-
Maschine zum selbsttätigen Füllen, Abdecken und Verschliessen einer
Folge von Behältern.
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum selbsttätigen Füllen,
Abdecken und dichtem Verschliessen von Behältern, insbesondere von Aluminium- oder
Kunststoffbehältern für essbare Nahrungsmittel-Erzeugnisse. Vor allem betrifft die
Erfindung die Sterilisierung solcher Behälter bzw. ihres Inhalts, deren Güte verbessert
werden soll, und die Bauweise der Maschine hinsichtlich ihrer Leistung, ihrer Betriebsweise
und der Stetigkeit ihres Betriebes.
-
Im einzelnen ergibt sich die Erfindung nachstehend beispielsweise
aus der Beschreibung von Ausführungsformen ihrer Teile anhand der Zeichnungen, und
zwar zeigen: Fig. 1 in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einen Zwischenabschnitt
der Maschine zur Darstellung des Transports der sterilisierten Behälter und des
Kühlens, Abdeckens und Verschliessens der Behälter; Pig. 2 eine Teil Seitenansicht
einer Ausführungsfor eines erfindungsgemässen Tunnels, der einen abnehmbaren
Deckel
und einen neuartig ausgeführten Einlass für das Sterilisiermittel besitzt; Fig.
3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, nach der Linie 3-3 der Fig. 2; Fig.
4 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, jedoch im Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig.
1; Fig. 5 eine Teilansicht des Eintrittsendes des Tunnels und der Behälter-Fördervorrichtung,
teilweise im Schnitt, und Pig. 6 eine Teil-Seitenansicht des Sterilisierungstunnels.
-
Der alemeine Aufbau und das Zusammenwirken der Teile der erfindungsgemässen
Maschine ergibt sich nachstehend im einzelnen vor allem für diejenigen Teile, die
der in erster Linie prioritätsbegründenden USA-CIP-Patentanmeldung Ser. No. 221
521 vom 28. Januar 1972 entsprechen und erfinderische Verbesserungen und Abänderungen
der in der USA-CIP-Patentanmeldung 205 151 vom 6. Dezember 1971 und der Stamm-USA-Patentanmeldung
1i5 663 vom 27. Aug. 1971 des gleichen Erfinders verkörpern, deren USA-Prioritäten
für die vorliegende Anmeldung gleichfalls in Anaspruch genommen sind.
-
Es sei zuerst auf Fig. 5 Rezug genommen, die die Bauweise am Eintrittsende
eines Tunnels 10 und dessen Deckel 11 darstellt; dieser ist aus mehreren Teilen
gefertigt, welche am Boden und den Seitenwandungen des Tunnels nicht befestigt sind
und deshalb lediglich durch Abheben vom Tunnel abgenommen werden können.
-
Ferner zeigt Fig. 5 ein erfindungsgemäss ausgeführtes Einlassrohr
12 zur Zuführung von Heissluft oder eines anderen erhitzten Sterilisierungsmittels,
das z.B. erhitzter trockener Dampf oder heisse trockene Luft oder dergleichen sein
kann. Statt an der Stelle, an der das Einlassrohr in den Deckel 11 des Tunnels eingeführt
und mit diesem verbunden wird, einen V-förmigen Einlassteil
vorzusehen,
kann ein einfaches rohrförmiges Gebilde mit vergrössertem Durchtrittsquerschnitt
und mit auseinandergespreizten unteren Schenkeln 12' (s. Fig. 3 und 4) verwendet
werden, um die Möglichkeit zu schaffen, dass mehr Sterilisierungsmittel mit grösserer
Strömungsgeschwindigkeit und ohne grossen Reibungswiderstand eingeführt wird, wie
er sonst durch zu scharfe Änderungen in der Strömungsrichtung des Sterilisierungsmittels
ver-Rrsacht wird. Eine lotrechte Stirnplatte 13 des Tunnels ist an der Bodenplatte
14 und an den Seitenwandungen 11' des Tunnels angebracht. In diesem bewegt sich
in an sich bekannter Weise ein Förderband 15 auf angetriebenen Rollen oder Walzen
16. Es ist ersichtlich, dass das obere Trum des Förderbandes sich in der Darstellung
nach Fig. 5 in der Pfeilrichtung von rechts nach links bewegt und dass die einzelnen
Behälter 17, die vorzugsweise kegelstumpfförmige Gestalt ihrer Zarge mit einem am
oberen Rand abgesetzten Teil - wie dargestellt - besitzen, z.B. mittels einer (nicht
dargestellten) mechanischen Förderschnecke durch lotrechte Förderrohre 18 abwärts
gefördert werden. Es sind mehrere solcher Rohre vorgesehen, und zwar acht solcher
Förderrohre 18 sind in Querrichtung über die Maschine verteilt angebracht; sie geben
von ihrem Unterteil die Behälter 17 nacheinander ab, und die=terden in den Oberteil
der Rohre in bekannter oder sonst beliebiger Weise ineinandergeschachtelt eingeführt.
