DE602004012557T2

DE602004012557T2 - Vorrichtung und verfahren zur bestrahlung mittels elektronenstrahlen

Info

Publication number: DE602004012557T2
Application number: DE602004012557T
Authority: DE
Inventors: Lars NÄSLUND; Tommy Nilsson; Luca Poppi; Anna Eriksson; Paolo Benedetti; Filippo Ferrarini
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2024-06-09
Also published as: EP1638845B9; EP1638845A1; JP4441532B2; US20060284111A1; PL1638845T3; ATE389588T1; ES2300781T3; KR20060025179A; AU2004247606B2; EP1638845B1; MXPA05013222A; HK1095307A1; CN1809496A; SE0301782L; AU2004247606A1; BRPI0409904A; SE526700C2; US7348578B2; SE0301782D0; WO2004110868A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zur Bestrahlung mittels Elektronenstrahlen von wenigstens einer ersten Seite einer Bahn.
STAND DER TECHNIK
In der Nahrungsmittelverpackungsindustrie wurden lange Zeit Verpackungen verwendet, welche aus einer Bahn aus Verpackungsmaterial gebildet waren, umfassend unterschiedliche Schichten bzw. Lagen aus Papier oder Karton, Flüssigkeitsbarrieren aus beispielsweise Polymeren und Gasbarrieren aus beispielsweise dünnen Filmen von Aluminium. In der Verpackungsmaschine ist bzw. wird die Bahn in ein Rohr durch überlappendes Dichten der Längskanten bzw. -ränder der Bahn geformt bzw. gebildet. Das Rohr wird kontinuierlich mit einem Produkt befüllt und dann querverlaufend versiegelt bzw. abgedichtet und in Kissen bzw. Packungen geformt. Die Kissen werden getrennt und beispielsweise in parallelepipedische Behälter geformt. Diese Technologie eines Formens bzw. Ausbildens eines Rohrs aus einer Bahn ist per se gut bekannt und wird nicht im Detail beschrieben werden.
Um die Lebensdauer bzw. Haltbarkeit der verpackten Produkte zu verlängern, ist es vorab bekannt, die Bahn von den Form- und Fülltätigkeiten bzw. -vorgängen zu sterilisieren. In Abhängigkeit davon, wie lange die Haltbarkeit bzw. Lagerfähigkeit gewünscht ist und ob die Verteilung und Lagerung in einer gekühlten oder Umgebungstemperatur durchgeführt wird, können unterschiedliche Niveaus einer Sterilisierung gewählt werden. Ein Weg eines Sterilisierens einer Bahn ist eine chemische Sterilisierung unter Verwendung von beispielsweise einem Bad aus Wasserstoffperoxid. Ein anderer Weg ist ein Bestrahlen der Bahn durch Elektronen, die von einem Elektronenstrahlemitter emittiert sind. Ein derartiger Emitter ist beispielsweise in der US-A-5,194,742 offenbart.
Jedoch erzeugt eine Bestrahlung mit Elektronen ungewünschte Röntgenstrahlen. Die Elektronen werden verlangsamt, wenn sie unter anderem mit Luftmolekülen, Bakterien, der Bahn und den Wänden der Abschirmung kollidieren. Diese Absenkung der Geschwindigkeit der Elektronen gibt Anlaß zu der Emission von Röntgenstrahlen. Wenn ein derartiger Röntgenstrahl die Abschirmung trifft, tritt der Röntgenstrahl um eine bestimmte Distanz in das Material ein und bewirkt eine Ausstrahlung bzw. Abgabe von neuen Röntgenstrahlen. Es war ein Problem, akzeptable Strahlungsniveaus außerhalb einer Bestrahlungsvorrichtung einer vertretbaren Größe zu erzielen.
In GB 2 157 140 , welche eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Elektronenhärten von Tinten bzw. Farben beschreibt, ist ein Weg eines Lösens des Problems gezeigt. Der Emitter ist in einer zentralen Kammer angeordnet, durch welche die Bahn für eine Behandlung durch den Emitter hindurchgeleitet wird. Die zentrale Kammer ist abgeschirmt und umfaßt eine Strahlungsfalle zum Absorbieren einer wesentlichen Menge der Strahlung, welche durch die Bahn nicht absorbiert verbleibt. Beim Eintritt und beim Austritt der zentralen Kammer sind erste Subkammern vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt. Diese ersten Subkammern sind mit Strahlungsfallen zum Absorbieren der Strahlung versehen, welche durch den Austritt und Eintritt der zentralen Kammer austritt. An den Öffnungen der Subkammern, welche gegenüberliegend dem Ein tritt und dem Austritt der zentralen Kammer angeordnet sind, wurde ein akzeptables Strahlungsniveau erhalten. Die Strahlungsfallen in den ersten Subkammern sind als parallele Vorsprünge bzw. Erhebungen ausgebildet, welche sich von den Innenwänden davon erstrecken. Jede funktioniert bzw. fungiert als ein schmaler "Postschlitz", durch welchen die Bahn durchtreten darf. Zweite Subkammern sind ebenfalls zur Verfügung gestellt, welche ausgefüllte Räume und Austragsmittel für ein Eintragen von Inertgas umfassen, um das Ausmaß an Sauerstoff zu reduzieren, das zu der zentralen Kammer weitergeleitet wird.
Zum Ändern des Eintritts- und Austrittswinkels der sich bewegenden Bahn in bezug auf die räumliche Positionierung der Vorrichtung bzw. des Geräts sind die Subkammern austauschbar. Somit können durch ein Entfernen von einer oder mehreren der Subkammern und Ersetzen derselben durch Subkammern einer unterschiedlichen Geometrie die Winkel verändert werden, ohne die zentrale Kammer zu stören.
Jedoch ist, wenn beispielsweise Verpackungsmaterialbahnen innerhalb der Nahrungsmittelverpackungsindustrie sterilisiert werden, eine Lösung gemäß GB 2 157 140 unter Verwendung von Strahlungsfallen nicht bevorzugt. Zuerst können aufgrund des Designs der Strahlungsfallen diese nicht regel- bzw. kontrollierbare Fluidströme durch die Bestrahlungsvorrichtung während einer Sterilisation bewirken und Schwierigkeiten während einer Vorsterilisation der Vorrichtung selbst bewirken. Dies kann nicht erwünschte und/oder nicht steuer- bzw. kontrollierbare Hygieneniveaus bewirken. Zweitens können Verpackungsmaterialbahnen mit vorab angebrachten Öffnungsvorrichtungen, wie Kappen, versehen sein, welche von der Bahnoberfläche vorragen. Somit müssen die "Postschlitze" der Strahlungsfallen größer sein, um die Bahn mit Kappen durchtreten zu lassen. Größere Schlitze geben Anlaß zu weniger effektiven Fallen, und um dieselbe Effizienz wie mit den schmalen Schlitzen zu erzielen, muß die Zahl von Fallen erhöht werden. Dadurch wird die Bestrahlungsvorrichtung größer und voluminöser. Somit verbleibt für Sterilisationszwecke innerhalb beispielsweise der Nahrungsmittelverpackungsindustrie das Problem eines Erhaltens von akzeptablen Strahlungsniveaus außerhalb einer Bestrahlungsvorrichtung von vernünftiger Größe immer noch.
Eine weitere Lösung ist in JP-A-2000214300 beschrieben. Dort wird ein Elektronenstrahl-Sterilisiergerät mit einer Strahlungsabschirmung in der Form eines gekrümmten Tunnels zur Verfügung gestellt. Die Bestrahlung wird gezwungen, auf die Tunnelwand aufzutreffen, bevor sie den Tunnel verläßt, um tolerierbar niedrige Strahlungsniveaus zu erzielen bzw. zu erhalten. Die Vorrichtung wird zum Sterilisieren von hohlen Behältern, wie Nahrungsmittelbehältern (beispielsweise PET Flaschen), und medizinischen Behältern verwendet. Die Behälter werden auf einem Förderer transportiert und die Strahlungsvorrichtung ist bei der Hälfte des gekrümmten Tunnels positioniert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher war es ein Ziel bzw. Gegenstand der Erfindung, eine Vorrichtung vernünftiger Größe für eine Elektronenstrahlbestrahlung zur Verfügung zu stellen, wo das Strahlungsniveau außerhalb der Vorrichtung akzeptabel ist und zufriedenstellende und vorbestimmte Sterilisationsniveaus garantiert sind.
