water lines run in the hose 32 for its supply.
Als Antrieb für die Bewegung des als Ultraschallsonotrode 28 ausgestalteten Siegelbackens in der Bewegungsrichtung 30 und zurück wird ein Hydraulikzylinder 33 verwendet, der mit keimfreiem Wasser als Hydraulikflüssigkeit betrieben wird. Es sind zwar die Rohranschlüsse 34, nicht aber die von dort ausgehenden einzelnen Leitungen zu Hydraulikzylindern gezeigt.A hydraulic cylinder 33, which is operated with aseptic water as hydraulic fluid, is used as the drive for the movement of the sealing jaw configured as ultrasonic sonotrode 28 in the direction of movement 30 and back. The pipe connections 34 are shown, but not the individual lines to hydraulic cylinders starting from there.
Jeder Einheitsrahmen 25 ist um eine horizontal angeordnete Schwenkachse 35 über einen Schwenkwinkel von etwa 70° gegenüber der Horizontalen nach oben schwenkbar.Each unit frame 25 can be pivoted upwards about a horizontally arranged pivot axis 35 over a pivot angle of approximately 70 ° with respect to the horizontal.
Ein Hauptgestell 36 übergreift die vier parallel zueinander verlaufenden Linien der Packungsförderer 5 und ist fest mit dem Grundgestell 8 verankert. An diesem maschienenfesten Hauptgestell 36 gibt es einen gut in Figur 5 sichtbaren Arretierklotz 37 mit sich nach innen erstreckenden.nicht gezeigten Ausnehmungen, in welche nicht sichtbare Zapfen von am Einheitsrahmen 25 befestigten Drehstützen 38 ragen. Die Zapfen liegen in der Schwenkachse 35 und erlauben und führen die Schwenkbewegung des Einheitsrahmens 25.A main frame 36 overlaps the four lines of the package conveyors 5 running parallel to one another and is firmly anchored to the base frame 8. On this machine-fixed main frame 36 there is a locking block 37 which is clearly visible in FIG. 5 and which has recesses which extend inwards and are not shown and into which invisible pins of rotary supports 38 fastened to the unit frame 25 protrude. The pins lie in the pivot axis 35 and allow and guide the pivoting movement of the unit frame 25.
Der Antrieb des Eiπheitsrahmens 25 ist als Hubzylinder 39 mit Kolbenstange 40 gezeigt. Am freien Ende der Kolbenstange 40 befindet sich ein Antriebsdrehgelenk 41 , mit dessen Hilfe die aus der Wasserhydraulik stammende Kraft zum Schwenken auf den Einheitsrahmen 25 übertragen wird. Die bei 42 angeschlossenen Versorgungsschläuche mitTeflonummanteiung für die Zuführung von sterilem Wasser als Hydraulikflüssigkeit zu den Hydraulikzylindern 39 sind nicht gezeigtThe drive of the unit frame 25 is shown as a lifting cylinder 39 with a piston rod 40. At the free end of the piston rod 40 there is a drive swivel 41, with the aid of which the force originating from the water hydraulics is transmitted to the unit frame 25 for pivoting. The supply hoses connected at 42 with Teflon encasing for the supply of sterile water as hydraulic fluid to the hydraulic cylinders 39 are not shown
Im Betrieb ist der Einheitsrahmen 25 in der in den Figuren 1 und 4 - 6 gezeigten Position eingeschwenkt, und die Durchlaufrichtung der Packungen 2 ist auch die Transportrichtung 6 der einzelnen Linien der Packungsförderer 5. Die Packungen werden intermittierend unter die jeweiligen Verschließwerkzeuge 28 -31 geführt, verschlossen und verlassen den Reinraum 12 durch die Austrittsöffnungen 23.In operation, the unit frame 25 is pivoted into the position shown in FIGS. 1 and 4-6, and the direction of travel of the packs 2 is also the transport direction 6 of the individual lines of the pack conveyors 5. The packs are guided intermittently under the respective closing tools 28-31 , closed and leave the clean room 12 through the outlet openings 23.
Zum Reinigen werden die Hydraulikzylinder 39 für den Antrieb und die Schwenkung des Einheitsrahmens 25 betätigt, der in die in den Figuren 2 und 7 - 9 gezeigte Position hochgeschwenkt wird. Dann wird über die Düsen 24 gesprüht und gereinigt. Die Flüssigkeiten können von den Oberflächen ablaufen, und zwar entweder aus der hochgeschwenkten Position zum Beispiel der Figur 7 oder der heruntergeschwenkten Position zum Beispiel der Figur 4.
BezuαszeichenlistθFor cleaning, the hydraulic cylinders 39 are actuated for driving and pivoting the unit frame 25, which is pivoted up into the position shown in FIGS. 2 and 7-9. Then sprayed over the nozzles 24 and cleaned. The liquids can run off the surfaces, either from the swiveled-up position, for example in FIG. 7, or from the swung-down position, for example in FIG. Bezuαszeichenlistθ
1 Kopf1 head
2 Fließmitteipackung2 plastic packaging
3 Quersiegelnaht3 cross seal seam
4 Schweißmodul4 welding module
5 Förderer5 sponsors
6 Transportrichtung6 Direction of transport
7 Stützfüße7 support feet
8 Basisstativ8 base stand
9 Kurvenscheibe9 cam
10 Tischplatte10 table top
11 Füllkammer11 filling chamber
12 Reinraum12 clean room
13 Boden13 floor
13a Bodenplatten13a base plates
14 Gehäuse14 housing
15 Antriebe15 drives
16 Seitenwand16 side wall
17 Seitenwand17 side wall
18 Überwand18 overcame
19 Strömungskasten19 flow box
20 Luftschleuse20 airlock
21 Eintrittsöffnung21 inlet opening
22 Schiebeplatte22 sliding plate
23 Austrittsöffnung23 outlet opening
24 Reinigungsdüsen24 cleaning nozzles
25 Einheitsrahmen25 unit frames
26 Verstärkungsrippen26 reinforcing ribs
27 Einfühφlatten27 insertion plates
28 Ultraschallsonotrode28 ultrasonic sonotrode
29 Amboß29 anvil
30 Bθwegungsrichtung der Sonotrode30 direction of movement of the sonotrode
31 Konverter31 converters
32 Schlauch32 hose
33 Hydraulikzylinder33 hydraulic cylinders
34 Rohranschlüsse34 pipe connections
35 Schwenkachse35 swivel axis
36 Hauptgestell36 main frame
37 Arretierklotz37 locking block
38 Drehstützen38 swivel supports
39 Hubzylinder39 lifting cylinders
40 Kolbenstange40 piston rod
41 Antriebsdrehgelenk41 drive swivel
42 Anschluß der Versorgungsschläuche
42 Connection of the supply hoses