EP0290724B1 - Becherfüllwerk für Nahrungs- und Genussmittel, insbesondere für Molkereiprodukte - Google Patents

Becherfüllwerk für Nahrungs- und Genussmittel, insbesondere für Molkereiprodukte Download PDF

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EP0290724B1
EP0290724B1 EP19880102945 EP88102945A EP0290724B1 EP 0290724 B1 EP0290724 B1 EP 0290724B1 EP 19880102945 EP19880102945 EP 19880102945 EP 88102945 A EP88102945 A EP 88102945A EP 0290724 B1 EP0290724 B1 EP 0290724B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tub
sterilising agent
container
filling installation
installation according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP19880102945
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0290724A2 (de
EP0290724A3 (en
Inventor
Burkhard Gies
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HAMBA-MASCHINENFABRIK HANS A. MUELLER GMBH & CO KG
Original Assignee
Hamba-Maschinenfabrik Hans A Mueller & Co KG GmbH
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Publication of EP0290724A2 publication Critical patent/EP0290724A2/de
Publication of EP0290724A3 publication Critical patent/EP0290724A3/de
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Publication of EP0290724B1 publication Critical patent/EP0290724B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
    • B65B55/04—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
    • B65B55/10—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging by liquids or gases

Definitions

  • the invention relates to a cup filling machine, as has become known in accordance with the preamble of claim 1 by public prior use.
  • the known cup filling machine has a sterile treatment station in the flow downstream both behind the cup feed station and behind the lid feed station.
  • This sterile treatment station is supplied with hydrogen peroxide via a metering device and an atomizing nozzle. It is important here that the hydrogen peroxide is fed to the sterile treatment stations, which work intermittently with the cup filler, in a precisely metered amount.
  • Each metering device of the known cup filling machine has a circular cylindrical sight glass that is sealed between a cover flange and a bottom flange to form a sterile agent container.
  • the hydrogen peroxide is fed through the bottom flange using a continuously operating sterile pump.
  • an electrical filling level control known per se is provided in order to ensure a certain filling level of the hydrogen peroxide within the sterile agent container.
  • a measuring cup is provided in the metering device of the known cup filling machine, which is arranged laterally projecting at the free lower end of a holding rod that can be moved up and down in the working cycle of the cup filling machine.
  • This support rod immerses the measuring cup below the filling level of the hydrogen peroxide, scoops the sterile agent (for example in the manner of a ladle), and then returns the measuring cup vertically to its starting position above the level of the sterile agent. This is done in such a way that the suction tube is immersed in the sterile agent present in the measuring cup.
  • the sterile agent dosed in this way is then sucked off within one working cycle and fed to the atomizing nozzle for transfer to the cups or the lids. This process is repeated with every work cycle.
  • Suction tube and overflow measuring cup of the sterile agent dosing device of the known cup filling unit each represent the electrode of a level control device.
  • level control devices such as those manufactured by the company H. Negele under the name “Niveau réelle gnv-d", are known per se and do not form an object of this invention.
  • the level control ensures, however, that an interfering signal that switches off the cup filler is generated in the event that either the sterile pump does not work or does not work properly, i.e. does not deliver sterile, or that the suction of the sterile via the suction pipe does not work.
  • the Nieveau control device which measures a resistance distance between the two electrodes, would measure a small resistance at one phase of the working cycle and in the other case a very large resistance in the absence of sterile agent in another phase of the working cycle, in any case but trigger an interference signal.
  • a sterile agent dosing device with a much simpler construction is primarily desirable.
  • such a sterile agent dosing device should also offer the possibility, with little additional effort, of quickly changing the dosing amount of sterile agent in adaptation to different container and lid sizes.
  • the sterile agent dosing device of the cup filling unit it is first of all essential that, as long as a certain amount of sterile agent is maintained unchanged, the suction pipe and overflow measuring container are in a defined, spatially fixed relative position to one another, in total spaced from the bottom of the sterile agent container.
  • the sterile medium pump no longer conveys an excess quantity of sterile medium intermittently but rather intermittently through a sterile medium supply line into the overflow measuring container.