Dieses Ziel wird durch eine Vorrichtung für Elektronenstrahlbestrahlung von wenigstens einer ersten Seite einer Bahn erzielt, wobei die Vorrichtung einen Tunnel, durch den die Bahn passieren kann, umfaßt, wobei der Tunnel mit einem Bahneintrittsabschnitt, einem Bahnaustrittsabschnitt und einem mittleren Abschnitt ausgestattet ist, der mindestens einen ersten Elektronenstrahlemitter aufnehmen kann, welcher mit einem Elektronenaustrittsfenster versehen ist, durch das Elektronen in den Tunnel ausgesandt werden können, und wobei der Tunnel an wenigstens zwei Stellen jeweils im Eintrittsabschnitt und im Austrittsabschnitt so abgewinkelt ist, daß jeder Röntgenstrahl, der während der Bestrahlung der Bahn mit Elektronenstrahlen gebildet wird, dazu gebracht wird, mindestens zweimal auf die Tunnelwand aufzutreffen, bevor er aus dem Tunnel austritt. Somit umfaßt die Erfindung eine Abschirmung, die so ausgebildet ist, daß es möglich ist, eine Bahn durch sie durchzuleiten, und immer noch das Risiko zu minimieren, daß Röntgenstrahlen fähig sind, ihren Weg aus der Abschirmung zu finden, ohne daß zuerst ihre Energie auf einen akzeptablen Grenzwert reduziert wird. Der beschränkende bzw. Grenzwert kann beispielsweise durch gesetzliche Regulierungen oder durch Marktakzeptanz festgelegt sein. Aufgrund der Tatsache, daß das Tunneldesign als eine Abschirmung funktioniert und die Energie der Röntgenstrahlen reduziert, sind keine Strahlungsfallen im Inneren des Tunnels erforderlich. Dies stellt die Möglichkeit zur Verfügung, fähig zu sein, einen geregelten bzw. gesteuerten und nicht gestörten Luftstrom durch die Vorrichtung zum Belüften und Ausbringen von beispielsweise Ozon zu führen, das während einer Bestrahlung gebildet wird. Weiterhin stellt ein derartiger gesteuerter bzw. kontrollierter und nicht gestörter Luftstrom die Möglichkeit eines Aufrechterhaltens des Sterilisationsniveaus während eines Stopps der Verpackungsmaschine zur Verfügung. Dies wird später beschrieben werden. Zusätzlich sind die Einlaß- bzw. Eintritts- und Austritts- bzw. Auslaßabschnitte jeweils mit wenigstens einer Bahnführung zum Führen der Bahn durch den Tunnel versehen. Die wenigstens eine Bahnführung in dem Austrittsabschnitt ist in einer derartigen Weise in bezug auf die Bahn positioniert, daß sie adaptiert wird, um in Kontakt mit einer zweiten Seite der Bahn zu sein, und daß sie adaptiert ist, um einen Kontakt mit der ersten Seite der Bahn zu verhindern. Indem die Bahnführung in dem Austritt, wie dies beschrieben ist, die erste Seite der Bahn positioniert, welche später in Kontakt mit dem Packungsinhalt sein wird, wird sie nicht in Kontakt mit der Bahnführung gezwungen bzw. beaufschlagt. Dies minimiert jedes gegebenenfalls bestehende Risiko eines negativen Beeinflussens der sterilisierten Oberfläche während der Bahnhandhabung in dem Austrittsabschnitt des Tunnels. Somit ist die Erfindung zur Verwendung in der Nahrungsmittelverpackungsindustrie geeignet, wo relativ hohe Sterilisationsniveaus garantiert sein müssen. Weiterhin wird ein Führen der Bahn in einer einfachen Weise erzielt.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung umfassen der Eintrittsabschnitt und der Austrittsabschnitt jeweils drei aufeinander folgende Segmente, ein Eingangssegment, ein zentrales bzw. Mittelsegment und ein Ausgangssegment, und wobei das zentrale Segment einen ersten Winkel zu dem Eingangssegment bildet und das Ausgangssegment einen zweiten Winkel zu dem zentralen Segment bildet. Auf diese Weise sind sowohl der Eintritt bzw. Eingang als auch der Austritt bzw. Ausgang der Abschirmung leicht zwei Mal abgewinkelt.
Vorzugsweise ist das Verhältnis zwischen den Tunnelbreiten, den Winkeln und den Längen der Segmente dergestalt, daß eine gedachte gerade Linie, die die Tunnelwand im Eingangssegment trifft, auch die Tunnelwand wenigstens des Ausgangssegments trifft, bevor sie das Ausgangssegment verläßt, und daß eine gedachte Linie, die durch das Eingangssegment verläuft, die Tunnelwand des Mittelsegments so trifft, daß sie auch die Tunnelwand des Ausgangssegments trifft, bevor sie das Ausgangssegment verläßt. Indem die Röntgenstrahlen gezwungen werden, wenigstens zwei Mal auf die Tunnelwand aufzutreffen, bevor die Abschirmung verlassen wird, wird eine akzeptable Reduktion der Energie der Röntgenstrahlen erzielt bzw. erhalten. Dies wird dann weiter unten in größerem Detail erklärt werden.
Vorzugsweise ist der zentrale bzw. mittlere Abschnitt dazu ausgelegt, einen zusätzlichen zweiten Elektronenstrahlemitter aufzunehmen, der mit einem Elektronenaustrittsfenster ausgestattet ist, durch das Elektronen in den Tunnel gesandt bzw. emittiert werden können, wobei der Elektronenstrahlemitter so positioniert werden kann, daß die zweite Seite der Bahn durch die Elektronen bestrahlt wird. Indem beide Seiten der Bahn bestrahlt werden, wird das Risiko einer neuerlichen Kontamination der Bahn minimiert, d. h. es wird das Risiko vermieden, daß Bakterien von einer nicht sterilisierten Seite der Bahn fähig sind, eine sterilisierte Seite neuerlich zu kontaminieren.
Vorzugsweise ist das Elektronenaustrittsfenster im wesentlichen flach und dazu ausgelegt, im wesentlichen parallel zur Bahn angeordnet zu sein. Durch ein Emittieren der Elektronen normal auf die Bahn, ist die Distanz, welche die Elektronen zu durchqueren bzw. sich zu bewegen haben, mini miert, was wiederum den Verlust an Elektronenenergie minimiert, bevor die Elektronen die Bahn erreichen. Weiterhin ist die Menge an Elektronen, welche die Bahn erreichen, höher, wenn der Emitter senkrecht zu der Bahn gerichtet ist, wobei dies wiederum zu einem besseren Sterilisationsergebnis führt.
In einer weiteren bevorzugten Ausbildung ist der zusätzliche zweite Elektronenstrahlemitter dazu ausgelegt, im wesentlichen gegenüber dem ersten Elektronenstrahlemitter angeordnet zu sein, und wobei das Elektronenaustrittsfenster dazu ausgelegt ist, im wesentlichen gegenüber dem ersten Elektronenaustrittsfenster angeordnet zu sein. Auf diese Weise werden beide Seiten der Bahn zur selben Zeit bestrahlt, was wirksam das Risiko einer neuerlichen Kontamination der Bahn minimiert.
In noch einer weiteren Ausbildung ist der Emitter in einem Gehäuse eingeschlossen. Indem ein Gehäuse zur Verfügung gestellt wird, welches den Emitter einschließt bzw. umschließt, ist es einfacher, primäre Röntgenstrahlen zu verkapseln. Darüber hinaus ermöglicht das Gehäuse, daß ein unterschiedlicher Druck um die Emitter vorhanden ist als der Druck, der in der umgebenden Kammer vorhanden ist bzw. vorliegt. Beispielsweise kann dadurch der Luftstrom durch die Vorrichtung einfacher gesteuert bzw. geregelt werden.
In noch einer anderen Ausbildung ist der Emitter ein Niederspannungselektronenstrahlemitter. Ein Verwenden eines Niederspannungselektronenstahlemitters minimiert das Risiko von durch Bestrahlung induzierten Änderungen, wie beispielsweise Produktnebengerüche, welche von der Packung abgeleitet werden können, die aus der bestrahlten Bahn herge stellt ist. Weiterhin ist es klar, daß ein Niederspannungselektronenstrahlemitter Anlaß zu einem geringeren Energieverbrauch und einem geringeren Erfordernis für eine starke Abschirmung gibt, da die Elektronen und die Röntgenstrahlen weniger Energie besitzen. Weiterhin ist bzw. wird die Handhabbarkeit von Röntgengestrahlen und Ozon (O₃), das gebildet ist bzw. wird, aufgrund der relativ kleinen gebildeten Mengen vereinfacht, die in einem Niederspannungselektronenstrahlemitter erzeugt werden. Darüber hinaus kann, wenn eine niedrige Spannung bzw. Niederspannung verwendet wird, der Emitter selbst relativ klein gemacht sein.
In einer Ausbildung umfaßt die Bahnführung eine erste und eine zweite Walze, die in Stützelementen gelagert sind, wobei die Walzen so ausgebildet und zueinander angeordnet sind, daß die erste Walze die Bahn um den zweiten Winkel abwinkelt und daß die zweite Walze die Bahn um den ersten Winkel abwinkelt. Diese Walzen sind zuverlässig und relativ billig.
In noch einer anderen Ausbildung grenzen das Eingangssegment des Eintrittsabschnitts und des Austrittsabschnitts an den mittleren Abschnitt des Tunnels an, und das Ausgangssegment des Eintrittsabschnitts und des Austrittsabschnitts sind voneinander weg gerichtet, wodurch weiter die sterilisierte Bahn von der nicht sterilisierten Bahn getrennt wird und dadurch weiter das Risiko irgendeiner neuerlichen Kontamination minimiert wird.
In vorteilhafter Weise sind die Tunnelabschnitte und das Emittergehäuse in einem Gehäuse eingeschlossen. Dies macht es leicht, Ozon, welches während einer Bestrahlung gebildet wird, zu verkapseln bzw. einzuschließen, zu steuern bzw. zu regeln und auszubringen.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Bestrahlen mittels Elektronenstrahlen von wenigstens einer ersten Seite einer Bahn, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Durchlaufen der Bahn durch einen Tunnel, wobei der Tunnel mit einem Bahneintrittsabschnitt, einem Bahnaustrittsabschnitt und einem mittleren Abschnitt versehen ist, der dazu ausgelegt ist, wenigstens einen ersten Elektronenstrahlemitter, der mit einem Elektronenaustrittsfenster versehen ist, aufzunehmen, Aussenden von Elektronen in den Tunnel von dem Emitter durch das Elektronenaustrittsfenster, und Bewirken, daß jedweder Röntgenstrahl, der durch die Elektronen während einer Bestrahlung der Bahn gebildet wird, mindestens zweimal auf die Tunnelwand auftrifft, bevor er den Tunnel verläßt, indem der Tunnel so ausgebildet ist, daß er an wenigstens zwei Stellen jeweils im Eintritts- und Austrittsabschnitt abgewinkelt ist. Es wird somit ein Weg eines Abschirmens einer Strahlungsvorrichtung zur Verfügung gestellt, welche es immer noch möglich macht, eine Bahn dadurch durchzuleiten, und jedoch das Risiko minimiert, daß Röntgenstrahlen fähig sind, ihren Weg aus der Abschirmung zu finden, ohne daß zuerst ihre Energie auf einen akzeptablen Grenzwert reduziert wurde. Aufgrund der Tatsache, daß das Tunneldesign als eine Abschirmung funktioniert bzw. fungiert und die Energie der Röntgenstrahlen reduziert, sind keine Strahlungsfallen im Inneren des Tunnels erforderlich. Dies stellt die Möglichkeit zur Verfügung fähig zu sein, einen geregelten bzw. gesteuerten und nicht gestörten Luftstrom durch die Vorrichtung für ein Belüften und Ausbringen von beispielsweise Ozon zu führen, das während einer Bestrahlung gebildet wurde. Weiterhin stellt ein derartiger geregelter bzw. gesteuerter, nicht gestörter Luftstrom die Möglichkeit eines Aufrechterhaltens des Sterilisierungsniveaus während eines Stopps bzw. Anhaltens der Verpackungsmaschine sicher. Zusätzlich umfaßt das Verfahren den Schritt eines Führens der Bahn durch den Tunnel, indem der Eintritts- und Austrittsabschnitt mit wenigstens einer Bahnführung versehen werden, und eines Positionierens der wenigstens einen Bahnführung in dem Austrittsabschnitt in einer derartigen Weise in bezug auf die Bahn, das sie adaptiert bzw. ausgelegt ist, um in Kontakt mit einer zweiten Seite der Bahn zu sein, und daß sie ausgelegt ist, einen Kontakt bzw. eine Berührung mit der ersten Seite der Bahn zu verhindern.
