DE19904131C2 - Füllstation für eine Aseptik-FFS-Verpackungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Füllstation für eine Aseptik-FFS- Verpackungsmaschine gemäß Oberbegriff der beiden unabhängigen Patentansprüche 1 und 2.

Aseptik-FFS-Verpackungsmaschinen zum Formen (per Tiefziehen), Füllen, Schließen einer durchlaufenden Packstoffbahn sind hinlänglich bekannt und in Benutzung. Abhängig vom Produkt und der Angebotsart (im Kühlfach oder in nicht gekühlten Regalen) muß dafür gesorgt werden, daß zum einen die Packstoffbahn und die Abdeckfolie keimfrei sind und zum anderen diese auch während der Passage durch die Maschine keimfrei bleiben, d. h., für einen aseptischen Betrieb sind solche Maschinen mit einem unter leichten Sterilluft-Überdruck stehenden Aseptiktunnel ausgestattet. Alle diese Forderungen werden von den derzeit verfügbaren Verpackungsmaschinen dieser Art erfüllt, die zudem gemäß Benutzerforderungen mit möglichst hoher Taktzahl taufen und auch möglichst geringe Stillstandszeiten bei den unumgäng­ lichen Reinigungen insbesondere der Füllstation (tägliche Grundreinigung und Zwischenspülungen bei Produktwechsel) benö­ tigen sollen. Ein diesbezügliches Erschwernis stellt dabei der Aseptiktunnel dar, in den die Füllstation mit ihrem mindestens einem Füllrohr in geeigneter Weise unter Aufrechterhaltung der Aseptikbedingungen und der notwendigen Reinigungs- und Spül­ möglichkeiten integriert sein muß.

Soweit bekannt, sind dafür bislang zwei Grundprinzipien in Benutzung, nämlich Anordnung einer entwässerbaren Reinigungs­ mittelrücklaufwanne unter der ausgeformten Packstoffbahn im Füllbereich und ferner die Anordnung einer horizontal unter den Doseur verschieblichen Reinigungsmittelrücklaufwanne zwi­ schen Doseur und Packstoffbahn im Steriltunnel vor. Siehe hierzu DE-OS 23 10 589, gemäß der statt einer Wanne über der Packstoffbahn ein Ableitungsrohrsystem angeordnet ist, auf das zum Spülen die Füllrohre aufgesetzt werden.

Da sich im ersten Fall die Auffangwanne unter der Packstoff­ bahn bzw. deren Förderstrecke befindet, die Wanne aber mit ihrem Öffnungsrand beim Reinigungsvorgang gegen die Doseur­ platte dicht angelegt sein muß, ist es notwendig, für jeden Reinigungsvorgang die Packstoffbahn zu zertrennen und aus dem Bereich der Füllstation zu entfernen, was unvermeidbar mit entsprechend langen Stillstandszeiten der ganzen Maschine ver­ bunden ist.

Das zweite Prinzip verlangt zwar keine Zertrennung und Ent­ fernung der Packstoffbahn, hierbei muß aber die ganze Ver­ stellmechanik für die Verschiebung der Auffangwanne und außer­ dem deren Entwässerung per Tunnelwanddurchgriff bewältigt wer­ den. Der Bewegungsversatz der Füllrohre, um diese zwecks Spü­ lung auf das stationäre Ableitungssystem nach der vorerwähnten DE-OS 23 10 589 einzustellen, verlangt eine Membranabdichtung des dafür erforderlichen Steriltunneldurchgriffes. Bei beiden Prinzipien ist dabei während der Reinigung bzw. Spülung des Doseurs ein Weiterbetrieb der Maschine nicht möglich, egal ob es sich dabei um eine Zwischenspülung oder Grundreinigung handelt.

Hinzuweisen ist noch auf eine sogenannte Gegendruckvorrichtung zur Sterilisierung des Produktzufuhrbereiches einer Abfüllvor­ richtung nach der DE 34 16 967 C2, wobei ein speziell aus­ gebildeter wannenartiger Spülbehälter mit Kondensatablauf ab­ gedichtet von unten gegen die Fülldüsenmündung gehalten wird. Ein Weiterbetrieb einer solchen Abfülleinrichtung während der Spülung ist auch hier nicht vorgesehen und möglich, zumal der Spülbehälter mit der Transporteinrichtung für die zu befül­ lenden Behältnisse, die nicht Teil einer Packstoffbahn sind, in Stellung unter die Fülldüsenmündung gebracht wird.

