DE3229383C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ent­ fernen loser trockener Partikel aus zur Aufnahme von Nahrungs- und Genußmitteln, insbesondere von Molkereiprodukten, bestimm­ ten becherförmigen Behältern, wie z. B. Kunststoff-, Papp-, Papier- oder Glasbecher, bei welchen ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, im Bereich der Becheröffnung unter Druck zugeführt wird, sodann zum Bechertiefsten gelangt und nach­ folgend im Gegenstrom zum einströmenden Gas abgesaugt wird, wobei das Gas auf seinem Weg durch den Becher entlang der Becher-Innenmantelfläche einen ringförmigen Querschnitt durch­ strömt.

Bei im wesentlichen gebrauchsfertig angelieferten Bechern, wie sie insbesondere in Becherfüll- und Verschließ­ maschinen der Milchindustrie beim Abfüllen von Joghurt, Quark od. dgl., verwendet werden, läßt sich nie gänzlich aus­ schließen, daß Verpackungs- oder Fertigungsreste oder aber auch Staubpartikel im Becherinnern verbleiben. Derartige Partikel können bei fertig abgepackten Produkten zu Reinfek­ tionen führen.

Entsprechend dem Hauptpatent 31 08 912 wurde bereits die Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, welches es gestattet, mehr oder weni­ ger große Partikel bis zur Größe von Angußteilen von Kunst­ stoffspritzguß-Bechern, die beim fertigen Produkt häufig zu Reklamationen führen, mit hinreichender Sicherheit von der Becher-Innenmantelfläche zu entfernen. Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß das einströmende Gas stoßweise zunächst konzentriert entlang der Becher-Innenmantelfläche zum Bechertiefsten hin geführt und nachfolgend unter räumlicher Abtrennung vom einströmenden Gas vom Bechertiefsten abgesaugt wird.

Entsprechend dem Hauptpatent 31 08 912 erzeugt das ringförmig konzentriert stoßweise eingeblasene Druckgas, insbesondere Sterilluft von etwa 4 bis 6 bar, gewissermaßen einen Abschabeffekt und reißt hierbei auf seinem Weg zum Bechertiefsten etwa vorhandene Partikel von der Becher-Innenmantelfläche ab, transportiert diese zum Bechertiefsten, reinigt den Becherboden und wird schließlich zusammen mit den gelösten Partikeln über einen entgegengerichteten Saugstrom nach außen geführt.

Das Verfahren nach dem Hauptpatent 31 08 912 ist insbesondere für Becherfüll- und Verschließmaschinen geeignet, bei denen der Becherinnen­ raum zur Keimtötung mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß in derartig entkeimten Bechern abgefüllte Lebensmittel nicht immer ohne weiteres die angestrebte Haltbarkeitszeit erreichen. Es stellte sich jedoch heraus, daß entsprechend dem Verfahren nach dem Hauptpatent 31 08 912 behandelte Becher, welche anschließend einer UV-Strahlung unterzogen wurden, in überraschender Weise keinerlei frühzeitiges Verder­ ben des Füllgutes verursachten. Dieses vorteilhafte Ergebnis ist vermutlich auf die Entfernung der zuvor an der Becher-In­ nenmantelfläche anhaftenden Partikel zurückzuführen. Der­ artige Partikel, mögen sie noch so klein sein, bilden im ultravioletten Licht einen Schatten, in welchem vermutlich Keime überleben können. Mit dem Verfahren nach dem Hauptpatent 31 08 912 werden aber die Partikel aus dem Becher-Innenraum entfernt, so daß die UV-Strahlung die Becher-Innenmantelfläche lückenlos beauf­ schlagen kann.

Bei der Durchführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent 31 08 912 hat sich indes herausgestellt, daß gewisse Becher je nach Art ihrer Kunststoffzusammensetzung und je nach Feuchte des zugeführten gasförmigen Mediums (z. B. Blasluft) Schwierigkeiten beim Ablösen der Partikel dadurch bereiten, daß letztere elektro­ statisch anhaften. Ausgehend von dem Verfahren des Haupt­ patents 31 08 912 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren nach dem Hauptpatent insbesondere durch weitestgehende Vermeidung elektro-statisch bedingter Partikelanhaftung zu verbessern. Entsprechend der Erfindung wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das gasförmige Medium unmittelbar vor seinem Eintritt in die Becher ionisiert wird.

