DE19733582A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen oder dergleichen in einem Flüssigkeitsbad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen in einem Flüssigkeitsbad, wobei die Flaschen von einem Fördermittel in das Flüssigkeitsbad eingetaucht werden und die Flüssigkeit durch die Flaschenmündung in den Flascheninnenraum eindringt.

Speziell zum Reinigen und Desinfizieren von Flaschen in Getränkeabfüllinien werden Maschinen mit Tauchbädern verwendet. Eine derartige Maschine ist beispielsweise aus dem europäischen Patent 0 529 387 bekannt. Mittels eines Flaschenförderers werden die Flaschen an einer Aufgabestation erfaßt und nachfolgend kontinuierlich durch verschiedene Tauchbäder transportiert, wobei die Flaschen beim Eintauchvorgang vollaufen. Nach einer gewissen Verweildauer werden die Flaschen aus dem Tauchbad herausgefördert und zumindest kurzzeitig derart gewendet, daß die Mündung nach unten weist und eine Entleerung stattfindet. Bei verhältnismäßig niedrigen Fördergeschwindigkeiten hat sich diese Vorgehensweise bewährt. Werden dagegen höhere Fördergeschwindigkeiten angestrebt, dauert die Befüllung der Flaschen beim Eintauchen in die Flüssigkeit ungleich länger oder kann bei Überschreiten bestimmter Grenzgeschwindigkeiten fast ganz zum Erliegen kommen.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung anzugeben, mit der eine unwirtschaftliche Verlängerung der Eintauchstrecken zum Füllen der Flaschen bei hohen Fördergeschwindigkeiten weitgehend vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Flaschenmündung zumindest beim Eintauchen in die Flüssigkeit ein die Flüssigkeitseinleitung unterstützendes Element zugeordnet wird. Dieses Element ist so ausgeführt, daß auch bei hohen Flaschenfördergeschwindigkeiten die Luft aus der Flasche entweichen kann, wodurch die Flüssigkeit des Tauchbades zügig in den Flascheninnenraum einlaufen kann.

Gute Ergebnisse werden mit einem die Flaschenmündung umgebenden Kragen erzielt, der den Rand der Flaschenmündungsöffnung in axialer Richtung überragt. Durch den Füllkragen wird ein Abreißen der auf der Mündung liegenden Flüssigkeitsströmung erreicht. Auf diese Weise entsteht im Mündungsbereich ein sog. Strömungsschatten, der eine normale Flaschenbefüllung ermöglicht. Es hat sich gezeigt, daß damit die Flaschenfülldauer auch bei hohen Fördergeschwindigkeiten nicht länger ist als bei Flaschen, die ohne eine quer zur Flaschenhochachse gerichtete Förderbewegung in eine Flüssigkeit eingetaucht werden. Die Eintauchstrecke kann aufgrund dieser Lösung sehr kurz gehalten werden.

Besonders vorteilhaft kann die Neuerung bei einspurig arbeitenden Tauchbadsterilisatoren eingesetzt werden, selbst wenn Flaschenfördergeschwindigkeiten von annähernd einem Meter pro Sekunde gefahren werden.

Weitere günstige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die schematische Seitenansicht einer Maschine zum Reinigen und Desinfizieren von Flaschen,

Fig. 2 die schematische Draufsicht der Maschine nach Fig. 1,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt (X-X in Fig. 4) durch den Endlosförderer für die Flaschen und

Fig. 4 die Seitenansicht des Endlosförderers nach Fig. 3.

Die Maschine nach den Fig. 1 bis 4 ist zum Reinigen von Mehrweg-PET-Flaschen 37 - im Nachstehenden kurz Flaschen genannt - eingerichtet, die unterhalb des Flaschenkopfs 37a einen radial vorstehenden Tragring 37b besitzen. Die Maschine weist ein kastenförmiges Gehäuse 18 auf, in dessen unterer Hälfte Reinigungsflüssigkeit aufweisende Tauchbäder untergebracht sind.

