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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Transportieren von Behältnissen und insbesondere von Kunststoffbehältnissen. Aus dem Stand der Technik sind derartige Vorrichtungen seit langem bekannt. Auch ist es dabei bekannt, derartige Transporteinrichtungen beispielsweise einzusetzen, um Kunststoffvorformlinge von einer Erwärmungseinrichtung, wie beispielsweise einem Ofen, zu einer Umformungseinrichtung, wie beispielsweise einer Blasformmaschine, zu transportieren.
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So beschreibt beispielsweise die
DE 10 2008 038 141 eine aseptische Behälterbehandlungsanlage. Dabei werden Kunststoffvorformlinge sterilisiert und unter sterilen Bedingungen zu Kunststoffbehältnissen umgeformt. Zum Zwecke der Zu- und Abführung der Kunststoffbehältnisse an die Behandlungsanlage ist es erforderlich, die Abstände der Behältnisse untereinander zu verändern.
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Im Stand der Technik werden PET-Einwegflaschen aus Kunststoffvorformlingen in einer Blasmaschine zu Behältnissen geblasen. Um die Kunststoffvorformlinge steril formen zu können, müssen sie vor dem Streckblasprozess in einem Ofen erhitzt und nachfolgend sterilisiert werden. Um dabei eine Rekontamination des so erwärmten bzw. konditionierten Kunststoffvorformlings zu verhindern, muss der nachfolgende Prozess des Blasens steril ausgeführt sein. Technisch bedingt werden die Kunststoffvorformlinge in einem Ofen mit einem relativ engen Abstand transportiert. Der nachfolgende Blasprozess erfolgt in einer größeren Teilung, so dass die Kunststoffvorformlinge in einem Übergabestern oder in einer Übergabetransporteinrichtung auf diese größere Teilung gebracht werden müssen. In einem Auslauf des Blasmoduls werden üblicherweise über einen weiteren Teilungsverzugsstern die geblasenen Behälter auf die Teilung einer nachfolgenden Füllmaschine gebracht. Diese Vorgänge laufen mit sogenannten Teilungsverzugssternen ab. Dabei ist eine Klammer, mit der der Kunststoffvorformling gehalten wird, üblicherweise an einer Führungseinrichtung befestigt, welche über eine Kurvenscheibe die radiale Laufbahn verkürzt oder verlängert.
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Diese Linearführung muss im Stand der Technik aufgrund der hohen mechanischen Belastungen geschmiert werden. In einer aseptischen Blasmaschine und unter den Vorgaben eines hygienischen Designs müssen Schmierungen, gerade in der Nähe der Behältermündung, vermieden werden. Es besteht nicht die Möglichkeit, mit einem Sterilisationsmedium unter das Fett zu kommen. So können potentielle Keimnester entstehen und die Sterilität der Anlage ist bereits zu Beginn der Produktion nicht gewährleistet.
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Trocken laufende Systeme, d.h. Systeme ohne Schmierung, haben andererseits nicht die erforderliche Standzeit ermöglicht, da die hohen Beschleunigungskräfte schnell zu einer Materialermüdung und somit zu einem Stillstand der vollständigen Anlage führen. Weiterhin sind schmierfreie Systeme in Bezug auf deren Herstellungskosten als problematisch anzusehen, da dadurch die Herstellungskosten des Gesamtsystems in die Höhe getrieben werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Transporteinrichtung zum Transportieren von Behältnissen zur Verfügung zu stellen, welche sich insbesondere auch für aseptische Anwendungen eignet. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Transportieren von Behältnissen und insbesondere von Kunststoffbehältnissen weist einen um eine vorgegebene Drehachse drehbaren Träger auf, an dem (zumindest mittelbar, d.h. über wenigstens ein und bevorzugt mehrere Verbindungselemente) eine Vielzahl von Halteelementen zum Halten der Kunststoffbehältnisse angeordnet ist. Weiterhin weist die Vorrichtung einen Reinraum auf, der zumindest den Transportpfad der Kunststoffbehältnisse umgibt, wobei dieser Reinraum mittels wenigstens einer Wandung gegenüber einer unsterilen Umgebung abgegrenzt ist. Weiterhin sind die einzelnen Halteelemente gegenüber dem Träger bewegbar, um einen Abstand zweier unmittelbar hintereinander angeordneter Halteelemente zueinander zu verändern (und/oder verändern zu können). Weiterhin weist die Vorrichtung eine Linearführung (im Folgenden auch als Linearantriebseinrichtung oder Linearführungseinrichtung bezeichnet) auf, um die Halteelemente gegenüber dem Träger in einer geradlinigen Richtung zu bewegen.
