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Die
Erfindung betrifft eine Befüllvorrichtung zum
Befüllen
von Behältern
mit Nahrungsmitteln, insbesondere flüssigen Nahrungsmitteln. Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist hier von der Art mit einer gedachten schleifenförmigen Fördererspur,
die einen unteren und einen oberen Spurabschnitt aufweist, welche
Abschnitte mittels Biegungsabschnitten miteinander verbunden sind.
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Eine
Befüllvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist bekannt, zum Beispiel aus der
US 4,693,052 A , und der Anmelder
hat sie nun schon eine Reihe von Jahren hergestellt und unter dem
Namen Exact Volume CE 87 vertrieben. Die Vorrichtung umfasst Endlosfördererketten,
auf denen eine Mehrzahl von Behälterhalterungen
befestigt sind. Die Endlosketten fördern die Behälterhalterungen
entlang von einer gedachten schleifenförmigen Fördererspur mit dem oben erwähnten unteren
und oberen Spurabschnitt. Durch Antreiben der Ketten werden die
Behälterhalterungen
nacheinander an einem Behälteraufgabemechanismus,
einer Dekontaminierungsstation, einer Trocknungsstation, einer Befüllstation,
einer Verschließstation
und einem Behälterabgabemechanismus
entlang gefördert.
Der Aufgabe- und der Abgabemechanismus und die Mehrzahl von Arbeitsstationen
sind alle entlang des oberen Spurabschnitts angeordnet. Der größere Teil der
Befüllvorrichtung,
einschließlich
Fördererketten, Antriebseinheit
mit Kettenrädern
und Behandlungsstationen ist in einer im Wesentlichen dichtenden Weise
von einem großen
Gehäuse
umschlossen, mit anderen Worten mit Ausnahme des Behälteraufgabemechanismus
und des Behälterabgabemechanismus.
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Während des
Betriebs wird behandelte Luft mit einem leichten Überdruck
durch eine Mehrzahl von Luftaufgabemechanismen in die Oberseite
des Gehäuses
geblasen. Der leichte Überdruck
dient dazu, zu verhindern, dass verunreinigte Umgebungsluft imstande
ist, während
des Befüllvorgangs
einwärts
in das Gehäuse
zu strömen,
zum Beispiel durch den Behälteraufgabemechanismus
oder den Behälterabgabemechanismus.
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Ein
Nachteil im Fall dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, dass
ein Risiko besteht, dass Schadstoffe oder Verunreinigungen im Inneren
des Gehäuses
freigesetzt werden oder ihren Weg ins Innere des Gehäuses finden.
Solche Schadstoffe oder Verunreinigungen verbreiten sich in diesem
Fall sehr schnell über
die gesamte Behandlungsstrecke. Verunreinigte Partikel können insbesondere
im Fall der Fördererketten,
der Kettenräder
oder von anderen beweglichen Teilen des Förderersystems freigesetzt werden.
wenn aseptische Befüllbedingungen
gewünscht
werden, wird die gesamte Befüllvorrichtung innerhalb
des Gehäuses
mit Wasserstoffperoxid behandelt, bevor der eigentliche Befüllvorgang
gestartet wird. Während
des Befüllvorgangs
ist es dann schwierig, sämtliche
Teile innerhalb des Gehäuses mit
steriler Luft steril zu halten. Die Form und die Größe des Bereichs
innerhalb des Gehäuses
um die Behandlungsstrecke herum gestatten dies nicht.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile
mindestens teilweise zu überwinden,
oder eine brauchbare Alternative bereitzustellen, und insbesondere
eine kompakte Befüllvorrichtung
bereitzustellen, die im Gebrauch flexibel ist, mit einer optimierten
Behandlungsfunktionalität.
Spezieller besteht das Ziel der Erfindung darin, eine Befüllvorrichtung
bereitzustellen, mittels der es möglich ist, in einem teilweise
aseptischen Bereich noch Behälter
unter aseptischen Bedingungen zu befüllen und zu verschließen.
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Dieses
Ziel wird durch eine Befüllvorrichtung gemäß Anspruch
1 erreicht. In diesem Fall ist entlang der Behandlungsstrecke ein Gehäuse vorgesehen, welches
Gehäuse
sich mindestens entlang der Befüllstation
und der Verschließstation
erstreckt. Innerhalb des Gehäuses
sind Gaszufuhreinrichtungen angeordnet, um die Gase im Wesentlichen
nahe bei Einfüllöffnungen
entlang von Außenseiten
von entlang des Gehäuses
geförderten
Behältern
in Richtung von Böden
der Behälter
strömen
zu lassen. Die Gaszufuhreinrichtungen umfassen eine Mehrzahl von
Gasausströmöffnungen,
insbesondere eine große
Anzahl, die in Abständen
angeordnet sind und sich in das Gehäuse öffnen. Die Anzahl der Gasausströmöffnungen
und ihre Anordnung sind hier derart, dass für im Wesentlichen jede Förderposition
eines Behälters
entlang des Gehäuses
mindestens eine der Gasausströmöffnungen
in einem Abstand von weniger als 25 Zentimetern, insbesondere weniger als
15 Zentimetern, von der entsprechenden Behältereinfüllöffnung gelegen ist. Dies bedeutet,
dass sich von dem Augenblick an, in dem die Behälter gereinigt werden, bis
zu dem Augenblick, in dem sie verschlossen werden, die Einfüllöffnungen
in einem kurzen Abstand unterhalb der Gaszufuhr befinden. Der Pfad, den
das Gas von den Gasausströmöffnungen
bis zu den Einfüllöffnungen
nimmt, ist folglich ebenfalls kurz, mit der Folge, dass das Risiko
einer Verunreinigung der Gase durch verunreinigte Maschinenoberflächen und/oder
eine Vermischung mit verunreinigter Luft minimal ist. Ein im wesentlichen
gleichförmiger
Strom von behandelten Gasen kann daher vorteilhafterweise für jede Förderposition
eines Behälters
entlang des Gehäuses
erzielt werden, wobei in diesem Fall die zugeführten Gase nacheinander zuerst
an den Einfüllöffnungen
der zu befüllenden
Behälter
entlang und erst dann am Rest der Außenseiten der Behälter und
an Teilen des Förderersystems entlang
strömen.
