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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Flachen
oder dergleichen Behältern
gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1 oder 3. Vorrichtungen dieser Art, die am Umfang
oder Umfangsbereich eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend
antreibbaren Rotors eine Vielzahl von Behandlungspositionen aufweisen,
sind insbesondere auch als sogenannte Rinser bekannt. Die Erfindung
bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch
14.
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Innerhalb
der Lebensmittelindustrie, aber auch in anderen Bereichen ist es üblich, als
Packmittel verwendete Behälter
vor dem Füllen
zu reinigen und/oder zu sterilisieren. In einer Vielzahl von Anwendungsfällen ist
dabei ein sogenanntes Rinsen der Behälter ausreichend. Hierbei werden
die Behälter
mit einem flüssigen
und/oder gasförmigen
Behandlungsmedium ausgespült
und dabei insbesondere an ihren Behälterinnenflächen behandelt, wodurch in
den Behältern
vorhandene Fremdstoffe, z. B. Schmutz- oder Staubpartikel entfernt
sowie eventuell vorhandene Keime abgetötet werden.
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Um
das Rinsen möglichst
effektiv und kostengünstig
zu gestalten, ist es üblich,
die Behälter während des
Rinsens in Überkopfposition
oder im gewendeten Zustand zu halten, sodass die verwendeten Behandlungsmedien,
die über
jeweils wenigstens eine in den behandelten Behälter eingeführte Behandlungsdüse in den
Behälterinnenraum
eingebracht werden, aus diesem möglichst
frei und vollständig
abfließen
und abtropfen können.
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Alle
bisher bekannten als Rinser ausgebildeten Vorrichtungen weisen ein
einheitliches Konstruktionsprinzip auf, bei dem das Einführen der
Behandlungsdüsen
in die Behälter
dadurch erfolgt, dass die Behälter
jeweils ortsfest, d. h. höhenkonstant
angeordnet sind und die Behälterdüsen bewegt,
d. h. durch die jeweilige Behälteröffnung in
den Behälterinnenraum
eingeführt
bzw. nach der Behandlung wieder durch die Behälteröffnung aus dem Behälterinnenraum
herausbewegt werden. Diese Bauweise hat erhebliche Nachteile, und
zwar u. a.:
- – Da die Behandlungsdüsen bewegt
bzw. verfahren werden, ist es notwendig, die Leitungen zum Zuführen der
Behandlungsmedien an die Behälterdüsen flexibel,
zumindest aber beweglich auszuführen.
Dies bedingt erhöhte
Kosten bei Konstruktion und Fertigung, vor allem aber einen erhöhten Aufwand
für Wartung
und Instandhaltung, da die flexiblen und/oder beweglichen Leitungen zum
Zuführen
der Behandlungsmedien besonders verschleißanfällig sind.
- – Weiterhin
ist es konstruktionsbedingt notwendig, die flexiblen Leitungen für die Behandlungsmedien
so zu führen,
dass sie im Inneren des Rotors enden. Hierdurch ist eine hygienisch
einwandfreie Trennung zwischen einer „sauberen” oder „reinen Seite” und einer „unreinen
Seite” eines
Rinsers der üblichen
Bauform nicht möglich.
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Die „saubere” oder „reine” Seite
ist dabei jeweils derjenige Teil des Rotorumfangs, der sich im betrachteten
Augenblick gerade in dem Winkelbereich der Drehbewegung des Rotors
vor dem Behälterauslauf
befindet, während
die „nicht
saubere” Seite
des Rinsers jeweils derjenige Teil des Rotorumfangs ist, der sich
zum gleichen Zeitpunkt in dem Winkelbereich der Drehbewegung des
Rotors befindet, der sich an den Behältereinlauf anschließt.
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„Behälter” im Sinne
der Erfindung sind Flaschen, Gläser,
Dosen oder andere als Packmittel verwendete Behälter aus unterschiedlichem
Material, beispielsweise auch solche aus Glas oder Kunststoff.
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„Überkopfposition” oder „gewendeter
Zustand” bedeutet
im Sinne der Erfindung eine Positionierung des jeweiligen Behälters in
der Form, dass dieser mit seiner Behälteröffnung untenliegend und mit
dem Behälterboden
obenliegend angeordnet ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung aufzuzeigen, die die vorgenannten
Nachteile bekannter Vorrichtungen vermeidet. Zur Lösung dieser
Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend dem Patentanspruch 1 oder
3 ausgebildet. Ein Verfahren zur Behandlung von Behältern ist
Gegenstand des Patentanspruchs 14.
