DE10217145A1

DE10217145A1 - Vorrichtung zum Behandeln von Verpackungsbehältern

Info

Publication number: DE10217145A1
Application number: DE10217145A
Authority: DE
Inventors: Florian Klein
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2003-10-30
Also published as: DK1354799T3; ES2285003T3; EP1354799A1; ATE362877T1; EP1354799B1; DE50307310D1; SI1354799T1

Abstract

Vorrichtung zum Behandeln von Verpackungsbehältern mit einem Rotor, der am Umfang mehrere Aufnahmeplätze für die Verpackungsbehälter und diesen zugeordnete steuerbare Düsen zum Einführen mindestens eines Behandlungsmittels in die Verpackungsbehälter trägt, wobei im Umlaufbereich des Rotors zwischen Einlaufstation und Auslaufstation ein Zwischenförderer angeschlossen ist, der die Verpackungsbehälter vom Rotor abnimmt und nach einer gewissen Zeit wieder an den Rotor zurückgibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere zum Sterilisieren, von Verpackungsbehältern, insbesondere von Kunststoffflaschen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bereits eine derartige Vorrichtung bekannt, bei der die Verpackungsbehälter während der Behandlung den Rotor nicht verlassen, so dass ein entsprechend groß dimensionierter Rotor mit einer Vielzahl von Düsen eingesetzt werden muss, um die gewünschte Behandlungszeit, im vorliegenden Falle zum Zwecke der Sterilisation, zu realisieren (DE 199 56 186 A1).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei der bekannten Vorrichtung ohne negativen Einfluss auf die Behandlung den konstruktiven Aufwand und den Raumbedarf spürbar zu senken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Rotor relativ klein und mit wenigen Aufnahmeplätzen und Düsen realisiert werden; auf ihm wird beispielsweise lediglich das Einspritzen eines Sterilisationsmittels durchgeführt. Danach verlassen die Verpackungsbehälter den Rotor und können im Bereich des Zwischenförderers beliebig lang transportiert werden, um die gewünschten Einwirkungszeiten zu ermöglichen. Danach gelangen die Verpackungsbehälter wieder auf den Rotor und werden dort wieder durch die Düsen oder dgl. behandelt. Dieses Verfahren kann mehrmals wiederholt werden. Durch die erfindungsgemäße Trennung zwischen Spritzen und Einwirken lässt sich insgesamt gesehen eine wesentliche Einsparung im Bereich des Rotors, der Düsen, Zuführungen, Steuerungen usw. erreichen.
Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern
Fig. 2 den Schnitt AB nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung
Die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 ist zum Sterilisieren von Verpackungsbehältern in Form von PET-Flaschen für Getränke, im nachstehenden kurz Flaschen 1 genannt, eingerichtet. Sie umfaßt im Wesentlichen eine Injektionsmaschine 5, eine Spülmaschine (Rinser) 6 und einen die beiden Maschinen verbindenden Förderer 7. Die zu sterilisierenden Flaschen 1 werden der Vorrichtung durch ein Zuförderband 8 aufrecht stehend zugeführt; die sterilisierten Flaschen 1 werden von der Vorrichtung durch einen Abförderer 9 aufrecht stehend abgeführt.
Die Injektionsmaschine 5 besitzt ein stationäres Gehäuse 10, auf dem ein Rotor in Form eines Drehtisches 11 mit senkrechter Drehachse 12 gelagert ist. Am Umfang des Drehtisches 11 ist gleichmäßig verteilt eine Anzahl von Aufnahmeplätzen in Form von elastischen Greifzangen 13 gemäß dem europäischen Patent 721 808 starr befestigt. Diese Greifzangen 13 halten die Flaschen 1 unterhalb des Halskragens in aufrechter Position und mit der Mündung nach oben weisend fest, während sie mit dem Drehtisch 11 auf einer Kreisbogenbahn umlaufen. Die Zu- und Abfuhr der aufrecht stehenden Flaschen 1 zu den Greifzangen 13 des Drehtisches 11 erfolgt durch einen Einlaufstern 15, einen Auslaufstern 16 und einen Führungsbogen 17, wie dies im genannten europäischen Patent 721 808 detailliert beschrieben ist. Ein Verschwenken der Flaschen um 180° findet jedoch nicht statt. Diese behalten durchgehend ihre aufrechte Normalposition.