  • the metering volume is always constant, while vibrations occur in the known as a result of the mechanical scooping movement - and in the event of improper maintenance can lead to a partial spillage of the sterile from the scoop, that is, to a small amount.
  • the sterile agent supply line is a vertical, in particular free-standing cylindrical riser pipe, to which each overflow measuring container is directly connected to conduct liquid.
  • the overflow measuring container can be connected in two fundamentally different ways:
  • the vertically arranged cylindrical riser pipe has a cylindrical axial extension coaxial with it and directed upwards, which at the same time forms the overflow measuring container.
  • This axial extension is thus filled via the sterile medium pump, which in each working cycle supplies an excess metering quantity, whereupon the suction pipe, which is constantly in the relative position in the axial extension, sucks off as sterile medium until the suction flow is broken off.
  • the metering volume can be changed in a simple manner by either reducing or increasing the immersion depth of the suction tube in the axial extension.
  • the second basic embodiment of the invention is that the vertical riser is orthogonal to its cylinder central axis has running free upper end face, which is followed by a drain surface which extends inclined towards the bottom of the sterile agent container and which in each case delimits the filling opening of at least one overflow measuring container.
  • This embodiment according to the invention allows a plurality of overflow measuring containers in the form of cup-shaped depressions, which are offset with respect to one another in the circumferential angle and which can have either the same or different metering volumes. In the event that the same dosing volume is available, a separate suction pipe can be assigned to each overflow measuring container.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a cup filling machine
  • 2 shows a first embodiment of a metering device
  • Fig. 3 shows a second embodiment of a metering device
  • Fig. 4 shows an only schematically shown essential area of a third embodiment.
  • the bucket filler in Fig. 1 is generally designated by the reference number 10.
  • a revolving conveyor chain K with an upper tower O and a lower run U runs over chain stars 11 and 12.
  • the conveyor chain K has cell boards 13 shown schematically in FIG. 1, which are provided with cup receptacles 14 for cup-shaped containers (e.g. plastic cups) 15.
  • cup-shaped containers e.g. plastic cups
  • the direction of conveyance of the cups 15 received in the upper run O is denoted by x.
  • the work stations of the cup filling machine 10 are as follows: 16 puts the cup bar feed, 17 the cup feed station, 18 the sensor for missing or for double cups, 19 the cup disinfection (sterile treatment station) e.g. by hydrogen peroxide, 20 the main dispenser, 21 the cover placement station with cover disinfection (i.e. another sterile treatment Station), 22 the sealing station, 23 the printing unit for applying the expiry date, 24 the tightness control station and finally 25 the cup removal station.
  • the cup filling machine 10 works as a double-step machine, i.e. with double feed, which means that each work station is occupied twice.
  • the feed occurs intermittently in cycles. Accordingly, the higher the working frequency, the shorter the cycle time in which each work station must begin and end the work assigned to it. This also applies to the sterile agent stations of the cup filling unit 10, which achieves a work rate of approximately 33600 cups / h.
  • liquid sterile metering devices shown in FIGS. 2 and 3 are each designated by the reference number 26.
  • a sterile agent container 27 has a sight glass 28, the two end faces between a container bottom 29 and a container lid 30 are clamped in a sealing manner.
  • the container base 29 is made of an electrically insulating material, in particular plastic, while the container cover 30 is made of an electrically conductive material, in particular stainless steel.
  • a sterile medium feed channel (eg for hydrogen peroxide) 31 is acted upon by a sterile medium feed pump, which works intermittently in cycles. So if a certain dosing volume is required, the sterile pump pumps an excess amount in one go, such that it overflows over the free cutting edge 32 of a circular cylindrical tubular extension 33, so that the excess amount flows out to the container bottom 29 and there via a discharge path 57, 58 can be fed to a sterile agent supply container (not shown) for further use. Accordingly, liquid sterile can never accumulate inside the sterile agent container 27, that is to say within the sight glass 28, so that the free cutting edge end edge 32 is always distanced from excess liquid, and also from the container bottom surface 34. This ensures that the excess amount flows freely over the edge 32.