Im Bereich der beiden Stirnseiten des Gehäuses 18 sind parallel zu diesen in einer senkrechten Ebene übereinander je zwei horizontale Wellen 23 bis 26 drehbar gelagert. Auf den beiden unteren, in gleicher Höhe liegenden Wellen 23 und 25 sind jeweils sechs Paare von unteren Umlenkrädern 20 und 21 in Form von Zahnrädern befestigt. Auf den auf gleicher Höhe liegenden oberen Wellen 24 und 26 sind sieben Paare von oberen Umlenkrädern 19 und 22 in Form von Zahnrädern befestigt. Die Umlenkräder sind in insgesamt sieben senkrechten, parallel zu den Längsseiten des Gehäuses 18 ausgerichteten und mit gleichem Abstand zueinander ausgerichteten Doppelebenen angeordnet. Die Doppelebenen und die zugehörigen Umlenkräder sind mit dem Index "a" bis "g" versehen. In der vordersten Doppelebene "g" sind im Höhenbereich zwischen den unteren Umlenkrädern 20, 21 und den oberen Umlenkrädern 19, 22 in der Mitte der Längsseite auf gleicher Höhe nebeneinander zwei zusätzliche Umlenkräder 27, 28 mit parallel zu den Wellen 23 bis 26 ausgerichteten Achsen frei drehbar gelagert. Zumindest die beiden an der gleichen Stirnseite des Gehäuses 18 angeordneten Wellen 23, 24 werden durch einen Getriebemotor 38 oder dgl. mit gleicher Drehzahl und gleichem Drehsinn synchron zueinander kontinuierlich angetrieben.

Über die genannten Umlenkräder-Paare ist ein Endlosförderer 17 für die Flaschen 38 geführt. Dieser weist eine endlose Rollenkette 29 auf, deren Rollen im Bereich zwischen zwei Umlenkrädern auf horizontalen, geradlinigen Laufschienen 39 geführt sind, die im Innenraum des Gehäuses 18 befestigt sind. An der Rollenkette 29 sind hintereinander eine Vielzahl von Flaschenzellen 32 befestigt, wobei jede Flaschenzelle 32 jeweils eine Flasche 37 aufnehmen kann.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, ist jede Flaschenzelle 32 mit ihrem die Flaschenmündung 37a aufnehmenden Endbereich an einem Paar von U-förmigen Halteblechen 51 befestigt, die von zwei mit Abstand zueinander parallel angeordneten Lagerbolzen 53 durchgriffen werden. Jeder der Lagerbolzen 53 trägt an einem seiner Enden eine drehbar gelagerte Rolle, die in den vorhergehend bereits erwähnten Laufschienen 39 geführt ist. Die U-förmigen Bleche 51 benachbarter Flaschenzellen 32 sind über Kettenlaschen 52 zu einer Endloskette verbunden.

Aus der Schnittdarstellung in Fig. 3 ist zu erkennen, daß die Flaschenzellen 32 einen zylindrischen Abschnitt 32a zur Aufnahme eines Teils des Flaschenrumpfes besitzen, an den sich ein konisch verjüngt ausgebildeter Abschnitt 32b anschließt, der sich bis zu einer Einschnürung 32c erstreckt, deren Innendurchmesser zumindest geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser des Tragrings 37b einer Flasche 37.

Wenn eine Flasche mit ihrer Mündung 37a nach unten weisend ausgerichtet ist, stützt sich der Tragring 37b auf der Einschnürung 32c ab, während der Flaschenkopf die Einschnürung durchgreift und in einen die Flaschenmündung 37a voll umfänglich umgebenen Kragen 50 hineinragt. Der Kragen ist so ausgebildet, daß er die Flaschenmündung 37a in axialer Richtung überragt, vorzugsweise drei bis fünfzehn Millimeter. Der Krageninnendurchmesser ist im Vergleich zum Flaschenmündungsdurchmesser vergrößert ausgeführt. Besonders vorteilhaft ist ein Krageninnendurchmesser, der wenigstens annähernd das doppelte des Innendurchmessers der Flaschenmündung beträgt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kragen 50 einstückig an der Einschnürung der Flaschenzelle 32 angeformt.

Der konisch verjüngte Abschnitt 32b der Flaschenzelle 32 ist nahe der Einschnürung 32c mit einem quer zur Flaschentransportrichtung F verlaufenden Schlitz versehen, in dem eine Klemmplatte 31 mit einer nicht näher dargestellten schlüssellochartig geformten Öffnung für den Flaschenkopf zwischen zwei Endpositionen verschiebbar geführt ist. Derartige Klemmplatten sind aus dem eingangs genannten europäischen Patent 0 529 387 (Fig. 4) bekannt und so ausgeführt, daß in einer Endposition der Klemmplatte der Flaschenkopf und dessen Tragring durch einen ersten Abschnitt der Öffnung ungehindert in die Einschnürung 32c und den Kragen 50 der Flaschenzelle 32 in axialer Richtung ein- oder ausführbar ist, während in einer zweiten Endposition der Klemmplatte ein zweiter, einen geringeren Durchmesser als der Tragring aufweisender Abschnitt der Öffnung den Tragring hintergreift, wodurch die Flasche in der Flaschenzelle verriegelt gehalten ist.