Vorzugsweise sind bzw. werden der Eintrittsabschnitt und der Austrittsabschnitt so ausgebildet, daß der entsprechende Abschnitt eine Reihe von drei aufeinander folgenden Segmenten umfaßt, ein Eingangssegment, ein mittleres Segment und ein Ausgangssegment, wobei das mittlere Segment so ausgebildet ist, daß es einen ersten Winkel zum Eingangssegment bildet, und daß das Ausgangssegment einen zweiten Winkel zu dem mittleren Segment bildet. Wie zuvor ausgeführt, sind sowohl der Eingang als auch der Ausgang der Abschirmung leicht zweimal auf diese Weise abgewinkelt.
In vorteilhafter Weise ist ein Verhältnis zwischen den Tunnelbreiten, den Winkeln und den Längen der Segmente vorgesehen, so daß eine gedachte gerade Linie, die die Tunnelwand im Eingangssegment trifft, auch die Tunnelwand zumindest des Ausgangssegments trifft, bevor sie das Ausgangssegment verläßt, und daß eine gedachte gerade Linie, die durch das Eingangssegment verläuft, die Tunnelwand des mittleren Segments so trifft, daß sie auch die Tunnelwand zumindest des Ausgangssegments trifft, bevor sie das Ausgangssegment verläßt. Indem die Röntgenstrahlen gezwungen werden, wenigstens zwei Mal auf die Tunnelwand aufzutreffen, bevor sie die Abschirmung verlassen, wird eine akzeptable Reduktion der Energie der Röntgenstrahlen erzielt bzw. erhalten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden wird eine gegenwärtig bevorzugte Ausbildung der Erfindung in größerem Detail unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 einen schematischen Querschnitt der Ausbildung der Vorrichtung zeigt,
2 eine schematische Ansicht zeigt, die die Segmente des Tunnels, die Winkel und das Innengehäuse mit den Emittern illustriert,
3 eine schematische erste Darstellung bzw. Illustration der Beziehung bzw. des Verhältnisses zwischen den Tunnelbreiten, den Winkeln und den Längen der Segmente zeigt,
4 eine schematische zweite Illustration des Verhältnisses zwischen den Tunnelbreiten, den Winkeln und den Längen der Segmente zeigt,
5 einen schematischen Querschnitt eines Emitters zeigt, der in der Vorrichtung eingeschlossen ist, und
6 eine schematische Ansicht des Luftsystems gemäß der Erfindung zeigt.
7 eine schematische Ansicht ähnlich 1 zeigt, jedoch von der anderen Seite gezeigt, und welche eine alternative Ausbildung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSBILDUNGEN
Die Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, umfaßt ein inneres Gehäuse 1, in welchem ein oder zwei Emitter 2, 3 festgelegt bzw. montiert ist bzw. sind. Ein zentraler Abschnitt des inneren Gehäuses ist adaptiert bzw. ausgelegt, um die Emitter aufzunehmen. Das innere Gehäuse 1 bildet einen Tunnel, und eine Verpackungsmaterialbahn W wird durch den Tunnel an den Emittern 2, 3 vorbeigeführt. Weiterhin ist das innere Gehäuse 1 mit einem Eintritts- bzw. Einlaßabschnitt 5 und einem Austritts- bzw. Auslaßabschnitt 6 für den Eintritt und den Austritt der Bahn versehen. Der Bahneintrittsabschnitt 5 ist derart ausgebildet, daß die Eintritts- bzw. Einlaßrichtung der Bahn W in den Eintrittsabschnitt 5 in bezug auf die Austritts- bzw. Auslaßrichtung der Bahn W aus dem Eintrittsabschnitt 5 abgewinkelt ist. Die Austrittsrichtung der Bahn W aus dem Eintrittsabschnitt 5 ist gleich der Richtung, in welcher die Bahn W die Emitter 2, 3 passiert. Der Winkel zwischen der Eintritts- und der Austrittsrichtung der Bahn W in dem Eintrittsabschnitt 5 ist wenigstens 90°. Der Eintrittsabschnitt 5 ist derart ausgebildet, daß er an wenigstens zwei Orten bzw. Stellen abgewinkelt ist. In 2 ist gezeigt, daß der Eintrittsabschnitt 5 drei aufeinander folgende Segmente umfaßt, ein Eingangssegment 5a, ein zentrales bzw. mittleres Segment 5b und ein Ausgangssegment 5c. Das zentrale bzw. mittlere Segment 5b bildet einen ersten Winkel α mit dem Eingangssegment 5a und das Ausgangssegment 5c bildet einen zweiten Winkel β mit dem mittleren Segment 5b. Weiterhin ist das Verhältnis zwischen den Tunnelbreiten, den Winkeln α, β und den Längen der Segmente 5a–c derart, daß eine imaginäre bzw. gedachte gerade Linie, die die Tunnelwand in dem Eingangssegment 5a trifft, ebenso die Tunnelwand an wenigstens dem Ausgangssegment 5c trifft, bevor sie das Ausgangssegment 5c verläßt, und daß eine imaginäre gerade Linie, die durch das Eingangssegment 5a durchtritt, die Tunnelwand des zentralen Segments 5b derart trifft bzw. auf diese auf trifft, daß sie auch die Tunnelwand wenigstens des Ausgangssegments 5c trifft, bevor sie das Ausgangssegment 5c verläßt. In 3 und 4 ist dargestellt bzw. illustriert, wie das Design mit Hilfe von Papier, einem Lineal und einem Stift erhalten werden kann. In 3 ist ein erstes Szenario eines ungünstigsten Falls offenbart. Eine gerade Linie wird gezogen, beginnend außerhalb des Eingangssegments 5a und welche im wesentlichen zu der äußeren Ecke zwischen dem Eingangssegment 5a und dem mittleren Segment 5b zielt bzw. gerichtet ist. Die Linie trifft die Tunnelwand in dem Eingangssegment 5a und wird gezogen, indem sie im wesentlichen zu der inneren Ecke zwischen dem zentralen Segment 5b und dem Ausgangssegment 5c zeigt bzw. gerichtet ist. Wenn die Beziehung bzw. das Verhältnis zwischen Tunnelbreiten, Winkeln α, β und Segmentlängen als gut genug erachtet wird, wird die gerade Linie gezwungen, daß sie die Tunnelwand des Ausgangssegments 5c trifft, bevor sie das Ausgangssegment 5c verläßt. In 4 ist ein zweites Szenario eines ungünstigsten Falls offenbart. Eine gerade Linie wird nun beginnend außerhalb des Eingangssegments 5a gezogen und zeigt bzw. zielt im wesentlichen zu der inneren Ecke nahe dem Ausgang des Eingangssegments 5a, jedoch trifft die Tunnelwand in dem mittleren Segment 5b. Die Linie wird dann im wesentlichen in Richtung zu der inneren Ecke zwischen dem mittleren Segment 5b und dem Ausgangssegment 5c gezogen. Wenn das Verhältnis zwischen Tunnelbreiten, Winkeln α, β und Segmentlängen als gut genug erachtet wird, wird die gerade Linie gezwungen werden, die Tunnelwand des Ausgangssegments 5c zu treffen, bevor sie das Ausgangssegment 5c verläßt. Somit wird realisiert bzw. erkannt, daß, wenn irgendein bestimmter Winkel verwendet wird, die Parameter, welche modifiziert werden können, entweder die Tunnelbreite oder die Länge des Segments sind.
Ein breiter Tunnel erfordert ein langes Segment. Wenn ein Erfordernis für ein kurzes Segment besteht, muß die Tunnelbreite verringert werden. Eine weitere Möglichkeit ist selbstverständlich, einen oder beide der Winkel zu verändern. In dem gezeigten Beispiel sind die Winkel α, β, die Längen und Breiten in dem Eintrittsabschnitt dieselben wie die entsprechenden Winkel, Längen und Breiten in dem Austrittsabschnitt. Es ist zu verstehen, daß die Winkel, ebenso wie die Längen und die Breiten der zwei Abschnitte unterschiedlich sein können.
Wie dies zuvor erwähnt wurde, passiert die Bahn W die Bestrahlungsvorrichtung 1, in welcher sie sterilisiert wird, und wird nachfolgend in einen sterilen Turm 105 der Füllmaschine zugeführt, wie die Bahn W in ein Rohr durch ein überlappendes Dichten bzw. Versiegeln der Längskanten bzw. -ränder der Bahn W gebildet wird. Das Rohr wird kontinuierlich mit einem Produkt befüllt und dann querverlaufend versiegelt und in Kissen geformt. Die Kissen werden getrennt und beispielsweise in parallelepipedische Behälter, d. h. Packungen geformt. Diese Technologie eines Ausbildens eines Rohrs aus einer Bahn ist per se gut bekannt und wird nicht weiter beschrieben.