  • a ventilation duct in the cover 30 bears the reference number 59.
  • the axial extension 33 forms the upper free end region of a substantially circular-cylindrical sterile medium riser tube 35.
  • the longitudinal central axes of the riser tube 35 and the axial extension 33 coincide with the vertical L.
  • the sterile medium liquid level within the axial extension 33 closes off with its cutting edge end edge 32.
  • the sterile agent located within the axial extension 33 is sucked off by means of a two-fluid nozzle 36 and a compressed air valve 39 via the suction tube (ejector tube), designated overall by 37.
  • the suction pipe 37 dips vertically from above with an amount a and coaxially with L into the axial extension 33.
  • Sterile agent is now sucked off until the sterile agent suction flow inevitably breaks off at the lower end edge 38 of the suction pipe 37.
  • the predetermined metered amount is discharged, which is passed on to the atomizer nozzle (identified as 36 in total) (two-substance nozzle) and from there to the cups or lids to be treated in the cup disinfection 19 or in the lid placement station 21 (FIG. 1) .
  • G-rings 40 are provided in the outer tube surface below the threaded engagement.
  • This control device is designated purely schematically at 41.
  • the leveling device 41 is electrically connected via an electrical line 42 to a sliding contact pin 43 which contacts the outer circumferential surface of the riser pipe 35 made of conductive material (stainless steel) within an annular groove 44.
  • the end edge 32 thus forms a first electrode.
  • the control device 41 is electrically conductively connected to the electrically conductive suction pipe 37 via a second line 45, so that its lower end edge 38 forms the second electrode.
  • the signal lamp 46 of the control device 41 lights up and the cup filling machine 10 is switched off.
  • the sterile pump does not deliver.
  • the axial extension 33 would not be filled at the beginning of the suction phase, so that the control device 41 would practically measure an infinitely large electrical resistance between 32 and 38. This would in turn cause the signal lamp 46 to light up and the cup filling unit 10 to be switched off.
  • the spatial relative position between the respective overflow measuring container (e.g. axial extension 33) and the suction pipe 37 is unchanged for the respectively set metering volume.
  • the spatial relative position is only changed if the dosing volume is to be changed.
  • the embodiment according to FIG. 3 basically has the same construction and mode of operation (also with regard to the control device 41) as the embodiment according to FIG. 2.
  • the embodiment according to FIG. 3 is, however, different in comparison to FIG. 2 in that the riser pipe 35 also has at its upper free end an upper free end face or end edge 32 that is orthogonal to its cylinder central axis (perpendicular L). However, this end edge 32 is flush with a drain surface 47, which extends inclined in the direction of the bottom of the sterile medium container 29 and which receives the inlet opening of cup-like depressions 48, 49 of different sizes. These cup-like depressions 48, 49 accordingly form the overflow measuring container for the sterile agent.
  • a plurality of cup-shaped depressions of the type of depressions 48, 49 are arranged here approximately in the manner of a turret with the same radial distance from L in the drainage surface 47, which forms part of an approximately mushroom-shaped body 50.
  • the drainage surface 47 represents a truncated cone.
  • the body 50 is rotationally symmetrical.
  • the suction pipe 37 is cranked outwards.
  • the lower region of the suction pipe 37 with its lower end edge 38 plunges into the receiving volume of the corresponding cup-shaped depression, in the present case in FIG. 49.
  • the sterile agent suction process is otherwise the same as that described in connection with the exemplary embodiment according to FIG. 2.
  • the riser pipe 35 is according to FIG. 2 in its axial area passing through the container bottom 29 non-threaded, rotatable and axially adjustable. If the cup-shaped recess 48 is to be put into alignment with the riser pipe 37 with a larger metering volume, the riser pipe 35 is pulled axially in the direction z by means of a handle 51 arranged at the end and rotated around L until the one previously located in the locking hole 52 spring-loaded locking ball 53 is aligned with the diametrically opposite locking hole 54, whereupon the riser 35 is moved back against the direction z. This backward movement is supported by a helical compression spring 55, which is supported on the underside on the container bottom 34 and on the top side on a support flange 56 on the riser tube side.