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Erfindungsgemäß ist die Linearführung wenigstens teilweise innerhalb des Reinraums angeordnet und weist einen Träger auf, dem gegenüber ein Schlittenelement in der geradlinigen Bewegungsrichtung bewegbar ist, sowie wenigstens ein erstes (insbesondere flexibles) Dichtungselement welches wenigstens einen Abschnitt des Schlittenelements gegenüber dem Reinraum abdichtet wobei das erste Dichtungselement als Faltenbalg oder als Rollmembrane ausgebildet ist. Bevorzugt ist die gesamte Vorrichtung wenigstens teilweise innerhalb des Reinraums angeordnet. So wäre es möglich, dass beispielsweise eine Antriebseinrichtung, welche eine Transportbewegung der Behältnisse erzeugt, außerhalb des Reinraums angeordnet ist, die Antriebseinrichtung im Übrigen jedoch innerhalb des Reinraums angeordnet ist.
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Bevorzugt umgibt dieses Dichtungselement das Schlittenelement in dessen Umfangsrichtung vollständig. Bevorzugt ist das Dichtungselement sowohl an dem Schlittenelement als auch an dem Träger befestigt und insbesondere abdichtend befestigt. Bevorzugt ist das Dichtungselement aus einem Kunststoff gefertigt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Hülsenelement auf, welches wenigstens einen Abschnitt des Schlittenelements in dessen Umfangsrichtung im Wesentlichen vollständig und bevorzugt vollständig umgibt. Innerhalb dieses Hülsenelement können insbesondere geschmierte Elemente der Linearführung angeordnet sein. Dieses Hülsenelement kann dabei zylinderförmig ausgebildet sein. Insbesondere ist dieses Hülsenelement starr ausgebildet. Bevorzugt ist das Dichtungselement an diesem Hülsenelement angeordnet und/oder befestigt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform Vorrichtung ist das Dichtungselement derart ausgeführt ist, dass es zwei Kammern aufweist, die in Strömungsverbindung zueinander stehen. Dabei sind bevorzugt diese beiden Kammern seitlich an dem Hülsenelement angeordnet und bevorzugt ist das Hülsenelement zwischen diesen beiden Kammern angeordnet.
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Besonders bevorzugt sind die zwei Kammern des Dichtelements dazu geeignet, den Innendruck (innerhalb der Kammern) automatisch zu kompensieren und zwar bevorzugt derart, dass Volumen aus der einen Kammer verdrängt und von der anderen aufgenommen wird und umgekehrt. Dieser Prozess findet dabei insbesondere bei einer Bewegung des Schlittenelements gegenüber dem Träger statt.
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Bevorzugt handelt es sich bei der Vorrichtung zum Transportieren von Behältnissen um einen Teilungsverzugsstern, der insbesondere in der Lage ist, eine Teilung zwischen zwei in der Transportrichtung der Behältnisse aufeinanderfolgenden Behältnissen zu verändern.
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Bevorzugt weist die Antriebseinrichtung ein erstes Antriebselement bzw. eine erste Antriebseinrichtung zum Erzeugen einer ersten Bewegung mit einer ersten Bewegungsrichtung auf sowie ein zweites Antriebselement bzw. eine zweite Antriebseinrichtung zum Erzeugen einer zweiten Bewegung mit einer zweiten Bewegungsrichtung, wobei sich bevorzugt die erste Bewegungsrichtung und die zweite Bewegungsrichtung voneinander unterscheiden.
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Dabei ist es möglich, dass das erste Antriebselement unabhängig von dem zweiten Antriebselement ansteuerbar ist. Dabei kann es sich bei dem ersten Antriebselement um die oben erwähnte Linearführung handeln und bei dem zweiten Antriebselement um einen Schwenkantrieb.
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Es wird daher vorgeschlagen, ausgehend von dem oben erwähnten Stand der Technik eine Linearführung vorzusehen. Dabei wird ein Träger, an dem das Schlittenelement bzw. der Führungsschlitten der Linearführung befestigt ist, bevorzugt durch einen umschließenden Zylinder (bei dem es sich insbesondere um das oben erwähnte Hülsenelement handelt) erweitert. Dies kann durch eine direkte Integration in ein Gussteil erfolgen oder auch als Schraub- oder Schweißkonstruktion ausgeführt werden. Bei der Verwendung eines Gussteils werden jedoch bevorzugt nicht rostende Stähle verwendet. An wenigstens einem Ende dieser Führung und bevorzugt an dem hinteren und vorderen Ende wird auf diesen Zylinder jeweils ein Faltenbalg oder eine Rollmembrane montiert. Dieser Faltenbalg bzw. diese Faltenbälge schließt/schließen dabei vorteilhaft mit dem Führungsschlitten der Lineareinheit ab. Der geschmierte Teil der Lineareinheit ist somit isoliert und weist keinen Kontakt zu dem Transport der Behältnisse auf. Es wäre dabei möglich, zwei derartige Dichtungselemente zu montieren, es wäre jedoch auch denkbar, lediglich ein Dichtungselement an dem Hülsenelement anzuordnen, welches sich jedoch beidseitig dieses Hülsenelements erstreckt. Das Dichtungselement kann dabei auf das Hülsenelement aufgeschoben oder aufgeschraubt sein. Auch kann das Dichtungselement Eingriffsmittel aufweisen, die mit entsprechenden Eingriffsmitteln des Hülsenelements zusammenwirken.
