[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Verpackung oder ein Gebinde aus Flachmaterial
gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen
Verpackung bzw. eines solchen Gebindes gemäß Oberbegriff Patentanspruch 10.
[0002] Verpackungen bzw. Gebinde dieser Art, insbesondere auch in Form von Kartongebinde
oder Kartonflaschen, sind in verschiedenen Ausführungen, insbesondere auch als Verpackungen
für Getränke bekannt. Bekannt sind ferner Maschinenanlagen, bei denen die Herstellung
der Verpackungen (Kartongebinde oder Kartonflaschen) und das anschließende Füllen
kontinuierlich erfolgen, wobei die Leistung dieser Anlagen im wesentlichen durch die
relativ niedrigen Taktzeiten der Herstellung der Verpackungen bestimmt ist und zwischen
etwa 6000 bis 12000 gefüllte und verschlossene Verpackungen je Stunde liegt. Wünschenswert
sind aber weit höhere Leistungen, beispielsweise solche im Bereich von wenigstens
40000 Verpackungen/Stunde oder mehr, wie dies mit den üblichen Füllmaschinen möglich
sind.
[0003] Um beim Füllen von aus Flachmaterial bestehenden Verpackungen (Kartongebinde oder
Kartonflaschen) solche Leistungen zu erreichen, ist es notwendig, diese Verpackungen
zunächst separat zu fertigen, so dass sie dann kontinuierlich aus einem Vorrat der
betreffenden Füllmaschine zugeführt werden können. Die getrennte Herstellung der Verpackungen,
ggf. auch auf Vorrat verlangt aber zwingend einen Transport sowie evtl. auch eine
Lagerung der Verpackungen zwischen der die Verpackungen herstellenden Maschine und
der Füllmaschine. Hierdurch besteht in hohem Maße die Gefahr einer Verkeimung der
Verpackung und damit einer Schädigung der Qualität und/oder Haltbarkeit des abgefüllten
Produktes.
[0004] Verpackungen aus Flachmaterial werden grundsätzlich so hergestellt, dass ein zunächst
zylindrischer Rohling aus dem Flachmaterial an einem Ende zusammengepresst und dort
dann flüssigkeitsdicht verschlossen, z.B. verschweißt wird. Anschließend wird der
Rohling beispielsweise durch Pressen unter Bildung eines quadratischen oder rechteckförmigen
Bodens in eine quadratische oder rechteckförmige Querschnittsform verformt, wodurch
sich an zwei einander gegenüberliegenden Umfangsseiten des Bodens zipfel- oder dreieckförmige,
jeweils zweilagige Faltungen oder Materialabschnitte ergeben, die dann insbesondere
auch zur Stabilisierung der Verpackung auf deren Außenfläche, beispielsweise auf die
Außenfläche des Bodens oder der Umfangsfläche umgelegt und dort in geeigneter Weise,
beispielsweise durch Aufkleben fixiert werden. Die zipfelartigen Materialabschnitte
bilden taschenartige Hohlräume, die zwar zur Außenseite der Verpackung hin flüssigkeitsdicht
verschlossen, zum Innenraum der Verpackung aber nur durch eine beim Umlegen erzeugte
Faltkante getrennt sind.
[0005] Bei einem sofortigen Befüllen solcher Verpackungen mit dem flüssigen Füllgut (Getränk)
unter sterilen Bedingungen stören diese taschenartigen Hohlräume u.U. weniger. Werden
die Verpackungen aber zur Erhöhung der Leistung beim Abfüllen vorgefertigt und zwischengelagert,
kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich in den taschenartigen Hohlräumen Keime
ansiedeln, die auch durch eine dem Füllen vorausgehende Behandlung beispielsweise
durch Spülen nicht oder nicht vollständig entfernt oder abgetötet werden können und
die dann die Qualität und/oder Haltbarkeit des abgefüllten Produktes beeinträchtigen.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beheben und eine Verpackung aus
Flachmaterial (z.B. Kartonflasche oder Kartongebinde) aufzuzeigen, bei der die Gefahr
einer das Füllgut schädigenden Verkeimung vermieden ist. Zur Lösung dieser Aufgabe
ist eine Verpackung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Verfahren zur
Herstellung einer solchen Verpackung ist Gegenstand des Patentanspruchs 10.