Die Bahn W hat zwei Seiten, eine erste Seite W₁ und eine zweite Seite W₂. Die erste Seite W₁ der Bahn W ist definiert als jene Seite der Bahn W, welche adaptiert bzw. ausgelegt ist, um in Kontakt mit dem Packungsinhalt, d. h. dem Produkt zu sein, und welche adaptiert ist, um die Innenseite bzw. das Innere des Rohrs während eines Ausbildens des Rohrs und somit die Innenseite des Kissens und nachfolgend die Innenseite der einmal gebildeten Verpackung zu werden. Dementsprechend ist die zweite Seite W₂ der Bahn W derart definiert, daß sie jene Seite der Bahn W ist, welche mit dem Produkt nicht in Kontakt bzw. Berührung ist, und welche adaptiert ist, um die Außenseite bzw. das Äußere des Rohrs während eines Ausbildens des Rohrs und somit die Außenseite des Kissens und nachfolgend die Außenseite bzw. das Äußere der einmal gebildeten Verpackung zu werden.
In dem Eintrittsabschnitt wird die Änderung in der Laufrichtung der Bahn W erzielt, indem wenigstens eine Bahnführung zur Verfügung gestellt wird. In dem Beispiel ist die Bahnführung eine erste und eine zweite Walze 9, 10, die im Inneren des Eintrittsabschnitts 5 montiert sind. In dem offenbarten Design läuft die Bahn W im wesentlichen horizontal in den Eintrittsabschnitt 5 und im wesentlichen vertikal nach oben, wenn sie den Eintrittsabschnitt 5 verläßt und in das innere Gehäuse 1 eintritt. Um diese Änderung in der Richtung durchzuführen bzw. zu erreichen, sind die Walzen 9, 10 ausgebildet und wechselweise in einer derartigen Weise angeordnet, daß die erste Walze 9 die Bahn W um den zweiten Winkel β abwinkelt und daß die zweite Walze 10 die Bahn W um den ersten Winkel α abwinkelt. Vorzugsweise sind die Walzen 9, 10 in Supportgliedern bzw. Stützelementen gelagert. Die Stütz- bzw. Supportglieder können beispielsweise Lager sein, die mit einer Außenabschirmung oder mit einem Lagergehäuse versehen sind, die bzw. das mit denselben Designkriterien wie der Tunnel folgend ausgebildet ist.
Die Bahn W wird durch den Eintritts- bzw. Einlaßabschnitt 5 in einer derartigen Weise zugeführt, daß die erste Seite W₁ der Bahn W in Kontakt bzw. Berührung mit der Bahnführung ist. Somit wird während eines Zuführens die erste Seite W₁ temporär in Kontakt mit der einhüllenden Oberfläche der Walzen 9, 10 sein.
Der Austrittsabschnitt 6 ist in ähnlicher Weise mit einem Eingangssegment 6a, einem mittleren bzw. zentralen Segment 6b und einem Ausgangssegment 6c ausgebildet. Um die Laufrichtung der Bahn W zu verändern, umfaßt der Austrittsabschnitt 6 eine oder mehrere Walze(n) 11, 12. Der Eintrittsabschnitt 5 und der Austrittsabschnitt 6 sind derart montiert und ausgebildet bzw. entworfen, daß die Bahn W in derselben Richtung läuft, wenn sie den Austrittsabschnitt 6 verläßt, wie sie dies tut, wenn sie in den Eintrittsabschnitt 5 eintritt. In dem offenbarten Design sind der Eintrittsabschnitt 5 und der Austrittsabschnitt 6 identisch und auf zwei gegenüberliegenden Seiten bzw. Flächen 1a, 1b des inneren Gehäuses 1 unter Verwendung desselben Flansches auf dem entsprechenden Abschnitt 5, 6 montiert, jedoch um 180° um eine Achse A gedreht, die sich entlang der Mittellinie der Bahn W erstreckt, die durch das innere Gehäuse 1 verläuft. Somit sind das entsprechende Eingangssegment 5a, 6a des Eintrittsabschnitts 5 und des Austrittsabschnitts 6 benachbart dem mittleren Abschnitt des Tunnels, und das entsprechende Ausgangssegment 5c, 6c des Eintrittsabschnitts 5 und des Austrittsabschnitts 6 voneinander weggerichtet. Indem ein Austrittsabschnitt 6 vorliegt, welcher ähnlich dem Eintrittsabschnitt 5 ist, ist dies dahingehend vorteilhaft, daß dieselbe Form während einer Herstellung der Bestrahlungsvorrichtung 1 verwendet werden kann.
In 1 kann gesehen werden, daß das Design des Austrittsabschnitts 6 in bezug auf den Eintrittsabschnitt 5 sicherstellt, daß die Bahn W durch den Austrittsabschnitt 6 in einer derartigen Weise geführt wird, daß die erste Seite W₁ der Bahn W gehindert wird, daß sie irgendeinen Kontakt mit der Bahnführung aufweist. Somit wird während eines Zuführens statt dessen die zweite Seite W₂ temporär einen Kontakt mit den einhüllenden Oberflächen der Walzen 11, 12 aufweisen.
Ein äußeres bzw. Außengehäuse 4 umgibt das innere Gehäuse 1 und das äußere Gehäuse 4 ist mit Öffnungen versehen, die einen Einlaß 7 und einen Auslaß 8 für den Eintritt und den Austritt der Bahn W bilden.
Die Emitter 2, 3 übertragen einen Elektronenstrahl durch die Austrittsfenster 21, 31. Die Emitter sind derart positioniert, daß der erste Emitter 2 adaptiert bzw. ausgelegt ist, um die erste Seite W₁ der Bahn W zu bestrahlen, und daß der zweite Emitter 3 adaptiert ist, um die zweite Seite W₂ zu bestrahlen. Für diesen Zweck ist der zweite Elektronenstrahlemitter 3 im wesentlichen gegenüberliegend dem ersten Emitter 2 positioniert und das Elektronenaustrittsfenster 31 des zweiten Emitters 3 ist im wesentlichen gegenüberliegend dem ersten Elektronenaustrittsfenster 21 positioniert. Unten wird lediglich der erste Emitter 2 in größerem Detail beschrieben. In Übereinstimmung mit dem offenbarten Design, das in 5 gezeigt ist, umfaßt der Emitter 2 allgemein eine Vakuumkammer 22, in welcher ein Faden 23 und ein Käfig 24 vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt sind. Der Faden 23 ist aus Wolfram gefertigt bzw. hergestellt. Wenn ein elektrischer Strom durch den Faden 23 zugeführt wird, bewirkt der elektrische Widerstand des Fadens 23, daß der Faden 23 auf eine Temperatur in der Größenordnung von 2000°C erhitzt wird. Dieses Erhitzen bewirkt, daß der Faden 23 eine Elektronenwolke emittiert. Ein Käfig 24, der mit einer Anzahl von Öffnungen versehen ist, umgibt den Faden 23. Der Käfig 24 dient als ein Faraday'scher Käfig und hilft, die Elektronen in einer geregelten bzw. gesteuerten Weise zu verteilen. Die Elektronen werden durch eine Spannung zwischen dem Käfig 24 und dem Austrittsfenster 21 beschleunigt. Die verwendeten Emitter werden allgemein als Niederspannungselektronenstrahlemitter bezeichnet, welche Emitter normalerweise eine Spannung unter 300 kV aufweisen. In dem offenbarten Design ist die Beschleunigungsspannung in der Größenordnung von 70–85 kV. Diese Spannung resultiert in einer kinetischen (Bewegungs-) Energie von 70–85 keV in bezug auf jedes Elektron. Das Elektronenaustrittsfenster ist im wesentlichen eben bzw. planar und im wesentlichen parallel zu der Bahn vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt. Weiterhin ist das Austrittsfenster 21 aus einer metallischen Folie hergestellt und hat eine Dicke in der Größenordnung von 6 μm. Ein unterstützendes Netz, das aus Aluminium geformt ist, unterstützt bzw. trägt das Austrittsfenster 21. Ein Emitter dieser Art ist in größerem Detail in US-B1-6,407,492 beschrieben. In US-A-5,637,953 ist ein weiterer Emitter offenbart. Dieser Emitter umfaßt allgemein eine Vakuumkammer mit einem Austrittsfenster, wobei ein Faden und zwei fokussierende bzw. Fokussierplatten innerhalb der Vakuumkammer zur Verfügung gestellt sind. In US-A-4,910,435 ist noch ein weiterer Emitter offenbart, wobei die Elektronen durch ein sekundäres Emittieren von einem Material emittiert werden, das durch Ionen bombardiert ist bzw. wird. Es wird auf die obigen Patente für eine detaillierte Beschreibung dieser unterschiedlichen Emitter Bezug genommen. Es wird ins Auge gefaßt, daß diese Emitter und andere Emitter in dem beschriebenen System verwendet werden können.