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Bei
einer Ausführung
der Erfindung ist eine Trennung zwischen der sauberen oder reinen
Seite und der unreinen Seite der Vorrichtung und dabei insbesondere
auch des Rotors und des Behandlungsraumes oder -bereichs erreicht,
und zwar durch die wenigstens eine Abdeckung oder Abschirmung, welche
beispielsweise am Rotor mit diesem umlaufend vorgesehen ist. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung bildet diese Abdeckung oder Abschirmung zusammen mit
wenigstens einer weiteren Abschirmung einen abgeschlossenen oder
im Wesentlichen abgeschlossenen und somit gegenüber Umwelteinflüssen, wie
z. B. Staub, Schmutz, Keimen usw. geschützten Behandlungsraum, in welchem
das Behandeln oder Rinsen der Behälter an den einzelnen Behandlungspositionen
erfolgt.
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Bei
einer weiteren Ausführung
der Erfindung, bei der die Behandlungsdüsen nicht beweglich bzw. höhenkonstant
angeordnet und die Behälter
zum Behandeln auf die jeweilige Behandlungsdüse abgesenkt und nach der Behandlung
von der Behandlungsdüse
wieder angehoben werden, können
die zum Zuführen
der Behandlungsmedien dienenden Leitungen verschleißfest als
Rohre ausgebildet werden, wodurch verschleißbedingte Wartungs- und Reparaturarbeiten
sowie Stillstandszeiten vermieden sind.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weisen die einzelnen Behandlungspositionen beispielsweise jeweils
eine Behälteraufnahme
oder einen Behältergreifer
auf, der z. B. kurvengesteuert derart bewegt wird, dass am Behältereinlauf
mit den Behältergreifern
jeweils ein Behälter
erfasst bzw. übernommen
wird und dieser Behälter
dann in eine Position bewegt wird, in der der gewendete Behälter mit
seiner Behältermündung zentrisch
oder im Wesentlichen zentrisch ausgerichtet oberhalb der wenigstens einen
Behandlungsdüse
der betreffenden Behandlungsposition angeordnet ist, sodass er dann
zusammen mit dem Behältergreifer
auf die Behandlungs düse
abgesenkt werden kann und diese dabei bis zu der gewünschten
Tiefe in den Behälter
eingeführt wird.
Hierbei ist es möglich,
dass die Behälter
bereits gewendet von dem jeweiligen Behältergreifer übernommen
oder aber mit dem jeweiligen Behältergreifer,
beispielsweise durch Schwenken des Behältergreifers, aus einer aufrechten
Behälterorientierung, d.
h. mit der Behältermündung oben
liegend, in die gewendete Position gebracht werden.
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Das
Absenken der Behälter
auf die Behandlungsdüsen
und das Anheben der Behälter
von den Behandlungsdüsen
nach der Behandlung bzw. nach dem Rinsen erfolgt beispielsweise
kurvengesteuert oder aber durch gesteuerte Antriebs- oder Hubelemente.
Diese sind dann für
die einzelnen Behandlungspositionen jeweils gesondert oder aber
für Gruppen
von Behandlungspositionen gemeinsam vorgesehen und weisen Betätigungs-
oder Stellglieder z. B. in Form von Pneumatikzylindern oder anderen
Linear-Antrieben auf.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung,
unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu
einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert:
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1 in
vereinfachter schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine
als Rinser ausgebildete Maschine oder Vorrichtung umlaufender Bauart zum
Behandeln von Behältern
in Form von Flaschen;
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2 in
perspektivischer Darstellung den Rotor der Vorrichtung der 1;
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3 in
vereinfachter Darstellung einen Teilschnitt durch den Rotor der
Vorrichtung der 1 und 2;
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4 in
perspektivischer Einzeldarstellung einen rohrartigen Düsenträger mit
einer Behandlungsdüse
einer der Behandlungspositionen am Umfang des Rotors;
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5 eine
Darstellung wie 3 bei einer weiteren Ausführungsform.
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Die
in den 1–4 allgemein
mit 1 bezeichnete und als Rinser ausgebildete Vorrichtung dient
zum Behandeln, d. h. insbesondere zum Reinigen und/oder Sterilisieren
von Flaschen 2 mit verschiedenen Behandlungsmedien, die
flüssige,
aber auch gas- und/oder dampfförmige
Behandlungsmedien sein können
und z. B. zeitlich nacheinander zur Anwendung kommen.