-
In diesem Zusammenhang hat es sich afs'vorteilhaft erwiesen, die Behälter
17 durch ihr Eigengewicht abwärts zu fördern, kann aber statt dessen auch eine Aufwärtsförderung-und
Zuführung der Behälter in die Maschine angewendet werden. Aus Fig. 5 ist ersichtlich,
dass die Behälter 17 einzeln aus ihrer Ineinanderschachtelung gelöst und aus einer
Behälter-Tragstange 19 abgesetzt oder fallengelassen werden, die ortsfest angebracht
ist. Jedoch werden die einzelnen Behälter mittels Querstäben 20 entlang der Trag
stange 19 vorgeschoben, und zwar sind diese Querstäbe entlang den oberen und den
unteren Kanten des endlosen Förderbandes 15 in Abständen voneinander angebracht.
-
Auf diese Weise werden die Behälter schon ganz am Anfang ihrer Bahn
auseinandergeschachtelt, während sie in die Maschine eintreten und durch diese hindurchgehen.
Es hat sich herausgestellt, dass diese Art der Auseinanderschachtelung einfacher
ist als die Verwendung von einer oder mehreren schnecken- oder schraubenförmigen
Stangen, und dass es wesentlich zweckmässiger ist, die Behälter schon dann auseinanderzuschachteln,
wenn sie dem Sterilisielungstunnel durch eine Öffnung an der Stirnwandplatte 13
zugeführt werden als erst in einer späteren Stufe den Arbeitsganges. Die hier dargestellte
Bauweise erlaubt ferner, das Förderband 15 während seines Laufs um die Rollen 16
herum durch eine konsolenartige Schutzwand 21 zu schützen, die noch einen angemessenen
freien Raum zwischen der Vorderkante der Schutzwand 21 und der Stirnendplatte 13
des Tunnels belässt. Die Maschine besitzt wie ersichtlich ein Rahmengestell, das
im einzelnen nicht beschrieben zu werden braucht.
-
Gemäes Fig. 2, die einen vor dem in Fig. 5 gezeigten Teil der Maschine
liegenden Teil der Maschine darstellt, werden die Behälter 17 der Tragstange 19
entlang weitergefördertund ist, wie bereits erwähnt, der Deckel 11 des Tunnels durch
Anheben abnehmbar, da er lediglich auf den übrigen Tunnelteilen oder auf Trägern
ruht, die zu diesem Zweck bei 22 angebracht sind. Der Tunnelraum, durch den die
Behälter wandern, wird mittels eines oder mehrerer zusätzlicher Einlassrohre 12
auf Sterilisierungstemperatur erhitzt, wobei alle Einlässe 12 für das Sterilisie
rungsmittel belstverständlich mit der beliebigen Quelle für das Sterilisierungsmittel
verbunden sind, Diese kann in an sie bekannter Weise ausgeführt sein und ist nicht
bezeichnet Das heipfl!t, die Eitsilnsrohre 12 sind mit einer Quelle für überhit
tc Dairirf oder heisser trockener Luft oder eines andere Sterilisierungsmittels
verbunden, das strömungsfähig oder gasförmig ist.