Solange sich die Elektronen innerhalb der Vakuumkammer befinden, bewegen sie sich entlang von Linien, die durch die Spannung, die zu dem Käfig 24 zugeführt ist, und das Fenster definiert sind, jedoch sobald sie den Emitter durch das Emitterfenster verlassen, beginnen sie sich in mehr oder weniger unregelmäßigen Pfaden (Streuung) zu bewegen. Die Elektronen werden verlangsamt, wenn sie unter anderem mit Luftmolekülen, Bakterien, der Bahn und den Wänden des Gehäuses kollidieren. Diese Absenkung der Geschwindigkeit der Elektronen, d. h. ein Verlust in kinetischer Energie, gibt Anlaß zu der Emission von Röntgenstrahlen (Röntgenstrahlen) in allen Richtungen. Die Röntgenstrahlen schreiten bzw. pflanzen sich entlang von geraden Linien fort. Wenn ein derartiger Röntgenstrahl die Innenwand des Gehäuses trifft, tritt der Röntgenstrahl um einen bestimmten Abstand bzw. eine bestimmte Distanz in das Material ein und bewirkt eine Emission bzw. Abgabe von neuen Röntgenstrahlen in allen Richtungen von dem Eintrittspunkt des ersten Röntgenstrahls. Jedesmal, wenn ein Röntgenstrahl die Wand des Gehäuses trifft und Anlaß für einen sekundären Röntgenstrahl gibt, ist die Energie etwa 700–1000 Mal niedriger in Abhängigkeit von der Wahl des Materials des Gehäuses. Rostfreier Stahl hat ein Reduktionsverhältnis von etwa 800, d. h. die Energie eines sekundären Röntgenstrahls ist um etwa das 800 Fache in bezug auf den primären Röntgenstrahl reduziert. Blei ist ein Material, welches häufig betrachtet wird, wenn Strahlung involviert ist. Blei hat ein niedrigeres Reduktionsverhältnis, jedoch hat es auch andererseits einen höheren Widerstand gegenüber einer Übertragung bzw. einen Durchtritt von Röntgenstrahlen durch das Material. Wenn die Elektronen durch eine Spannung von etwa 80 kV beschleunigt werden, wird ihnen jeweils eine kinetische Energie von etwa 80 keV verliehen. Um sicherzustellen, daß die Röntgenstrahlen dieses Energieniveaus nicht durch das innere Gehäuse 1 durchtreten, ist das innere Gehäuse 1 aus rostfreiem Stahl hergestellt, welcher eine Dicke von 22 mm aufweist. In ähnlicher Weise sind die Eintritts- und Austrittsabschnitte aus rostfreiem Stahl hergestellt und haben, wie dies in 1 gesehen werden kann, im wesentlichen dieselbe Dicke. Somit bilden sowohl die Wände des inneren Gehäuses als auch die Eintritts- und Austrittsabschnitte eine Strahlungsabschirmung aus. Jeglicher Röntgenstrahl, der während der Elektronenstrahlbestrahlung der Bahn W gebildet wird, wird daran gehindert, durch die Wände davon durchzutreten. Diese Dicke ist bzw. wird für Röntgenstrahlen berechnet, welche sich senkrecht zu der Wand bewegen. Ein Röntgenstrahl, der sich geneigt in bezug auf die Wand bewegt, wird eine längere Distanz in der Wand erfahren, um dieselbe Tiefe zu erreichen, d. h. die Wand wird dicker erscheinen. Die Wandstärke bzw. -dicke wird durch Gesetzesregulierungen betreffend das Ausmaß bzw. die Menge an Strahlung außerhalb des Gehäuses bestimmt. Heute ist der beschränkende bzw. Grenzwert, welchen die Strahlung unterschreiten muß, 0,1 μSv/h, gemessen in einem Abstand von 0,1 m von irgendeiner zugänglichen Oberfläche, d. h. außerhalb der Abschirmung. Es sollte festgehalten werden, daß die Wahl eines Materials und die Abmessungen durch die Regulierungen bzw. Bestimmungen, die gegenwärtig anwendbar sind, beeinflußt sind und daß neue Regulierungen die Wahl des Materials und der Abmessungen ändern können. Die Energie jedes Elektrons (80 keV) und die Anzahl von Elektronen bestimmen die gesamte Energie der Elektronenwolke. Diese gesamte Energie resultiert in einem gesamten bzw. Gesamtenergietransfer zu der zu sterilisierenden Oberfläche. Diese Strahlungsenergie wird in der Einheit Gray (Gy) gemessen. In dem Fall des oben kurz beschriebenen Elektronen transmitters (mit einem Faden und einem Faraday'schen Käfig) ist bzw. wird es gegenwärtig als geeignet betrachtet, einen Strom von etwa 17 mA durch den Faden zu verwenden. Dies ist jedoch von dem bestimmten Strahlungsniveau und der Fläche der Oberfläche abhängig, die zu sterilisieren ist. In dem vorliegenden Beispiel wird ins Auge gefaßt, eine Bahn mit einer Breite von 400 mm zu sterilisieren, die sich mit einer Geschwindigkeit von 35 m/s an dem Emitter vorbeibewegt. Dies wird eine Strahlungsenergie in der Größenordnung von 35 kGy im Mittel ergeben. In einem anderen Beispiel ist die Bahnbreite immer noch 400 mm, jedoch ist bzw. wird die Geschwindigkeit, mit welcher sich die Bahn bewegt, auf 100 m/s erhöht. Um dieselbe Strahlungsenergie, 35 kGy, zu erreichen, wird der Strom auf etwa 50 mA erhöht.
In dem Folgenden wird das System des gasförmigen Fluids der Vorrichtung beschrieben. In dieser Ausbildung ist das Fluid sterile Luft, jedoch kann es selbstverständlich jedes andere gasförmige Fluid sein, welches für das Gebiet der Anwendung geeignet ist, in welcher die Vorrichtung verwendet wird.
Das Luftsystem 100 der Maschine, die in 6 gezeigt ist, umfaßt einen Kompressor 101 und eine Wassertrenneinrichtung 102, von welcher Druckluft erhalten ist. Diese Luft wird zu einem Wärmetauscher 103 zugeführt, in welchem die Luft auf etwa 100°C vorgeheizt wird. Von dem Wärmetauscher 103 wird die Luft zu einem Überhitzer 104 zugeführt, in welchem die Luft auf eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 330–450°C erhitzt wird. Bei Temperaturen über 330°C werden jegliche Bakterien in der Luft getötet. Die Tötungsrate ist von der Temperatur und der Zeit abhängig, über welche die Bakterien dieser Temperatur ausgesetzt sind bzw. werden. Die Luft von dem Überhitzer 104 wird zu dem Wärmetauscher 103 zurückgeführt, um das oben beschriebene Vorheizen der eintretenden Luft zu erzielen. Nach dem zweiten Durchtritt durch den Wärmetauscher 103 weist die Luft eine Temperatur von etwa 90°C auf. Die Luft wird dann zu einem Tauschventil 106 zugeführt, das eine erste Zweigleitung in Fluidverbindung mit dem Turm 105 der Füllmaschine und eine zweite Zweigleitung in Fluidverbindung mit einer ersten Kammer 107 aufweist, die durch das Außengehäuse 4 gebildet ist. Eine kleine Menge der Luft, die zu dem Turm 105 zugeführt ist bzw. wird, wird der Bahn W aus dem Turm 105 durch eine Austrittsöffnung 108 folgen. In dem Turm 105 wird die Bahn W in ein Rohr durch ein überlappendes Versiegeln bzw. Abdichten der Längskanten der Bahn geformt bzw. gebildet. Das Rohr wird kontinuierlich mit einem Produkt über ein Produktrohr 109 gefüllt, welches sich in das Rohr von dem Ende erstreckt, wo die Bahn W noch nicht in ein Rohr transformiert wurde. Diese Technologie eines Bildens eines Rohrs aus einer Bahn ist per se gut bekannt und wird nicht im Detail beschrieben werden. Die Austrittsöffnung 108 ist mit einem Dichtring (nicht gezeigt) versehen, um einen gesteuerten bzw. geregelten Strom bzw. Fluß von Luft aus der Auslaßöffnung 108 zu besitzen. Dies kann auch durch ein Ausbilden der Austrittsöffnung 108 mit einem gegebenen Spiel bzw. Freiraum in bezug auf das Rohr erzielt werden, welches durch die Öffnung 108 ausgetragen wird. Das Rohr wird in Querrichtung bzw. querverlaufend abgedichtet bzw. versiegelt und in Kissen geformt bzw. gebildet, welche getrennt werden und in parallelepipedische Behälter gebildet werden. Wiederum ist diese Technologie per se gut bekannt und wird nicht im Detail beschrieben werden. Ein signifikanter Anteil der Luft, die zu dem Turm 105 zuge führt wird, fließt bzw. strömt in dem Turm 105 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung einer Bewegung der Bahn W. Der Turm 105 ist mit einer Bahneintrittsöffnung 110 versehen, die als eine Luftaustrittsöffnung 110 wirkt. Die Luft von dem Turm 105 wird zu einer zweiten Kammer 111 zugeführt, die von dem inneren Gehäuse 1 ausgebildet ist.
In dem Folgenden wird der Bereich, der mit strichlierten Linien in 6 markiert ist, beschrieben werden. Die strichlierten Linien zeigen zwei alternative Ausbildungen des Luftstroms in die erste und zweite Kammer. In einer ersten Ausbildung sind die Linien kontinuierlich und stellen eine geschlossene Kommunikation direkt zwischen einer Bahnaustrittsöffnung 112 der zweiten Kammer 111 und einer Bahnaustrittsöffnung 121, auch als Auslaß bzw. Austritt 8 bezeichnet, der ersten Kammer 107 dar. In einer zweiten Ausbildung sind die Linien nicht vorhanden und repräsentieren eine offene Kommunikation bzw. Verbindung zwischen sowohl der ersten und zweiten Kammer 107, 111 und der Bahnaustrittsöffnung 121 der ersten Kammer 107.
In der ersten Ausbildung wird eine Fluidverbindung zwischen einer Bahnaustrittsöffnung 112 der zweiten Kammer 111 und einer Bahnaustrittsöffnung 121 der ersten Kammer 107 zur Verfügung gestellt. Somit wird die Luft in die zweite Kammer 111 über die Bahnaustrittsöffnung 112 zugeführt, die als eine Luftstromeintrittsöffnung 112 wirkt. Der Turm 105 wirkt als eine erste Luftzufuhr. Wenn die Bahnaustrittsöffnung 112 der zweiten Kammer 111 in einem Abstand von und bevorzugt im wesentlichen in einer Linie mit der Bahnaustrittsöffnung 121 der ersten Kammer 107 angeordnet ist, kann die Fluidverbindung beispielsweise ein Rohr umfassen, welches die Bahnaustrittsöffnung 112 der zweiten Kammer 111 mit der Bahnaustrittsöffnung 121 der ersten Kammer 107 verbindet. Alternativ erstreckt sich die Bahnaustrittsöffnung 112 der zweiten Kammer 111 zu der Bahnaustrittsöffnung 121 der ersten Kammer 107. Eine Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer 107 und der Bahnaustrittsöffnung 121 der ersten Kammer 107 wird dadurch verhindert. Wie dies zuvor beschrieben wurde, wirkt das Umschalt- bzw. Wechselventil 106 als Luftzufuhr 106 für die erste Kammer 107.