Ausgehend von einer Aseptik-FFS-Verpackungsmaschine der ein­ gangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Füllstation einer solchen Verpackungsmaschine dahingehend zu verbessern, daß diese bei nur kurzer Unterbrechung auch während der Reinigung normal weiterlaufen kann.

Für die Lösung dieser Aufgabe ergeben sich nach der Erfindung zwei Alternativen, und zwar nach Maßgabe der im Kennzeichen der beiden unabhängigen Ansprüche 1 und 2 angeführten Merk­ male.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unter­ ansprüchen.

Nach der DE 42 26 566 A1 ist es zwar bekannt, in Durchlauf­ richtung hintereinander zwei mit separaten, sogenannten Ste­ rilkästen versehene Füllstationen anzuordnen, diese dienen aber nicht dazu, diese Verpackungsmaschine während der Reini­ gung weiterlaufen lassen zu können, sondern um unterschied­ liche Produkte in die ausgeformten Becher der Packstoffbahn einzudosieren.

Bezgl. des im erfindungsgemäßen Zusammenhang verwendeten Be­ griffes "Kappenverschluß" ist darauf hinzuweisen, daß darunter auch eine sogenannte Düsenplatte zu verstehen ist, die in der Regel dann zur Anwendung kommt, wenn ein Doseur mehrere Füll­ rohre umfaßt. Ein solcher zum Füllrohr gehörender Kappen­ verschluß ist notwendig, um einerseits in Füllstellung die Durchgriffsöffnung zumindest weitestgehend abzuschließen und andererseits in Reinigungs- bzw. Spülstellung die Wanne abzu­ schließen, da in der Regel das Reinigungsmittel unter Druck zugeleitet wird.

Sofern bei den beiden erfindungsgemäßen Lösungen von einer Relativbewegung die Rede ist, so hat dies seinen Grund darin, daß natürlich auch das bzw. die Füllrohre nicht nur per se vertikal sondern auch horizontal zur dann stationären Wanne verstellt werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen zu diesen beiden Lösungen gemäß der abhängigen Ansprüche werden im Rahmen der speziellen Beschreibung von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert und ebenso deren Funktion.

Beide erfindungsgemäßen Lösungen sind mit dem entscheidenden Vorteil verbunden, daß, abgesehen von einer relativ kurzen Unterbrechung, während der Spülung der einen Füllstation die Maschine mit der anderen Füllstation weiterlaufen kann, wofür jedoch nicht nur die Anordnung einer zweiten Füllstation Voraussetzung ist, sondern auch deren spezielle erfindungs­ gemäße Ausbildung gemäß der anderen Merkmale. Der bauliche Aufwand an der Verpackungsmaschine ist zwar größer, dieser Aufwand wird jedoch durch die wesentlich reduzierten Still­ standszeiten wieder absolut wettgemacht, wobei zu berück­ sichtigen ist, daß bislang gründliche Reinigungsspülungen Zeiten von zwei bis drei Stunden in Anspruch nehmen, während der der gesamte Betrieb solcher Maschinen unterbrochen ist. Dem steht bei den erfindungsgemäßen Lösungen ein Zeitaufwand in der Größenordnung von lediglich max. 20 min gegenüber, der für den Wechsel der Füllstationen benötigt wird und die erforderliche Sterilspülung des für den Wechsel zeitweilig zu öffnenden Steriltunnels.

Die erfindungsgemäßen Füllstationen und deren Funktion werden nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung von Ausfüh­ rungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 stark schematisiert die Aseptik-FFS-Verpackungs­ maschine in Seitenansicht;

Fig. 2A-2C eine der Füllstationen in unterschiedlichen Be­ triebsstellungen;

Fig. 3 den Füllstationenbereich mit den beiden Füllsta­ tionen nach der ersten Lösung und

Fig. 4 den Füllstationenbereich mit den beiden Füllsta­ tionen nach der zweiten Lösung.

Die Füllstation für eine nur schematisch in Fig. 1 dargestellte Aseptik-FFS-Verpackungsmaschine besteht nach wie vor aus mindestens einem in Bezug auf die Förderstrecke PFS stationär aber senkrecht zur Förderstrecke verstellbaren Dosierfüllrohr 3 (sogenannter Doseur), dem eine hier nur dem Prinzip nach angedeutete Wanne 4 zur Aufnahme von bei der Reinigungsspülung des Füllrohres 3 anfallender Reinigungsflüssigkeit zugeordnet ist. Die ganze Förderstrecke der Packstoffbahn PB befindet sich dabei in einem bspw. mit Sterilluft versorgten, unter leichtem Überdruck stehenden Steriltunnel 4, der im Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 1 als sogenannter Halbtunnel dar­ gestellt ist. Vor der hier allein interessierenden Füllstation 1 befindet sich die Formstation FS, vor dieser der Vorbe­ handlungsbereich VB (Packstoffbahnsterilisierung und Vor­ wärmung) und hinter dieser die Schließstation SS. Alle diese in einem nicht dargestellten Gestell befindlichen Komponenten bedürfen bis auf die hier wesentliche Füllstation keiner näheren Erläuterung, da hinlänglich bekannt.