  • the mushroom-shaped body 50 in contrast to FIG. 3, essentially only the mushroom-shaped body 50 is shown in another embodiment.
  • the sterile agent container 27 is otherwise also designed as in the embodiment according to FIG. 2, with the difference, however, that according to FIG. 4 two or more suction pipes 37 are provided.
  • Each suction pipe 37 is provided with its own electrical connection (shown schematically in each case), each of which leads via a separate line 45 'or 45' to the control device 41, since the filling monitoring in the cup-shaped depressions 48, 49 is to be carried out separately for the following reasons: 4 is intended, if possible to supply each row of buckets in a multi-lane bucket filler separately with sterile agents. For this reason, the volumes of the cup-shaped depressions 48, 49 within the mushroom-shaped body 50 are each of the same size. Each metered amount within the recesses 48, 49 must therefore be monitored separately.
  • the container lid 30 is due to the different electrical leads 45; and 45 ⁇ made of electrically insulating material (plastic).

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Becherfüllwerk, wie es entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch offenkundige Vorbenutzung bekanntgeworden ist.
  • Das bekannte Becherfüllwerk weist jeweils im Förderfluß stromabwärts sowohl hinter der Becher-Zuführstation als auch hinter der Deckel-Zuführstation eine Sterilbehandlungs- Station auf. Dieser Sterilbehandlungs-Station wird über eine Dosiervorrichtung und eine Zerstäuberdüse Wasserstoffperoxyd zugeführt. Hierbei ist es wichtig, daß das Wasserstoffperoxyd fehlerfrei und in genau dosierter Menge den gemeinsam mit dem Becherfüllwerk taktweise arbeitenden Sterilbehandlungs-Stationen zugeführt wird.
  • Jede Dosiervorrichtung des bekannten Becherfüllwerks weist zur Bildung eines Sterilmittel-Behälters ein zwischen einem Deckelflansch und einem Bodenflansch dichtend aufgenommenes kreiszylindrisches Schauglas auf. Das Wasserstoffperoxyd wird über den Bodenflansch mittels einer kontinuierlich arbeitenden Sterilmittelpumpe zugeführt. Um ein bestimmtes Füllniveau des Wasserstoffperoxydes innerhalb des Sterilmittelbehälters zu gewährleisten, ist eine an sich bekannte elektrische Füllstandsregelung vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich zur elektrischen Füllstandsregelung ist ein den Sterilmittelbehälter-Boden durchsetzendes und frei auf diesem stehendes Ablaufrohr vorhanden, dessen obere freie Ablauföffnung vom Sterilmittel- Boden distanziert ist.
  • Als Überlauf-Meßbehälter ist bei der Dosiervorrichtung des bekannten Becherfüllwerks ein Meßbecher vorgesehen, welcher seitlich vorragend am freien unteren Ende einer im Arbeitstakt des Becherfüllwerks auf- und abbeweglichen Haltestange angeordnet ist. Diese Haltestange taucht den Meßbecher bis unter das Füllniveau des Wasserstoffperoxydes ein, schöpft also das Sterilmittel (etwa nach Art einer Schöpfkelle), und führt den Meßbecher sodann vertikal in dessen Ausgangsposition oberhalb des Sterilmittelniveaus zurück. Dieses geschieht derart, daß das Saugrohr in das innerhalb des Meßbechers vorhandene Sterilmittel eintaucht. Das so dosierte Sterilmittel wird sodann innerhalb eines Arbeitstaktes abgesaugt und der Zerstäuberdüse zwecks Weitergabe an die Becher oder an die Deckel zugeführt. Dieser Vorgang wiederholt sich mit jedem Arbeitstakt.