In einer zweiten Ausbildung sind sowohl die erste Kammer 107 als auch die zweite Kammer 111 in Fluidverbindung mit der Bahnaustrittsöffnung 121 der ersten Kammer 107, so daß beide Kammern 107, 111 in Verbindung mit der Luftzufuhr in dem Turm 105 sind. Zusätzlich ist die erste Kammer 107 in Kontakt bzw. Berührung mit dem Ventil 106 für eine zusätzliche Zufuhr von Luft.
In beiden Ausbildungen fließt bzw. strömt die Luft in der zweiten Kammer 111 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung einer Bewegung der Bahn W durch die zweite Kammer 111. Nachdem ein Durchtritt durch die zweite Kammer 111 nahezu vollständig ist, wird die Luft über einen Austragsauslaß 113 für ein endgültiges Ausbringen bzw. Entsorgen der Luft zugeführt. In ähnlicher Weise fließt die Luft, die zu der ersten Kammer 107 zugeführt ist, in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung einer Bewegung der Bahn W. Die Luft von der ersten Kammer 107 und der zweiten Kammer 111 wird über den Auslaß 113 ausgetragen. Somit sind beide Kammern 107, 111 in Kontakt mit dem Auslaß. Eine kleine Menge der Luft, die zu der ersten Kammer 107 zugeführt ist, tritt über eine Bahneintrittsöffnung 115 aus, die auch mit 7 bezeichnet ist. Diese austretende Menge ist abhängig von der Form bzw. Gestalt des Spalts und der verwendeten Ver siegelung. Dies hängt wiederum unter anderem davon ab, ob die Bahn mit vorher angebrachten Öffnungsvorrichtungen zugeführt wird oder nicht.
Der Austragsauslaß 113 ist nahe der Bahneintrittsöffnung 114 der zweiten Kammer 111 angeordnet. In 1 ist der Auslaß bzw. Austritt 113 im Inneren der zweiten Kammer 111 angeordnet. Beispielsweise kann der Auslaß 113 in der Nachbarschaft der Bahneintrittsöffnung 114 der zweiten Kammer 111 angeordnet sein. Der Auslaß 113 trägt nahezu die gesamte Luft von der zweiten Kammer 111 und den größten Teil der Luft von der ersten Kammer 107 aus. Es wird eine Fluidverbindung zwischen der Bahneintrittsöffnung 115 der ersten Kammer 107 und sowohl der ersten Kammer 107 als auch der Bahneintrittsöffnung 114 der zweiten Kammer 111 zur Verfügung gestellt. In einer alternativen Ausbildung, die in 7 gezeigt ist, umfaßt der Auslaß 113 zwei Zweige 113a, 113b in Fluidverbindung mit der zweiten Kammer 111. Unter Bezugnahme auf die Figur ist der erste Austritts- bzw. Auslaßzweig 113a in der Oberseite der Kammerwand in der Nachbarschaft bzw. Nähe der Bahneintrittsöffnung 114 der zweiten Kammer 111 angeordnet, und der zweite Auslaßzweig 113b ist in der Bodenwand entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend der ersten angeordnet.
Der Luftstrom in dem System ist derart gesteuert bzw. geregelt, daß ein erster Überdruck im Inneren der ersten Kammer 107 erzeugt wird. In der beschriebenen Ausbildung ist der Druck in der Größenordnung von 30 mm H₂O. Weiterhin wird ein zweiter Überdruck im Inneren der zweiten Kammer 111 erzeugt. Die Überdrücke können beispielsweise so gewählt werden, daß der erste Überdruck und der zweite Überdruck der gleiche sind. Alternativ sind bzw. werden die Überdrücke derart gewählt, daß der erste Überdruck und der zweite Überdruck unterschiedlich sind. Der erste Druck kann höher als der zweite Druck und umgekehrt sein. Ein Grund für ein Wählen des ersten Überdrucks, daß er höher als der zweite Überdruck ist, ist, um Ozon (O₃), das während einer Bestrahlung gebildet wird, innerhalb der zweiten Kammer 111 zu halten, während es unmittelbar durch den Auslaß 113 ausgetragen bzw. ausgebracht werden kann. Weiterhin hilft ein niedrigerer zweiter Überdruck während einer Vorsterilisation der Vorrichtung bei beispielsweise dem Start der Maschine. Indem ein niedriger Druck in der zweiten Kammer verglichen mit der ersten Kammer vorliegt, wird eine ausreichende Menge des Wasserstoffperoxids, welches während der Sterilisation verwendet wird, in das Innere der zweiten Kammer gezwungen. Die Vorsterilisation wird in größerem Detail unten erklärt werden. Ein Grund für ein Wählen des zweiten Überdrucks, daß er höher als der erste Überdruck ist, könnte sein, um eine rasche Evakuierung von Ozon und gegebenenfalls anderen flüchtigen Substanzen, welche beispielsweise unangenehme Nebengerüche bilden, aus der zweiten Kammer zu erhalten.
Im Inneren des inneren Gehäuses 1, d. h. um die Emitter 2, 3 ist ein Druck zur Verfügung gestellt, welcher vorzugsweise niedriger als der Druck im Inneren der zweiten Kammer 111 ist. Ein Grund für ein Wählen eines Drucks niedriger als der Druck im Inneren der zweiten Kammer 111 ist, um das Risiko einer neuerlichen Kontamination der Bahn W durch kontaminierte Luft zu minimieren, die im Inneren des Gehäuses 1 enthalten ist. Da kein bestimmter Druck für die Emitter 2, 3 erforderlich ist, die in dieser speziellen Ausbildung verwendet sind, kann der Druck im inneren Gehäuse 1 atmosphärischer Druck sein. Jedoch sollte ver standen werden, daß das innere Gehäuse 1 unter Druck gesetzt sein kann, falls dies durch die verwendeten Emitter erforderlich ist.
Außerhalb der ersten Kammer 107 ist das Luftsystem 100 mit einem sogenannten Nullpunkt 116 versehen. Der Nullpunkt 116 ist eine Vorrichtung, die sicherstellt, daß, wenn irgend etwas in dem System versagt, jegliche Luft, die erforderlich ist, um einen Druck unterhalb des atmosphärischen Drucks zu vermeiden, in das System über den Nullpunkt 116 zugeführt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Druck im Inneren des Turms 105, der ersten Kammer 107 und der zweiten Kammer 111 zumindest nicht unter den atmosphärischen Druck abfallen wird. Der Nullpunkt 116 umfaßt allgemein ein Gehäuse mit einem Eintritt bzw. Einlaß 117 und einem Austritt bzw. Auslaß 118 und einer Öffnung 119, die durch ein Ventil 120 geschlossen wird. Jeglicher Druck über dem atmosphärischen Druck drückt das Ventil nach außen, wodurch dichtend die Öffnung 119 geschlossen wird. Wenn der Druck im Inneren des Nullpunkts 116 unter den atmosphärischen Druck absinkt, wird das Ventil 120 nicht gegen die Öffnung 119 gedrückt (im Gegensatz dazu wird es nach innen in den Nullpunkt 116 gedrückt und Luft kann in das System über die Öffnung 119 eingetragen bzw. eingebracht werden).
Beispielsweise während eines Starts bzw. Hochfahrens der Maschine kann das Luftsystem 100 für ein Sterilisieren der Oberflächen im Inneren des Turms 105 und der Kammern 107, 111 vor einem Eintreten der Bahn W verwendet werden. Die Sterilisation wird mit Wasserstoffperoxid (H₂O₂) durchgeführt. Eine Sterilisation unter Verwendung von Wasserstoffperoxid ist per se bekannt, wird jedoch kurz im Folgenden im Hinblick auf das Luftsystem 100 beschrieben. Der Turm 105 ist in Verbindung mit einer Wasserstoffperoxidzufuhr, welche mit Aerosoldüsen versehen ist. Die Düsen führen Wasserstoffperoxid in die Luft als Spray zu und die Luft, die in den Turm zugeführt ist bzw. wird, wird auf eine Temperatur erhitzt bzw. erwärmt, bei welcher das Wasserstoffperoxid verdampft, normalerweise eine Temperatur in der Größenordnung von 40–50°C. Die Wasserstoffperoxid enthaltende Luft fließt durch den Turm und die Kammern 107, 111 in der zuvor beschriebenen Richtung und wird an dem Austragsauslaß 113 ausgetragen. Entlang dieses Wegs kondensiert das Wasserstoffperoxid auf den Oberflächen. Das Wasserstoffperoxid wird dann von den Oberflächen entfernt, indem Luft einer Temperatur an oder über der Wasserstoffperoxid-Verdampfungstemperatur zugeführt wird. In dieser Ausbildung wird eine Temperatur in der Größenordnung von 70–90°C verwendet. Indem eine Temperatur weit über der Verdampfungstemperatur zur Verfügung gestellt wird, ist bzw. wird das Wasserstoffperoxid effektiv und schnell von den Oberflächen entfernt.
Einer der Vorteile des Systems eines gasförmigen Fluids der Vorrichtung erscheint während eines Stopps der Füllmaschine. Während eines Stopps wird die Bahn W gestoppt und die Elektronenstrahlemitter 2, 3 in der Bestrahlungsvorrichtung 1 sollten ausgeschaltet werden, um nicht eine Beschädigung der Bahn W zu bewirken. Jedoch kann, indem immer noch kontinuierlich ein Fluß von steriler Luft durch sowohl die erste als auch die zweite Kammer 107, 111 in einer Richtung entgegengesetzt der Bewegungsrichtung der Bahn W zugeführt wird, ein gewünschtes Sterilisationsniveau im Inneren der Vorrichtung 1 aufrecht erhalten werden. Dadurch wird das gewünschte Niveau einer Sterilisierung der Bahn W sichergestellt und jegliches eventuelle Risiko einer neuerlichen Kontamination davon wird minimiert.