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Falls zwei Faltenbälge vorgesehen sind, sind vorteilhaft die genannten Faltenbälge derart mit dem Zylinder verbunden, dass sie zum einen leicht zu Wartungszwecken lösbar sind und zum anderen eine hygienisch hinreichende Abdichtung gewährleisten. So können beispielweise diese Faltenbälge auf Vorsprünge aufgesetzt sein. Daneben wäre es auch möglich, dass diese Faltenbälge mit Schraubverbindungen an dem jeweiligen Zylinder angeordnet sind.
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Durch die beschriebene Vorgehensweise ist es möglich, dass insbesondere innerhalb des oder der Faltenbälge und/oder des Trägerzylinders eine Standardlineareinheit vorgesehen werden kann, die insbesondere geschmiert und/oder nachschmierbar ausgeführt ist. Es sind somit keine kostenintensiven Neukonstruktionen möglich und gleichwohl ist das mechanische Risiko gering. Damit kann auf bewährte Standardlösungen zurückgegriffen werden, die jedoch erweitert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Linearführung wenigstens eine elastische Vorspanneinrichtung auf, welche den Schlitten gegenüber seinem Träger in eine vorgegebene Position drängt.
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Besonders bevorzugt handelt es sich bei dieser Vorspanneinrichtung bzw. diesem Vorspannelement um ein Federelement. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung zwei Vorspanneinrichtungen, beispielsweise zwei Federelemente auf, welche das Schlittenelement (insbesondere unabhängig von dessen Stellung jeweils in eine Ruhestellung drängen. Auch wäre es denkbar dass nur eine Federeinrichtung vorgesehen ist in deren Mitte das Schlittenelement befestigt ist. Auf diese Weise sind keine zusätzlichen Antriebseinrichtungen nötig, um das Schlittenelement in eine Ruhestellung zu drängen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung ein zweites Dichtungselement auf welches wenigstens einen Abschnitt des Schlittenelements gegenüber dem Reinraum abdichtet. Vorteilhaft kann auch dieses zweite Dichtungselement als Faltenbalg oder als Rollmembran ausgeführt sein.
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Vorteilhaft sind das erste Dichtungselement und das zweite Dichtungselement auf einander gegenüberliegenden Seiten bezüglich des Trägers angeordnet.
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Daneben kann die Vorrichtung wenigstens eine Dichtungseinrichtung aufweisen, mittels der die Übertragung der von wenigstens einem Antriebselement erzeugten Bewegung in das Innere des Reinraums abdichtbar ist
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Durch die Verwendung zweier Faltenbälge wird eine automatische Druckkompensation ermöglicht, so dass physikalisch kein Überdruck entsteht. Vorteilhaft besteht daher eine Strömungsverbindung zwischen einem von dem ersten Faltenbalg umgebenen Innenraum und einem von dem zweiten Faltenbalg umgebenen Innenraum. Auf diese Weise kann die mikrobiologische Sicherheit sichergestellt werden. Auch ist in dem unsterilen Bereich der Anlage keine Entlastungsbohrung nötig, da wie gesagt sich auch bei einer Veränderung der Position des Schlittenelementes der Rauminhalt, der von den Faltenbälgen umschlossen wird, nicht ändert.
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Das zu verdrängende Volumen auf der einen Seite kann von dem sich erweiternden Volumen auf der anderen Seite des Zylinders bzw. Hülsenelements aufgenommen werden. Auf diese Weise ist eine Kontamination der sterilen Zone ausgeschlossen. Alternativ zu dem Faltenbalg könnte auch eine Rollmembran verwendet werden, was insbesondere für große Hübe denkbar wäre.
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Bevorzugt wird durch einen Innenraum des Hülsenelements bzw. des Zylinders eine Strömungsverbindung zwischen einem Innenraum des ersten Dichtungselements (bzw. Faltenbalgs) und einem Innenraum des zweiten Dichtungselements (bzw. Faltenbalgs) hergestellt.
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Vorteilhaft besteht wenigstens ein Faltenbalg und vorteilhaft beide Faltenbälge aus einem flexiblen Kunststoff. So könnte beispielsweise der Kunststoff EPDM eingesetzt werden. Dabei ist es denkbar, dass diese Faltenbälge aus einem relativ flexiblen und/oder dünnen Material hergestellt sind, da keine erhöhten Drücke während der Bewegung des Schlittenelements im Inneren des von dein beiden Faltenbälgen umgebenen Raums auftreten.
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Vorteilhaft umgibt der Sterilraum den Transportpfad der Kunststoffbehältnisse kanalartig. Dabei ist es möglich, dass der Träger, oder ein Teil des Trägers ebenfalls eine der besagten Wandungen, welche den Sterilraum begrenzen, ausbildet. Vorteilhaft ist eine Antriebseinrichtung, welche den Träger zu dessen Drehbewegung antreibt, außerhalb des Sterilraums bzw. Reinraums angeordnet. Vorteilhaft handelt es sich bei dieser Antriebseinrichtung um einen Elektromotor und/oder eine Führungskurve.
