DE10129642A1

DE10129642A1 - Verfahren zur Reinigung der Innenbereiche einer Abfüllanlage

Info

Publication number: DE10129642A1
Application number: DE10129642A
Authority: DE
Inventors: Kuno Lemke; Nadine Kalb
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2002-01-24

Abstract

Eine Abfüllanlage (10) weist ein geschlossenes Gehäuse (11) auf, in dem Dosierkolben (13) und Auslassventile (14) heb- und senkbar angeordnet sind. Über einen Einlass (22) kann Reinigungsmittel in das Gehäuse (11) eingeleitet werden, wobei ein Ventil (25) den Auslass (24) des Gehäuses (11) steuert. In der Reinigungsphase der Abfüllanlage (10) werden die zu reinigenden Bauteile mit Reinigungsmittel überflutet und durch eine gezielte Bewegung der Dosierkolben (13) bzw. der Auslassventile (14) wird eine Turbulenz des Reinigungsmittels erzeugt, wodurch der Reinigungseffekt entsteht. Die erfindungsgemäße Abfüllanlage (10) arbeitet nach einem Verfahren, das zur Reinigung keine zusätzlichen Bauteile benötigt, wobei trotzdem eine hinreichend gute Reinigung erzielt werden kann.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der Innenbereiche einer Abfüllanlage. Aus der DE 40 25 714 A1 ist es bekannt, die Abfüll- und Dosierkolben einer Abfüllanlage in eine Reinigungsstellung zu bringen, in der Reinigungsmittel die Abfüll- und Dosierkolben umströmt und über ein die Abfüll- und Dosierkolbenenden aufnehmendes Anschlussstück abgeführt wird. Aus der DE 38 16 935 C1 ist es weiterhin bekannt, eine Pumpe, deren Kolben von Reinigungsmittel umströmt ist, während der Reinigung anzutreiben, wobei das Reinigungsmittel gleichzeitig abgeleitet wird. Bei den beiden genannten Schriften geht es primär um die Reinigung der eigentlichen Abfüllorgane. Eine Reinigung weiterer, im Gehäuse der Anlagen befindlicher Bauteile wird nicht erwähnt. Es ist jedoch allgemein bekannt, den Innenbereich von Abfüllanlagen mittels in den Abfüllanlagen angeordneter Sprühdüsen zu reinigen. Nachteilig dabei ist jedoch, dass die Sprühdüsen oftmals nicht jeden Ort im Innenbereich erreichen, z. B. wenn es sich um Hinterschneidungen handelt, bzw. dass eine große Anzahl von Sprühdüsen verwendet werden muss, wodurch die Abfüllanlage relativ aufwendig baut. Weiterhin können Sprühdüsen verstopfen oder ausfallen, so dass die Prozeßsicherheit der Abfüllanlage nicht mehr sichergestellt ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung der Innenbereiche einer Abfüllanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass es nicht nur die Abfüll- und Dosierorgane, sondern auch alle anderen mit dem Reinigungsmittel in Kontakt befindlichen Bauteile reinigt, selbst wenn manche Stellen dieser Bauteile für konventionelle Reinigungsanlagen, wie Sprühköpfe, nicht oder nur schwierig erreichbar sind. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das die Bauteile umströmende Reinigungsmittel mittels Bauteilen, die aufgrund ihrer Funktion beweglich, insbesondere heb- und senkbar ausgebildet sind, in einen turbulenten Zustand gebracht wird, so dass infolge des Strömungswiderstandes zwischen den Bauteilen und dem Reinigungsmittel die Bauteile gereinigt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Reinigungswirkung lässt sich verbessern, wenn die Abfüll- bzw. Dosierorgane zum Reinigen mit einer gegenüber dem Abfüllbetrieb erhöhten Frequenz betrieben werden. Ebenso lässt sich eine verbesserte Reinigungswirkung erzielen, wenn die Abfüll- bzw. Dosierorgane ruckartig bewegt werden. Durch die Verwendung zusätzlicher turbulenzerzeugender Mittel wie Turbulenzblechen, Propeller usw. lässt sich die Reinigungswirkung zusätzlich verbessern.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine vereinfacht dargestellte Abfüllanlage in einem Längsschnitt,

Fig. 2 ein Schaubild zur Verdeutlichung der Dosierkolbenfunktion während des Abfüllbetriebs und