[0007] Bei der erfindungsgemäßen Verpackung sind die durch die dreieckförmigen oder zipfelartigen
und die Verpackung stabilisierenden Materialabschnitte gebildeten taschenartige Hohlräume
jeweils durch Verschweißen gegenüber dem Innenraum des Verpackungskörpers versiegelt
bzw. verschlossen. Hierdurch ist in diesen taschenartigen Hohlräumen eine Ansiedlung
von Keimen, die bei einem Abfüllen unter sterilen Bedingungen nicht mehr oder nur
unzureichend entfernt und/oder abgetötet werden könnten, nicht möglich. Die erfindungsgemäße
Verpackung kann somit auch bei einer Verwendung für ein bezüglich Verkeimung problematisches
Füllgut, beispielsweise (Getränk) vorgefertigt und gelagert werden, und zwar z.B.
für die anschließende Verwendung bei einer Füllmaschine hoher Leistung.
[0008] Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verpackung erfolgt beispielsweise so, dass
der jeweilige dreieckförmige oder zipfelartige Materialabschnitt am Boden der Verpackung
vor dem Umlegen entlang der betreffenden Umfangsseite des Bodens bzw. an der durch
das spätere Umlegen erzeugten Umlege- oder Faltkante dicht verschweißt wird, so dass
hierdurch der taschenartige Hohlraum flüssigkeitsdicht verschlossen ist. Im Anschluss
daran erfolgen das Umlegen des jeweiligen zipfelartigen Materialabschnittes auf die
Außenfläche der Verpackung, beispielsweise auf die Umfangsfläche des Verpackungskörpers
oder auf den Boden und das Fixieren durch Verkleben oder Verschweißen. Durch das Verschließen
bzw. Versiegeln des jeweiligen taschenartigen Hohlraumes können Keime oder Mikroorganismen
während des Transportes und/oder der Lagerung der noch nicht gefüllten Verpackung
nicht in diese Hohlräume eindringen, so dass die Verpackungen beispielsweise auf herkömmlichen,
in der Getränkeindustrie vorhandenen Maschinen (Rinsermaschinen usw.) sterilisiert
und dann mit dem flüssigen Füllgut unter sterilen Bedingungen gefüllt werden können.
[0009] Alternativ zu dem vorstehend angegebenen Verfahren besteht auch die Möglichkeit,
die taschenartigen Hohlräume der zipfelartigen oder dreieckförmigen Materialabschnitte
oder Faltungen erst nach deren Umlegen zu verschließen. Hierbei ist es dann möglich,
nach dem Verschließen die Materialabschnitte in einem weiteren Verfahrensschritt durch
geeignete Mittel, beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen an der Außenfläche
der Verpackung zu fixieren oder aber dieses Fixieren gleichzeitig mit dem Verschließen
der taschenartigen Hohlräume vorzunehmen, beispielsweise durch Verschweißen.
[0010] Unter "Boden" ist im Sinne der Erfindung ganz allgemein der den Verpackungsinnenraum
an einem Ende des Verpackungskörpers verschließende und einstückig mit dem Verpackungskörper
aus dem Flachmaterial hergestellte Abschnitt der Verpackung zu verstehen. Dieser "Boden"
ist dann z.B. die Standfläche der Verpackung bildende Unterseite des Verpackungskörpers.
Der "Boden" kann aber auch der den Innenraum des Verpackungskörpers an der Oberseite
abschließende Materialabschnitt sein.
[0011] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- in vereinfachter perspektivischer Darstellung eine Draufsicht auf den Boden einer
aus einem verschweißbaren Flachmaterial hergestellten Verpackung mit quadratischem
oder rechteckförmigem Querschnitt;
- Fig. 2
- in verschiedenen Positionen a - e die Verfahrensschritte zum Herstellen der Verpackung
der Figur 1;
- Fig. 3
- in vereinfachter Darstellung eine Schweißzange zum Versiegeln bzw. Verschließen der
taschenartigen Hohlräume der beim Formen des Bodens gebildeten zipfelartigen oder
dreieckförmigen Materialabschnitt;
- Fig. 4
- und 5 in einer Darstellung ähnlich Figur 3 weitere mögliche Ausführungsformen.
[0012] Die in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Verpackung, die beispielsweise für
ein flüssiges Füllgut (z.B. Getränk) bestimmt ist, ist aus einem schweißbaren Flachmaterial
durch Falten hergestellt. Das Flachmaterial ist mehrlagig ausgebildet, und zwar beispielsweise
aus Karton und Kunststoff, wobei zumindest die außen liegenden Lagen von einem, z.B.
unter Einwirkung von Hitze oder Ultraschall verschweißbaren Kunststoffmaterial (thermoplastisches
Polymer) gebildet sind.