Ein solcher gerichteter, im Wesentlicher gleichförmiger Strom der behandelten
Gase verhindert die Ausbreitung von Verunreinigungen an der Position
von mindestens den Einfüllöffnungen von
einzelnen Behältern.
Außerdem
wird sichergestellt, dass die kritischsten Punkte während des
Befüllvorgangs,
d.h. die Umgebung um die Einfüllöffnungen
der Behälter
herum, während
des Befüllens und
Verschließens
nicht in unerwünschter
Weise durch Schmutz verunreinigt werden, der vom Rest der Außenseite
der Behälter
kommt, oder Schmutz, der von sich bewegenden Teilen des Förderersystems
kommt. Dies bedeutet vorteilhafterweise auch, dass weniger hohe
Standards für
die Sauberkeit der Außenseiten
der Behälter
festgelegt werden müssen. Zum
Beispiel brauchen diese Außenseiten
nicht mehr völlig
steril gemacht werden, was sowohl einen Gewinn an Zeit und eine
Kosteneinsparung schafft.
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Die
Erfindung macht es daher möglich,
den Bereich um die Behandlungsstrecke herum an der Position des
Gehäuses
in einer konditionierten Weise nur teilweise rein, insbesondere
aseptisch, zu halten, während
das Befüllen
und Verschließen
der Behälter noch
in einer zuverlässigen
Weise unter den im Allgemeinen geforderten aseptischen Bedingungen ausgeführt werden
kann.
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Die
Behälter
werden vorzugsweise aufrechtstehend in den Behälterhalterungen entlang des
oberen Spurabschnitts gefördert.
Die Gasausströmöffnungen
im Gehäuse
werden dann gestaltet, um die behandelten Gase in einer Richtung
im Wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung
abzugeben.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
sind Vorkehrungen für
Gasabgabeeinrichtungen getroffen, die mit dem Herz des Förderersystems
verbunden sind, oder sich, was die Einflusssphäre angeht, mindestens teilweise
bis in dieses erstrecken, um dort mindestens einen Teil, insbesondere
den größeren Teil,
der in das Gehäuse
zugeführten
Gase seitlich abzugeben.
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Erfindungsgemäß erstreckt
sich das Gehäuse
mit Gaszufuhreinrichtungen vorteilhafterweise auch entlang von einer
stromaufwärts
von der Befüllstation
angeordneten Trocknungsstation. Von dem Augenblick an, in dem der
Behälter
gereinigt worden ist und mit verderblichen Nahrungsmitteln befüllt und anschließend verschlossen
werden soll, kann daher eine gewünschte
Richtung des Stroms von behandelten Gasen an den Behältern entlang
erzielt werden. Vor der Trocknungsstation kann dann entlang der
Behandlungsstrecke eine Dekontaminierungsstation vorgesehen sein,
um die Innenseiten der Behälter
und auch einen Teil um ihre Einfüllöffnungen herum
zu dekontaminieren. Erfindungsgemäß ist dies ausreichend, und
der Rest der Außenseiten
der Behälter
braucht nicht länger
dekontaminiert werden.
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Insbesondere
wird das Gehäuse
mindestens teilweise tunnelförmig
gemacht, wobei mindestens der Teil der Behandlungsstrecke, der nach
außen weist,
abgedeckt wird. Die Abdeckung lässt
einen Tunnel frei, durch den die zu befüllenden Behälter an den Stationen entlang
gefördert
werden können. Dies
ergibt den Vorteil, dass der Bereich, der während des Betriebs unter gewissen
Behandlungsbedingungen gehalten werden muss, insbesondere die Umgebung,
welche die Einfüllöffnungen
der Behälter umgibt,
minimiert wird. Die Anzahl von Teilen, und auch die Oberfläche dieser
Teile, die sich innerhalb des Gehäuses befindet, kann vorteilhafterweise ebenfalls
minimiert werden. Die Menge an behandelten Gasen, die benötigt wird,
ist vorteilhafterweise klein.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
umfasst die Vorrichtung ein Förderersystem
mit Behälterhalterungen,
um Behälter
in einer Mehrzahl von benachbarten Reihen an Arbeitsstationen entlang
zu fördern,
wobei die Vorrichtung mit einer Mehrzahl von benachbart zueinander
angeordneten Gehäusesegmenten
gestaltet ist. Jedes Gehäusesegment
umschließt
einzeln eine oder mehrere der Reihen von zu behandelnden Behältern mindestens
teilweise. Jede mindestens teilweise einzeln umschlossene Reihe oder
Anzahl von Reihen von zu behandelnden Behältern wird als Behandlungsstrecke
definiert. Die Mehrzahl von so definierten Behandlungsstrecken erstreckt
sich benachbart zueinander entlang von einer gemeinsamen gedachten
Fördererspur.