Die Überführung der Klemmplatten 31 zwischen ihren beiden Endpositionen erfolgt durch ortsfeste, schräg zur Bewegungsrichtung verlaufende Kurvenstücke 34 und 35. Das Kurvenstück 35, welches die Platten 31 aus einer Klemmstellung in eine Freigabestellung überführt, ist im Bereich der Flaschenabgabe 16 der Reinigungsmaschine bzw. des Tauchbadsterilisators angeordnet. Das andere Kurvenstück 34, welches die Platten 31 aus der Freigabestellung in die Klemmstellung überführt, ist im Bereich der Flaschenaufgabe 1 positioniert. Die Kurvenstücke 34, 35 greifen an einer Steuerrolle 53 der Platte 31 an.

An der vorderen Längsseite des Gehäuses 18 ist eine Flaschenaufgabe 1 und eine Flaschenabgabe 16 angeordnet. Die zu reinigenden Flaschen 37 werden durch ein horizontales Förderband 41, das kurz vor der Maschinenmitte endet, einspurig zugeführt und durch ein weiteres horizontales Förderband 42, das kurz vor der Maschinenmitte beginnt, abgeführt. Die beiden Förderbänder 41, 42 liegen innerhalb der vordersten Doppelebene "g", sind auf der gleichen Höhe angeordnet und werden mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Endlosförderer 17 in Pfeilrichtung kontinuierlich angetrieben. Durch eine nicht gezeigte Einteilvorrichtung überlicher Bauart werden die in einer Reihe einspurig zulaufenden Flaschen 37 entsprechend der Anordnung der Flaschenzellen 32 formiert, derart, daß jeweils eine Flasche im Bereich der Flaschenaufgabe 1 mit einem schräg von oben herangeführten Flaschenkorb 30 zusammentrifft. Dabei dringen die Flaschen mit ihrem Kopf- und Halsbereich in die Flaschenzellen 32 vollständig ein, bis sich der Flaschenkopf 37a im Kragen 50 befindet. In diesem Bereich wird durch das ortsfeste Kurvenstück 34 die Klemmplatte 31 aus der Freigabeposition in die Klemmposition überführt. Umgekehrt werden im Bereich der Flaschenabgabe 16 die in der Klemmposition ankommenden Platten 31 durch das ortsfeste Kurvenstück 35 aus der Verriegelungsposition in die Freigabeposition überführt, so daß die Flaschen frei auf dem Förderband 42 zu stehen kommen. Anschließend wird der Endlosförderer 17 mit den Flaschenkörben 30 schräg nach oben vom Förderband 42 weggeführt, so daß die Flaschen 37 nach unten aus den Flaschenzellen 32 austreten können.

Der Endlosförderer 17 läuft innerhalb der Doppelebene "g" von der Unterseite des Umlenkrads 19g schräg auf das Förderband 41 zu, durchläuft einen kurzen horizontalen Bereich am Kurvenstück 34, umschlingt dann das zusätzliche Umlenkrad 28 und verläuft schräg nach oben zum Umlenkrad 19f. Von diesem läuft der Endlosförderer 17 senkrecht nach unten zum Umlenkrad 20f und weiter von dessen Unterseite innerhalb der Doppelebene "f" zur Unterseite des Umlenkrads 21f. Nachdem er dieses um 180 Grad umfahren hat läuft der Endlosförderer 17 von der Oberseite des Umlenkrads 21f schräg aus der Doppelebene "f" heraus in die Doppelebene "e" zur Oberseite des Umlenkrads 20e. Er umschlingt dieses und läuft von dessen Unterseite zur Unterseite des Umlenkrads 21e. In entsprechender Weise windet sich der Endlosförderer 17 weiter durch die Doppelebenen "d", "c", "b" bis in die Doppelebene "a". Dabei verläuft jeweils das untere Trum des Endlosförderers 17 innerhalb bzw. parallel zu einer Doppelebene, während das obere Trum schräg von einer Doppelebene zur anderen verläuft.