[0013] Die Figur 2 zeigt die einzelnen Verfahrensschritte beim Herstellen der Verpackung
1 bzw. des in der Figur 1 dargestellten Bodens 2 dieser Verpackung. Aus dem Flachmaterial
bzw. aus einem entsprechenden Zuschnitt wird zunächst ein rohrförmiger Rohling 3.1
gebildet, und zwar durch Rollen und anschließendes Verschweißen des Flachmaterials
entlang einer parallel zur Achse des Rohlings 3.1 sich erstreckenden Rand- bzw. Mantellinie
(Position a).
[0014] Im Anschluss daran wird der Rohling 3.1 an einem, dem späteren Boden 2 der Verpackung
bildenden Ende durch Zusammendrücken und Verschweißen dieses Endes entlang einer quer
zur Achse des Rohlings verlaufenden Schweißnaht 4 flüssigkeitsdicht verschlossen (Position
b).
[0015] In einem weiteren Verfahrensschritt wird dann der bis dahin noch einen runden oder
ovalen Querschnitt aufweisende Rohling 3.1 in den rechteckförmigen oder quadratischen
Querschnitt der Verpackung 1 verformt (Position c), und zwar derart, dass sich die
Schweißnaht 4 parallel zu zwei Umfangsseiten des rechteckförmigen oder quadratischen
Querschnitts und in der Mitte zwischen diesen Umfangsseiten erstreckt und hierbei
bereits der Boden 2 der Verpackung 1 gebildet wird. Das Umformen des im Querschnitt
runden Rohlings 3.1 in den quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt der späteren
Verpackung 1 bzw. des Verpackungskörpers 3 und die Bildung des Bodens 2 bedingt, dass
an zwei senkrecht zur Schweißnaht 4 sich erstreckenden Seiten des Bodens 2 zwei jeweils
doppellagige, flache, zipfelartige Faltungen oder Materialabschnitte 5 entstehen,
die seitlich über den Umfang des Rohlings 3.1 wegstehen.
[0016] In einem nächsten Verfahrensschritt (Position d) der Figur 2 wird dann die Schweißnaht
4 auf die Außenseite des Bodens 2 sowie auf die beiden zipfelartigen Materialabschnitte
5 umgelegt. Bei der üblichen Herstellung einer derartigen Verpackung 1 erfolgt dann
das Umlegen der Materialabschnitte 5 auf die benachbarte Umfangsseite oder den Boden
des Verpackungskörpers 3 und das dortige Fixieren, beispielsweise durch Ankleben.
[0017] Das erfindungsgemäße Verfahren sieht entsprechend der Position e der Figur 2 abweichend
von der üblichen Herstellung vor, dass die beiden zipfelartigen Materialabschnitte
5 gegenüber den Innenraum der Verpackung 1 verschlossen werden, und zwar dadurch,
dass nach dem Umlegen der Schweißnaht 4 entlang jeder einen derartigen Materialabschnitt
5 aufweisenden Seite des Bodens 2 eine Schweißnaht 6 erzeugt wird, die den taschenartigen
Hohlraum entlang der betreffenden Seite des Bodens zum Innenraum der Verpackung 1
dicht verschließt. Erst dann erfolgt das Umlegen und das Fixieren der Materialabschnitte
5.
[0018] Das Versiegeln der taschenartigen Hohlräume der Materialabschnitte 5 durch die Schweißnaht
6 erfolgt beispielsweise mit Hilfe einer Schweißzange 7, die aus zwei Armen 7.1 und
7.2 besteht, von denen jeder Arm eine leistenartige Anlagefläche bildet, die sich
bei der Darstellung der Figur 2 senkrecht zur Zeichenebene dieser Figur erstreckt,
und zwar über eine Länge, die größer ist als die Länge der zu erzeugenden Schweißnaht
6. Beide Anlageflächen sind beheizt. Bei der dargestellten Ausführungsform bildet
das Zangenelement 7.2 eine ortsfeste Anlagefläche, während das Zangenelement 7.2 schwenkbar
ist, so dass der jeweilige Materialabschnitt für das Verschweißen zwischen diesen
Zangenelementen eingespannt werden kann.
[0019] Die Figur 4 zeigt eine mögliche Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei
der (Ausführung) das Versiegeln der von den Materialabschnitten 5 gebildeten taschenartigen
Hohlräume erst nach dem Umlegen dieser Materialabschnitte auf die Außenfläche des
Verpackungskörpers 3 erfolgt, und zwar wiederum mit einer Schweißzange 7a, die zwei
beheizte Zangenelemente 7a.1 und 7a.2 aufweist, von denen ein Zangenelement in den
Verpackungskörper 3 eingeführt ist und von denen weiterhin wenigstens ein Zangenelement
relativ zum anderen Zangenelement schwenkbar ist. Auch bei dieser Ausführung erfolgt
das Versiegeln der taschenartigen Hohlräume der Materialabschnitte 5 in unmittelbarer
Nähe der betreffenden Seite des Bodens 2 bzw. an der oder in unmittelbarer Nähe der
Faltlinie beim Umlegen, wobei bei diesem Versiegeln durch das Verschweißen auch an
der betreffenden Umfangsseite des Verpackungskörpers 3 fixiert wird.