Jedes Gehäusesegment
ist einzeln mit Gaszufuhreinrichtungen verbunden.
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Erfindungsgemäß können vorteilhafterweise individuelle
Behandlungsbedingungen innerhalb von jedem Gehäusesegment vorherrschen, zum
Beispiel die Zufuhr von unterschiedlichen Gasen, die Temperatur,
Sterilität,
Feuchtigkeit, usw.. Wenn eine der Behandlungsstrecken verunreinigt
wird, hat dies vorteilhafterweise nicht unmittelbar zur Folge, dass
die anderen Behandlungsstrecken verunreinigt werden. Wenn es in
einer der Behandlungsstrecken zu einer Störung kommt, kann die Vorrichtung
für die
anderen Behandlungsstrecken weiter arbeiten, falls gewünscht. Die
einzelnen Gehäusesegmente
machen es zweckdienlicherweise auch möglich, den Arbeitsbereich,
in dem die Befüllvorgänge ausgeführt werden
müssen,
weiter zu verkleinern, so dass die gewünschten Behandlungsbedingungen
in einer einfacheren Weise erzielt und aufrechterhalten werden können.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Die
Erfindung wird ausführlicher
mit Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung erläutert,
in der:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung
ist;
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2 eine
schematische Querschnittsansicht von 1 ist;
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3 eine
teilweise weggeschnittene Teilansicht von 1 ist;
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4 eine
weggeschnittene perspektivische Ansicht des tunnelförmigen Gehäusesegments
in 1 ist, mit im Gebrauch befindlicher Behälterhalterung;
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5 eine
andere Ausführungsform
einer Behälterhalterung
zeigt;
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6 eine
weggeschnittene teilweise perspektivische Ansicht einer Variante
einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung ist;
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7 noch
eine andere Ausführungsform
einer Behälterhalterung
zeigt;
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8 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Variante ist, in der nur
eine Behandlungsstrecke dargestellt ist; und
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9 eine
Seitenansicht von 8 ist.
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Die
Befüllvorrichtung
ist in den 1–4 in ihrer
Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Vorrichtung 1 umfasst
ein Endlösförderersystem 2,
um Behälterhalterungen 4 mittels
eines Antriebs 3 entlang von einer gedachten schleifenförmigen Fördererspur
zu fördern.
Jede Behälterhalterung 4 umfasst
Einrichtungen, um Behälter 5,
die befüllt
werden sollen, zu positionieren und abzustützen. Die Behälterhalterungen 4 werden
hier entlang von Führungsprofilen 9 geführt, die
sich beiderseits entlang der Fördererspur
erstrecken.
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Das
Endlosförderersystem 2 ist
von der Art, bei der ein oberer und ein unterer Spurabschnitt 10 bzw. 11 unterschieden
werden können.
Der obere und der untere Spurabschnitt 10 bzw. 11 gehen
anhand von Biegungsabschnitten 12 ineinander über. Innerhalb
des Förderersystems 2 wird
von dem oberen und dem unteren Spurabschnitt 10 bzw. 11,
den Biegungsabschnitten 12 und dem Antrieb 3 ein
mittlerer Bereich 13 begrenzt.
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Insbesondere
für im
Wesentlichen aseptische Anwendungen wird das Förderersystem 2 mindestens
teilweise von einer Mehrzahl von benachbarten Gehäusesegmenten 15 umschlossen.
Jedes Gehäusesegment 15 umschließt seine
eigene Behandlungsstrecke und lässt
einen Behälteraufgabemechanismus 16 und
einen Behälterabgabemechanismus 17 frei.
Die Behandlungsstrecken erstrecken sich entlang von der gedachten
Fördererspur
und sind jeweils dazu bestimmt, Behälter in einer konditionierten
Umgebung zu behandeln. Zu diesem Zweck ist eine Anzahl von Arbeitsstationen
entlang von der Fördererspur
angeordnet. Zum Beispiel sind eine Dekontaminierungsstation 20 zur
Dekontaminierung der Innenseiten von aufgegebenen Behältern 5,
eine Befüllstation 21 zum
Befüllen
der Behälter 5 mit
flüssigen
Nahrungsmitteln, sowie eine Verschließstation 22 zum Verschließen der
Behälter 5 nach
der Befüllung,
zum Beispiel mit einem Deckel, vorgesehen.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
wird eine einzelne Gruppe von Behälterhalterungen 4 entlang
von jeder Behandlungsstrecke gefördert,
wobei jede Platz für
eine Mehrzahl von, vorzugsweise zwei, Behältern hat, die zueinander benachbart
gefördert werden
sollen. Die Mehrzahl von Gehäusesegmenten 15 macht
es möglich,
die Vorrichtung sehr flexibel zu betreiben, und zum Beispiel Behälter auf
den einzelnen Behandlungsstrecken unter unterschiedlichen Bedingungen
zu befüllen.
Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, in den jeweiligen Behandlungsstrecken
separate und im Wesentlichen aseptische Bedingungen einfacher und
zuverlässiger
aufrechtzuerhalten. Zwischen den Behandlungsstrecken kann keine
Querkontamination stattfinden, obwohl eine große Anzahl von Teilen, wie Antrieb,
Behälteraufgabemechanismus,
Behälterabgabemechanismus,
Behandlungsstationen und/oder Gaszufuhr- und Gasabfuhreinrichtungen
mindestens teilweise gemeinsam genutzt und angetrieben werden können.
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Die
Behälteraufgabemechanismen 16 und die
Behälterabgabemechanismen 17 befinden
sich im wesentlichen auf derselben Seite der Befüllvorrichtung. Bei der dargestellten
Ausführungsform
befinden sich die Aufgabemechanismen 16 in dem Biegungsabschnitt 12,
wo sich der Antrieb 3 befindet, und die Abgabemechanismen 17 befinden
sich in dem auf der Seite des Antriebs 3 liegenden Ende
des oberen Spurabschnitts 10. Sowohl an den Aufgabemechanismen 16 und
an den Abgabemechanismen 17 sind automatisierte Aufgabe-
und Abgabeeinrichtungen vorgesehen. Die automatisierten Aufgabeeinrichtungen
umfassen ein Zufuhrförderband.
Die automatisierten Abgabeeinrichtungen umfassen einen antreibbaren
Greifarm.
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Das
Förderersystem 2 der
Vorrichtung wird vorzugsweise intermittierend angetrieben, wobei
das Förderersystem 2 die
Behälterhalterungen 4 jedes Mal
eine oder mehrere Positionen in Richtung der nächsten Arbeitsstation vorwärts bewegt.
Der intermittierende Antrieb lässt
ausreichend Zeit frei, um an den betreffenden Arbeitsstationen die
notwendigen Arbeitsvorgänge
auszuführen.
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Die
Behälterhalterung 4 umfasst
Rückhalteeinrichtungen 23,
die hier von elastischen Klemmplatten gebildet werden, zwischen
denen die Behälter
festgeklemmt werden können.
Das Festklemmen erfolgt hier derart, dass die Behälter 5 auch
zuverlässig
festgeklemmt bleiben, wenn sie entlang des unteren Spurabschnitts 11 gefördert werden,
mit anderen Worten kopfüber
nach unten hängen.
Dies hat den Vorteil, dass der untere Spurabschnitt 11 ebenfalls wirkungsvoll
genutzt werden kann, um einen Behandlungsschritt an den Behältern 5 auszuführen. Bei
der gezeigten Ausführungsform
ist die Dekontaminierungsstation 20 teilweise entlang des
unteren Spurabschnitts 11 und teilweise in dem stromabwärts befindlichen
Biegungsabschnitt 12 angeordnet. Derjenige Teil entlang
des unteren Spurabschnitts 11 umfasst Sprühdüsen zum
Zuführen
von Reinigungsmedium ins Innere der Behälter. Das Reinigungsmedium
läuft infolge
der Schwerkraft größtenteils
vom selbst wieder aus den Behältern 5 heraus.
Derjenige Teil der Dekontaminierungsstation 20 entlang
des Biegungsabschnitts 12 umfasst Blasdüsen zur Beseitigung von Reinigungsmediumresten
aus dem Inneren der Behälter.
Durch die Verwendung des unteren Spurabschnitts 11 und
des Biegungsabschnitts 12 zum Ausführen von Arbeitsvorgängen an
den Behältern
oder mit den Behältern,
die für
den Befüllvorgang wesentlich
sind, ist es vorteilhafterweise möglich, die Vorrichtung in einer
sehr kompakten Form zu konstruieren. Das Förderersystem 2 mit
den Behälterhalterungen 4 ist
ausgelegt, um die Behälter
entlang der Biegungsabschnitte 12 zu fördern, wobei Einfüllöffnungen
von zu fördernden
Behältern
in radialer Richtung nach außen
weisen. Ein auszuführender
Arbeitsvorgang, hier die Beseitigung von Reinigungsmediumresten
aus dem Inneren des Behälters,
kann infolgedessen wirkungsvoll ausgeführt werden.
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Während des
Betriebs werden behandelte Gase, insbesondere sterile Luft, über Gaszufuhreinrichtungen 25 in
jedes der einzelnen Gehäusesegmente 15 zugeführt. Dies
wird vorzugsweise bei einem leichten Überdruck ausgeführt, um
sicherzustellen, dass keine verunreinigte Luft durch offen gelassene
Teile, wie den Aufgabemechanismus 16 oder den Abgabemechanismus 17,
einströmen
kann. Die Gaszufuhreinrichtungen 25 sind mit separaten
Düsen an
die jeweiligen Außenseiten
der Gehäusesegmente 15 angeschlossen,
vorzugsweise mittels Gaszufuhrdüsen,
die in einem Abstand voneinander liegen, welche in diesem Fall vorzugsweise
für jedes der
Gehäusesegmente 15 entlang
von sämtlichen Abschnitten
der Fördererspur
vorgesehen sind.