Vom Umlenkrad 21a verläuft der Endlosförderer 17 senkrecht nach oben zum Umlenkrad 22a und von dessen Oberseite zur Oberseite des Umlenkrads 19a. Er umschlingt dieses um 180 Grad und verläuft von dessen Unterseite aus der Doppelebene "a" heraus schräg in die nächste Doppelebene "b" zur Unterseite des Umlenkrads 22b. Er umschlingt dieses um 180 Grad und verläuft von dessen Oberseite innerhalb der Doppelebene "b" zur Oberseite des Umlenkrads 19b. In entsprechender Weise windet sich der Endlosförderer durch die Ebenen "c", "d" , "e" bis in die Ebene "f". Dabei verläuft jeweils das obere Trum des Endlosförderers 17 parallel bzw. innerhalb der Doppelebenen, während das untere Trum schräg zur benachbarten Doppelebene weiterläuft. Von der Oberseite des Umlenkrads 22f verläuft der Endlosförderer schräg nach unten und schräg aus der Doppelebene "f" heraus in die Doppelebene "g" zur Oberseite des zusätzlichen Umlenkrads 27. Er umschlingt dieses und läuft dann von dessen Unterseite im Bereich des Kurvenstücks 35 horizontal innerhalb der Doppelebenen "g" und dann schräg nach oben zur Unterseite des Umlenkrads 22g. Er umschlingt dieses und läuft dann von dessen Oberseite innerhalb der Doppelebene "g" zur Oberseite des Umlenkrads 19g.

Durch die vorstehend beschriebene Führung des Endlosförderers 17 wird der Innenraum des Gehäuses 18 vollständig ausgenutzt und es wird neben einer sehr langen Behandlungsstrecke auch eine einfache Zu- und Abführung der Flaschen 37 durch die schräg nach unten bzw. schräg nach oben verlaufenden Bereiche innerhalb der Flaschenaufgabe 1 bzw. der Flaschenabgabe 16 ermöglicht. Wie die Fig. 2 zeigt, überdecken sich, von oben gesehen, die Bewegungsbahnen des Endlosförderers 17 im unteren, durch die unteren Umlenkräder 20, 21 definierten Bereich A und im oberen, durch die oberen Umlenkräder 19, 22 definierten Bereich B. Im unteren Bereich A schraubt sich der Endlosförderer nach Art einer Spirale in horizontaler Richtung von der Vorderseite des Gehäuses 18 weg, während er sich im oberen Bereich B nach Art einer Spirale zur Vorderseite des Gehäuses A18 hin schraubt. Dabei ergibt sich im Bereich A durch den Pfeil X angegebene Querbewegung und im Bereich B die durch den Pfeil Y angegebene Querbewegung des Endlosförderers 17.

Um eine Reinfektion der gereinigten Flaschen 37 zu verhindern, ist zwischen Flaschenaufgabe 1 und Flaschenabgabe 16 im Bereich zwischen den beiden zusätzlichen Umlenkrädern 27, 28 eine Trennwand 43 angeordnet. Außerdem ist zur einfachen Anpassung an unterschiedliche Flaschenhöhen sowohl die Lagerung des Umlenkrads 27 als auch die Lagerung des Umlenkrads 28 höhenverstellbar ausgeführt, jeweils zusammen mit einer nicht gezeigten kurzen horizontalen Führungsschiene für den horizontalen Umlaufbereich des Endlosförderers 17.

Die von der Flaschenaufgabe 1 kommenden Flaschen 37 werden gewendet und durchlaufen als erstes eine Einrichtung 2 zur Entleerung und Vorspritzung. Anschließend tauchen die Flaschen mit annähernd horizontaler Ausrichtung ihrer Flaschenlängsachse in das Tauchbad 3 ein, das mit einem Reinigungs- oder Desinfektionsmittel gefüllt ist und den gesamten unteren Bereich A des Endlosförderers 17 mit den Doppelebenen "a" bis in "f" umfaßt. Während des Eintauchvorganges, der mit einer Fördergeschwindigkeit von annähernd einem Meter pro Sekunde stattfindet, strömt das Reinigungsmittel - unterstützt durch den Kragen 50 - durch die Mündung in den Innenraum der Flaschen 37. Im zuvor genannten unteren Bereich A bleiben die Flaschen 37 für längere Zeit vollständig untergetaucht, wobei sich durch die Bewegung der Flaschen 37 eine optimale Reinigungs- bzw. Desinfektionswirkung ergibt. Danach laufen die Flaschen bei 5 nach oben in den Bereich B, werden gewendet und bei 6 entleert. Danach durchlaufen sie eine Spritzung 7 mit Reinigungs- oder Desinfektionslösung und tauchen dann nach einem Austropfen bei 8 in ein weiteres Tauchbad 9, welches z. B. mit Sterilwasser gefüllt ist, ein. In ähnlicher Weise folgen weitere Spritzungen 10, 12 und 14 mit Wasser und weitere Tauchbäder 11 und 13. Bei 15 erfolgt dann ein letztes Austropfen der Flaschen, bevor sie zur Flaschenabgabe 16 gelangen.