[0020] Die Figur 5 bezieht sich auf eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei
dem die Materialabschnitte 5 jeweils nicht auf eine Umfangsseite des Verpackungskörpers
3 umgelegt werden, sondern auf den Boden 2. Bei dieser Ausführung erfolgt das Versiegeln
der taschenartigen Hohlräume der Materialabschnitte 5 durch eine Schweißzange 7b mit
den beiden Zangenelementen 7b.1 und 7b.2, und zwar wiederum in der Nähe des Übergangs
zwischen den Boden 2 und dem jeweiligen, umgelegten Materialabschnitt 5. Die Schweißzange
7 besitzt zwei beheizbare Zangenelemente, von denen das Zangenelement 7b.1 von oben
her in den dort offenen Verpackungskörper 3 hineinreicht und gegen die Innenfläche
des Bodens 2 anliegt. An dem anderen Zangenelement 7b.2 stütz sich der Verpackungskörper
3 mit dem auf den Boden umgelegten Materialabschnitt 5 ab.
[0021] Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht
sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung
zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
[0022] So besteht beispielsweise die Möglichkeit, aus dem verschweißbaren Flachmaterial
beispielsweise in einem kontinuierlichen Prozess ein dem Rohling 3.1 entsprechendes
rohrförmiges Ausgangsmaterial durch Rollen und Längsverschweißen herzustellen. Von
diesem Ausgangsmaterial wird dann jeweils die für eine Verpackung 1 benötigte Länge
abgetrennt, die dann anschließend in der gleichen Weise zu der Verpackung 1 bzw. zu
den Verpackungskörper 3 weiterverarbeitet wird, wie dies vorstehend im Zusammenhang
mit der Figur 2 unter Verwendung des Rohlings 3.1 beschrieben wurde.
[0023] Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass die dreieckförmigen Materialabschnitte 5
bzw. die von diesen Materialabschnitten gebildeten und durch Verschweißen versiegelten
taschenartigen Hohlräume im Bereich des Bodens 2 der Verpackung vorgesehen sind. Es
versteht sich, dass selbstverständlich auch die Oberseite einer Verpackung in der
gleichen, vorbeschriebenen Weise hergestellt werden kann, und zwar mit von den Materialabschnitten
5 gebildeten und zum Verpackungsinnenraum durch Verschweißen versiegelten taschenartigen
Hohlräumen.
Bezugszeichenliste
[0024]
- 1
- Verpackung
- 2
- Boden der Verpackung 1
- 3
- Verpackungskörper
- 3.1
- Rohling
- 4
- Schweißnaht
- 5
- dreieckförmiger Materialabschnitt
- 6
- Schweißnaht
- 7, 7a, 7b
- Schweißzange
- 7.1, 7a.1, 7a.2
- Arm der Schweißzange
- 7.2, 7a.2, 7b.2
- Arm der Schweißzange
1. Verpackung mit einem aus einem verschweißbaren Flachmaterial hergestellten Verpackungskörper
(3), der einen polygonalen Querschnitt aufweist und an wenigstens einem Ende mit einem
Boden (2) versehen ist, welcher einstückig mit dem Verpackungskörper (3) durch Flachdrücken
und dichtes Verschließen eines den Verpackungskörper (3) bildenden zylindrischen Rohlings
(3.1) aus dem Flachmaterial entlang einer quer zur Achse des Rohlings verlaufenden
Linie (4) und durch Formen des Rohlings (3.1) in den polygonalen Querschnitt des Verpackungskörpers
(3) unter Bildung des Bodens und von vom Rand des Bodens wegstehenden dreieckförmigen
Materialabschnitten (5) erzeugt ist, die jeweils aus zwei Lagen des Flachmaterials
bestehen und nach außen hin verschlossene taschenartige Hohlräume bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die taschenartigen Hohlräume durch Verschweißen zum Innenraum des Verpackungskörpers
(3) dicht verschlossen sind.
2. Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die taschenartigen Hohlräume durch Verschweißen entlang wenigstens einer parallel
zur betreffenden Umfangsseite des Bodens (2) verlaufenden Schweißnaht (6) zum Innenraum
des Verpackungskörpers (3) dicht verschlossen sind.