Auf dem Drehtisch 11 der Injektionsmaschine 5 ist weiter eine Anzahl von Zwei-Komponenten-Zerstäubungsdüsen mit einem Sprühwinkel von ca. 20°, im nachstehenden kurz Mischdüsen 2 genannt, starr befestigt. Genauer gesagt ist über jeder Greifzange 13 konzentrisch zu einer von dieser gehaltenen Flasche 1 jeweils eine Mischdüse 2 senkrecht nach unten gerichtet und mit geringem Abstand (ca. 2 cm) zur Mündungsöffnung der Flasche 1 angeordnet.
Der erste Kanal jeder Mischdüse 2 ist über erste Leitungen 22 unter Zwischenschaltung eines ersten Steuerventils 20 und eines konzentrisch zur Drehachse 12 angeordneten Drehverteilers 27 mit einem stationären Wasserdampferzeuger 24 verbunden. Dieser liefert Wasserdampf mit einem Überdruck von 2 Bar und einer Temperatur von 121°Celsius. Der zweite Kanal jeder Mischdüse 2 ist über zweite Leitungen 23 und unter Zwischenschaltung eines zweiten Steuerventils 21 sowie des Drehverteilers 27 und einer Pumpe 25 mit einem stationären Vorratstank 26 für unter Raumtemperatur stehendes Desinfektionsmittel 3 verbunden. Dieses besteht aus einer wässrigen Lösung mit 4% eines Desinfektionsmittelkonzentrats sowie 0,04% Tensid zur Verbesserung der Benetzung. Dieses flüssige Desinfektionsmittel 3 wird durch die Pumpe 25 mit einem Überdruck von 2 Bar den Mischdüsen 2 zugeführt. Das Desinfektionsmittel enthält als keimtötende Bestandteile 4000 ppm H₂O₂ und 2500 ppm Peressigsäure.
Mit den vorbeschriebenen Einrichtungen der Injektionsmaschine 5 wird ins Innere der Flaschen 1 ein vernebeltes Gemisch aus flüssigem Desinfektionsmittel 3 und Wasserdampf 4 eingeblasen. Um auch die Außenfläche der Flaschen 1 zu sterilisieren, sind im Anschluß an den Einlaufstern 15 mehrere Mischdüsen 2a stationär und mit geringem Abstand seitlich an der Bewegungsbahn der Flaschen 1 angeordnet. Diese Mischdüsen 2a sind - abgesehen vom hier nicht erforderlichen Drehverteiler 27 - in gleicher Weise wie die mit dem Drehtisch umlaufenden Mischdüsen 2 über Leitungen 23 und Steuerventile 21 mit dem Vorratstank 26 verbunden und sind horizontal ausgerichtet. Außerdem sind sie über Leitungen mit einer Quelle für sterile Druckluft verbunden.
Die Spülmaschine 6 weist einen teilweise ähnlichen Aufbau wie die Injektionsmaschine 5 auf. Die elastischen Greifzangen sind hier um horizontale Schwenkachsen mittels einer Kurvensteuerung schwenkbar, wie dies im Detail in der europäischen Patentschrift Nr. 721 808 beschrieben ist. Die Flaschen 1 stehen daher während des größten Teils ihrer Umlaufbewegung mit dem Drehtisch 11a auf dem Kopf bzw. weisen mit ihrer Mündungsöffnung nach unten. Im Bereich des Einlaufsterns 15a und des Auslaufsterns 16a dagegen weisen sie ihre aufrechte Normalposition auf.
Die Behandlung der Flaschen 1 in der Spülmaschine 6 erfolgt durch auf dem Drehtisch 11a angeordnete, den Greifzangen zugeordnete Düsen 14, die in die Flaschen 1 etwas einführbar sind. Jede Düse 14 ist über jeweils ein Steuerventil an insgesamt drei Kanäle angeschlossen, die verschiedene Spülmedien enthalten. Im vorliegenden Falle sind dies Sterilluft, Sterilwasser und flüssiges Desinfektionsmittel, vorzugsweise das gleiche wie im Vorratstank 26. Die Düse 14 ist als Ein- oder Mehrrohrdüse ausgebildet, so dass ggf. auch gleichzeitig verschiedene Spülmedien in die Flasche 1 eingeleitet werden können.