Im oberen Bereich B verläuft jeweils das obere Trum des Endlosförderers 17 innerhalb der entsprechenden Doppelebene.

Dort sind die feststehenden oder auch oszillierend angetriebenen Spritzrohre der verschiedenen Spritzungen angeordnet. Die unteren Trume verlaufen jeweils schräg in einer Doppelebene zur anderen. Dort sind die entsprechend schräg gestellten Tauchbäder angeordnet. Die Maschine kann abweichend von der vorhergehenden Beschreibung mit mehr oder weniger Tauchbädern und Spritzstationen ausgerüstet sein. Dies hängt davon ab, ob sie als Reinigungsmaschine oder Tauchbadsterilisator dienen soll.

Claims (18)

1. Verfahren zum Behandeln von Flaschen in einem Flüssigkeitsbad, bei dem die Flaschen von einem Fördermittel in das Flüssigkeitsbad eingetaucht werden und die Flüssigkeit durch die Flaschenmündung in den Flascheninnenraum eindringt, dadurch gekennzeichnet, daß der Flaschenmündung, zumindest beim Eintauchen in das Flüssigkeitsbad, ein die Flüssigkeitseinleitung unterstützendes Element zugeordnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element mit der Flasche beim Durchfahren des Flüssigkeitsbades mitgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element so ausgebildet und/oder angeordnet ist, daß nahe der Flaschenmündung ein Strömungsschatten oder Wirbel erzeugt wird.

4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche mit ihrer Mündungsebene im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Flüssigkeitsbades ausgerichtet in dieses eingetaucht wird.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche beim Eintauchen in das Flüssigkeitsbad und Durchfahren desselben kontinuierlich transportiert wird, wenigstens mit einer Fördergeschwindigkeit von 0,4 bis 1,2 Meter pro Sekunde.

6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element den Flaschenmündungsrand zumindest teilumfänglich umgibt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Element in Förderrichtung gesehen dem Flaschenmündungsrand voraus läuft.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element den Flaschenmündungsrand voll umfänglich umgibt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsdurchmesser des Elements wenigstens das Zweifache des Flaschenmündungsdurchmessers beträgt.

10. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Element den Flaschenmündungsrand überragt, vorzugsweise drei bis fünfzehn Millimeter.

11. Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen (37) in einem Flüssigkeitsbad (3, 9, 11, 13), wobei die Flaschen von einem Fördermittel (17) in das Flüssigkeitsbad eingetaucht werden und die Flüssigkeit durch die Flaschenmündung (37a) in den Flascheninnenraum eindringt, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flaschenmündung (37a), zumindest beim Eintauchen in das Flüssigkeitsbad, ein die Flüssigkeitseinleitung in den Flascheninnenraum unterstützendes Element (50) zugeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (50) vom Fördermittel (17) mit der Flasche nahe an dessen Mündung (37a) mitführbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel (17) wenigstens eine Flaschenzelle (32) aufweist, die zumindest einen Teilbereich der Flaschenaußenwand unterhalb der Mündung aufnimmt, wobei das Element (50) an der Flaschenzelle (32) befestigt oder angeformt ist.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (50) über den Flaschenmündungsrand (37a) übersteht, vorzugsweise um drei bis fünfzehn Millimeter.

15. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (50) den Flaschenmündungsrand (37a) zumindest teilumfänglich umgibt, vorzugsweise voll umfänglich.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsdurchmesser des Elements (50) wenigstens das Zweifache des Flaschenmündungsdurchmessers beträgt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (50) die Flaschenmündung (37a) konzentrisch umgibt.

18. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche (37) in der Flaschenzelle (32) in ihrer Lage fixierbar ist, vorzugsweise durch eine die Flasche unterhalb ihrer Mündung (37a) formschlüssig erfassende Haltevorrichtung (31).