Fig. 3 und 4 Schaubilder der Dosierkolbenfunktion während der Reinigungsphase.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in der Fig. 1 dargestellte Abfüllanlage 10 ist Bestandteil einer Verpackungsmaschine, die nicht dargestellte Behälter, z. B. Becher, mit einem Füllgut wie Joghurt befüllt. Diese Behälter, welche in einem Folienstrang eingeformt sind, werden unterhalb der Abfüllanlage 10 vorzugsweise taktweise gefördert. Die Abfüllanlage 10 weist ein blockförmiges Gehäuse 11 auf, das an seiner Unterseite ein Füllstutzen 12 trägt. Obwohl der Einfachheit halber nur ein Füllstutzen 12 dargestellt ist, weist die Abfüllanlage 10 eine Vielzahl von Füllstutzen 12 auf, deren Anordnung sich aus der Anordnung der Becher im Folienstrang ergibt. Jedem Füllstutzen 12 ist ein Dosierkolben 13 und ein schieberförmiges Auslassventil 14 zugeordnet, die beide auf- und abbeweglich sind. Jeweils mehrere Dosierkolben 13 und mehrere Auslassventile 14 sind mit einer Dosierplatte 16 bzw. einer Ventilplatte 17 im Gehäuse 11 verbunden, welche mittels einer Dosierkolbenstange 18 bzw. einer Ventilkolbenstange 19 auf- und abbewegt werden können. Die Dosierkolbenstange 18 und die Ventilkolbenstange 19, welche innerhalb des Gehäuses 11 jeweils von einer Dichtmanschette 21 umgeben sind, durchdringen das Gehäuse 11 auf seiner Oberseite und werden von nicht dargestellten Antrieben, insbesondere Servomotoren, angetrieben. Jedoch sind anstelle von Servomotoren auch andere Antriebe, wie z. B. Kurventriebe, oder aber pneumatische oder hydraulische Antriebe denkbar.

Im unteren Bereich des Gehäuses 11 ist ein Einlass 22 angeordnet, welcher von einem Einlassventil 23 ansteuerbar ist. Der Einlass 22 ist wahlweise mit einem Produktvorratsbehälter 1 oder einer Reinigungsmittelquelle 2 verbindbar.

Beim Abfüllbetrieb der Abfüllanlage 10 wird über den Einlass 22 Produkt aus dem Produktvorratsbehälter 1 in das Gehäuse 11 eingeleitet, so dass zumindest das Gehäuse 11 im Bereich der Füllstutzen 12 mit Produkt ausgefüllt ist. Während einer Aufwärtsbewegung des Dosierkolbens 13, wobei das Auslassventil 14 gleichzeitig den Auslass 24 des Füllstutzens 12 verschließt, wird Produkt in den Füllstutzen 12 angesaugt, welches während einer sich anschließenden Abwärtsbewegung des Dosierkolbens 13 bei angehobenem Auslassventil 14 in einen bereitgestellten Becher abgegeben wird. Die soweit beschriebene Abfüllanlage 10 und deren Funktionsweise ist bereits allgemein bekannt.

Zum Durchführen der Reinigung des Gehäusesinnenraums bzw. der Gehäuseinnenwände, der Dosierkolben 13, der Auslassventile 14, sowie der im Gehäuse 11 befindlichen Antriebsteile, der Füllstutzen 12 usw. ist ein Ventil 25 vorgesehen, das den Auslass 24 öffnet bzw. verschließt. Weiterhin ist im Bereich der einen Gehäusewand 26 ein Füllstandssensor 27 angeordnet, der ein Signal der Steuereinrichtung 28 der Abfüllanlage 10 zuführt, welche auch das Einlassventil 23 und das Ventil 25 am Auslass 24 ansteuert. Im oberen Bereich des Gehäuseinnenraumes ist ferner ein Sprühkopf 29 angeordnet, der über ein weiteres Ventil 30 mit der Reinigungsmittelquelle 2 verbunden ist. Zuletzt ist das Gehäuse 11 mittels eines am oberen Bereich des Gehäuseinnenraumes befindlichen, von der Steuereinrichtung 28 ansteuerbaren Ventil 31 entlüftbar.