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Die
Vorrichtung (Rinser) 1 besteht u. a. aus einem in Richtung
des Pfeils A um eine vertikale Maschinenachse VA umlaufend antreibbaren
Rotor 3, der bei der dargestellten Ausführungsform an seinem Umfangsbereich
mit einer Vielzahl von Behandlungspositionen 4 versehen
ist, und zwar jeweils bestehend aus eine radial über die Umfangsfläche eines ringförmigen Rotorelementes 3.1 wegstehenden rohrartigen
Düsenträger 5 mit
einer Behandlungsdüse 6 am
außenliegenden
freien Ende des Düsenträgers 5 und
mit einem Träger 7,
der mittels eines Hubantriebs 8 in vertikaler Richtung
gesteuert um einen vorgegebenen Hub (Doppelpfeil B) auf- und abbewegbar ist.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist der jeweils oberhalb des zugehörigen Düsenträgers 5 angeordnete
Halter 7 von zwei horizontalen, voneinander beabstandeten
und jeweils parallel zur Längserstreckung
des Düsenträgers 5 orientierten Stegen 7.1 gebildet,
die an ihren beiden Enden zu dem Halter 7 rahmenartig miteinander
verbunden sind. An dem bezogen auf die Maschinenachse VA radial
innenliegenden Ende ist jeder Halter 7 mit dem unteren
Ende zweier Hubstangen 9 verbunden, die in Führungen 10 am
Rotor 3 für
die Hubbewegung B in vertikaler Richtung geführt und an ihrem oberen Ende über eine
Traverse 11 mit Gelenk mit der Kolbenstange eines das Antriebselement
des Antriebs- oder Hubelementes 8 bildenden Pneumatikzylinders 12 verbunden
sind. Mit Einstellmitteln 13, die z. B. von Anschlägen gebildet
sind und mit der auch am oberen Ende aus dem Pneumatikzylinder 12 herausgeführten Kolbenstange
zusammenwirken, ist der Hub B des Halters 7 einstellbar,
und zwar hinsichtlich der Größe dieses
Hubes sowie auch hinsichtlich der oberen und unteren Hubstellung.
Hierdurch kann die Vorrichtung 1 für Flaschen 2 unterschiedlicher
Größe, d. h.
für Flaschen 2 mit
unterschiedlicher Flaschenhöhe
optimal eingestellt werden, so dass eine optimale Behandlung unterschiedlicher
Flaschen – oder
Behältertypen
und dabei insbesondere auch eine optimale Behandlung von großen und
kleineren Behältern
oder Flaschen 2 möglich
ist.
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An
dem den Hubstangen 9 entfernten, radial außenliegenden
Trägerende 7.2 ist
jeder Träger
oder Halter 7 mit Mitteln (auch Zentrierstiften) zum Befestigen
eines Flaschen- oder Behältergreifer 14 ausgebildet,
mit dem die jeweilige Flasche 2 während ihrer Behandlung gewendet
und in Bezug auf die Behandlungsdüse 6 zentriert gehalten
ist.
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Am
Umfang ist der Rotor 3 mit einer Abdeckung 15 ausgebildet,
die im Wesentlichen aus einem die vertikale Maschinenachse VA kreisringförmig umschließenden Wandabschnitt 15.1 sowie
aus einem oberen ringförmigen
Wandabschnitt 15.2 besteht, der radial über die außenliegende Fläche des Wandabschnittes 15.1 vorsteht,
und zwar derart, dass unterhalb des Wandabschnittes 15.1 ein
Behandlungsraum oder -bereich 16 gebildet ist, der oben
durch den Wandabschnitt 15.2, bezogen auf die vertikale
Maschinenachse VA radial nach innen durch den Wandabschnitt 15.1 begrenzt
ist und radial nach außen
sowie an der Unterseite aber offen ist und in dem die einzelnen
Behandlungspositionen 4 bzw. deren Behandlungsdüsen 6 und
Träger 7 vorgesehen
sind.
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Unterhalb
des Raumes 16 sind an einem mit dem Rotor 3 nicht
umlaufenden Maschinenelement Mittel zum Auffangen und Sammeln zumindest
der flüssigen
Behandlungsmedien vorgesehen, beispielsweise in Form einer ringartige
Sammelrinne.