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Vorteilhaft weist die Vorrichtung eine Druckbeaufschlagungseinrichtung auf, um den Sterilraum mit einem Überdruck gegenüber einem Umgebungsdruck zu beaufschlagen.
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Vorteilhaft handelt es sich bei den Halteelementen um Greifklammern, welche die Behältnisse beispielsweise unterhalb deren Tragring greifen. Die Halteelemente können jedoch auch als Dorne ausgebildet sein, welche in Mündungen der zu transportierenden Behältnisse einführbar sind. Vorteilhaft handelt es sich bei den Halteelementen um steuerbare Halteelemente, d.h. um Halteelemente, die zwischen einer ersten Stellung, in welcher sie die Behältnisse greifen können und einer zweiten Stellung, in der die Behältnisse nicht gegriffen oder losgelassen werden, schaltbar sind.
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Weiterhin weist die Vorrichtung bevorzugt eine weitere Antriebseinrichtung auf, welche eine Drehung des Schlittenelements gegenüber dem Träger bewirkt. Mit anderen Worten ist bevorzugt das Schlittenelement drehbar an dem Träger angelenkt. Bevorzugt ist das Schlittenelement bezüglich einer Achse drehbar an dem Träger angelenkt, welche zu einer Drehachse des Trägers parallel ist. Auch diese Antriebseinrichtung kann beispielsweise als elektromotorischer Antrieb, pneumatischer Antrieb, hydraulischer Antrieb oder aber als Führungskurve (mit gegenüber dieser abrollender Führungsrolle) ausgeführt sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind beide Antriebselemente aus einer Gruppe von Antriebselementen ausgewählt, welche elektromotorische Antriebselemente, pneumatische Antriebselemente, hydraulische Antriebselemente, Führungskurven und dergleichen enthält.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Reinraum mit filtrierter Luft beaufschlagt, so dass ein Überdruck zu der umgebenden Atmosphäre gewährleistet ist. Eine vorteilhafte Behältnisproduktion gewährleistet beispielsweise die Druckverhältnisse p1 > p2 > pat. Dabei bezeichnet der Wert p1 einen Druck innerhalb eines Umformungseinrichtung zum Umformen der Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen, der Wert p2 einen Druck im Bereich der erfindungsgemäßen Transporteinrichtung und der Wert einen atmosphärischen Druck in der Umgebung. Das Belüftungsgerät kann dabei auch andere Reinräume von Maschinen, wie beispielsweise einer Füllmaschine, einer Verschlussmaschine oder auch parallel aufgestellte Anlagen, versorgen. Bevorzugt ist die Prozesstechnik in Kombination mit anderen Maschinen der Behältnisbehandlung kombiniert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens ein Antriebselement wenigstens teilweise außerhalb des Reinraums angeordnet. So können beispielsweise Linearantriebe mittels Faltenbälgen von dem Sterilraum abgetrennt werden. Weiterhin wäre es möglich, zur Abdichtung der Drehbewegung des Trägers ein sog. Wasserschloss einzusetzen, welches einen umlaufenden, mit Flüssigkeit gefüllten Kanal aufweist, in den ein weiteres Element, wie etwa ein Schwert eintaucht, um so eine Abdichtung des Reinraums zu bewirken.
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Dabei wäre es denkbar, dass zwar die Faltenbälge in ihrer Gesamtheit in dem Reinraum angeordnet sind, jedoch der Innenraum des Faltenbalgs wiederum (durch den Faltenbalg bzw. dessen Wandung) gegenüber dem Reinraum abgegrenzt ist.