Bezüglich der ersten Lösung wird auf die Fig. 2A-2C und 3 verwiesen, aus denen ersichtlich ist, daß am Aseptiktunnel 2 oberhalb der Förderstrecke PFS in verstellbaren Öffnungen 2'' abdichtbar zum Tunnel 2 hintereinander zwei Füllstationen 1, 1' angeordnet sind, die jeweils aus einem entwässerbaren Wannenteil 5 und einem nachgeordneten Füllrohr-Durchgriffsteil 6 gebildet und Wannen- und Füllrohr-Durchgriffsteil 5, 6 auf das Füllrohr 3 parallel zur Förderstrecke PFS einstellbar angeordnet sind, wobei das Füllrohr 3 mit einem sowohl für den Wannenteil 5 als auch den Füllrohr-Durchgriffsteil 6 passenden Kappenverschluß 7 und der Füllrohr-Durchgriffsteil 6 bei Stellung des Wannenteiles 5 unter dem Füllrohr 3 (Fig. 2C) mit einer abnehmbaren Verschlußkappe 8 versehen sind.

Bezüglich des Merkmals "verstell- bzw. versetztbaren Öff­ nungen" 2'' wird auf Fig. 2A, 2B verwiesen, die den notwendigen Versatz des Wannen- und Durchgriffsteiles 5, 6 zum Füllrohr 3 verdeutlicht. Bewerkstelligt wird dieser Versatz dadurch, daß die obere Begrenzung 2' des Aseptiktunnels 2 mindestens im Anordnungsbereich der beiden Füllstationen 1, 1' aus abge­ dichtet auflegbaren Abdeckelementen 9, wie bspw. dargestellt, gebildet ist. Wie vorerwähnt, ist es beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2A-2C auch möglich, bei stationärem Wannen und Durchgriffsteil 5, 6 das Füllrohr 3 in angehobener Stellung horizontal vom Durchgriffsteil zum Wannenteil und umgekehrt zu verstellen.

Nicht dargestellt sind beim Ganzen die Verstellmechaniken für das in Bezug auf die Förderstrecke PFS stationäre aber zu dieser senkrecht verstellbare Füllrohr 3 und auch nicht die Elemente zur Füllgutzuführung und zur Spülmittelableitung aus der Wanne 5.

Fig. 2A zeigt die Füllstation in Dosierstellung, Fig. 2B in Wechselstellung Mund Fig. 2C in Spülstellung. Um von der normalen Betriebsstellung gemäß Fig. 2A in die Reinigungs­ stellung gemäß Fig. 2C zu gelangen, wird wie folgt vorge­ gangen:
Das Füllrohr 3 wird hochgestellt, und es werden die beiden benachbarten Abdeckelemente 9, 9' ausgetauscht. Da durch Her­ ausziehen des Füllrohres 3 der Aseptiktunnel 2 per Durch­ griffsteil 6 per se mit der Umgebungsluft in Verbindung tritt, wäre eine an sich mögliche, längenveränderliche Ge­ staltung der oberen Tunnelabdeckung, um die Installations­ öffnung 2'' um das Maß V zu versetzen, mit einem viel zu großen Aufwand verbunden, weshalb die dargestellte Ausführungsform bevorzugt wird.

Ist die Wechselstellung gemäß Fig. 2B erreicht, wird das Füllrohr 3 mit seinem Kappenverschluß 7 in die Reini­ gungsstellung gemäß Fig. 2C abgesenkt, wobei sich der untere Rand des Kappenverschlusses 7 auf den oberen Rand Ales Wannenteiles 5 aufsetzt, der mit einer umlaufenden Dichtung 11 versehen ist. Um den Aseptiktunnel 2 wieder dicht zu machen und einer kurzzeitigen Sterilspülung unterwerfen zu können, wird auf die Durchgriffsöffnung 6' des Füllrohr-Durchgriffs­ teiles 6 einfach eine entsprechend bemessene Verschlußkappe 8 aufgelegt.