Erfindungsgemäß erfolgt die Ionisierung mit aktiven Spitzenionisatoren, welche Elektrodenspitzen mit Hoch­ frequenzspannung beaufschlagen. Durch die Ionisierung wird die an der Bechermantelinnenfläche vorbeiströmende Luft leitfähig gemacht und eine Entladung der zuvor statisch aufgeladenen Partikel bewirkt, so daß letztere von der vorbeiströmenden Luft leichter abgeschält und abgesaugt werden können. Mit der Erfindung werden außerdem etwaige Eigen-Ionisierungseffekte, hervorgerufen durch die entlang der Becherinnenwandung strömen­ de Luft, vermieden.

Das Hauptpatent 31 08 912 geht im übrigen von einer bekannten Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens an einer Becherfüll- und Verschließmaschine aus, welches mit einem umlaufend ge­ führten Fördermittel, welches quer zur Förderrichtung in Reihen angeordnete Becheraufnahmen trägt, welche außerdem parallel zur Förderrichtung angeordnete Bahnen bilden und welche mit ihren Becher tragenden Becheraufnahmen ausgerich­ tete Arbeitsstationen, nämlich eine Becherzuführstation, eine Doseurstation etc., taktweise aufeinanderfolgend durchlaufen. Entsprechend dem Hauptpatent 31 08 912 wurde die gattungsgemäße Vorrichtung dadurch verbessert, daß hinter der Becherzuführ-Station eine Arbeits­ station mit mindestens einem einen Verdrängerkörper bildenden Zapfen vorhanden ist, welcher, in einen Becher eingetaucht, dessen Becheröffnung mit einer flanschförmigen Dichtung ver­ schließt, benachbart der Dichtung mindestens eine zum Becher­ innenraum offene ringförmige, dem Becher angepaßte Einström­ öffnung aufweist und zwischen Außenmantelfläche und der Becher-Innenmantelfläche einen kurz vor dem Becherboden endenden Ringraum bildet, der in einen zwischen dem Becherboden und der Zapfen-Stirnseite gebildeten Umlenkraum übergeht, der an einen die Zapfen-Stirnseite durch­ setzenden Absaugkanal angeschlossen ist.

Die Vorrichtung entsprechend dem Hauptpatent 31 08 912 wird entsprechend der Erfindung dadurch verbessert, daß der Einströmöffnung eine das gasförmige Medium beaufschlagende Elektrode eines Spitzen­ ionisators vorgeordnet ist. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Elektrode eine Ring­ elektrode, die in einer oberseitig des Stutzens gebildeten, vom gasförmigen Medium durchströmten Ringnut angeordnet ist.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus zusätzlichen Unteransprüchen.

In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 den wesentlichen Teil der Vor­ richtung mit den Merkmalen der Erfindung, teilweise im Längsschnitt und teilweise in Ansicht in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 ein Becherfüllwerk in schematischer Darstellung und

Fig. 3 eine Darstellung in Anlehnung an Fig. 1 einer zweiten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist der wesentliche Teil einer Blas-Saugvorrichtung mit der Bezugsziffer 10 bezeich­ net. Die Blas-Saugvorrichtung 10 gemäß Fig. 1 ist auch aus Fig. 2 ersichtlich. Anhand von Fig. 2 wird deutlich, daß die Blas-Saugvorrichtung 10 an einer entsprechend den Bewe­ gungspfeilen y heb- und senkbaren Tragkonsole 11 bewegungsein­ heitlich befestigt ist. Auf diese Weise kann die Blas-Saug­ vorrichtung 10 mit ihren Verdrängerkörper bildenden Zapfen 16 a in Becher 13 (insbesondere Kunststoffbecher) hineinge­ senkt und wiederum aus den Bechern 13 herausgehoben werden. Die Becher 13 sind in Becheraufnahmen 14 eines mit seinem Obertrum entsprechend der Förderrichtung x umlaufenden Platten-Gliederbandes 15 eines insgesamt mit F bezeichneten Becherfüll- und Verschließmaschine aufgenommen.