  • Saugrohr und Überlauf-Meßbecher der Sterilmittel-Dosiervorrichtung des bekannten Becherfüllwerks stellen zugleich jeweils die Elektrode eines Niveau-Kontrollgeräts dar. Derartige Niveau-Kontrollgeräte, wie sie beispielsweise durch die Firma H. Negele unter der Bezeichnung "Niveaugerät gnv-d" gefertigt werden, sind an sich bekannt und bilden nicht Gegenstand dieser Erfindung. Mit der Niveau-Kontrolle ist indes gewährleistet, daß ein das Becherfüllwerk abschaltendes Störsignal für den Fall erzeugt wird, daß entweder die Sterilmittelpumpe nicht oder nicht richtig arbeitet, also kein Sterilmittel zufördert, oder aber die Absaugung des Sterilmittels über das Saugrohr nicht funktioniert. Im ersten Fall würde die Nieveau-Kontrolleinrichtung, die eine Widerstandsstrecke zwischen den beiden Elektroden mißt, zu einer bestimmten Phase des Arbeitstaktes einen kleinen Widerstand und im anderen Fall bei Fehlen des Sterilmittels in einer anderen Phase des Arbeitstaktes einen sehr großen Widerstand messen, in jedem Falle aber ein Störsignal auslösen.
  • Obwohl sich die eingangs beschriebene Sterilmittel-Dosiervorrichtung des bekannten Becherfüllwerks in der Praxis vielfach bewährt hat, ist in erster Linie eine Sterilmittel-Dosiervorrichtung mit einer wesentlich einfacheren Bauweise wünschenswert. Außerdem sollte eine solche Sterilmittel-Dosiervorrichtung mit geringem Mehraufwand auch die Möglichkeit bieten, in Anpassung an unterschiedliche Behälter- und Deckelgrößen die Sterilmittel-Dosiermenge rasch umzustellen.
  • Die sich hieraus ergebende Aufgabe wurde entsprechend dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Bei der Sterilmittel-Dosiervorrichtung des erfindungsgemäßen Becherfüllwerks ist es zunächst wesentlich, daß, solange jedenfalls eine bestimmte Sterilmittel-Dosiermenge unverändert beibehalten wird, Saugrohr und Überlauf-Meßbehälter sich in einer definierten raumfesten Relativposition zueinander befinden, und zwar insgesamt vom Sterilmittelbehälter-Boden distanziert. Im Arbeitstakt des Becherfüllwerks fördert nun die Sterilmittelpumpe nicht mehr kontinuierlich sondern vielmehr taktweise intermittierend eine Überschußmenge an Sterilmittel über eine Sterilmittel-Zulaufleitung in den Überlauf-Meßbehälter hinein. Dieser läuft also in jedem Falle über, wobei die Überschußmenge sich frei auf den Sterilmittelbehälter-Boden ergießt und über den dort vorgesehenen bodenseitigen Sterilmittelablauf ungehindert abfließen kann, so daß keine Flüssigkeitsfüllung im Sterilmittelbehälter selbst entsteht. Bei der erfindungsgemäßen Sterilmittel-Dosiervorrichtung wird also - im Unterschied zum eingangs beschriebenen Bekannten - nicht mehr Sterilmittel aus einem Sterilmittelvorat geschöpft, so daß der mechanische Schöpfantrieb wegfällt.
  • Beim erfindungsgemäßen Becherfüllwerk hat sich außerdem herausgestellt, daß das Dosiervolumen stets gleichbleibend ist, während beim Bekannten infolge der mechanischen Schöpfbewegung - und zwar bei unsachgemäßer Wartung - Schwingungen auftreten können, die zu einem teilweise Verschütten des Sterilmittels aus dem Schöpfbecher, also zu einer Mindermenge, führen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Sterilmittel-Zulaufleitung ein senkrecht, insbesondere freistehend angeordnetes zylindrisches Steigrohr, an welches jeder Überlauf-Meßbehälter unmittelbar flüssigkeitsleitend angeschlossen ist. Der Anschluß des Überlauf-Meßbehälters kann erfindungsgemäß auf zwei grundsätzlich verschiedene Arten geschehen:
  • In einer ersten Ausführungsform weist das senkrecht angeordnete zylindrische Steigrohr einen mit ihm koaxialen nach oben gerichteten zylindrischen Axialfortsatz auf, welcher zugleich den Überlauf-Meßbehälter bildet. Dieser Axialfortsatz wird also über die jedesmal in einem Arbeitstakt einen Dosiermengen-Überschuß zuführende Sterilmittelpumpe gefüllt, worauf das ständig in unveränderter Relativlage in dem Axialfortsatz befindliche Saugrohr als Sterilmittel bis zum Abreißen des Saugstroms absaugt. Eine Änderung des Dosiervolumens kann auf einfache Weise dadurch geschehen, daß die Eintauchtiefe des Saugrohres in den Axialfortsatz entweder verringert oder vergrößert wird.