Da erfindungsgemäß eine zweite, entsprechend ausgebildete Füllstation 1' (siehe Fig. 3) vorhanden ist, kann nun die För­ derung der Packstoffbahn PB wieder fortgesetzt werden, wobei nunmehr ausreichend Zeit zur Verfügung steht, die in Reini­ gungsstellung befindliche Füllstation 1 einer gründlichen Rei­ nigungsspülung zu unterziehen, die in der Regel Zeiten von 2 bis 3 Std. in Anspruch nimmt, hier aber nicht mehr ins Gewicht fällt, da ja die Maschine mit der anderen Füllstation 1' weiterläuft.

Die zweite Lösung (siehe hierzu Fig. 4) unterscheidet sich von der vorbeschrieben dadurch, daß hierbei die beiden Füll­ stationen 1, 1' jeweils aus einem separaten Wannenteil 5 und einem zur Förderstrecke stationären Füllrohr-Durchgriffsteil 6 gebildet sind, wobei der Wannenteil 5 über dem Tunnel 2, d. h., außerhalb des Tunnels 2 angeordnet ist und über den hier sta­ tionären Füllrohr-Durchgriffsteil 6 bei hochgestelltem Füll­ rohr 3 parallel zur Förderstrecke PFS verstellbar ist.

Gemäß Fig. 4 kann zwar jedem stationären Füllrohr-Durch­ griffsteil 6 ein separates Wannenteil 5 zugeordnet werden, was aber nicht, wie ohne weiteres vorstellbar, zwingend notwendig ist, da beide Durchgriffsteile 6 bei entsprechend verlän­ gerter, nur gestrichelt angedeuteter Schlittenführung 10 von einem Wannenteil 5 bedient werden können. Nach Hochstellen der hier doppelt dargestellten Füllrohre 3 (die Packstoffbahn PB wird hierbei also in Abzugsrichtung mit Doppelschritten ge­ taktet bewegt) wird bei dieser Ausführungsform der Wannenteil 5 unter die Füllrohre 3 verschoben, und der Füllrohr-Durch­ griffsteil 6 wird, wie vorbeschrieben ebenfalls mit einer entsprechend bemessenen Verschlußkappe 8 abgedeckelt. Auch bei dieser Ausführungsform und bei hochgestellten Füllrohren 3 ist es wiederum möglich, diese horizontal über das jeweils zugehörige, dann stationäre Wannenteil zu verstellen.

Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich, ist der Füllrohr-Durch­ griffsteil 6 mit die Durchgriffsöffnungen 6' umschliessenden und in den Kappenverschluß 7 der Füllrohre 3 passenden Hülsen 12 bzw. hülsenartigen Fortsätzen versehen, so daß sich, wie ersichtlich, bei in Füllstellung abgesenkten Füllrohren 3 eine Art Labyrinthabdichtung des Aseptiktunnels 2 in diesem Bereich ergibt.

Claims (13)

1. Füllstation für eine Aseptik-FFS-Verpackungsmaschine, deren Packstoffbahn-Förderstrecke (PFS) in einem Aseptiktunnel (2) und hinter deren Packstoff-Formstation (FS) die Füllstation (1) angeordnet ist, die aus mindestens einem in Bezug auf die Förderstrecke (PFS) stationären aber senk­ recht zur Förderstrecke (PFS) verstellbaren Dosierfüllrohr (3) besteht, dem eine Wanne (4) zur Aufnahme von bei der Reinigungsspülung des Füllrohres (3) anfallender Reini­ gungsflüssigkeit zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Aseptiktunnel (2) oberhalb der Förderstrecke (PFS) in verstellbaren Öffnungen abdichtbar zum Tunnel (2) hin­ tereinander zwei Füllstationen (1, 1') angeordnet sind, wobei sich abwechselnd jeweils nur eine Füllstation (1, 1') in Betriebsstellung und die andere Füllstation (1', 1) in Reinigungsstellung befindet, daß die Füllstationen (1, 1') wegen den verstellbaren Öffnungen zwischen einer Betriebs­ stellung und einer Reinigungsstellung hin- und herbewegbar sind und jeweils aus einem das Füllrohr (3) in Reini­ gungsstellung aufnehmenden Wannenteil (5) und einem das Füllrohr (3) in Betriebsstellung aufnehmenden Füllrohr- Durchgriffsteil (6) bestehen und beide zusammen eine beweg­ bare Einheit bilden und daß der Füllrohr-Durchgriffsteil (6) bei Stellung des Wannenteiles (5) unter dem Füllrohr (3) mit einer abnehmbaren Verschlußkappe (8) versehen ist.