-
Der in Fig. 1 dargestellte Teil der Maschine zeigt, wie die Behälter
17 an das Vorderende der Tragstange 19 im Tunnel 10 gelangen und dan>- einzeln
zu einer nach unten geneigten Platte
23 und abwärts auf dieser wandern,
von der sie dann mittels einer Überführungsvorrichtung 24 aufgenommen und einzeln
und nacheinander in becherartige Einsatzstücke 25 eines Förderbandes 26 abgesetzt
werden. Dieses Förderband ist vom Förderband 15 unabhängig, ist aber mittels eines
Kegelradgetriebes 27 und Zwischen-Transmissionsgliedern 28 synchron mit dem Förderband
15 angetrieben. Es ist ersichtlich, dass in diesem Bereich die Verlängerung des
Tunnels zu einem langen,nach vorne abwärts geneigten Teil 29 mit dem Deckel 11 und
einem oberen Abdeckglied 30 des vorderen Teils des oberen Maschinengehäuses ausgestalltet
ist. Der geneigte Teil 29 liegt im wesentlichen, wie dargestellt, über den Teilen
23 und 24, wodurch die Bauweise der Verlängerung des Tunnels vereinfacht und leichter
betreibbar gemacht wird.
-
Das obere Trum des Förderbandes 26 bewegt sich in der Pfeilrichtung
der Fig. 1 von rechts nach links, und die Bahn des Förderbandes bildet innerhalb
des Gehäuses im wesentlichen ein Rechteck, wie es sich aus der Rückführung des Pörderbandes
über Umlenkwalzen 31 und 32 ergibt, die auf angetriebenen Querwellen 33 gelagert
sind, Es ist auch ersichtlich, dass das Kegelzahnradgetriebe 27 mittels einer lotrechten
Welle 34 angetrieben wird, deren unteres Ende ein weiteres Kegelzahnrad 35 trägt,
das in beliebiger oder bekannter Weise mittels einer nur abgebrochen dargestellten
waagrechten Welle 36 über ein zugehöriges Kegelzahnrad angetrieben wird.
-
Während die Behälter 17 durch den~Tunnel bis zur Transportplatte 23
und die Überführungsvorrichtung 24 wandern, werden sie durch das Sterilisierungsmittel
erhitzt; d.h. sie werden durch eine erhitzte und geschlossene Zone vorgeschoben
und dabei auf eine so hohe Temperatur erhitzt, z.B. etwa 1500C oder im Bereich von
900C bis i500C, dass eine schnelle Sterilisierung vor sich geht, wobei die einzelnen
Behälter mit einer Geschwindigkeit von ungefähr
30 Stück pro Minute
über eine Tunnellänge von 7 m wandern und wobei die Durchlaufzeit jedes Behälters
innerhalb des Tunnels ungefähr 2,5 Minuten beträgt.
-
Sobald die Behälter 17 den eigentlichen Sterilisierungstunnel verlassen,
werden sie bei 37 (Fig. 1) einer Infrarot-Lichtquelle ausgesetzt, die eine zusätzliche
Erhitzung und einen ergänzenden Sterilisierungseffekt insbesondere auf das Innere
der einzelnen Behälter bewirkt, wenn diese unter ihr (siehe rechts in Pig. 1) hindurchgehen.
Hierauf, wenn die auf das Förderband 26 überführten Behälter mit dem Förderband
weiterwandern, wird ihre Unterseite bzw. ihr Boden der Einwirkung von Kühlmitteln
ausgesetzt, und zwar entweder von bei 38 ausgeblasener gekühlter Luft oder (nicht
gezeichnetem) gekühltem Wasser, das danach dem Kreislauf natürlich wieder zugeführt
werden kann. Das Förderband 26 soll im wesentlichen in der 9argestellten Weise ausgeführt
sein, die nicht näher beschrieben zu werden braucht.
