DE1642069C3 - Vorrichtung zum Herstellen, Füllen und Verschließen eines Behälters aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einer bekannten Vorrichtung der vorgnannten

ίο Art kann nicht steril abgefüllt werden, da durch die Dosiervorrichtung und die Füllvorrichtung Keime in das Füllgut gelangen (BE-PS 6 55 009).

Eine bekannte Vorrichtung für das Sterilisieren einer zum Füllen und Verschließen von Behältern dienenden

Ii Maschine hat eine Sterilisiereinrichtung für flüssiges FütSgut mit einer nachgeschalteten Kühleinrichtung. Die beiden Einrichtungen können mittels heißem Wasser vor Betriebsbeginn sterilisiert werden, das der Sterilisiereinrichtung zufließt und vor der Dosiervorrichtung

»ο abfließt Zum Sterilisieren der Füllgutleitung, der Dosiervorrichtung und des Füllraumes für eine Büchse zur Aufnahme von Füllgut wird der Füllgutleitung vor Inbetriebnahme der Maschine Dampf zugeführt. Vor Inbetriebnahme der Maschine wird auch die Antriebs-

.'"> seite der Dosiervorrichtung mittels Heißdampf sterilisiert. Während des Betriebes wird der Dampf in einem besonderen Behälter kondensiert, der mit der Antriebsseite der Dosiervorrichtung verbunden ist, so daß destilliertes Wasser während des Betriebes die An-

(0 triebsseite beaufschlagt (GB-PS 9 78 808).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der erstgenannten Vorrichtung nicht nur die Füilgutleitungen der Dosiervorrichtung keimfrei zu machen, sondern auch die übrigen Leitungen der

ti Vorrichtung, die ein Fluid zum Innern des herzustellenden Behälters führen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nicht nur die das Füllgut führenden Leitungen der Dosiervorrichtung keimfrei gemacht, sondern auch die Zufuhrleitung für Gas. Diese wird vor Inbetriebnahme der Vorrichtung mittels durchfließendem Sterilisiermit-

4-, tel sterilisiert und während des Betriebes steril gehalten. Zur Vereinfachung der Vorrichtung kann die Gaszufuhrleitung mit dem gleichen Sterilisiermittel wie die Dosiervorrichtung sterilisiert werden.
Bei einer Maschine, deren Füllvorrichtung getrennt

">ii von einem Extruder angeordnet ist, durch dessen Kopf eine in den extrudierten Schlauch mündende Gaszufuhrleitung hindurchgeführt ist, weist die Gaszuleitung einen bakteriologischen Filter auf und ist vor ihrem Filter an die Sterilisiermittelquelle anschließbar. Hierdurch ist es

v> möglich, insbesondere zur Beibehaltung des Volumens des Kunststoffschlauches dienendes Gas, insbesondere Luft, und dessen Leitungswege zu sterilisieren.

Bei einer Ausbildung entsprechend den Merkmaien des Anspruches 3 wird bei gleichzeitig offenen Ventilen

ho und dazwischen geschaltetem Dosierraum das Sterilisierungsmittel auch durch diesen hindurch und nicht daran vorbeigeführt. Das sterile Füllgut wird somit beim Durchfließen der Dosiervorrichtung nicht unsteril. Zum Aufblähen des Schlauches oder des Behälters dienendes

f.» Gas wird während des Betriebes durch den Filter bakteriologisch gereinigt, so daß die Förderwege der Maschine und das Innere des herzustellenden Kunststoffbehälters keimfrei gehalten werden.