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Gemeinsame
Gasabfuhreinrichtungen, die zum Anschluss an den mittleren Bereich 13 im
Herz der Förderersystems 2 bestimmt
sind, sind weiter vorgesehen. Zusammen mit der Zufuhr von Gasen
zu den Außenseiten
der einzelnen Gehäusesegmente 15 bedeutet
dies, dass während
des Betriebs behandelte Gase vorteilhafterweise zuerst entlang der
kritischsten Teile der Behälter
strömen,
in denen sich die Einfüllöffnungen
befinden, dann über
die Außenseiten
der Behälter 5 und
an den Behälterhalterungen 4 entlang
strömen,
und schließlich
im mittleren Bereich 13 ankommen, wo sie für sämtliche
Behandlungsstrecken über
die gemeinsamen Gasabfuhreinrichtungen abgeführt werden. Die auf diese Weise
im Inneren von jedem Gehäusesegment 15 erzielte Strömungsrichtung
der Gase ist im wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung der Behälterhalterungen 4,
oder zum mittleren Bereich 13 des Förderersystems 2 hin
gerichtet. Der mittlere Bereich 13 gemäß der Erfindung ist vorteilhafterweise
kompakt, so dass mit Hilfe der oben erwähnten Gasabfuhreinrichtungen
eine wirkungsvolle Abfuhr möglich
ist.
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Die
dargestellte Ausführungsform
der Behälterhalterung 4 ist
mit einer offenen Konstruktion gestaltet. Dies wird hier erreicht,
indem die Bodenplatte 30 der Behälterhalterung 4 mit
einer großen
Anzahl von Durchtrittsöffnungen 31 versehen
wird. Bei einer Variante kann die Bodenplatte von einer sogar noch mehr
durchbrochenen Gestalt sein.
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Die
Gehäusesegmente 15 sind
vorteilhafterweise tunnelförmig.
Die von jedem Gehäusesegment begrenzte
Tunnelöffnung,
im Querschnitt betrachtet, ist hier in einer solchen Weise gewählt, dass
zwei benachbarte Behälter 5 mit
Hilfe der Behälterhalterungen 4 zumindest
mit ihrem Einfüllöffnungsteil
in einer engen Passung durch sie hindurch gefördert werden können. Das
Volumen des Befüllungsbereichs,
der behandelt gehalten werden muss, ist folglich minimal. Antriebsteile
der Arbeitsstationen befinden sich so weit wie möglich auf der Außenseite
der Gehäusesegmente 15.
Dies macht es auch möglich,
den von den Gehäusesegmenten 15 umschlossenen
Befüllungsbereich
minimal zu halten. Sich bewegende Teile der Arbeitsstationen können in
diesem Fall mit Hilfe von elastischen Membranen bewegbar durch Wände der
Gehäusesegmente 15 hindurch
geführt werden.
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Spezieller
sind die Gehäusesegmente 15 endlose
tunnelförmige
Gehäusesegmente,
wobei jedes Gehäusesegment
weitgehend seine eigene Behandlungsstrecke umschließt, die
um die Fördererspur
herum verläuft,
wobei der entsprechende Aufgabemechanismus 16 und Abgabemechanismus 17 frei bleiben.
Der obere und der untere Spurabschnitt 10 bzw. 11 und
auch die Biegungsabschnitte 12 sind hier über einen
großen
Teil ihrer Länge
umschlossen. Die weitgehend außerhalb
der Gehäusesegmente 15 befindlichen Arbeitsstationen
sind in einer dichtenden Weise mit den obigen verbunden. Dank der
schlanken Form der Gehäusesegmente 15 kann
die gewünschte
Strömungsrichtung
von behandelten Gasen innerhalb jedes Gehäusesegments 15 bereits
mit einem geringen Überdruck
aufrechterhalten werden.
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Die
Gehäusesegmente 15 sind
vorzugsweise von einer solch schlanken Gestalt, dass sie während des
Betriebs oberhalb der Einfüllöffnungen
der Behälter
weniger als 25 Zentimeter und spezieller weniger als 15 Zentimeter
frei lassen.
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Die
Gehäusesegmente 15 sind
vorzugsweise konstruktiv miteinander verbunden, um für eine stabile
komplette Einheit zu sorgen.
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Jedes
Gehäusesegment 15 kann
mit inneren Gehäusewänden gestaltet
werden, die zusammen den mittleren Bereich begrenzen. Die inneren
Gehäusewände müssen dann
mit Gasauslässen
zum Anschluss an die Gasabfuhreinrichtungen versehen werden. Bei
der dargestellten Variante sind solche inneren Gehäusewände weggelassen
worden, und der Befüllungsbereich
von jeder Behandlungsstrecke wird auf der zum mittleren Bereich 13 hin
weisenden Seite von den durchbrochenen Bodenplatten 30 der Behälterhalterungen 4 begrenzt.
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Indem
man eine Mehrzahl von einzelnen, benachbart zueinander befindlichen
Gehäusesegmenten 15 bereitstellt,
wird zusammen mit der spezifischen Anordnung der Gaszufuhreinrichtungen 25 und
der zentralen Gasabfuhreinrichtungen im Befüllungsbereich eine Zufuhr von
behandeltem Gas erzeugt, die sich leicht steuern lässt. Die
Menge an behandelten Gasen, die benötigt wird, kann dank der sehr
kompakten Gestalt des Förderersystems 2 und den
kompakten umschließenden
Gehäusesegmenten 15 für jede Behandlungsstrecke
vorteilhafterweise klein sein.
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Eine
Gasverteilungsplatte 35 ist im Inneren von jedem Gehäusesegment 15 in
einem gewissen Abstand von der äußeren Gehäusewand
vorgesehen. Auf diese Weise wird zwischen den Gehäusewänden und
der Verteilungsplatte 35 eine Gasverteilungskammer 36 gebildet.