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Durch eine Abschottung der Antriebe von einer sterilen Atmosphäre kann auf viele bewegte Bauteile innerhalb des Sterilraums verzichtet werden. Auch wird der Wartungsaufwand minimiert und auf eine Schmierung innerhalb der Sterilgrenze kann verzichtet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise eingesetzt werden, um einen Abstand der Behältnisse zu verändern und eine begleitende Übergabe zwischen den einzelnen Behandlungsmaschinen zu ermöglichen. Darüber hinaus kann mit der Transporteinrichtung, die insbesondere als (Teilungs)verzugsstern ausgebildet ist, eine schnelle Übergabe zwischen einer Erwärmungseinrichtung bzw. einem Ofen und einer Blasstation gewährleistet werden. Auf diese Weise kann ein Temperatureinfluss auf die Mündung des Behältnisses und somit eine unerwünschte Verformung dieses Mündungsabschnitts der Behältnisse verhindert werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen der Transportvorrichtung auf, um insbesondere eine sogenannte CIP (cleaning in place) Reinigung durchzuführen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine Dichtungseinrichtung auf, mittels der die Übertragung der von wenigstens einem Antriebselement erzeugten Bewegung in das Innere des Gehäuses abdichtbar ist. So kann beispielsweise ein (weiterer) Faltenbalg vorgesehen sein, der eine Bewegung eines Antriebselements bevorzugt auch in verschiedenen Antriebsrichtungen ermöglicht.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erzeugt wenigstens ein Antriebselement eine Schwenkbewegung des Halteelements gegenüber dem Träger. Dabei ist es möglich, dass das Halteelement um einen vorgegebenen Winkel, beispielsweise um einen Winkel von 180°, schwenkbar ist. Vorteilhaft ist dabei die Schwenkung des Halteelements bezüglich dem Träger bezüglich einer Achse gegeben, welche parallel zu der Drehachse des Trägers ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Kopplungselement auf, welches die von dem ersten Antriebselement erzeugte Bewegung mit der von einem zweiten Antriebselement erzeugten Bewegung koppelt. So kann beispielsweise das eine Antriebselement einen Ausleger antreiben und auf diesem Ausleger kann wiederum ein anderes Antriebselement angeordnet sein (wie etwa die Schlittenanordnung). Auch wäre es möglich, dass die beiden Antriebselemente auf ein gemeinsames Element wirken und so durch eine Bewegung beider Antriebselemente die Stellung dieses Elementes eingestellt bzw. verändert werden kann.
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Weiterhin ist es möglich, dass es sich bei den Antriebselementen um elektrische Antriebselemente, wie beispielsweise Elektromotoren, handelt und dabei die Motoren selbst, bevorzugt auch deren Kabel und etwaige Umrichter außerhalb des Reinraums angeordnet sind. Daneben ist es auch möglich, dass wenigstens eine, bevorzugt mehrere und besonders bevorzugt alle Lagerelemente von dem Reinraum durch Abdichtungen abgetrennt sind. Daneben wäre es auch möglich, dass elektrische Verbindungen, wie insbesondere Kabel, auch durch Hohlwellen geführt werden. Dabei ist es möglich, dass die jeweiligen Hohlräume dieser Wellen, obwohl sie geometrisch innerhalb des Reinraums liegen, unsteril sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens ein Antriebselement ein Rotationsantrieb oder ein Linearantrieb. Dabei ist es möglich, dass zwei Linearantriebe vorgesehen sind, es wäre auch möglich, dass ein Rotations- und ein Linearantrieb vorgesehen sind. Dabei ist es möglich, dass der Linearantrieb eine Bewegung erzeugt, welche senkrecht zu der Drehachse des Trägers ist. Bevorzugt ist dabei diese Bewegung in einer radialen Richtung des Trägers, wobei es auch denkbar ist, dass die Bewegung senkrecht zu dieser radialen Richtung des Trägers und auch senkrecht zu der Drehachse des Trägers ist.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Anordnung zum Behandeln von Kunststoffbehältnissen gerichtet, welche eine erste Behandlungseinheit aufweist, welche die Kunststoffbehältnisse in einer ersten vorgegebenen Weise behandelt. Weiterhin weist die Anordnung eine in einer Transportrichtung der Kunststoffbehältnisse auf diese erste Behandlungseinheit folgende zweite Behandlungseinheit auf, wobei zwischen der ersten Behandlungseinheit und der zweiten Behandlungseinheit eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art angeordnet ist, welche die Kunststoffbehältnisse von der ersten Behandlungseinheit zu der zweiten Behandlungseinheit transportiert. Bevorzugt weist die Anordnung eine Umformungseinrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen und insbesondere Kunststoffflaschen auf. Bei dieser Umformungseinrichtung handelt es sich insbesondere um eine Blasmaschine, beispielsweise eine Streckblasmaschine
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Dabei ist es beispielsweise möglich, dass die erste Behandlungseinheit eine Innensterilisation der Behältnisse vornimmt und die zweite Behandlungseinheit eine Außensterilisation. Vorteilhaft erstreckt sich der Reinraum der Transporteinrichtung auch auf wenigstens eine der beiden Behandlungseinheiten, insbesondere wenigstens auf die der Transporteinrichtung nachgeordnete Behandlungseinheit und besonders bevorzugt auf beide Behandlungseinheiten. Dabei ist es möglich, dass die Sterilisationseinheiten Strahlungseinrichtungen aufweisen, welche die Behältnisse mit Strahlung, beispielsweise Elektronenstrahlung, UV-Strahlung, Röntgenstrahlung oder dergleichen beaufschlagen. Es wäre jedoch auch eine Sterilisation mit Medien wie Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure möglich. Dabei ist es weiterhin möglich, dass die Sterilisationseinrichtung eine Vielzahl von an einem Träger angeordnete Strahlfinger aufweist, welche in die Behältnisse eingeführt werden können.