Bei der Weiterbildung noch Anspruch 6 wird von dem Vorteil Gebrauch gemacht, daß ein Schlauch glatte Innenflächen aufweist und leicht zu reinigen ist

Auch sind Schlauchventile in einfacher Weise so anzuordnen, daß der Dosierraum mit Sicherheit vom Sterilisierungsmittel durchflossen wird, wenn beide Ventile offen sind. Bei der Anwendung von abhebbaren Rückschlagventilen als Druck- und Saugventile besteht die Gefahr, daß das Sterilisierungsmittel an dem Dosierraum vorbeigeführt wird, ohne durch diesen hindurchfließen zu müssen. Mehrwegehähne brauchen ein gewisses Lagerspiel und weisen vom Sterilisierungsmittel nicht berührte Hohlräume auf, in denen sich Bakterien ansammeln können. Selbst bei der Verwendung von Dampf als Sterilisierungsmittel läßt sich kaum eine einwandfrei Sterilisierung erreichen, da die Wärme des Dampfes meist nur mittelbar wirkt

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen. In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine in ihren Leitungswegen sterilisierbare und keimfrei zu haltende Vorrichtung zum Herstellen, Füllen und Verschließen von aus Kunststoff bestehenden Behältern schematisch dargestellt. Ls zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt,

F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1 im Teilschnitt unter Auslassung von Teilen,

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in F i g. 2,

F i g. 4 und 5 je einen vereinfachten Schnitt entsprechend F i g. 3 jeweils mit anderen Lagen von Teilen,

F i g. 6 ein Leitungsschema.

Auf einem Tisch 1 ist ein Schlitten 2 mit Hilfe eines hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Arbeitszylinders 3 von einer Lage unterhalb eines Mundstücks 4 einer Strangpresse 5 zu einer Lage unterhalb am Tisch 1 befestigten heb- und senkbaren Füllvorrichtung 6 zu verschieben. Die Strangpresse 5 dient zum Herstellen eines Kunststoffschlauches 7 aus Polyäthylen, Polyvinylchlorid u. dgl. und weist an ihrem Mundstück 4 ein Trennmesser 8 zum Abschneiden des Kunststoffschlauches 7 auf. An die Füllvorrichtung 6 sind eine mit einer Druckluftquellc in Verbindung stehende, nachgiebige Leitung 9 und eine mit einer Dosiervorrichtung 25 verbundene nachgiebige Fülleitung 10 für die Zufuhr von Füllgut sowie eine Entlüftungsleitung 46 angeschlossen.

Der Schlitten 2 trägt zwei quer zur Verschieberichtung des Kolbens des Arbeitszylinders 3 verschiebbare Unterformhälften, von denen nur die Unterformhälfte 12 dargestellt ist Jede Unterformhälfte trägt eine fest mit ihr verbundene Unterdruckkammer 14, die auf seilen des Schlauches mit b'augdüsen 15 versehen ist. Auf der Unterformhälfte 12 ist eine Oberformhälfte 16 für die Hersteilung des Kopfes des Behälters verschiebbar. Die Unterformhälften und die Oberformhälften sind jeweils für sich mittels Arbeitszylindern quer zur Zeichnungsebene zu verschieben. Die Unterformhälfte 12 ist an ihrer oberen Seite und ein Fülldorn der Füllvorrichtung 6 ist an seinem unteren, leicht kegeligen Ende mit einem wärmedämmenden Futter 19 versehen. Die Oberformhälfte 16 ist in gleicher Weise wie die Unterdruckkammer 14 an eine nicht dargestellte Saugquelle angeschlossen und weist Saugdüsen 20 auf.

Die FUlleitung 10 ist über ein Druckventil 22 mit einem durch einen Kolben 23 begrenzten Dosierraum 24 einer Dosiervorrichtung 25 verbunden, welcher Dosierraum 24 über ein Saugventil 26 an einen Vorratsbehälter 27 für Füllgut angeschlossen ist. Ein vom Dosierraum abgewanater vom Verschiebekolben 23 begrenzter Raum ist durch einen von der Kolbenstange abgedichtet durchsetzten, gegen Druck widerstandsfähigen Boden nach außen abgeschlossen. Der Kolben 23 ist mittels eines hydraulisch oder -> pneumatisch zu betätigenden Arbeitszylinders 28a zu verschieben, dessen Hub einstellbar ist