In Fig. 1 ist die Blas-Saugvorrichtung 10 in etwa natür­ licher Größe dargestellt. An einer Platte 24 ist eine Zapfen­ reihe Z ₁ hängend befestigt. Entsprechend dem Hauptpatent kann außerdem eine zweite Zapfenreihe Z ₂ mit Zapfen 16 vorgesehen sein. Von jeder Zapfenreihe Z ₁, Z ₂ ist jeweils nur ein vorderer Zapfen 16 a, 16 sichtbar. Die Zapfen 16 a und 16 sind jeweils untereinander gleich ausgebildet.

Die dem Hauptpatent 31 08 912 entsprechende Zapfenreihe Z ₂ ist nur ange­ deutet und unvollständig dargestellt.

Die Platte 24 ist mit Zuleitungsbohrungen 17 mit Innen­ gewinde 18 und mit Absaugbohrungen 19 mit Innengewinde 20 versehen. An die Zuleitungsbohrungen 17 sind mittels Verbin­ dungsnippeln 61 nicht dargestellte Luftzuleitungen ange­ schlossen, während an die Absaugbohrungen 19 Absaugeleitungen 47 angeschlossen werden. Die Zuleitungsbohrungen 17 münden jeweils in einem ringförmigen Voraum 48 einer insgesamt mit 21 bezeichneten Ringnut. Der Zapfen 16 a ist oberseitig mittels Gewinde 23 a mit der Platte 24 verschraubt.

Im Anschluß an den ringförmigen Vorraum 48 bildet die Ringnut 21 einen sich in Strömungsrichtung 1 (siehe Pfeile) des gasförmigen Mediums verengenden Ringspalt 49. Der Ring­ spalt 49 umgibt eine Ringelektrode 50 innenumfangsseitig.

Der Ringspalt 49 mündet in einer ringförmigen Erweiterung 51 eines insgesamt mit der Bezugsziffer 52 bezeichneten Ionisierungsraums. In den Ionisierungsraum 52 ragen Elektroden­ spitzen 53 axial hinein, die auf der in Strömungsrichtung 1 weisenden Stirnseite der Ringelektrode 50 in umfangsver­ teilter Anordnung vorgesehen sind.

Der ringförmige Ionisierungsraum 52 verengt sich zu­ nehmend und bildet so eine sich ringdüsenförmig verengende Einströmöffnung 22.

Zum Zapfen 16 a gehört ein gesonderter, aus Kunststoff, z. B. aus PVC, bestehender Zentrierring 54 mit einem konischen Zentrieransatz 55. Der Zentrierring 54 ist an einem Überwurf­ ring 56 und letzterer an der Platte 24 befestigt. Die Ring­ elektrode 50 ist zwischen dem Zentrierring 54, dem Überwurf­ ring 56 und der Platte 24 gehalten.

Der Ringspalt 49 ist radial innenseitig von einem Zwi­ schenring 57 begrenzt, welcher ebenso wie der Zapfen 16 a aus Kunststoff, z. B. PVC, besteht.

Die Becheraufnahme 14 ist von einem eine Zentriernut 59 aufweisenden Haltering 58 gebildet. Der Halteflansch 27 des Bechers 13 wird von dem stirnseitig mit einem Dichtungs­ ring 26 versehenen Zentrieransatz 55 in der Zentriernut 59 gehalten.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 nur durch die axiale Länge des Zapfens 16 a. Der axial kürzere Zapfen 16 a gemäß Fig. 3 gestattet eine Verwendung unterschiedlich hoher Becher 13 gleichen Durchmessers.

Die Funktion der Blas-Saugvorrichtung 10 gemäß Fig. 1 bis 3 verläuft wie folgt:

Einem jeweils rechts in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Zapfen 16 a wird über die Zuleitungsbohrung 17 Sterilluft von etwa 1-6 bar zugeführt, welche über die Ringnut 21 und den Ionisierungsraum 52 mit ringdüsenförmiger Einströmöffnung 22 in einen zwischen der Kegelstumpf-Außenmantelfläche 28 des Zapfens 16 a und der becherseitigen im wesentlichen Kegel­ stumpf-Innenmantelfläche 29 gebildeten Ringraum R eingeströmt. Da an der Absaugbohrung 19 die Absaugleitung 47 angeschlossen ist, entsteht im Ringraum R ein Luftstrom hoher Strömungs­ geschwindigkeit, welcher gegebenenfalls an der Kegelstumpf- Innenmantelfläche 29 anhaftende Partikel abschabt bzw. abreißt und in Richtung der mit 1 bezeichneten Pfeile nach unten in einen Umlenkraum 30 führt. Entsprechend den mit u bezeichneten Pfeilen wird der Luftstrom an der Bodenfläche 32 des Becher­ bodens 33 umgelenkt und gelangt, nachdem er auch gegebenen­ falls an der Bodenfläche 32 anhaftende Partikel abgerissen hat, in einen sich trichter- bzw. trompetenartig verjüngenden Aufnahmeraum T des Absaugkanals 34, welcher zentrisch in dem rotationssymmetrischen, im wesentlichen kegelstumpfförmigen Zapfen 16 a vorgesehen ist. An der Stirnseite 31 des Zapfens 16 a gemäß Fig. 1 bildet den Übergang zwischen der Kegelstumpf- Außenmantelfläche 28 und der nicht bezeichneten Kegelstumpf- Innenmantelfläche des Raums T eine kreisförmige schneiden­ artige Kante 45. An den Aufnahmeraum T schließt sich ein zylindrischer Kanal C an, welcher schließlich in die Absaug­ bohrung 19 mündet.

Im Ionisierungsraum 52 wird die vorbeiströmende Luft ionisiert, d. h. elektrisch leitend gemacht. Diese ionisierte Luft ist in der Lage, an der Becherwandung 29 und an der Becher-Bodenfläche 32 elektrostatisch anhaftende Partikel besonders leicht abzuschälen. Mit der Ionisierung der Luft ergibt sich auch die vorteilhafte Möglichkeit, den Zapfen 16 a besonders kurz und nur im Bereich der Öffnung des Bechers 13 auszubilden. Es genügt hier die anfängliche Richtwirkung der Ringdüse 22 in Verbindung mit der Ionisierung, die Wandungs­ teile 29 und 32 von anhaftenden Partikeln zu befreien (Fig. 3). Auch hat sich bei dieser Ausführungsform herausge­ stellt, daß trotz des axial kurzen Zapfens 16 a (Fig. 3) die räumliche Trennung zwischen Zu- und Abluftstrom ausreichend ist.

Ergänzend bleibt noch zu erwähnen, daß die Ringelektrode 50 über ein Anschlußkabel 60 mit einem nicht gezeigten Ver­ sorgungsteil der Anordnung - Entelektrisator genannt - ver­ bunden ist. Entelektrisatoren an sich sind bekannt und werden im anderen Zusammenhang von der Firma HAUG GmbH & Co. KG, Leinfelden-Echterdingen, geliefert.

Eine besonders vorteilhafte Variante der vorbeschriebenen Funktionsweise besteht darin, daß Saug- und Druckwirkung zeitlich verschoben einsetzen. Und zwar wird zu Beginn des Arbeitstaktes zunächst die Zuleitung über 17 mittels eines nicht dargestellten Ventils mit Sterilluft beaufschlagt, während die Absaugbohrung 19 durch ein geschlossenes Ventil (nicht dargestellt) von der ebenfalls nicht dargestellten Vakuumquelle getrennt ist. Nach einer kurzen Zeitverzögerung öffnet sodann das letztgenannte Ventil und legt die Absaug­ bohrung 19 an die Vakuumquelle an. Bei Beendigung des Vor­ ganges ist die Reihenfolge umgekehrt: zuerst wird die Steril­ luftquelle und sodann - nach einer kurzen Zeitverzögerung - die Vakuumquelle abgeschaltet.