In Übereinstimmung mit dem Verfahren für eine Elektronenstrahlbestrahlung einer Bahn W wird die Bahn W zur Verfügung gestellt, um durch den Tunnel durchzutreten. Der Tunnel ist mit einem Bahneintrittsabschnitt 5, einem Bahnaustrittsabschnitt 6 und einem zentralen bzw. mittleren Abschnitt versehen, der adaptiert ist, um einen Elektronenstrahlemitter 2, 3 aufzunehmen, der mit einem Elektronenaustrittsfenster 21, 31 versehen ist. Elektronen werden in den Tunnel von dem Emitter 2, 3 durch das Elektronenaustrittsfenster 21, 31 emittiert, und jegliche Röntgenstrahlung, die durch die Elektronen während einer Bestrahlung der Bahn W gebildet wird, wird gezwungen, zwei Mal die Tunnelwand zu treffen, bevor sie den Tunnel verläßt. Um wenigstens zwei Treffer zu erzielen, ist der Tunnel abgewinkelt an wenigstens zwei Orten bzw. Stellen in jedem des Eintritts- und Austrittsabschnitts 5, 6 ausgebildet.
Die Bahn W wird durch den Tunnel durch wenigstens eine Bahnführung geführt, die in jedem des Eintritts- und Austrittsabschnitts 5, 6 zur Verfügung gestellt ist. Die Bahnführung in dem Austrittsabschnitt 6 ist in einer derartigen Weise unter Bezugnahme auf die Bahn W positioniert, daß sie adaptiert ist, um in Kontakt mit einer zweiten Seite W₂ der Bahn W zu sein, und daß sie adaptiert ist, um einen Kontakt mit der ersten Seite W₁ der Bahn W zu verhindern.
Weiterhin umfaßt das Verfahren ein Ausbilden des Eintrittsabschnitts 5 derart, daß er eine Linie von drei aufeinanderfolgenden Segmenten, einem Eingangssegment 5a, einem mittleren Segment 5b und einem Ausgangssegment 5c umfaßt. Das zentrale bzw. mittlere Segment 5b ist derart ausgebildet, daß es einen ersten Winkel α mit bzw. zu dem Eingangssegment 5a ausbildet. Darüber hinaus bildet das Ausgangssegment 5c einen zweiten Winkel β mit dem zentralen Segment 5b. Der Austrittsabschnitt 6 ist in ähnlicher Weise ausgebildet.
Ein Verhältnis zwischen den Tunnelbreiten, den Winkeln α, β und den Längen der Segmente 5a–c ist derart ausgebildet, daß eine imaginäre bzw. gedachte gerade Linie, die die Tunnelwand in dem Eingangssegment 5a trifft, auch die Tunnelwand wenigstens des Ausgangssegments 5c trifft, bevor sie das Ausgangssegment 5c verläßt, und daß eine imaginäre gerade Linie, die durch das Eingangssegment 5a durchtritt, die Tunnelwand des zentralen Segments 5b derart trifft, daß sie auch die Tunnelwand von wenigstens dem Ausgangssegment 5c trifft, bevor sie das Ausgangssegment 5c verläßt.
Es ist bekannt, daß während einer Bestrahlung mit Elektronen Ozon (O₃) im Inneren der Vorrichtung gebildet wird. Daher umfaßt die Erfindung auch ein Verfahren eines Belüftens der Vorrichtung. Das Verfahren umfaßt den Schritt eines Bereitstellens einer ersten Kammer 107, umfassend eine Bahneintrittsöffnung 115 und eine Bahnaustrittsöffnung 121. Die erste Kammer 107 ist das äußere Gehäuse 4. Eine zweite Kammer 111, die der Tunnel ist, wird ebenfalls zur Verfügung gestellt und erstreckt sich im Inneren der ersten Kammer 107. Die zweite Kammer 111 ist ausgebildet, umfassend eine Bahneintrittsöffnung 114 und eine Bahnaustrittsöffnung 112. Weiterhin ist ein Elektronenaustrittsfenster 21, 31 vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt, durch welches Elektronen ausgelegt werden, um in die Kammer 111 emittiert zu werden. Die Bahn W tritt durch die zweite Kammer 111 durch, und ein Luftstrom durch sowohl die erste als auch die zweite Kammer 107, 111 wird erzeugt. Der Luftstrom fließt bzw. strömt in einer Richtung entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung der Bahn W. Die Luft wird in die Bahnaustrittsöffnung 121 der ersten Kammer 107 zugeführt und es wird wenigstens ein Auslaß 113 vorgesehen.
In einem alternativen Verfahren ist bzw. wird eine Fluidverbindung zwischen der Bahnaustrittsöffnung 121 der zweiten Kammer 111 und der Bahnaustrittsöffnung 112 der ersten Kammer 107 zur Verfügung gestellt. Zur selben Zeit ist eine Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer 107 und der Bahnaustrittsöffnung 121 der ersten Kammer 107 verhindert. Ein Luftstrom durch sowohl die erste als auch die zweite Kammer 107, 111 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung der Bahn W kann dann durch ein Zuführen der Luft in die erste Kammer 107 und in die Bahnaustrittsöffnung 121 der ersten Kammer 107 und durch ein Bereitstellen von wenigstens einem Auslaß 113 erzeugt werden. Luft wird zu der ersten Kammer 107 durch ein Ventil 106 zugeführt, das in Fluidverbindung mit der ersten Kammer 107 ist.
Gemäß dem Verfahren tritt die Bahn W somit in die Vorrichtung durch die Bahneistrittsöffnung 115 der ersten Kammer 107 ein und tritt in die zweite Kammer 111 an ihrer Bahneintrittsöffnung 114 ein. Beide Öffnungen 115, 114 sind derart angeordnet, daß die Bahn W gerade, im wesentlichen horizontal gehalten wird, wenn sie diese passiert. Im Inneren des Eintrittsabschnitts 5 ist die Bahn W um den zweiten Winkel β an der ersten Walze 9 abgewinkelt und um den ersten Winkel α an der zweiten Rolle bzw. Walze 10 ab gewinkelt. Während eines Bewegens trifft die Bahn W einen Luftstrom, der in einer Richtung entgegengesetzt zu der Bahn W fließt. Wenn die Bahn W den zentralen Abschnitt des Tunnels durchtritt, der sich nun in einer vertikalen Richtung bewegt, passiert sie die Elektronenaustrittsfenster 21, 31, durch welche die Bahn W durch Emitter 2, 3 bestrahlt wird. Die Elektronenaustrittsfenster 21, 31 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Tunnels angeordnet, wodurch beide Seiten der Bahn W bestrahlt werden. Nach der Bestrahlung tritt die Bahn W in den Austrittsabschnitt 6 ein, in welchem sie zwei Mal ähnlich wie in dem Eintrittsabschnitt 5 abgewinkelt wird. Schließlich verläßt sie die Vorrichtung durch die Bahnaustrittsöffnung 112 der zweiten Kammer 111, und dann durch die Bahnaustrittsöffnung 121 der ersten Kammer 107, wodurch sie in den Turm 105 eintritt.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Hinblick auf eine gegenwärtig bevorzugte Ausbildung beschrieben wurde, ist zu verstehen, daß verschiedene Modifikationen und Änderungen gemacht werden können, ohne von dem Gegenstand und Rahmen der Erfindung abzugehen, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
Die beschriebene Ausbildung umfaßt zwei Emitter 2, 3, einen für eine Elektronenbestrahlung der ersten Seite W₁ der Bahn W und den anderen für eine Elektronenbestrahlung der zweiten Seite W₂ der Bahn W. Jedoch ist es zu verstehen, daß die Vorrichtung nicht zwei Emitter 2, 3 umfassen muß, sondern lediglich den ersten Emitter 2 für eine Bestrahlung der Seite umfassen kann, welche in Kontakt mit dem Produkt sein wird. Weiterhin wurde beschrieben, daß die zwei Emitter 2, 3 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Alter nativ können sie in einem Abstand voneinander in der Bahnbewegungsrichtung angeordnet sein.
Darüber hinaus ist auch zu verstehen, daß die Anzahl von Emittern mehr als zwei betragen kann. Es ist beispielsweise möglich, zahlreiche bzw. mehrere Emitter nebeneinander zu haben, um breite Bahnen handzuhaben. Es ist auch möglich, zwei oder mehrere Emitter zu besitzen, welche nacheinander entlang der Bahnbewegungsrichtung angeordnet sind, um entweder aufeinanderfolgende Sterilisierzonen auszubilden, welche gemeinsam das bestimmte Bestrahlungsniveau zur Verfügung stellen, oder als eine Maßnahme einer selektiven Bestrahlung eines bestimmten Punkts, beispielsweise einer Verschlußvorrichtung, welche ein höheres Bestrahlungsniveau erfordern kann.
Die beschriebenen Bahnführungen sind Biegewalzen bzw. -rollen. Jedoch sollte verstanden werden, daß Bahnführungen nicht Biegewalzen sein müssen, sondern jegliche andere Mittel darstellen können, die geeignet sind, um die Bahn durch den Tunnel zu führen.
Weiterhin sollte verstanden werden, daß der Ort des Auslasses 113 modifiziert sein kann. In der oben beschriebenen Ausbildung ist der Auslaß 113 im Inneren der zweiten Kammer 111 angeordnet. Alternativ kann der Auslaß 113 beispielsweise in der Nachbarschaft der Bahneintrittsöffnung 114 der zweiten Kammer 111 oder in der Nachbarschaft bzw. Nähe der Bahneintrittsöffnung 115 der ersten Kammer 107 angeordnet sein. Es ist auch möglich, den Auslaß 113 außerhalb, nahe der Einlaßöffnung 115, der ersten Kammer 107 anzuordnen.
Darüber hinaus ist in der oben beschriebenen Ausbildung der Auslaß 113 im Inneren der zweiten Kammer 111 angeordnet und die erste Kammer 107 ist in Fluidverbindung mit der zweiten Kammer 111. In einer alternativen Ausbildung ist die Bahneintrittsöffnung 114 der zweiten Kammer 111 in Fluidverbindung mit der Bahneintrittsöffnung 115 der ersten Kammer 107, während eine Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer 107, ihrer Bahneintrittsöffnung 115 und der Bahneintrittsöffnung 114 der zweiten Kammer 111 verhindert ist. Die zwei Kammern 107, 111 werden dann in Wechselwirkung bzw. Kommunikation mit gesonderten Auslässen bzw. Austritten sein. Wenigstens ein Auslaß kann in der ersten Kammer 107 angeordnet sein und wenigstens ein Auslaß kann in der zweiten Kammer 111 oder in Fluidverbindung mit der zweiten Kammer 111 angeordnet sein.