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So ist es beispielsweise möglich, dass die hier beschriebene Transporteinrichtung für unterschiedliche Behältnisbehandlungseinrichtungen und -maschinen vorgesehen ist, wie beispielsweise Behandlungsmaschinen zur Sterilisation der Behältnisse oder Sortieranlagen. Allgemein ist eine oben beschriebene Transporteinrichtung bei solchen Anwendungen geeignet, bei denen es zweckmäßig ist, den Abstand der Kunststoffvorformlinge bzw. Kunststoffbehältnisse, insbesondere zwischen Rundläufer, Behälterbehandlungsmaschinen zu ändern. So kann es sich beispielsweise bei der Anordnung um einen Sterilisator handeln, der zunächst Kunststoffvorformlinge mittels Elektronenstrahlung sterilisiert. Hier ist ein relativ kleiner Abstand von beispielsweise 50 mm zwischen den einzelnen Kunststoffvorformlingen vorteilhaft, um deren Außenbehandlung durchzuführen. Zur Innenbehandlung sollte baulich bedingt der Abstand auf wenigstens 100 mm vergrößert werden. Auch wäre es möglich, die erfindungsgemäße Transporteinrichtung zum Wechseln von Formen in einer Streckblasmaschine zu verwenden.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Behandeln von Kunststoffbehältnissen. Dabei werden die Kunststoffbehältnisse mittels einer ersten Behandlungseinheit in einer ersten vorgegebenen Weise behandelt und die Kunststoffbehältnisse werden anschließend mittels einer Transporteinrichtung vereinzelt zu einer zweiten Behandlungseinheit transportiert, wobei die Kunststoffbehältnisse mit einer Vielzahl von an einem drehbaren Träger der Transporteinrichtung angeordneten Halteeinrichtungen gehalten werden und die Kunststoffbehältnisse von dieser zweiten Behandlungseinheit in einer zweiten Weise behandelt werden, welche sich bevorzugt von der ersten Weise unterscheidet. Weiterhin werden die Kunststoffbehältnisse während ihres Transports mit der Transporteinrichtung innerhalb eines Reinraums transportiert und dieser Reinraum wird mittels wenigstens einer Wandung gegenüber einer unsterilen Umgebung abgegrenzt.
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Erfindungsgemäß wird während des Transports der Kunststoffbehältnisse mit der Transporteinrichtung ein Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Kunststoffbehältnissen in der Transporteinrichtung verändert. Weiterhin ist ein Halteelement an einem Schlittenelement angeordnet, welches sich in einer geradlinigen Richtung bewegt und dessen Bewegung bevorzugt mittels wenigstens einer – insbesondere an einem Hülsenelement angeordneten – Dichtungseinrichtung in Form eines Faltenbalgs und/oder oder einer Rollmembran abgedichtet ist.
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Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird diese Relativbewegung zwischen den Halteeinrichtungen und deren Träger bzw. deren Antriebselementen abgedichtet. Auf diese Weise kann die Halteeinrichtung bzw. das Halteelement mit dem daran angeordneten Behältnis sich selbst permanent innerhalb des Reinraums befinden und der ihr zugeordnete Antrieb bzw. das Antriebselement selbst kann sich außerhalb des Reinraums befinden. Vorteilhaft werden damit die Kunststoffbehältnisse während ihres Transports mit der Transporteinrichtung abschnittsweise auf einem kreisförmigen Transportpfad bewegt.
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Vorteilhaft nimmt wenigstens eine der beiden Behandlungseinheiten einen Sterilisationsvorgang und/oder einen Reinigungsvorgang an den Kunststoffbehältnissen vor. Vorteilhaft nimmt auch die andere Behandlungseinheit einen Sterilisationsvorgang an den Behältnissen vor. Daneben kann es sich jedoch auch um andere Behandlungseinheiten handeln, beispielsweise eine Erwärmungseinheit, welche die Kunststoffvorformlinge erwärmt, eine Umformungseinheit, wie etwa eine Streckblasmaschine, welche die Kunststoffvorformlinge zu Kunststoffflaschen umformt, eine Spüleinrichtung, eine Befüllungseinrichtung, eine Etikettierungseinrichtung oder dergleichen.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
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Darin zeigen:
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1 Ein Beispiel für eine Anlage mit einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung;
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2 eine Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3 eine Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
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4 eine erfindungsgemäße Transportvorrichtung.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage 100, genauer eine Aseptikanlage für die Herstellung von Kunststoffbehältnissen und die Abfüllung von Flüssigkeiten, wie beispielsweise Getränke, in diese Behältnisse. Diese Anlage 100 weist dabei eine Streckblasmaschine 40 auf, welche einen drehbaren Träger 44 aufweist, bzw. ein Blasrad 44, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen 42 angeordnet ist. Diese Blasstationen weisen dabei einen vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung zueinander auf.