Die Gasverteilungsplatte 35 ist mit einer großen Anzahl
von Gasausströmöffnungen
versehen, die sicherstellen, dass die durch die Gaszufuhreinrichtungen 25 in
die Kammer 36 zugeführten
Gase gleichmäßig unter
den unterhalb der besagten Platte befindlichen Behältern 5 verteilt
werden. Auf diese Weise wird es vorteilhafterweise ausreichen, für die weiter
außerhalb
der Gehäusesegmente 15 liegenden
Gaszufuhreinrichtungen 25 eine kleine Anzahl von Gaszufuhrdüsen zu haben.
Die große
Anzahl von Ausströmöffnungen
stellt sicher, dass für
jede Förderposition
die Behälter 5 unterhalb der
Gasverteilungsplatte 35 mit ihren Einfüllöffnungen in einem Abstand von
weniger als 25 Zentimetern, insbesondere weniger als 15 Zentimetern,
unterhalb von mindestens einer der Ausströmöffnungen liegen. Der Strom
der behandelten Gase aus den Ausströmöffnungen ist daher unter dem
gesamten Teil des Gehäusesegments 15,
wo die Verteilungsplatte 35 vorgesehen ist, im Wesentlichen
gleichförmig
oder homogen, insbesondere im Wesentlichen laminar. 2 zeigt
schematisch mit unterbrochenen Linien, dass sich die Verteilungsplatte 35 entlang
der Befüllstation 21 und
der Verschließstation 22 und auch
entlang von einem Teil der Dekontaminierungsstation 20,
hier demjenigen Teil, der eine Trocknungsstation umfasst, erstreckt.
Dies bedeutet, dass ein im Wesentlichen gleichförmiger Storm von behandelten
Gasen entlang von demjenigen Teil der Behandlungsstrecke erzielt
wird, der sich entlang der oben erwähnten Stationen erstreckt,
wo die Verteilungsplatte ebenfalls vorgesehen ist, welcher Strom im
Wesentlichen von den Behältereinfüllöffnungen aus
zu den Böden
der Behälter
hin gerichtet ist.
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Das
Gehäusesegment 15 erstreckt
sich hier gleichförmig
und in einer kompakten weise entlang von diesem Teil der Behandlungszone,
und auch entlang von dem restlichen Teil der Behandlungsstrecke.
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Die
dargestellte Ausführungsform
der Befüllvorrichtung
ist besonders geeignet für
eine modulare Konstruktion. Indem man die Gehäusesegmente 15 und
das Förderersystem 2 modular
macht, wird sichergestellt, dass die Vorrichtung in einer größeren, kleineren,
breiteren oder schmaleren Gestalt konstruiert werden kann, wie es
der Kunde wünscht.
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Das
Förderersystem 2 liegt
vorzugsweise in Form eines kettenlosen Förderersystems vor. Bei der dargestellten
Ausführungsform
wird dies erreicht, indem man die Behälterhalterungen 4 einander
vorwärtsbewegen
lässt.
In diesem Fall ist ein antreibbares Rad mit Schubelementen versehen,
die intermittierend oder kontinuierlich auf einige der Behälterhalterungen 4 einwirken,
um sie vorzuschieben. Die Führungsprofile 9 stellen
hier sicher, dass die Behälterhalterungen 4 weiter
der gedachten schleifenförmigen
Fördererspur
folgen. Das auf diese Weise mit Führungsprofilen 9 ausgelegte
kettenlose Förderersystem 2 sorgt
für die
Führung
der Behälterhalterungen 4 im
oberen und unteren Spurabschnitt 10 und 11. Das
kettenlose Förderersystem 2 hat
den Vorteil, dass es preiswerter und leichter zu reinigen und sauber
zu halten ist als zum Beispiel ein System mit Behälterhalterungen,
die von Ketten vorwärtsbewegt werden.
Außerdem
kann die Schmierung minimal sein, oder ist sogar entbehrlich, und
das kettenlose System lässt
sich aufgrund der Tatsache, dass die Behälterhalterungen nicht miteinander
verbunden werden brauchen, leicht in einer modularen Konstruktion
herstellen. Die Erfindung kann jedoch auch in Verbindung mit anderen
Arten von Förderersystemen
verwendet werden, wie Kettensystemen.
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6 zeigt
eine weggeschnittene Teilansicht einer Variante des Endlosförderersystems
der Befüllvorrichtung,
die eine Mehrzahl von benachbarten Behandlungsstrecken umfasst,
von denen jede einzeln von einem im wesentlichen tunnelförmigen Gehäusesegment 51 umschlossen
ist. Die Gehäusesegmente lassen
gemeinsame Behälteraufgabemechanismen und
-abgabemechanismen frei. Die Aufgabemechanismen und Abgabemechanismen
befinden sich nahe bei demselben Biegungsabschnitt der Fördererspur.
Vorteilhafterweise ist ein gemeinsamer automatisierter Aufgabe- und Abgabemechanismus
vorgesehen, welche Vorrichtung sowohl leere Behälter 54 in Behälterhalterungen 55 platzieren
und befüllte Behälter aus
den besagten Halterungen entfernen kann. Die Behälterhalterungen 55 sind
mit Rückhalteeinrichtungen 57 versehen,
die hier mit einer elastischen Drahtkonstruktion gestaltet sind
(siehe 6 oder 7).