Um die Abfüllanlage 10 vor oder nach dem Abfüllbetrieb zu reinigen, wird die Abfüllanlage 10 in eine Reinigungsstellung gebracht. In dieser Reinigungsstellung ist der Einlass 22 mit der Reinigungsmittelquelle 2 verbunden und das Einlassventil 23 geöffnet, während das Ventil 25 am Auslass 24 verschlossen ist. Zusätzlich kann auch Reinigungsmittel über den Sprühkopf 29 zugeführt werden. Der Gehäuseinnenraum wird zumindest bis oberhalb der Dosierplatte 16 mit Reinigungsmittel befüllt, wobei überschüssiges Reinigungsmittel über das Ventil 31 abgeleitet wird.

Nun wird das Reinigungsmittel über eine gezielte Bewegung der Dosierkolben 13 bzw. der Auslassventile 14 in einen bewegten, turbulenten Zustand gebracht. Dazu wird zunächst auf die Fig. 2 verwiesen, in der beispielhaft der Hub A der Dosierkolben 13 über der Zeit während des Abfüllbetriebs aufgetragen ist. Man erkennt, dass das Heben und Senken der Dosierkolben 13 mit einer konstanten Frequenz sowie gleich großen Hub- und Senkgeschwindigkeiten erfolgt.

In der Fig. 3 ist nunmehr der Hub B der Dosierkolben 13 über der Zeit während der Reinigungsphase der Abfüllanlage 10 bei einer ersten Ausführung dargestellt. Man erkennt, dass die Hub- und Senkbewegung der Dosierkolben 13 nunmehr mit einer höheren Frequenz erfolgt, als dies bei der Fig. 2 während des Abfüllbetriebs der Fall ist. Dies hat zur Folge, dass auch die Hub- und Senkgeschwindigkeiten der Dosierkolben 13 gegenüber dem Abfüllbetrieb erhöht sind.

Das Maß, um das die Frequenz der Dosierkolben 13 während der Reinigungsphase gegenüber der Abfüllphase erhöht ist, ist vorrichtungsspezifisch und durch Versuche zu ermitteln. Wesentlich ist, dass durch die Relativbewegung zwischen den Dosierkolben 13, der Dosierplatte 17 usw. und dem Reinigungsmittel das Reinigungsmittel in Bewegung gerät und dabei an den Oberflächen der Bauteile haftende Verunreinigungen loslöst. Während die Hub- und Senkgeschwindigkeiten bzw. Beschleunigungen der Dosierkolben 13 in der Fig. 3 jeweils gleich groß sind, erfolgt z. B. das Senken der Dosierkolben 13 gemäß der Fig. 4 mit einer höheren Beschleunigung als das Anheben der Dosierkolben 13. Bildlich gesprochen erfolgt das Senken der Dosierkolben 13 ruckartig. Infolge der ruckartigen Bewegungen werden Verschmutzungen, die auf den Dosierkolben 13 bzw. auf den mit diesen verbundenen Teilen anhaften, besser losgelöst.

Selbstverständlich sind auch andere Varianten denkbar, bei denen beispielsweise die Frequenz, der Hub oder die Beschleunigungen der Dosierkolben 13 regelmäßig oder unregelmäßig variiert werden.

Obwohl bisher nur für die Dosierkolben 13 betrachtet, gilt das oben Gesagte selbstverständlich auch für die Auslassventile 14, die während der Reinigungsphase in ähnlicher Weise angetrieben werden wie die Dosierkolben 13. Dabei lässt sich eine noch bessere Reinigungswirkung erzielen, wenn die Bewegungen der Dosierkolben 13 und der Auslassventile 14 entgegengesetzt erfolgen, da dann das Reinigungsmittel noch stärker verwirbelt wird.

Vorteilhaft ist es außerdem, wenn während der Reinigungsphase die Dosierkolben 13 und die Auslassventile 14 aus den zugeordneten Füllstutzen 12 herausgehoben sind, so dass das Reinigungsmittel auch innerhalb der Füllstutzen 12 zirkulieren kann.

Bei einer wenig verschmutzten Abfüllanlage 10 wird das Reinigungsmittel nach einer bestimmten Reinigungszeit durch Öffnen des Ventils 25 aus dem Auslass 24 ausgeleitet. Bei einer stärker verschmutzten Abfüllanlage 10 ist es jedoch auch möglich, durch einen getakteten Betrieb des Ventils 25 und des Einlassventils 23 für einen permanenten Austausch von Reinigungsmittel zu sorgen.