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Der Umformungseinrichtung 40 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 50 gekennzeichnete Behandlungseinheit, genauer eine Sterilisationseinheit vorgeschaltet. Diese Sterilisationseinheit 50 weist hier drei Transporteinrichtungen bzw. Behandlungssterne 16 auf, welche die Kunststoffvorformlinge bzw. die Kunststoffbehältnisse 10 während ihrer Sterilisierung transportieren. Damit erfolgt hier eine Sterilisation der Kunststoffbehältnisse vor dem eigentlichen Blasvorgang bzw. Umformungsvorgang.
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Daneben weist die Anlage hier drei erfindungsgemäße Transportvorrichtungen 1 auf. Dabei ist eine dieser Transportvorrichtungen 1 am Eingang der Umformungseinrichtung 40 angeordnet, eine weitere Vorrichtung 1 ist am Ausgang der Umformungsvorrichtung 40 angeordnet und eine dritte Vorrichtung 1 ist zwischen einer Erwärmungseinrichtung 70 zum Erwärmen der Kunststoffvorformlinge und der Sterilisationseinheit 50 angeordnet. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Teilung zwischen den Kunststoffvorformlingen 10 vor und nach der Umformungseinrichtung 40 angeordnet werden.
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Die Kunststoffvorformlinge 10 werden der Erwärmungsvorrichtung 70 zugeführt und dort auf eine Umformungstemperatur, das heißt auf eine Temperatur, bei der ein Umformungsprozess durchgeführt werden kann, erwärmt. In der Umformungseinrichtung 40 werden die Kunststoffvorformlinge durch Beaufschlagung mit Blasluft zu den Kunststoffbehältnissen expandiert. Zu diesem Zweck weisen die einzelnen Umformungsstationen 42 jeweils Blasformen auf, die auseinander- und zusammengeklappt werden können, um die Kunststoffvorformlinge in einem durch die Blasformen ausgebildeten Hohlraum aufnehmen zu können und um die Kunststoffvorformlinge gegen die Wandungen dieser Blasformen zu expandieren.
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An diese Umformungsvorrichtung 40 schließt sich eine weitere Sterilisationseinheit 60 an, die ebenfalls mehrere Transportsterne 32, 34 aufweisen kann. Im Rahmen dieser zweiten Sterilisationseinheit werden die nunmehr fertiggestellten Kunststoffbehältnisse vor ihrer Befüllung sterilisiert. Dabei ist es möglich, dass diese Sterilisationseinheit Strahlfinger aufweist, die in das Innere der nunmehr gefertigten Kunststoffbehältnisse einführbar sind. Daneben kann auch hier eine Sterilisation der Kunststoffbehältnisse mittels eines Sterilisationsmediums, wie beispielsweise Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure erfolgen. Das Bezugszeichen 36 bezieht sich auf einen weiteren Transportstern.
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Das Bezugszeichen 80 bezieht sich auf eine Fülleinrichtung, welche die fertiggestellten Behältnisse mit einer Flüssigkeit befüllt. Man erkennt, dass die gesamte Behandlung der Kunststoffvorformlinge bis hin zu dem Füllvorgang in einem Reinraum 20 stattfindet. Daher ist insbesondere auch die Umformungseinrichtung 40 zum Umformen der Kunststoffvorformlinge in Kunststoffbehältnisse als aseptische Anlage ausgeführt, welche eine Expansion der Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen unter sterilen Bedingungen ermöglicht. Der Reinraum 20 erstreckt sich damit auch im Bereich dieser Umformungseinrichtung 40. In dieser sterilen Umformungseinrichtung 40 werden damit die vortemperierten Kunststoffvorformlinge zu den fertigen Behältnissen 10a ausgeformt.
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Nach dem Befüllen der Behältnisse können diese noch mit sterilisierten Verschlüssen 92 verschlossen werden. Am Ende der Anlage wird das bevorzugt ebenfalls aseptisch abgefüllte Produkt in den nunmehr verschlossenen Behältnissen 10a ausgegeben.
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2 zeigt eine teilweise Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit noch ohne Faltenbälge. Bei dieser Vorrichtung ist ein Träger 62 vorgesehen, an dem ein Schlitten 64 in Richtung des Doppelpfeils P linearbeweglich angeordnet ist. An diesem Führungsschlitten wiederum ist das Halteelement 4 zum Halten der Kunststoffbehältnisse bzw. Kunststoffvorformlinge angeordnet. Das Bezugszeichen 82 kennzeichnet eine erste Führungsrolle, welche im Zusammenspiel mit einer (nicht gezeigten) Führungskurve dazu dient, um das Halteelement linear zu bewegen. Das Bezugszeichen 84 kennzeichnet eine zweite Führungsrolle, welche insbesondere in Verbindung mit einer weiteren Führungskurve eine Greifbewegung des Halteelementes 4 auslöst, beispielsweise dieses öffnet oder schließt. Das Halteelement 4 ist an einem Träger 52 angeordnet.