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In
dem von der Abdeckung 15 bzw. dem Wandabschnitt 15.1 umschlossenen
Bereich des Rotors 3 sind weitere Funktionselemente der
Vorrichtung 1 untergebracht, so u. a. die Antriebs- und
Hubelemente 8 und gegenüber
diesen radial zur vertikalen Maschinenachse VA noch weiter nach
innen versetzt auch an mehreren vertikalen Tragelementen 17 mehrere
die Achse VA ringförmig
umschließende,
jeweils von Rohren gebildete Verteiler- oder Ringkanäle 18.1–18.3 zum
Zuführen
der Behandlungsmedien an die Behandlungspositionen 4 sowie
Kanäle 19 und 20 zur
Aufnahme von Steuer- und Versorgungsleitungen, auch Druckluftleitungen
zum Ansteuern und Betrieb der einzelnen Antriebs- und Hubelemente 8.
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Die
zu behandelnden Flaschen 2 werden der Vorrichtung 1 in
ihrer Normallage, d. h. mit der Flaschenachse in vertikaler Richtung
orientiert und mit der Flaschenöffnung
oben liegend und beispielsweise hängend, d. h. an einem im Bereich
der Flaschenmündungen
jeweils vorgesehenen Mündungsflansch hängend über einen äußeren Transporteur 21 zugeführt und
dann über
einen Flaschen- oder Behältereinlauf 22,
an dem die Flaschen gewendet werden, an jeweils eine Behandlungsposition 4 bzw.
an den dortigen Behältergreifer 14 übergeben.
Die behandelten Flaschen 2 verlassen die Vorrichtung 1 an
einem Flaschen- oder Behälterauslauf 23,
an dem die Flaschen wieder in ihre Normallage zurückgebracht werden,
und werden in dieser Normallage über
einen äußeren Transporteur 24 der
weiteren Verwendung, beispielsweise einer Füllmaschine zugeführt.
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Von
bekannten Rinsern unterscheidet sich die Vorrichtung 1 zunächst grundsätzlich dadurch, dass
die von den Behältergreifern 14 aufgenommenen
Flaschen 2 im gewendeten Zustand, d. h. mit ihrer Flaschenmündung nach
unten weisend für
die Behandlung zusammen mit dem jeweiligen Behältergreifer 14 auf
die Behandlungsdüse 6 abgesenkt
werden, sodass diese durch die Flaschenmündung in das Innere der betreffenden
Flasche 2 eingeführt wird.
Hierbei befinden sich der Träger 7 mit
dem Behältergreifer 14 zunächst in
seiner oberen Hubstellung und damit die betreffende gewendete Flasche 2 mit
ihrer Flaschenmündung
zunächst
oberhalb der rohrartigen Behandlungsdüse 6, und zwar mit
der Flaschenachse achsgleich oder in etwa achsgleich mit der vertikalen
Achse dieser Düse.
Im Anschluss daran wird der jeweilige Träger 7 mit dem Behältergreifer 14 und
der von diesem gehaltenen Flasche 2 in die untere Hubstellung
abgesenkt. Über
die jeweilige Behandlungsdüse 6 kann
dann die Behandlung des Flascheninnenraumes mit den unterschiedlichen Behandlungsmedien
erfolgen. Nach der Behandlung wird der jeweilige Träger 7 mit
der Flasche 2 wieder in seine obere Hubstellung angehoben,
so dass die Flasche 2 sich dann mit ihrer Flaschenmündung wieder
oberhalb der rohrartigen Behandlungsdüse 6 befindet und
in diesem Zustand am Behälterauslauf 23 von
der betreffenden Behandlungsposition 4 abgenommen werden
kann. Die Besonderheit der Vorrichtung 1 besteht also zunächst darin,
dass abweichend von bekannten Rinsern das Einführen und Ausführen der
Behandlungsdüsen 6 in
die bzw. aus den Flaschen 2 durch Absenken und Anheben
der Flaschen 2 auf die bzw. von den Behandlungsdüsen 6 erfolgt.
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Eine
weitere Besonderheit der Vorrichtung 1 besteht weiterhin
darin, dass die Behandlungspositionen 4 innerhalb des Raumes 16 angeordnet
sind, also u. a. geschützt
gegenüber
dem von der Abdeckung 15 umschlossenen Innenraum des Rotors 3. Durch
die Abdeckung 15 ist aber insbesondere auch eine Trennung
zwischen dem sauberen und nicht-sauberen Bereich des Rotors oder
des Raumes 16 erreicht, d. h. zwischen demjenigen Teil
des Rotorumfangs oder des Raumes 16, der sich im betrachteten
Augenblick gerade in dem Winkelbereich der Drehbewegung des Rotors 3 vor
dem Behälterauslauf 23 befindet,
und demjenigen Teil des Rotorumfangs oder des Raumes 16,
der sich zum gleichen Zeitpunkt in dem Winkelbereich der Drehbewegung des
Rotors 3 befindet, der sich an den Behältereinlauf 22 anschließt.