Jedes der Ventile 22 und 26 weist einen in einem Ventilgehäuse 28 angeordneten Schlauch auf. Die beiden Schläuche liegen parallel zueinander. Der an

in seinem einen Ende mit der Fülleitung 10 verbundene Schlauch ist an seinem anderen Ende mit dem Dosierraum 24 der Dosiervorrichtung 25 verbunden und der an seinem einen Ende über die Leitung 41 mit dem Vorratsbehälter 27 verbundene Schlauch in an seinem

ι ~> anderen Ende mit dem Dosierraum 24 verbunden. Zum Abklemmen der Schläuche der Ventile 22 und 26 dienen diesen jeweils zugeordnete Nocken 30, 31 welche auf einer beiden gemeinsamen Welle 32 angeordnet sind. Diese Welle ist mittels eines Arbeitszylinders 33a zu

jmi schwenken und so einzustellen, daß in der einen Endlage der Welle der eine Schlauch, z. B. da«- Druckventil 22, durch Andrücken an einen Gegenkörper 33 zusammengepreßt und in der anderen Endlage der andere Schlauch, z. B. das Saugventil 26, durch den Nocken an

>i einen Gegenkörper 34 dicht angedrückt wird. (Fig. 3 und 5). Die beiden Nocken 30 und 31 sind jedoch wie Fig.4 zeigt in eine solche Lage einzustellen, daß die beiden Schläuche der Ventile 22 und 26 einen Durchgang freilassen, und nicht zusammengepreßt sind.

in Vom Vorratsbehälter 27 fließendes Füllgut durchfließt dann zuerst den Schlauch des Ventils 26, den Dosierraum 24, den Schlauch des Ventils 22 und die Fülleitung 10.

Zum Heranführen von flüssigem oder gasförmigen

j-, Sterilisierungsmittel, z. B. Druckdampf von 2,5 atü und 125° C, dient eine Zufuhrleitung 36, die an eine nicht dargestellte Sterilisiermittelquelle, z. B. einen Dampfkessel, angeschlossen ist. Die Leitung 36 ist über ein Absperrventil 37 mit der Kolbenstangenseite der Dosiervorrichtung 25 verbunden, die über ein Dreiwegeventil 38 an einen Kondensatableiter 39 oder an die Umgebungsluft angeschlossen ist. Die Zufuhrleitung 36 ist über ein Absperrventil 40 mit der zwischen dem Vorratsbehälter 27 und dem Ansaugventil 26 liegenden

4, Leitung 41 verbunden, wobei ein Absperrventil 42 zum Absperren gegenüber dem Vorratsbehälter 27 aient. Die Zufuhrleitung 36 ist außerdem über ein Dreiwegeventil 43 mit der Druckluftleitung 9 zu verbinden, in welche ein bakteriologischer Filter 44 eingeschaltet ist, der

5n auf rein mechanische Weise zum Sterilisieren von über ein Magnetventil 45 herangeführter Druckluft dient, welches Ventil über den Dreiwegehahn 43 an die Druckluftleitung 9 anzuschließen ist.

Die Füllvorrichtung 6 ist an ihrem unteren Ende durch

υ, eine unter ihr strichpunktiert dargestellte, leicht aufsetzbare und leicht abnehmbare Glocke 56 abzudekken, welche in aufgesetzter Lage die Funktion eines von der Maschine herzustellenden Behälters übernimmt und die Leitungen 9 und 10 über das Mundstück der

ho Füllvorrichtung 6 mii der Abfuhrleitung 46 verbindet. In diese ist ein Dreiwegeventil 47 eingeschaltet, das die Abfuhrleitung 46 entweder mit der Umgebungsluft oder einem nicht dargestellten Auffangbehälter für mitgeführtes Füllgut einerseits oder den Kondensatab-

h-, leiter 39 andererseits verbinden.