2. Füllstation für eine Aseptik-FFS-Verpackungsmaschine, deren Packstoffbahn-Förderstrecke (PFS) in einem Aseptiktunnel (2) und hinter deren Packstoff-Formstation (FS) die Füll­ station (1) angeordnet ist, die aus mindestens einem in Bezug auf die Förderstrecke (PFS) stationären aber senk­ recht zur Förderstrecke (PFS) verstellbaren Dosierfüllrohr (3) besteht, dem eine Wanne (4) zur Aufnahme von bei der Reinigungsspülung des Füllrohres (3) anfallender Reini­ gungsflüssigkeit zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Aseptiktunnel (2) oberhalb der Förderstrecke (PFS) in Öffnungen abgedichtet zum Tunnel (2) hintereinander zwei Füllstationen (1, 1') angeordnet sind, wobei sich abwech­ selnd jeweils nur eine Füllstation (1, 1') in Betriebsstel­ lung und die andere Füllstation (1', 1) in Reinigungs­ stellung befindet, daß die Füllstationen (1, 1') jeweils aus einem stationären, das Füllrohr (3) in Betriebsstellung aufnehmenden Füllrohr-Durchgriffsteil (6) und aus einem se­ paraten Wannenteil (5) gebildet sind und der Wannenteil (5) in Reinigungsstellung unter das hochgestellte Füllrohr (3) bewegbar ist und daß der Füllrohr-Durchgriffsteil (6) in Reinigungsstellung mit einer abnehmbaren Verschlußkappe (8) versehen ist.

3. Füllstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Reihe (R) quer zur Packstoffbahn-Förderstrecke (PFS) mehrere Füllrohre (3) nebeneinander angeordnet und diese mit einem gemeinsamen Kappenverschluß (7) für den entsprechend verlängerten Wannenteil (5) versehen sind und der Füllrohr-Durchgriffsteil (6) mit einer entsprechenden Zahl von Durchgriffsöffnungen (6') versehen ist, die mit einer gemeinsamen Verschlußkappe (8) abdeckbar sind.

4. Füllstation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihe (R) von Füllrohren (3) mindestens eine weitere Reihe (R') von Füllrohren (3) zugeordnet ist.

5. Füllstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Begrenzung (2') des Aseptiktunnels (2) min­ destens im Anordnungsbereich der beiden Füllstationen (1, 1') aus abgedichtet auflegbaren Abdeckelementen (9) gebildet ist.

6. Füllstation nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der entwässerbare Wannenteil (5) mit seinem zugehörigen Füllrohr-Durchgriffsteil (6) in einer Schlittenführung (10) in Füll- und Reinigungsstellung positionsgenau zum Füllrohr (3) bzw. den Füllrohren verstellbar ist.

7. Füllstation nach einem der Ansprüche 2 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der entwässerbare Wannenteil (5) in einer Schlitten­ führung (10) in Reinigungsstellung positionsgenau über den abgedeckelten Füllrohr-Durchgriffsteil (6) verstellbar ist.

8. Füllstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wannenteil (5) öffnungsseitig mit einer umlaufenden Dichtung (11) für den aufzusetzenden Kappenverschluß (7) versehen ist.

9. Füllstation nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllrohr-Durchgriffsteil (6) mit die Durchgriffs­ öffnungen (6') umschließenden und in den Kappenverschluß (7) passenden Hülsen (12) versehen ist.

10. Füllstation nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei entsprechend verlängerter Schlittenführung statt zweier Wannenteile (5) nur ein in die Bereiche beider Füll­ stationen (1, 1') verstellbarer Wannenteil (5) vorgesehen ist.

11. Füllstation nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Wannenteil (5) und Füllrohr-Durchgriffsteil (6) gebildete Einheit parallel zur Förderstrecke (PFS) ver­ setzbar angeordnet ist.

12. Füllstation nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für den Versatz des Wannenteiles (5) und des separaten Füllrohr-Durchgriffsteil (6) über dem Aseptiktunnel (2) eine zur Förderstrecke (PFS) parallele Schlittenfüh­ rung (10) angeordnet ist.

13. Füllstation nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappe (7) als am jeweiligen Füllrohr (3) angeordnete, nach unten offene topfartige, abgedichtet auf hülsenartige Fortsätze (12) am Wannenteil (5) aufsetzbare und entsprechende hülsenartige Fortsätze (12) am Füllrohr- Durchgriffsteil (6) übergreifende Hülse ausgebildet ist.