  • Die zweite grundsätzliche erfindungsgemäße Ausführungsform besteht darin, daß das lotrechte Steigrohr eine orthogonal zu seiner Zylindermittelachse verlaufende obere freie Stirnseite aufweist, an welche eine sich geneigt in Richtung Sterilmittelbehälter-Boden erstreckende Ablauffläche anschließt, welche jeweils die Einfüllöffnung mindestens eines Überlauf-Meßbehälters umgrenzt. Diese erfindungsgemäße Ausführungsform gestattet in der Ablauffläche mehrere zueinander umfangswinkelversetzte Überlauf-Meßbehälter in Form becherförmiger Vertiefungen, die entweder gleiche oder unterschiedliche Dosiervolumen aufweisen können. Für den Fall, daß gleiche Dosiervolumen vorhanden sind, kann einem jeden Überlauf-Meßbehälter ein gesondertes Saugrohr zugeordnet werden. Dieses kann in besonderen Fällen bei solchen Becherfüllwerken zweckmäßig sein kann, die eine Vielzahl von sich in Förderrichtung erstreckenden Becherbahnen aufweisen und im Doppelschritt arbeiten. Für den Fall, daß die Dosiervolumen der in der geneigten Ablauffläche angeordneten Überlauf-Meßbehälter unterschiedlich sind, ist die Möglichkeit einer raschen Dosiervolumen-Umstellung gegeben. Und zwar wird hierbei das Steigrohr einschließlich seiner endseitigen geneigten Ablauffläche vom Saugrohr nach unten weggeführt, das Steigrohr um einen gewissen Umfangswinkel um seine Längsmittelachse gedreht und sodann der Meßbehälter (becherförmige Vertiefung) mit dem gewünschten Dosiervolumen in Eintauchposition mit dem Saugrohr versetzt.
  • Weitere Ausführungsformen entsprechend der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
  • In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsbeispiele entsprechend der Erfindung näher dargestellt, hierbei zeigen:
       Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Becherfüllwerks,
       Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer Dosiervorrichtung,
       Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer Dosiervorrichtung und
       Fig. 4 einen lediglich schematisch dargestellten wesentlichen Bereich einer dritten Ausführungsform.
  • Das Becherfüllwerk in Fig. 1 ist insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Eine umlaufend geführte Förderkette K mit einem Oberturm O und einem Untertrum U läuft über Kettensterne 11 und 12. Die Förderkette K weist in Fig. 1 schematisch dargestellte Zellenbretter 13 auf, die mit Becheraufnahmen 14 für becherförmige Behälter (z.B. Kunststoffbecher) 15 versehen sind. Die Förderrichtung der im Obertrum O aufgenommenen Becher 15 ist mit x bezeichnet.
  • In Richtung x des Förderflusses sind die Arbeitsstationen des Becherfüllwerks 10 folgende:
       16 stellt die Becherstangenaufgabe, 17 die Becheraufgabe-Station, 18 den Fühler für fehlende bzw. für doppelte Becher, 19 die Becherentkeimung (Sterilbehandlungs-Station) beispielsweise durch Wasserstoffperoxyd, 20 den Hauptdoseur, 21 die Deckelauflege-Station mit Deckelentkeimung (also eine weitere Sterilbehandlungs-Station), 22 die Siegelstation, 23 das Druckwerk zum Aufbringen des Verfallsdatums, 24 die Dichtigkeitskontroll-Station und schließlich 25 die Becherentnahme-Station dar.