Weiterhin wird das beschriebene Luftsystem, welches Wasserstoffperoxid verwendet, vorzugsweise in aseptischen Gebieten einer Anwendung verwendet. In einem entsprechenden Luftsystem in einer Verpackungsmaschine, die für ein Handhaben von pasteurisierten Produkten verwendet wird, sind die Luftströme ähnlich, obwohl die Maschinensterilisierung üblicherweise unter Verwendung von filtrierter Luft gemacht wird. Statt dem oben beschriebenen System kann das System dann ein Filter und ein Gebläse umfassen. Um Ozon von den Kammern während eines Betriebs zu evakuieren, kann das System mit einem katalytischen Wandler versehen sein.
Darüber hinaus ist in der gezeigten Ausbildung die Bahneintrittsöffnung 114 der zweiten Kammer 111 in einem Abstand von und bevorzugt in einer Linie mit der Bahneintrittsöffnung 115 der ersten Kammer 107 angeordnet. Alternativ kann sich die zweite Kammer 111 über den gesamten Weg bis zu der Bahneintrittsöffnung 115 der ersten Kammer erstrecken, wodurch eine Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer 107 und der Bahneintrittsöffnung 115 verhindert ist. Die Wand der zweiten Kammer 111 wird dann stattdessen mit durchgehenden Öffnungen, vorzugsweise Schlitzen, in einem Abstand von der Bahneintrittsöffnung, jedoch vor dem Auslaß 113 versehen. Eine Fluidverbindung zwischen den zwei Kammern wird dadurch zur Verfügung gestellt und die Anordnung bewirkt einen sogenannten Injektoreffekt, welcher einen Luftstrom von der ersten Kammer durch die Schlitze in die zweite Kammer erzeugt, wo sie durch den Auslaß 113 evakuiert werden kann. Eine kleine Menge an Luft wird auch von außerhalb der Gehäuse durch die Bahneintrittsöffnung 115 angesaugt.

Claims

Vorrichtung zum Bestrahlen mittels Elektronenstrahlen von wenigstens einer ersten Seite (W₁) einer Bahn (W), wobei die Vorrichtung einen Tunnel, durch den die Bahn (W) passieren kann, umfasst, wobei der Tunnel mit einem Bahneintrittsabschnitt (5), einem Bahnaustrittsabschnitt (6) und einem mittleren Abschnitt ausgestattet ist, der mindestens einen ersten Elektronenstrahlemitter (2) aufnehmen kann, welcher mit einem Elektronenaustrittsfenster (21) versehen ist, durch das die Elektronen in den Tunnel ausgesandt werden können, wobei der Tunnel an wenigstens zwei Stellen jeweils im Eintrittsabschnitt (5) und im Austrittsabschnitt (6) so abgewinkelt ist, dass jeder Röntgenstrahl während der Bestrahlung der Bahn (W) mit Elektronenstrahlen dazu gebracht wird, mindestens zweimal auf die Tunnelwand aufzutreffen, bevor er aus dem Tunnel austritt, und wobei die Eintritts- und Austrittsabschnitte (5, 6) jeweils mit wenigstens einer Bahnführung ausgestattet sind, um die Bahn durch den Tunnel zu führen, wobei die wenigstens eine Bahnführung im Austrittsabschnitt (6) so in Bezug auf die Bahn (W) angeordnet ist, dass sie zur Berührung mit einer zweiten Seite (W₂) der Bahn (W) ausgelegt ist, und dass sie geeignet ist, eine Berührung mit der ersten Seite (W₁) der Bahn (W) zu verhindern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Eintrittsabschnitt (5) und der Austrittsabschnitt (6) jeweils drei aufeinander folgende Segmente umfassen, ein Eingangssegment (5a, 6a), ein Mittelsegment (5b, 6b) und ein Ausgangssegment (5c, 6c), und wobei das Mittelsegment (5b, 6b) einen ersten Winkel (α) zum Eingangssegment (5a, 6b) bildet, und das Ausgangssegment (5c, 6c) einen zweiten Winkel (β) zum Mittelsegment (5b, 6b) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Verhältnis zwischen den Tunnelbreiten, den Winkeln (α, β) und den Längen der Segmente (5a–c, 6a–c) dergestalt ist, dass eine gedachte gerade Linie, die die Tunnelwand im Eingangssegment (5a, 6a) trifft, auch die Tunnelwand wenigstens des Ausgangssegments (5c, 6c) trifft, bevor sie das Ausgangssegment (5c, 6c) verlässt, und dass eine gedachte gerade Linie, die durch das Eingangssegment (5a, 6a) verläuft, die Tunnelwand des Mittelsegments (5b, 6b) so trifft, dass sie auch die Tunnelwand des Ausgangssegments (5c, 6c) trifft, bevor sie das Ausgangssegment (5c, 6c) verlässt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der mittlere Abschnitt dazu ausgelegt ist, einen zusätzlichen zweiten Elektronenstrahlemitter (3) aufzunehmen, der mit einem Elektronenaustrittsfenster (31) ausgestattet ist, durch das Elektronen in den Tunnel gesandt werden können, wobei der Elektronenstrahlemitter (3) so positioniert werden kann, dass eine zweite Seite (W₂) der Bahn (W) durch die Elektronen bestrahlt wird.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, wobei das Elektronenaustrittsfenster (2, 3) im Wesentlichen flach ist und dazu ausgelegt, im Wesentlichen parallel zur Bahn (W) angeordnet zu sein.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, wobei der zusätzliche zweite Elektronenstrahlemitter (3) dazu ausgelegt ist, im Wesentlichen gegenüber dem ersten Elektronenstrahlemitter (2) angeordnet zu sein, und wobei das Elektronenaustrittsfenster (31) dazu ausgelegt ist, im Wesentlichen gegenüber dem ersten Elektronenaustrittsfenster (21) angeordnet zu sein.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4–6, wobei der Emitter (2, 3) in einem Gehäuse (1) eingeschlossen ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4–7, wobei der Emitter (2, 4) ein Niederspannungselektronenstrahlemitter ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bahnführung eine erste und eine zweite Walze (9, 10, 11, 12) umfasst, die in Stützelementen gelagert sind, wobei die Walzen (9, 10, 11, 12) so ausgebildet und zueinander angeordnet sind, dass die erste Walze (9, 11) die Bahn (W) um den zweiten Winkel (β) abwinkelt und dass die zweite Walze (10, 12) die Bahn (W) um den ersten Winkel (α) abwinkelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–9, wobei das Eingangssegment (5a, 6a) des Eintrittsabschnitts (5) und des Austrittsabschnitts (6) an den mittleren Abschnitt des Tunnels angrenzen, und dass das Ausgangssegment (5c, 6c) des Eintrittsabschnitts (5) und des Austrittsabschnitts (6) voneinander weg gerichtet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–10, wobei die Tunnelabschnitte und das Emittergehäuse (1) in einem Gehäuse (4) eingeschlossen sind.
Verfahren zum Bestrahlen mittels Elektronenstrahlen von wenigstens einer ersten Seite (W₁) einer Bahn (W), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Durchlaufen der Bahn (W) durch einen Tunnel, wobei der Tunnel einen Bahneintrittsabschnitt (5), einen Bahnaustrittsabschnitt (6) und einen mittleren Abschnitt aufweist, der dazu ausgelegt ist, wenigstens einen ersten Elektronenstrahlemitter (2), der mit einem Elektronenaustrittsfenster (21) versehen ist, aufzunehmen, Aussenden von Elektronen in den Tunnel vom Emitter (2) durch das Elektronenaustrittsfenster (21), Bewirken, dass jedweder Röntgenstrahl, der durch die Elektronen während der Bestrahlung der Bahn (w) gebildet wird, mindestens zweimal auf die Tunnelwand auftrifft, bevor er den Tunnel verlässt, indem der Tunnel so ausgebildet ist, dass er an wenigstens zwei Stellen jeweils im Eintritts- und Austrittsabschnitt (5, 6) abgewinkelt ist, und Führen der Bahn durch den Tunnel, indem der Eintritts- und der Austrittsabschnitt (5, 6) mit wenigstens einer Bahnführung versehen werden, und Anordnen der wenigstens einen Bahnführung im Austrittsabschnitt (6) dergestalt in Bezug auf die Bahn (W), dass sie dazu ausgelegt ist, eine zweite Seite (W₂) der Bahn (W) zu berühren, und dass sie dazu ausgelegt ist, eine Berührung mit der ersten Seite (W₁) der Bahn (W) zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Eintrittsabschnitt und der Austrittsabschnitt (5, 6) so ausgebildet sind, dass der entsprechende Abschnitt eine Reihe von drei aufeinander folgenden Segmenten umfasst, ein Eingangssegment (5a, 6a), ein mittleres Segment (5b, 6b) und ein Ausgangssegment (5c, 6c), wobei das mittlere Segment (5b, 6b) so ausgebildet ist, dass es einen ersten Winkel (α) zum Eingangssegment (5a, 6a) bildet, und dass das Ausgangssegment (5c, 6c) einen zweiten Winkel (β) zum mittleren Segment (5b, 6b) bildet.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein Verhältnis zwischen den Tunnelbreiten, den Winkeln (α, β) und den Längen der Segmente (5a–c, 6a–c) vorgesehen ist, so dass eine gedachte gerade Linie, die die Tunnelwand im Eingangssegment (5a, 6a) trifft, auch die Tunnelwand zumindest des Ausgangssegments (5c, 6c) trifft, bevor sie das Ausgangssegment (5c, 6c) verlässt, und dass eine gedachte gerade Linie, die durch das Eingangssegment (5a, 6a) verläuft, die Tunnelwand des mittleren Segments (5b, 6b) so trifft, dass sie auch die Tunnelwand zumindest des Ausgangssegments (5c, 6c) trifft, bevor sie das Ausgangssegment (5c, 6c) verlässt.