3. Verpackung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das verschweißbare Flachmaterial ein mehrlagiges Flachmaterial ist, bei dem wenigstens
eine der beiden äußeren Oberflächenseiten aus einem unter Einwirkung von Hitze verschweißbaren
oder thermoplastischen Kunststoff besteht.
4. Verpackung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachmaterial ein mehrlagiges Material ist, bei dem wenigstens eine Lage aus
Karton besteht.
5. Verpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dreieckförmigen oder zipfelartigen Materialabschnitte (5) auf die Umfangsfläche
des Verpackungskörpers gefaltet und dort fixiert sind, beispielsweise durch Schweißen
oder Kleben.
6. Verpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Formen des Bodens entstandenen dreieckförmigen oder zipfelartigen Materialabschnitte
(5) auf den Boden gefaltet und dort fixiert sind, beispielsweise durch Kleben oder
Schweißen.
7. Verpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verpackungskörper (3) sowie der Boden (2) einen quadratischen oder rechteckförmigen
Querschnitt aufweisen.
8. Verpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige wenigstens eine Schweißnaht (6) sich an der betreffenden Umfangsseite
des Bodens (2) oder in unmittelbarer Nähe dieser Umfangsseite befindet.
9. Verpackung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine Schweißnaht (6) über die gesamte Länge der betreffenden
Umfangsseite oder über die gesamte, parallel zu dieser Umfangsseite verlaufende Breite
des jeweiligen Materialabschnitts (5) erstreckt.
10. Verfahren zum Herstellen einer Verpackung mit einem aus einem verschweißbaren Flachmaterial
bestehenden Verpackungskörper (3) mit polygonalen Querschnitt und mit einem einstückig
mit dem Verpackungskörper (3) durch Falten hergestellten Boden (2) an wenigstens einer
Seite des Verpackungskörpers, wobei ein den Verpackungskörper (3) und den wenigstens
einen Boden (2) bildender zylindrischer Rohling (3.1) an einem Ende durch Flachdrücken
und Verschweißen entlang einer quer bzw. senkrecht zur Achse des Rohlings (3.1) verlaufenen
Schweißnaht verschlossen und aus dem Rohling (3.1) der Verpackungskörper und der die
Schweißnaht aufweisende Boden (2) geformt werden, und zwar unter Ausbildung von zipfelartigen
oder dreieckförmigen zweilagigen Faltungen oder Materialabschnitten (5), die an Umfangsseiten
des Bodens (2) vorgesehen sind und jeweils einen nach außen hin geschlossenen taschenartigen
Hohlraum bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die taschenartigen Hohlräume durch Verschweißen zum Innenraum des Verpackungskörpers
(3) dicht verschlossen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die taschenartigen Hohlräume durch Verschweißen der zipfelartigen oder dreieckförmigen
Materialabschnitte (5) entlang wenigstens einer Schweißlinie (6) zum Innenraum des
Verpackungskörpers (3) verschlossen werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließen oder Versiegeln des jeweiligen taschenartigen Hohlraumes erfolgt,
bevor der dreieckförmige oder zipfelartige Materialabschnitt auf die Außenfläche der
Verpackung, beispielsweise auf die Außenfläche des Verpackungskörpers und/oder des
Bodens (2) umgelegt und dort fixiert wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließen oder Versiegeln des jeweiligen taschenartigen Hohlraumes nach dem
Umlegen der zipfelartigen oder dreieckförmigen Materialabschnitte (5) auf die Außenfläche
der Verpackung, beispielsweise auf die Außenfläche des Verpackungskörpers oder des
Bodens erfolgt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den jeweiligen taschenartigen Hohlraum verschließende wenigstens eine Schweißnaht
(6) auf ihrer gesamten Länge zeitgleich oder im wesentlichen zeitgleich erzeugt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den jeweiligen taschenartigen Hohlraum verschließende wenigstens eine Schweißnaht
(6) in einem fortschreitenden Schweißvorgang erzeugt wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige, einen taschenartigen Hohlraum verschließende Schweißnaht unter Verwendung
einer wenigstens zwei Arme (7.1, 7.2; 7a.1, 7a.2; 7b.1, 7b.2) aufweisenden Schweißzange
(7, 7a, 7b) erzeugt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verschließen des jeweiligen taschenartigen Hohlraumes eines zipfelartigen Materialabschnitts
(5) dieser zugleich durch Verschweißen an der Außenfläche der Verpackung, beispielsweise
an der Außenfläche des Bodens (2) oder des Verpackungskörpers (3) fixiert wird.