Jeder der jeweils in der linken Bildhälfte gemäß den Fig. 1 und 3 dargestellte Zapfen 16, der Zapfenreihe Z ₂ ist körperlich identisch mit jedem Zapfen 16 a der Zapfenreihe Z ₁ ausgebildet. Bei den Zapfen 16 der jeweiligen Zapfenreihe Z ₂ werden jedoch zusätzliche Verfahrensschritte durchgeführt, die sich dadurch ergeben, daß die Zuleitungs­ bohrungen 17 mit im wesentlichen druckloser bzw. unter schwachem Druck stehender Sterilluft versehen werden, während jeder Absaugkanal 19 an eine Saugleitung angeschlossen ist. Auf diese Weise wird das Bechervolumen vor der Becherbehand­ lung mit ultravioletter Strahlung mit steriler Luft ausge­ füllt. Im übrigen sei noch erwähnt, daß sich hinter einer UV-Station 35 als weitere Arbeitsstation die Doseurreihe 36, die Deckelaufsetz-Station 37, die Deckelsiegelstation 38, die Druckwerk-Station 39 zum Aufbringen des Verfalldatums sowie schließlich eine Abgabeschurre 40 anschließen. Die Arbeits­ station mit den Blas-Saugvorrichtungen 10 folgt im übrigen im Anschluß an die Becherzuführ-Station 41.

Claims (7)

1. Verfahren zum Entfernen loser trockener Partikel aus zur Aufnahme von Nahrungs- und Genußmitteln, insbesondere von Molkereiprodukten, bestimmten becherförmigen Behältern, wie z. B. Kunststoff-, Papp-, Papier- oder Glasbecher, bei welchen ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, im Bereich der Becheröffnung unter Druck zugeführt wird, sodann zum Becher­ tiefsten gelangt und nachfolgend im Gegenstrom zum einströmen­ den Gas abgesaugt wird, wobei das Gas auf seinem Weg durch den Becher entlang der Becher-Innenmantelfläche einen ringförmigen Querschnitt durchströmt und wobei gemäß Patent 31 08 912 das einströmende Gas stoß­ weise zunächst konzentriert entlang der Becher-Innenmantel­ fläche zum Bechertiefsten hingeführt und nachfolgend unter räumlicher Abtrennung vom einströmenden Gas vom Bechertiefsten abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium unmittelbar vor seinem Eintritt in die Becher ionisiert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 an einer Becherfüll- und Verschließmaschine mit einem umlaufend geführten Fördermittel, welches quer zur Förderrichtung in Reihen angeordnete Becheraufnahmen trägt, welche außerdem parallel zur Förderrichtung angeordnete Bahnen bilden und welche mit ihren Becher tragenden Becheraufnahmen ausgerichtete Arbeitsstationen, nämlich eine Becherzuführ­ station, eine Doseurstation etc., taktweise aufeinanderfolgend durchlaufen, wobei gemäß Patent 31 08 912 hinter der Becherzuführ-Station eine Ar­ beitsstation mit mindestens einem einen Verdrängerkörper bildenden Zapfen vorhanden ist, welcher, in einen Becher eingetaucht, dessen Becheröffnung mit einer flanschförmigen Dichtung verschließt, benachbart der Dichtung mindestens eine zum Becherinnenraum offene ringförmige, dem Becher angepaßte Einströmöffnung aufweist und zwischen Außenmantelfläche und der Becher-Innenmantelfläche einen kurz vor dem Becherboden endenden Ringraum bildet, der in einen zwischen dem Becherboden und der Zapfen-Stirnseite gebildeten Umlenkraum übergeht, der an einen die Zapfen-Stirn­ seite durchsetzenden Absaugkanal angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmöffnung (22) eine das gas­ förmige Medium beaufschlagende Elektrode (50) eines Spitzen­ ionisators vorgeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode eine Ringelektrode (50) ist, die in einer oberseitig des Zapfens (16 a) gebildeten, vom gasförmigen Medium durchströmten Ringnut (21) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (21) einen der Ringelektrode (50) vorgeord­ neten ringförmigen Vorraum (48) bildet, an welchen die Zu­ leitung (17) für das gasförmige Medium angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (21) im Anschluß an den ringförmigen Vorraum (48) einen sich in Strömungsrichtung (1) des gasförmigen Mediums verengenden Ringspalt (49) bildet, welcher die Ring­ elektrode (50) umfangsseitig in radialer Richtung umgibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (49) in einer ringförmigen Erweiterung (51) eines ringförmigen Ionisierungsraums (52) mündet, in welchen die auf der Ringelektrode (50) in umfangsverteilter Anordnung vorgesehenen Elektrodenspitzen (53) axial hinein­ ragen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Ionisierungsraum (52) sich zunehmend verengt und in die sich ringdüsenförmig verengende Einström­ öffnung (22) übergeht.