-
Mehrere Stapel von Behälterdeckeln 39 (wobei die Anzahl der Stapel
der Anzahl der Rohre 18 gleich ist und die Stapel in gleichen Abständen wie diese
voneinander angeordnet sind) sind in je einem Halter 40 angebracht und durch je
ein Gehäuse 41 geschützt. Die Deckel 39 werden wie üblich einzeln dem Stapel entnommen
und den Behältern zugeführt. Jedoch ist es erwünscht, dass je Stapel ein zweites
Aussengehäuse 42 vorgesehen ist, das den Zutritt von Keimen zu den Deckeln 39 verhindert
und zwischen den beiden Gehäusen 41 und 42 zusätzlich einen Isolierraum 43 zu schaffen,
der dazu beiträgt, die Deckel auf der gewünschten Temperatur zu halten.
-
Bei der vorliegenden Ausführung der Erfindung ist bei 44 noch eine
zweite Bestrahlungsquelle zur Bestrahlung der Unterseite der Deckel vorgesehen,
wodurch diese wirksam und schnell vollständig sterilisiert werden. Die Deckel werden
natürlich mit einer verhältnismässig 2rissen Geschwindigkeit zugeführt, welche der
Vorschubgeschwindigkeit der einzelnen Behälter angepasst ist.
-
In Vorschubrichtung dicht hinter dem zuletzt beschriebenen Teil der
Maschine befindet sich ein weiterer Einlass 12 für SteriLisierungsmittel, der in
der oben beschriebenen Weise ausgeführt ist; ein ähnlicher weiterer Einlass 12 für
Sterilisierungsmittel ist (in Förderrichtung) unmittelbar vor der Überführungsvorrichtung
24 angebracht. Eine Vorrichtung 45 dient dazu, die Deckel aufeinanderfolgend auf
3e einen Behälter aufzupressen und diesem gegenüber abzudichten. Mit 45 ist eine
übliche, in Kolbenbauart ausgeführte Behälter-Füllvorrichtung bezeichnet Wie aus
Fig. 3 und 4 ersichtlich, sind an verschiedenen Stellen entlang der Maschine Sonden
46 angbracht, die als Temperaturfühler die der jeweiligen Stelle innerhalb des Tunnels
oder der Maschine anzeigen. Diese Fühler sind Teile von (nicht Bereich neten) Anzeige-
oder Aufzeichnungsvorrichtungen, durch die man eine sichtbare Anzeige oder Aufzeichnung
für Kontrolizwecke erhält.
-
Gemäss Fig. 3 verzweigt sich jeder der Einlässe 12 für das Sterilisierungsmittel
an seinem unteren Ende in zwei Schenkel 12', von denen jeder mit einer Endkappe
47 versehen ist. Diese Anordnung trägt dazu bei, in einem bestimmtexl Bereich des
Tunnels cder der Maschine die gewünschte gleichbleibende Temperatur aufrechtzuerhalten.
Dabei sind die Endkappen so ausgebildet, dass das Sterilisierungemittel in einer
bestimmten Weise oder im wesentlichen gleichmässig über den Innenraum des Tunnels
zerstäubt bzw. verteilt wird.
-
In gleicher Weise könnten sich gemäss Sig. 4 Schenkel 12' der Einlässe
12 für das Sterilisierungsmittel über die gaze Breite des Tunnels verzweigen und
Kappen 47' besitzen, die exSs Stück mit dem Tunneldeckel 11 und den Tunnelseitenwandungen
11' bilden und teilweise innerhalb des Tunnels liegen, so dass sie in den sicken
des Tunnels Anschlusstutzen für Luft bilden.
-
Aus Fig, a ist ersichtlich, dass der Tunnel aus einer Mehrzahl von
Abschnitten oder Teilen aufgebaut ist, von denen einer in
Fig. 6
dargestellt ist, wobei der Deckel 11 in der schon genannten Weise abnehmbar ist,
weil er an den übrigen Tunnelteilen nicht befestigt ist. Jeder dieser Tunnelabschnitte
ist ferner mit einem Glasfenster oder einem sonstigen durchsichtigen Glied 10' versehen,
durch das das Innere des Tunnels beobachtet werden kann. Das Fenster 10' besteht
vorzugsweise aus hitzebeständigem Glas.