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Das Bezugszeichen 88 kennzeichnet eine dritte Führungsrolle, mit der das Halteelement bezüglich einer Drehachse geschwenkt werden kann. Gleichzeitig mit dem Halteelement werden hierbei auch der Träger 62 und das Schlittenelement 64 geschwenkt. Das Bezugszeichen 6 bezieht sich auf die Linearführung in ihrer Gesamtheit, welche sich auch aus dem Träger 62 und dem Schlittenelement 64
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Die Bezugszeichen 72 und 74 kennzeichnen Vorspanneinrichtungen bzw. Federelemente, welche das Schlittenelement in eine bestimmte Stellung vorspannen. Das Bezugszeichen 76 kennzeichnet ein Trägerelement, an dem die beiden Federelemente 72 und 74 angeordnet sind. Anstelle zweier Federelemente 72 und 74 könnte auch ein einziges Federelement Anwendung finden, wobei dieses beispielsweise an einem mittleren Punkt befestigt ist.
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Das Bezugszeichen 93 kennzeichnet eine Drehverbindung bzw. ein Drehlager, mittels dessen das Schlittenelement 62 in seiner Gesamtheit drehbar an dem Träger 2 angeordnet ist. Auch dieses Drehlager kann dabei gegenüber der Umgebung abgedichtet sein.
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3 zeigt eine Teilansicht einer Vorrichtung entsprechend derjenigen aus 3, jedoch hier mit den Faltenbälgen 66 und 68. Man erkennt, dass diese Faltenbälge das Schlittenelement 64 umgeben und jedenfalls denjenigen Bereich umgeben, der geschmiert werden muss und der innerhalb eines zylinderförmigen bzw. Hülsenelementes 65 angeordnet ist. Ein Hülsenelement 65 umgibt das Schlittenelement 64 in seiner Umfangsrichtung vollständig, d.h. in einer bezüglich der Bewegungsrichtung P definierten Umfangsrichtung. Dieses Hülsenelement ist hier zylinderförmig ausgebildet und dient auch als Befestigung für die Faltenbälge 66, 68.
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Auf diese Weise können sämtliche geschmierte Bauteile innerhalb eines abgedichteten Raumes untergebracht werden, der von den beiden Faltenbälgen 66 und 68 sowie des Hülsenelements 65 umgeben wird. Ein Volumen dieses Innenraums wird sich unabhängig von einer Stellung des Führungszylinders nicht ändern.
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4 zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Auch hier ist wieder das Halteelement gezeigt, das insgesamt an einem Träger 2 angeordnet ist. Genauer ist dieses Halteelement Bestandteil einer Baugruppe 170, welche auch einen Zwischenträger 76 aufweist. Auch ist hier wieder das Vorspannelement 72 dargestellt, welches das Schlittenelement in seiner Bewegungsrichtung vorspannt. Das Bezugszeichen 94 kennzeichnet insgesamt einen Kurventräger, der die Führungskurven aufweist, welche für die genaue Bewegung des Halteelementes 4 zuständig sind. Erkennbar ist hier die Führungsrolle, die gegenüber einer Führungskurve 95 zur Bewirkung einer Öffnungs- und Schließbewegung des Halteelementes 4 abrollt. Daneben ist auch eine innere Führungskurve 96 gezeigt, die insbesondere auch für die Linearbewegung des Halteelementes zuständig ist. Über eine dritte (nicht gezeigte) Führungskurve kann eine Schwenkbewegung des Halteelementes 4 bezüglich einer Achse Y erreicht werden. Zu diesem Zwecke weist der Zwischenträger 70 auch ein Drehlager auf, so dass der Arm 97, an dem das Halteelement angeordnet ist, gegenüber dem Träger 2 dreh- oder schwenkbeweglich ist. Das Bezugszeichen X kennzeichnet die Drehachse des Trägers 2.
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Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transportvorrichtungen
- 2
- Träger
- 4
- Halteelement, Halteeinrichtung
- 6
- Linearführung
- 10
- Kunststoffvorformlinge/Kunststoffbehältnisse
- 10a
- fertige Behältnisse
- 16
- Behandlungssterne
- 20
- Reinraum
- 32, 34, 36
- Transportsterne
- 40
- Streckblasmaschine/Umformungseinrichtung
- 42
- Umformungsstationen
- 44
- drehbarer Träger/Blasrad
- 50
- Sterilisationseinheit
- 60
- weitere Sterilisationseinheit
- 62
- Träger
- 64
- Schlittenelement
- 65
- Hülsenelement
- 66
- erstes Dichtungselement, Faltenbalg
- 68
- zweites Dichtungselement, Faltenbalg
- 70
- Erwärmungseinrichtung
- 72, 74
- Federelement
- 76
- Träger
- 80
- Fülleinrichtung
- 82
- erste Führungsrolle
- 84
- zweite Führungsrolle
- 88
- dritte Führungsrolle
- 92
- Verschlüsse
- 93
- Drehverbindung
- 94
- Kurventräger
- 95, 96
- Führungskurve
- 97
- Arm
- 100
- Aseptikanlage
- 170
- Baugruppe
- P
- Bewegungsrichtung des Schlittenelements 64
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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