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Die
Abdeckung 15 schirmt somit insbesondere den Behälterauslauf 23 und/oder
die in Drehrichtung (A) des Rotors 3 jeweils dem Behälterauslauf 23 vorausgehenden
Behandlungspositionen 4 gegenüber dem Behältereinlauf 22 und/oder
gegenüber
den in Drehrichtung (A) des Rotors 3 jeweils an den Behältereinlauf 22 anschließenden Behandlungspositionen 4 ab.
Insbesondere ist durch die Abdeckung 15 auch verhindert,
dass durch quer zum Durchmesser des Rotors 3 verspritztes
Behandlungsmedium aus dem jeweils nicht-sauberen Bereich des Behandlungsraumes 16 in
den sauberen Bereich dieses Behandlungsraumes 16 gelangt
und zu einer Kontamination der bereits behandelten Flaschen 2 führt, d.
h. den erreichten Behandlungszustand beeinträchtigt.
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Jeder
Behandlungsposition 4 oder aber Gruppen von Behandlungspositionen 4 sind
an den Ringkanälen 18.1–18.3 Steuerventile 25 vorgesehen, über die
die verschiedenen Behandlungsmedien jeweils gesteuert den Behandlungsdüsen 6 zugeführt werden.
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Die 5 zeigt
als weitere Ausführungsform eine
Vorrichtung 1a, die sich von der Vorrichtung 1 im Wesentlichen
nur dadurch unterscheidet, dass zusätzlich eine Abdeckung 26 vorgesehen
ist, die mit dem Rotor 3 nicht umläuft und dem Behandlungsraum 16 zumindest
auf dem Winkelbereich der Drehbewegung des Rotors 3 zwischen
dem Behältereinlauf 22 und
dem Behälterauslauf 23 auch
an der radial außenliegenden
Seite sowie unten abdeckt und hierfür aus dem die vertikale Maschinenachse
VA kreisringförmig
umschließenden
Wandabschnitt 26.1 und aus einem unteren, zugleich als
Auffangwanne für
flüssiges
Behandlungsmedium ausgebildeten Wandabschnitt 26.2 besteht. Über geeignete
Dichtungen 27 und 28 sind der zwischen dem oberen Ende
des Wandabschnittes 26.1 und dem außenliegenden Randbereich des
Wandabschnittes 15.2 gebildete Ringspalt sowie der zwischen
dem radial innen liegenden Ende des Wandabschnittes 26.2 und der
Unterseite des ringförmigen
Rotorabschnitts 3.1 gebildete Ringspalt jeweils abgedichtet.
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Die
Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen erläutert. Es
versteht sich, dass zahlreiche weitere Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind,
ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke
verlassen wird. So ist es beispielsweise möglich, die erfindungsgemäße Behandlungsmaschine
oder Vorrichtung 1 oder 1a so auszubilden, dass
die Behälter oder
Flaschen 2 jeweils erst nach Übergabe an eine Behandlungsposition 4 aus
ihrer Normallage in die gewendete Lage und an der jeweiligen Behandlungsposition 4 nach
der Behandlung in die Normallage überführt werden.
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- 1,
1a
- Vorrichtung
bzw. Rinser
- 2
- Flasche
- 3
- Rotor
- 3.1
- ringartiges
Rotorelement
- 4
- Behandlungsposition
- 5
- rohrartiger
Düsenträger
- 6
- Behandlungsdüse
- 7
- Träger
- 7.1
- Steg
oder Lasche
- 7.2
- Trägerende
- 8
- Hubelement
- 9
- Hubstange
- 10
- Hubstangenführung
- 11
- Traverse
mit Gelenk
- 12
- Pneumatikzylinder
- 13
- Anschlag
- 14
- Behälterhalter
oder -greifer
- 15
- Abdeckung
- 15.1,
15.2
- Wandabschnitt
- 16
- Behandlungsraum
- 17
- Tragelement
- 18.1–18.3
- Verteiler-
oder Ringkanal für
Behandlungsmedium
- 19,
20
- Ringkanal
für Versorgungs-
und Steuerleitungen
- 21
- äußerer Transporteur
- 22
- Behältereinlauf
- 23
- Behälterauslauf
- 24
- äußerer Transporteur
- 25
- Steuerventil
- 26
- Abdeckung
- 26.1,
26.2
- Wandabschnitt
- 27,
28
- Dichtung
- VA
- vertikale
Maschinenachse
- A
- Drehrichtung
des Rotors 3
- B
- Hub
des Trägers 7