Der mit drei synchron laufenden Sternrädern ausgestattete Förderer 7 verbindet den Auslaufstern 16 der Injektionsmaschine 5 mit dem Einlaufstern 15a der Spülmaschine 6. Seine Länge ist derart bemessen, dass sich bei Nennleistung der Vorrichtung die gewünschte Einwirkungszeit für den in der Injektionsmaschine 5 in die Flaschen 1 eingedüsten Desinfektionsmittel-Wasserdampf-Nebel ergibt. Im Normalbetrieb sind die Injektionsmaschine 5, der Förderer 7 und die Spülmaschine 6 durch nicht gezeigte Antriebsorgane synchron zueinander angetrieben, so dass sich ein störungsfreier, kontinuierlicher Transport der Flaschen 1 vom Zuförderer 8 bis zum Abförderer 9 ergibt. Die gesamte Vorrichtung ist in einer angedeuteten Kammer 18 angeordnet, die mit Sterilluft der Klasse 100 beaufschlagt ist. Eine Reinfektion der sterilisierten Flaschen 1 wird so verhindert.
Wie die Fig. 1 zeigt, ist an der Umlaufbahn des Drehtisches 11 auf dem Gehäuse 10 ein zweiter stationärer Führungsbogen 19 angeordnet, der um ca. 180° gegenüber dem ersten stationären Führungsbogen 17 zwischen Einlaufstern 15 und Einlaufstern 16 versetzt ist. Der zweite Führungsbogen 19 wirkt mit einem ersten Transferstern 28 und einem zweiten Transferstern 29 zusammen, die beide in Pfeilrichtung synchron zum Drehtisch 11 rotierend antreibbar sind.
Der erste Transferstern 1 nimmt zusammen mit dem zweiten Führungsbogen 19 die Flaschen 1 von den elastischen Greifzangen 13 des Drehtisches 11 ab und überführt sie an einen Zwischenförderer in Form eines Endlosförderers 30, während der zweite Transferstern 29 zusammen mit dem Führungsbogen 19 die Flaschen 1 wieder vom Endlosförderer 30 abnimmt und an die Greifzangen 13 des Drehtisches übergibt.
Der durch eine endlose Laschenkette, einen Zahnriemen oder dgl. gebildete Endlosförderer 30 ist am äußeren Umfang im gleichen Abstand wie der Drehtisch 11 mit elastischen Greifzangen 13a besetzt und läuft über ein Antriebsrad 31 und ein Umlenkrad 32 mit senkrechten Drehachsen auf einer horizontalen ovalen Bahn um. Er ist gleichfalls synchron zum Drehtisch 11 in Pfeilrichtung antreibbar, wobei sein Antriebsrad 31 nahe den beiden Transfersternen 28, 29 angeordnet ist, so dass sich die vorbeschriebene Transferfunktion ergibt. Die Längsachse 33 des Zwischenförderers 30 verläuft radial zur Drehachse 12 des Drehtisches 11 etwa in der Mitte des Umlaufbereichs zwischen Einlaufstern 15 und Auslaufstern 16, wodurch sich eine besonders kompakte Bauform mit der Möglichkeit zweier gleich großer Einspritzzonen X und Y ergibt.
Im Bereich des Endlosförderers 30 sind keine besonderen Behandlungselemente für die Flaschen 1 vorgesehen, er ist jedoch gleichfalls von der Kammer 18 umgeben und gehört mit zum Sterilbereich. Er ist so dimensioniert, dass sich bei normaler Betriebsgeschwindigkeit zwischen den beiden geschwärzt bzw. schraffiert angedeuteten Einspritzzonen X und Y des Injektors 5 eine Transportzeit und damit Einwirkungszeit von ca. 15 Sekunden einstellt.