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Eine
Anzahl von gemeinsamen Arbeitsstationen sind entlang der Behandlungsstrecken
angeordnet, welche Arbeitsstationen mit ihren angetriebenen Teilen
sich mindestens teilweise außerhalb
der Gehäusesegmente
befinden. Eine Dekontaminierungsstation mit einer Restebeseitigungseinheit
(Trocknungseinheit), eine Befüllstation,
eine Verschlusselementzufuhrstation und eine Verschließstation
sind daher vorgesehen.
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Während des
Betriebs werden über
Gaszufuhreinrichtungen 65 behandelte Gase in die Gehäusesegmente 51 zugeführt. Dies
wird bei einem leichten Überdruck
ausgeführt,
um sicherzustellen, dass keine verunreinigte Luft durch Teile einwärts strömen kann,
die zuvor offen gelassen worden sind, wie die Aufgabemechanismen
und die Abgabemechanismen. Die Gaszufuhreinrichtungen 65 sind
an mehreren Punkten mit den Außenseiten
der Gehäusesegmente 51 verbunden.
Weiter sind Gasabfuhreinrichtungen 76 vorgesehen, welche
Abfuhreinrichtungen mit dem mittleren Bereich im Herz des Förderersystems
verbunden sind. Zwischen den seitlich gelegenen Gasabfuhreinrichtungen
ist der mittlere Bereich mit einer Luke versehen, die aufgeschoben
werden kann.
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Profilierte
Einsatzplatten 70 sind innerhalb von jedem Gehäusesegment 51 in
einem gewissen Abstand von der äußeren Gehäusewand
vorgesehen. Die Platten 70 verkleinern den Befüllungsbereich
an der Position der Einfüllöffnungen
der Behälter
und stellen sicher, dass die durch die Gaszufuhreinrichtungen 65 in
die einzelnen Gehäusesegmente 51 zugeführten Gase
besser verteilt und zu den Einfüllöffnungen
der Behälter
hin gelenkt werden. Auch hier strömen daher die behandelten Gase
von der Oberseite aus in Richtung der Einfüllöffnungen bis zum Boden der
Behälter.
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6 zeigt
auch eine Ausführungsform
eines mit Schubelementen 72 versehenen Rades. Die Schubelemente 72 sind
dazu bestimmt, auf die Behälterhalterungen
vor ihnen einzuwirken, um die besagten Behälterhalterungen vorwärts zu bewegen.
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Eine
Variante einer im Gehäusesegment
angeordneten Verteilungsplatte ist vorteilhafterweise von einer
profilierten Gestalt, die der Form der Oberseite der zu befüllenden
Behälter
entspricht. Dies bedeutet einerseits, dass der Befüllungsraum
weiter verkleinert wird, und andererseits, dass die gewünschte Gasströmungsrichtung
schneller und wirkungsvoller erzielt werden kann. Zudem ist die
Verteilungsplatte vorzugsweise von einer austauschbaren Konstruktion,
so dass in dem Fall, dass eine andere Art von Behälter befüllt werden
muss, eine passende Verteilungsplatte eingesetzt werden kann. Äußere Gehäusewände der
Gehäusesegmente 51 können aus
transparentem Material bestehen, damit man imstande ist, den Befüllvorgang
besser zu überwachen.
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Die
Bereitstellung einer individuellen Gruppe von Behälterhalterungen
für jede
Behandlungsstrecke macht es vorteilhafterweise möglich, die Behälterhalterungen
für eine
bestimmte Behandlungsstrecke zu ersetzen oder auszutauschen, zum
Beispiel indem ein Typ verwendet wird, der für eine andere Größe von Behälter geeignet
ist. Dies kann dann vorgenommen werden, während die Befüllung auf
der anderen Behandlungsstrecke andauert. Es ist auch möglich, die
Antriebseinrichtungen hier in einer solchen Weise auszulegen, dass
jede Gruppe von Behälterhalterungen
einzeln angetrieben wird, falls erwünscht mit verschiedenen Geschwindigkeiten.
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Die
Befüllvorrichtung
kann mit Steuereinrichtungen zum Zuführen von unterschiedlichen
Mengen und/oder Zusammensetzungen von behandelten Gasen zu den einzelnen
Gehäusesegmenten
ausgelegt werden. Auf diese weise kann eine weitere Flexibilität erreicht
werden, und der Benutzer kann, wenn er es wünscht, auf den verschiedenen
Behandlungsstrecken gleichzeitig Behälter unter verschiedenen Befüllungsbedingungen
befüllen,
die vollständig
auf das Produkt zur Befüllung
und/oder die Art des zu befüllenden
Behälters
abgestimmt werden können.
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Die 8 und 9 zeigen
eine Befüllvorrichtung,
die für
eine Mehrzahl von benachbarten Behandlungsstrecken geeignet ist,
von denen jede einzeln von einem endlosen tunnelförmigen Gehäusesegment 81 umschlossen
ist, das entlang der gesamten Behandlungsstrecke im Wesentlichen
gleichförmig
ausgestaltet ist. Nur die am weitesten rechts gelegene Behandlungsstrecke
ist hier dargestellt. Entlang der Behandlungsstrecke sind nacheinander
eine Trocknungsstation 82, eine Befüllstation 83 und eine Verschließstation 84 vorgesehen.