Durch den ExtruderKupf und das Mundstück 4 ist eine Leitung 50 hindurchgeführt, die über ein Dreiwegeventil 52 und ein Magnetventil 53 mit einer nicht dargestellten

Druckluftquelle zu verbinden ist. Diese versorgt das Schlauchstück mit Druckluft, welche ein Zusammenkleben des plastischen Schlauches beim Abschneiden eines Schlauchstückes mittels des Messers 8 verhindert. In der Leitung 50 ist ein dem Filter 44 entsprechender bakteriologischer Filter 51 vorgesehen. Über das Dreiwegeventil 52 ist die Leitung 50 auch an die Zufuhrleitung 36 anzuschließen. Am Mundstück des Extruders ist die Leitung 50 mit einer zum Kondensatableiter 39 geführten Leitung leicht lösbar zu verbinden, welche durch ein Ventil abgesperrt ist, wenn sie vom Extruder entfernt ist.

Die Füllvorrichtung ist im Bereich ihres mit dem wärmedämmenden Futter 19 versehenen Mundstückes von einem strichpunktiert dargestellten Kasten 55 umgeben, dessen untere Seite in Höhe der Oberseite der Unterdruckkammer liegt und an eine Quelle für steriles Gas, insbesondere auf 300⁰C erhitzte oder über einen Filter geführte Luft, Äthylenoxyd o. dgl., angeschlossen ist und ein Anströmen des Mundstückes mit unsteriler Luft verhindert. Hierdurch wird eine Reinfektion des vor dem Betrieb sterilisierten Mundstücks während des Betriebes verhindert, da das Mundstück während des Betriebes dauernd in einem Strom sterilen Gases leichten Überdruckes liegt, das langsam daran vorbeistreicht. Zum gleichen Zweck kann auch noch eine Art Gasdusche verwendet werden.

Es ist auch möglich, den Strangpreßkopf mit einem Kasten für die Zufuhr sterilen Gases für sich allein oder zusammen mit dem Mundstück der Füllvorrichtung zu umgeben.

Die Maschine wird während ihres Anheizens sterilisiert. Hierzu wird über die mit einem Absperrventil 54 versehene Zufuhrleitung 36 Dampf von 125°C und 2,5 atü herangeführt. Dieser Dampf fließt über das Absperrventil 40, die Leitung 41, das offene Ventil 26 (Fig. 4), den Dosierraum 25 und das Druckventil 22 und gelangt dann über die Leitung 10 zur Füllvorrichtung 6, welche auf dem vom Füllgut zurückzulegenden Weg der Länge nach durchflossen wird. Der Dampf gelangt dann über die hierzu an die Füllvorrichtung lösbar angeschlossene Glocke sowie die Abfuhrleitung 46 in den Kondensatableiter 39.

Zugleich ist die Leitung 9 über das Dreiwegeventil 43 mit der Leitung 36 verbunden, von der aus Dampf übet den Filter 44, die Leitung 9 und über die Druckluftleitung zur Füllvorrichtung fließt und schließlich über die gerade angeschlossene Glocke sowie die Abfuhrleitunj 46 in den Kondensatableiter 39 gelangt.

Zugleich fließt über das Absperrvertil 37 Dampf zu der vom Dosierraum 24 abgewandten Seite des Kolbens 23 in die Dosiervorrichtung 25 und gelangt über das entsprechend eingestellte Dreiwegeventil 38 ebenfalls in den Kondensatableiter 39.

Die Stützluft für den Kunststoffschlauch über das Magnetventil 53 heranführende Leitung 50 wird über das Dreiwegeventil 52 an die Dampfleitung 36 angeschlossen, wodurch Dampf über den Filter 51 und die Leitung 50 zu dem Mundstück 4 des Extruders fließl und von dessen unterem Ende, das hierzu besonders an den Kondensatableiter 39 angeschlossen wurde, in diesen gelangt.