  • Das Becherfüllwerk 10 arbeitet als Doppelschrittmaschine, d.h. mit doppeltem Vorschub, was bedeutet, daß jede Arbeitsstation doppelt besetzt ist. Der Vorschub erfolgt intermittierend taktweise. Je höher demnach die Arbeitsfrequenz, desto geringer ist die Taktzeit, in welcher jede Arbeitsstation die ihr zugewiesene Arbeit beginnen und beenden muß. Dies gilt auch für die Sterilmittel-Stationen des eine Arbeitsleistung von ca. 33600 Becher/h erbringenden Becherfüllwerks 10.
  • Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Flüssigsterilmittel-Dosiervorrichtungen sind jeweils mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet.
  • Bei allen Ausführungsformen sind gleiche oder im wesentlichen analoge Bauteile stets mit der selben Bezugsziffer versehen.
  • Ein Sterilmittelbehälter 27 weist ein Schauglas 28 auf, dessen beide Stirnflächen zwischen einen Behälter-Boden 29 und einem Behälter-Deckel 30 dichtend eingespannt sind. Der Behälterboden 29 besteht aus elektrisch isolierendem Werkstoff, insbesondere aus Kunststoff, während der Behälter-Deckel 30 aus elektrisch leitendem Werkstoff, insbesondere aus rostfreiem Stahl, besteht. Die Funktion der Sterilmittel- Dosiervorrichtung gemäß Fig. 2 ist nun folgende:
  • Ein Sterilmittel-Zulaufkanal (z.B. für Wasserstoffperoxyd) 31 wird von einer Sterilmittel-Speisepumpe, die intermittierend taktweise arbeitet, beaufschlagt. Wenn also ein bestimmtes Dosiervolumen erforderlich ist, fördert die Sterilmittelpumpe in einem Schub eine Überschußmenge, derart, daß diese über die freie schneidenförmige Stirnkante 32 eines kreiszylindrischen rohrförmigen Axialfortsatzes 33 überläuft, so daß die Überschußmenge zum Behälter-Boden 29 hin abfließen und dort über einen Ablaufweg 57, 58 einem Sterilmittel-Voratsbehälter (nicht gezeigt) zur weiteren Verwendung zugeführt werden kann. Innerhalb des Sterilmittelbehälters 27, also innerhalb des Schauglases 28, kann sich demnach niemals flüssiges Sterilmittel ansammeln, so daß die freie schneidenförmige Stirnkante 32 stets von überschüssiger Flüssigkeit, im übrigen auch von der Behälter-Bodenfläche 34, distanziert ist. Hierdurch ist das freie Abströmen der Überschußmenge über die Kante 32 hinweg gewährleistet. Ein Entlüftungskanal im Deckel 30 trägt die Bezugsziffer 59.
  • Der Axialfortsatz 33 bildet den oberen freien Endbereich eines im wesentlichen ebenfalls kreiszylindrischen Sterilmittel-Steigrohres 35. Die Längsmittelachsen des Steigrohres 35 und des Axialfortsatzes 33 fallen mit der lotrechten L zusammen.
  • Wenn nun die diskontinuierlich arbeitende Sterilmittelpumpe ihre Überschußmenge für einen Arbeitstakt gefördert hat, schließt der Sterilmittel-Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Axialfortsatzes 33 mit dessen schneidenförmiger Stirnkante 32 ab. Nun wird mittels einer Zweistoffdüse 36 und eines Druckluftventils 39 das innerhalb des Axialfortsatzes 33 befindliche Sterilmittel über das insgesamt mit 37 bezeichnete Saugrohr (Ejektorrohr) abgesaugt. Das Saugrohr 37 taucht mit einem Betrag a von oben her senkrecht und mit L koaxial in den Axialfortsatz 33 ein. Es wird nun so lange Sterilmittel abgesaugt, bis der Sterilmittelsaugstrom zwangsläufig an der unteren Stirnkante 38 des Saugrohres 37 abreißt. Hiermit ist die vorbestimmte Dosiermenge abgeführt, welche an die insgesamt mit 36 bezeichnete Zerstäuberdüse (Zweistoffdüse) weitergeleitet wird und von dort aus zu den zu behandelnden Bechern bzw. Deckeln in die Becherentkeimung 19 bzw. in die Deckelauflege-Station 21 (Fig. 1) hineingelangt.