-
Die bei 45' gezeigte Püllvorrichtung ist in einer an sich bekannten
Bauweise ausgeführt, die als "Paal"-Püllvorrichtung bekannt ist; diese ist eine
Rollen-Membran-Füllvorrichtungsbauart, die ein Verteilerrohr besitzt, das an einer
Seite mit einem Anschluss für Zuführung des einzufüllenden Erzeugnisses in die Behälter
und an der anderen Seite mit einem nach oben ragenden Rohr, einer Sonde für die
Füllhöhe und einem sterilien Ventilationefilter ausgerüstet ist.
-
Jeder der Deckelstapel 39 und Halter 40 nach Fig. 1 bildet eine Station,
an der die gefüllten Behälter mit Kappen und Deckeln versehen werden, nachdem sie
vor Erreichen dieser Abdeckstation mit einer dosierten Menge an Behälterinhalt gefüllt
wurden.
-
Wie erwähnt, besitzt diese Station eine Reihe von 8 iiíagazinen, die
während der Vor-Sterilisierungsperiode die Deckel festhalten.
-
Danach werden einzelne Platten an der Oberseite der IIagazine zum
Beladen der ortsfesten Deckelmagazine geöffnet und werden zusätzliche gefüllte Magazine
wie bei den ortsfesten Magazinen eingesetzt, wobei die Zufuhr der Deckel von den
zusätzlichen Magazinen zu den oberen Enden je eines vorhandenen Stapels von Deckeln
bei den ortsfesten Magazinen mittels einer Kunststoffgleitbahn oder eines Schiebers
stattfindet. Die Vorrichtung zur Abnahme und zur Zuführung der Deckel ist unterhalb
Pes Stapels von Deckeln 39 dargestellt und arbeitet in üblicher Weise.
-
Diese Einrichtung ist als eine vierteilige Deckel-Saugstation bekannt,
bei der jeder der Deckel, wenn er von seinem Stapel durch Saugwirkung abgenommen
wird, sich iiber einen Winkel von 900 drehen muss und während 1,8 Sekunden einer
Bestrahlung durch
Infrarotlicht oder durch eine Bestrahlungsquelle
ausgesetzt wird, wie sie bei 44 gezeigt ist. Nach der Bestrahlung durch Infrarotlicht
werden die Deckel unmittelbar aufeinanderfolgend der Folge von Behältern zugeführt
und auf diese aufgesetzt.
-
Die Infrarotbestrahlungsvorrichtung ist in der üblichen Bauart ausgeführt,
wie sie z.B. durch Ellstein und andere Hersteller gefertigt wird.
-
Es ist ferner zu bemerken, dass der eigentliche Tunnel am rechten
Teil der Fig. 1 da endet, wo die sterilisierten Behälter von dem Träger 19 auf die
geneigte Platte 23 und von da auf die Überführungsvorrichtung 24 übergehen. Der
letztgenannte Teil der Maschine vor dem Ende des Trägers 19 ist als Hamba-Maschine
bekannt. Die bei 45 gezeigte pneumatische Verschliesstation kann zum Zwecke der
Reinigung über einen Winkel von 90° gedreht werden.
-
Das Verschliessen der aufgebrachten Deckel unter Anwendung von Wärme
findet unter einem Druck von 6 Atmosphären statt, was einem Druck von 36 kp/cm2
der Verschlussfläche gleichkommt.
-
Gemäss Fig. 1 besitzt die Maschine einen mit Flüssigkeit gefüllten
Trog 49. Die darin befindliche Flüssigkeit 50 kann erhitzt und auf die Unterseite
des Förderbandes 26 z.B. mittels Sprührohren 51 aufgesprüht werden, um dieses zu
reinigen. Anschließend kann das rücklaufende gereinigte Trum des Pörderbandes 26
einer Trocknung durch Heissluft mittels einer bei 52 gezeigten Vorrichtung unterzogen
werden. Weiterhin ist die Maschine in üblicher Weise mit verstellbaren Tragfüssen
53 versehen, die auf einer Fläche 54 ruhen, welche ein Zementfussboden in einem
Gebäude oder eine-sonstige tragende Fläche sein kann, wobei die Maschine mittels
der nüsse unabhängig von etwaigen Ungleichmässigkeiten der tragenden Fläche in die
horizontale Lage gebracht und in dieser gehalten werden kann.