Kür den Betrieb der Maschine wird das Absperrventil 40 geschlossen, die Leitungen 9 und 50 werden mittels der Dreiwegeventile 43 und 52 von der Leitung 36 getrennt und die Glocke 56 wird vom Mundstück 4 entfernt, nachdem das Ventil zum Kondensatableiter 39 geschlossen wurde. Das Absperrventil 42 wird geöffnet und über das Dreiwegeventil 38 wird eine Verbindung mit der Umgebungsluft hergestellt. Über das Ventil 37 wird während des Betriebes Sattdampf mit geringem Überdruck herangeführt, so daß von dieser Seite die Dosiervorrichtung gegen das Eindringen von Bakterien geschützt ist, und über den sterilen Vorratsbehälter 27 wird steriles Füllgut aufgegeben. Dieses wird über das Ansaugventil 26, wobei das Druckventil 22 geschlossen ist, in den Dosierraum 24 angesaugt, und bei geöffnetem Druckventil 22 und geschlossenem Ansaugventil 26 in die Füllvorrichtung gedrückt. Die über die Filter 44 und 51 herangeführte Luft ist jeweils steril. Das Mundstück der Füllvorrichtung liegt während des Betriebes mindestens in ihrer Ruhelage in einem Strom sterilen Gases und ist beim Eintauchen in den heißen und mit steriler Luft gefüllten Schlauch von diesem umgeben so daß unsterile Luft nicht an das Mundstück herantreten kann. Die Maschine arbeitet daher im stationären Zustand steril, da der Kunststoffschlauch ohnedies steril ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Herstellen, Füllen und Verschließen eines Behälters aus thermoplastischem Kunststoff mit einem Extruder, mit einer Dosiervorrichtung, mit einer an die Dosiervorrichtung angeschlossenen Füllvorrichtung und mit einer Zufuhrleitung für Gas zum Aufblähen des Behälters, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierraum (24) der Dosiervorrichtung (25) über Zu- und Ableitungen (10 und 41) und eine Zufuhrleitung (36) an eine Sterilisierungsmittelquelle anschließbar ist, daß über Ventile (37, 38) der Raum oberhalb eines Dosierkolbens (23) der Dosiervorrichtung (25) ständig mit Sterilisierungsmittel beaufschlagbar ist, daß die Zufuhrleitung (9) für das Gas einen vom Sterilisierungsmittel durchspülbaren bakteriologischen Filter (44) aufweist und an die Zufuhrleitung (36) anschließbar ist und daß an der Füllvorrichtung (6) eine Abfuhrleitung (46) für das Sterilisierungsmittel angeschlossen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, deren Füllvorrichtung getrennt von einem Extruder angeordnet ist, durch dessen Kopf eine in den extrudierten Schlauch mündende Gaszuleitung hindurchführt, dadurch gekennzeichnet, daß in der vom Sterilisierungsmittel durchströmbaren Gaszuleitung (50) ebenfalls ein von dem Sterilisierungsmittel beaufschlagbarer bakteriologischer Filter (51) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtung gleichzeitig offenbare Ventile (22,26) aufweist, so daß nach dem Durchströmen des einen Ventils (22) das Sterilisierungsmittel den Dos':errai;m (24) und erst anschließend das andere Ventil (26) durchströmt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Mundstück des Extruderkopfes (4) eine vom Extruderkopf abnehmbare, durch ein Ventil abschließbare Sterilisierungsmittelabfuhrleitung anschließbar ist

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Dampf als Sterilisierungsmittel in der Abfuhrleitung (46) ein Kondensatableiter (39) vorgesehen ist

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichzeitig offenbaren Ventile (22, 26) je einen Schlauch aufweisen, der durch je einen Nocken (30,31) abklemmbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daC die Schläuche der beiden Ventile (22, 26) an der Stirnwand der Dosiervorrichtung (25) parallel zueinander geführt und die Nocken (30,31) der beiden Ventile auf einer gemeinsamen Welle (32) angeordnet sind, wobei in einer zwischen ihren Grenzlagen zum Schließen je eines Ventils (22, 26) liegenden Mittellage der Durchgang durch beide Schläuche frei ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mündung der Füllvorrichtung (6) eine Glocke lösbar anbringbar ist, welche die Zufuhrleitungen (9 und 10) für Druckgas und Füllgut mit einer Abführleitung (46) verbindet.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Füllvorrichtung (6) während des Betriebes mindestens in ihrer Ruhelage von sterilem Gas in einem Kasten (55) umspölbar ist