Die Aufgabe und die Abgabe von Behältern ist an der Position von 85 vorgesehen,
wo das Gehäusesegment 81 mit
Aufgabe- und Abgabeöffnungen
versehen ist. An der Position der Station 82 sind Vorverteilungselemente 87 vorgesehen,
wobei sie auf der äußeren Wand
des Gehäusesegments 81 angebracht
sind. Jedes Vorverteilungselement 87 umfasst eine mittlere
Aufgabedüse 88 und
vier sie umgebende Aufgabedüsen 89.
Die mittlere Aufgabedüse 88 ist
ausgelegt, um sie zur Zufuhr von behandelten Gasen mit Gaszufuhreinrichtungen
zu verbinden, und öffnet
sich in eine Gasverteilungskammer, die von Wandteilen des Gehäusesegments 81 und
einer im Gehäusesegment
platzierten Verteilungsplatte 90 begrenzt wird.
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Die
Aufgabedüsen 89 sind
ausgelegt, um sie mit Trocknungsluftzufuhreinrichtungen zu verbinden, und
gehen in Einblaselemente (nicht dargestellt) über, die sich durch die Verteilungsplatte 89 in
Richtung der Behältereinfüllöffnungen
erstrecken und dazu dienen, Trocknungsluft nach innen in vier Behälter unterhalb
der besagten Platte, und aus den Behältern heraus entlang der Einfüllöffnungen über die Außenseiten
der Behälter
in Richtung der Böden
der Behälter
strömen
zu lassen.
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Es
ist hier möglich,
dieselben behandelten Gase für
die Trocknungsluft zu verwenden, wie diejenigen, die von den Gaszufuhreinrichtungen
zugeführt werden,
um die kritische Behandlungszone an der Position von zumindest den
Einfüllöffnungen
in einer behandelten Atmosphäre
zu halten.
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Die
erfindungsgemäße Befüllvorrichtung
ist besonders geeignet zur Befüllung
von Behältern
unter im Wesentlichen aseptischen Befüllungsbedingungen. Zu diesem
Zweck sind die Gaszufuhreinrichtungen zum Beispiel gestaltet, um
im Wesentlichen sterile Luft zuzuführen.
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Die
Verteilungsplatte kann vorteilhafterweise in Form eines Gitters
vorliegen, insbesondere eines feinmaschigen Gitters mit einer Maschengröße von weniger
als 1 Zentimeter. Die Verwendung eines solchen Gitters hat sich
in der Praxis als sehr wirksam erwiesen, um unter ihm ein im Wesentlichen
gleichförmiges
Strömungsprofil
im Gehäuse
zu erhalten.
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Zusätzlich zu
den dargestellten Ausführungsformen
sind viele Varianten möglich.
Zum Beispiel kann eine Vorrichtung mit nur einer Behandlungsstrecke
und einem entsprechenden Gehäusesegment
konstruiert werden. Das Gehäusesegment erstreckt
sich vorzugsweise gleichförmig
entlang von im wesentlichen der gesamten Behandlungsstrecke. Es
ist auch möglich,
dass nur ein Teil der Behandlungsstrecke vom Gehäusesegment bedeckt wird, in welchem
Fall dieser Teil mindestens denjenigen Teil der Behandlungsstrecke
umfasst, entlang von dem die Befüllstation
und die Verschließstation
angeordnet sind, und vorzugsweise auch die Trocknungsstation. Zudem
können
die Behälterhalterungen
mit anderen Rückhalteeinrichtungen
konstruiert werden, wie Magneten oder Saugnäpfen. Es ist auch möglich, die
Arbeitsstationen nur entlang von einem der zwei Spurabschnitte vorzusehen.
Die Aufgabe und Abgabe von Behältern kann
in diesem Fall, falls erwünscht,
an entgegengesetzten Seiten dieses Spurabschnitts vorgesehen sein.
Eine Kopfüber-Förderung ist dann nicht länger notwendig,
und die Behälterhalterungen
können
mit Positioniereinrichtungen versehen werden, welche die Behälter nicht
mehr zurückhalten,
sondern sie nunmehr nur zuverlässig
positionieren müssen.
Statt einer Bereitstellung einer separaten Gruppe von Behälterhalterungen
für jede Behandlungsstrecke
ist es auch möglich,
das Förderersystem
mit Behälterhalterungen
zu konstruieren, die sich entlang von einer Mehrzahl von Behandlungsstrecken
erstrecken.
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Gemäß der Erfindung
ist daher eine sehr kompakte Konstruktion von Befüllvorrichtung
vorgesehen, mit deren Hilfe eine Befüllung preiswerter und wirkungsvoller
ausgeführt
werden kann, und mit deren Hilfe in den einzelnen Gehäusesegmenten
konditionierte Befüllungsbedingungen
zuverlässig
aufrechterhalten werden können,
insbesondere an der Position der Einfüllöffnungen der zu befüllenden
Behälter.
Aufgrund der Tatsache, dass die behandelten Gasströme erfindungsgemäß nicht
entlang des Förderersystems
strömen,
bis nachdem die besagten Gase die kritische Umgebung an den Behältereinfüllöffnungen
passiert haben, kann die Erfindung auch bereits vorteilhaft in Verbindung
mit anderen Arten von Förderersystemen
verwendet werden, wie Kettensystemen.