Weiterhin ist es denkbar, vor Beginn der eigentlichen Reinigungsphase das Reinigungsmittel im Gehäuseinnenraum eine gewisse Zeit lang einwirken zu lassen. Die Reinigungsphase kann zusätzlich noch durch den im Gehäuse 11 angeordneten Sprühkopf 29 unterstützt werden, der z. B. beim Ablassen des Reinigungsmittels aus dem Gehäuse 11 in seine Richtungen befindliche Bauteile abspült.

Weitere Varianten bestehen darin, das Reinigungsmittel nur über den Sprühkopf 29 oder abwechselnd auch über den Einlass 22 zuzuführen.

Die bisher beschriebene Abfüllanlage 10 besitzt außer dem optional vorgesehenen Sprühkopf 29 keine zusätzlichen Bauteile, die zur Durchführung ihrer Reinigung erforderlich sind. Die Reinigung erfolgt vielmehr durch eine besondere Betriebsweise der im Innenraum des Gehäuses 11 befindlichen Bauteile. Es ist jedoch auch möglich, die Reinigung durch zusätzliche Bauteile zu intensivieren. Als passiver Turbulenzerzeuger kann bzw, ein Turbulenzblech, als aktiver Turbulenzerzeuger ein angetriebener Propeller verwendet werden. Durch die Ausbildung und Anordnung eines Turbolenzbleches wird die Strömungsgeschwindigkeit des bewegten Reinigungsmittels lokal erhöht, so dass dort eine größere Reinigungswirkung erzielt wird. In ähnlicher Weise erfolgt durch den angetriebenen Propeller eine Beschleunigung des Reinigungsmittels, das die entsprechenden Bauteile mit erhöhter Geschwindigkeit umströmt und dadurch reinigt.

In einer weiteren Ausgestaltung ist es denkbar, am Gehäuse 11 einen Ultraschallerzeuger anzuordnen, der in dem Reinigungsmittel hochfrequente Schwingungen erzeugt. Diese Schwingungen lassen Kavitationen entstehen, deren Druckwellen die Reinigungswirkung intensivieren. Besonders vorteilhaft ist die zusätzliche Anordnung eines Ultraschallerzeugers dann, wenn die zu reinigende Vorrichtung viele nur relativ schwer zugängliche Stellen, wie enge Spalte, Hinterschnitte usw. aufweist.

Claims

1. Verfahren zur Reinigung der Innenbereiche einer Abfüllanlage (10), mit einem Gehäuse (11), in dem Abfüll- (14) bzw. Dosierorgane (13) angeordnet sind, welche mittels Antriebsorganen (16, 17, 18, 19) bewegbar sind und mit einem Reinigungsmittelanschluss (22), durch den Reinigungsmittel in das Gehäuse (11) einleitbar ist, wobei zur Reinigung zuerst das Gehäuse (11) mit Ausnahme einer Entlüftung (31) nach außen verschlossen wird, danach über den Reinigungsmittelanschluss (22) Reinigungsmittel in das Gehäuse (11) eingeleitet wird, so dass die zu reinigenden Teile mit Reinigungsmittel überflutet sind, anschließend die Abfüll- (14) bzw. Dosierorgane (13) derart bewegt werden, dass das Reinigungsmittel in einen bewegten Zustand gerät, und zuletzt das Reinigungsmittel aus dem Gehäuse (11) ausgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Abfüll- (14) bzw. Dosierorgane (13) mit einer gegenüber dem Abfüllbetrieb erhöhten Frequenz erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Abfüll- (14) bzw. Dosierorgane (13) gegenüber dem Abfüllbetrieb unregelmäßig bzw. ruckartig erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung mittels wenigstens eines im Gehäuse (11) angeordneten Sprühkopfes (29) bzw. zusätzlichen turbulenzerzeugenden Elementen unterstützt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) an seinem Reinigungsmittelanschluß (22) und seinem Auslass (24) jeweils wenigstens ein Ventil (23, 25) aufweist, welche zum Austausch des im Gehäuse (11) befindlichen Reinigungsmittels taktweise angesteuert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) mit wenigstens einem Ultraschallerzeugerelement gekoppelt ist, dessen Schwingungen auf das Reinigungsmittel übertragen werden.