Die beiden Einspritzzonen X und Y liegen um ca. 180° versetzt am Umlaufbereich des Drehtisches 11, wobei sich die erste Einspritzzone X zwischen dem Einlaufstern 15 und dem ersten Transferstern 28 und die zweite Einspritzzone Y zwischen dem zweiten Transferstern 29 und dem Auslaufstern 16 befindet. Die Einspritzzonen werden durch die gemeinsame Öffnung der Steuerventile 20, 21 definiert und sind auf eine Sprühzeit von ca. 1,5 Sekunden eingestellt. Trotz der kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich somit eine zweimalige Einspritzzeit von ca. 1,5 Sekunden sowie eine zweimalige Einwirkungszeit von ca. 15 Sekunden realisieren. Dadurch ergibt sich die gewünschte hohe Keimabtötung in den Flaschen 1.
Der durch die Transfersterne 28, 29 und den Endlosförderer gebildete Zwischenförderer 30 lässt sich auch auf andere Art und Weise realisieren, beispielsweise durch mehrere hintereinander geschaltete Transportsterne oder einen kleinen Drehtisch. Auch ist es möglich, dass der Endlosförderer 30 die Drehachse des Drehtisches 11 umschlingt, so dass ggf. auf die Transfersterne 28, 29 verzichtet werden kann. Ferner können an einem einzigen Drehtisch auch mehrere Zwischenförderer angeschlossen und so mehr als zwei Spritzzonen realisiert werden. Ebensogut kann auf die stationären Führungsbögen verzichtet werden, wenn die betreffenden Transfersterne bzw. der Aus- und Einlaufstern mit steuerbaren Greifzangen für die Flaschen versehen sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Behandeln von Verpackungsbehältern (1) mit einem Rotor (11), der am Umfang mehrere Aufnahmeplätze (13) für die Verpackungsbehälter und diesen zugeordnete steuerbare Düsen (2) zum Einführen mindestens eines Behandlungsmittels in die Verpackungsbehälter trägt, wobei die zu behandelnden Verpackungsbehälter dem Rotor durch eine Einlaufstation (15) zugeführt und die behandelten Verpackungsbehälter durch eine Auslaufstation (16) vom Rotor abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Umlaufbereich des Rotors (11) zwischen Einlaufstation (15) und Auslaufstation (16) ein Zwischenförderer (30) angeschlossen ist, der die Verpackungsbehälter vom Rotor (11) abnimmt und nach einer gewissen Zeit wieder an den Rotor (11) zurückgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (2) die Verpackungsbehälter (1) sowohl im Umlaufbereich des Rotors (11) zwischen Einlaufstation (15) und Zwischenförderer (30) als auch im Umlaufbereich des Rotors (11) zwischen Zwischenförderer (30) und Auslaufstation (16) mit mindestens einem Behandlungsmittel beaufschlagen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenförderer (30) als Endlosförderer ausgebildet und mit mehreren Aufnahmeplätzen (13a) für die Verpackungsbehälter (1) ausgestattet ist und dass der Zwischenförderer (30) synchron zum Drehtisch (11) antreibbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Drehtisch (11) und dem Endlosförderer (30) ein erster Transferstern (28) angeordnet ist, der die Verpackungsbehälter (1) von den Aufnahmeplätzen (13) des Drehtisches zu den Aufnahmeplätzen (13a) des Endlosförderers (30) überführt und dass zwischen dem Endlosförderer (30) und dem Rotor (11) ein zweiter Transferstern (29) angeordnet ist, der die Verpackungsbehälter von den Aufnahmeplätzen (13a) des Endlosförderers (30) zurück zu den Aufnahmeplätzen (13) des Rotors (11) überführt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der eine ovale Umlaufbahn aufweisende Endlosförderer (30) mit seiner Längsrichtung in etwa radial zur Drehachse (12) des Rotors (11) verläuft und in etwa mittig an den Umlaufbereich des Rotors (11) zwischen Einlaufstation (15) und Auslaufstation (16) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufstation (15) einen synchron zum Rotor (11) antreibbaren Einlaufstern und die Auslaufstation (16) einen synchron zum Rotor (11) antreibbaren Auslaufstern aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (2) über Steuerventile (20, 21) an einen Vorratstank (25) und/oder einen Erzeuger (24) für Desinfektionsmittel (3, 4) angeschlossen sind.