  • Eine Veränderung des Dosiervolumens geschieht wir folgt:
       Ein Teilbereich des Steigrohr-Außenmantels ist über einen Gewindeeingriff G im Behälter-Boden 29 gehalten. Durch Schraubverstellung kann nun auf einfache Weise der für das Dosiervolumen maßgebliche Betrag a verringert oder vergrößert werden.
  • Zur Abdichtung gegen Flüssigkeitsverluste sind in der Steigrohr-Außenmantelfläche unterhalb des Gewindeeingriffs G O-Ringe 40 vorgesehen.
  • Zur Funktionsüberwachung der Sterilmittel-Dosiervorrichtung 26 dient ein sogenanntes "Niveaugerät gnv-d", wie es im vorliegenden Fall durch die Firma H. Negele geliefert wird. Dieses Kontrollgerät ist rein schematisch mit 41 bezeichnet. Über eine elektrische Leitung 42 ist das Niveaugerät 41 mit einem Gleitkontaktstift 43 elektrisch verbunden, welcher die Außenmantelfläche des aus leitendem Werkstoff (rostfreier Stahl) bestehenden Steigrohres 35 innerhalb einer Ringnut 44 kontaktiert. Die Stirnkante 32 bildet also eine erste Elektrode. Außerdem ist das Kontrollgerät 41 über eine zweite Leitung 45 elektrisch leitend mit dem elektrisch leitfähigen Saugrohr 37 verbunden, so daß dessen untere Stirnkante 38 die zweite Elektrode bildet.
  • Wenn nun beispielsweise über 37 bei gefülltem Axialfortsatz 33 kein Sterilmittel abgesaugt wird, wird zu Beginn der Ansaugphase ein geringer elektrischer Widerstand (das Sterilmittel, z.B. Wasserstoffperoxyd ist elektrisch leitend) gemessen. In diesem Falle leuchtet die Signallampe 46 des Kontrollgeräts 41 auf und das Becherfüllwerk 10 wird abgeschaltet.
  • Andererseits kann es vorkommen, daß die Sterilmittelpumpe nicht zufördert. In diesem Falle wäre der Axialfortsatz 33 zu Beginn der Absaugphase nicht gefüllt, so daß das Kontrollgerät 41 zwischen 32 und 38 praktisch einen unendlich großen elektrischen Widerstand messen würde. Hierdurch würde wiederum ein Aufleuchten der Signallampe 46 und ein Abschalten des Becherfüllwerks 10 bewirkt.
  • Grundsätzlich bleibt bezüglich sämtlicher in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen zu bemerken, daß die räumliche Relativlage zwischen dem jeweiligen Überlauf-Meßbehälter (z.B. Axialfortsatz 33) und dem Saugrohr 37 für das jeweils eingestellte Dosiervolumen unverändert ist. Die räumliche Relativposition wird nur verändert, wenn das Dosiervolumen geändert werden soll.
  • Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 weist grundsätzlich dieselbe Bau- und Betriebsweise (auch hinsichtlich des Kontrollgeräts 41) wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 auf.
  • Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist jedoch im Vergleich zu Fig. 2 darin unterschiedlich, daß das Steigrohr 35 an seinem oberen freien Ende zwar ebenfalls eine orthogonal zu seiner Zylindermittelachse (Lotrechte L) verlaufende obere freie Stirnseite bzw. Stirnkante 32 aufweist. An diese Stirnkante 32 schließt jedoch eine sich geneigt in Richtung Sterilmittelbehälter-Boden 29 erstreckende Ablauffläche 47 bündig an, welche jeweils die Einlauföffnung unterschiedlich großer becherartiger Vertiefungen 48, 49 aufnimmt. Diese becherartigen Vertiefungen 48, 49 bilden demnach die Überlauf- Meßbehälter für das Sterilmittel. Mehrere becherförmige Vertiefungen nach Art der Vertiefungen 48, 49 sind hierbei etwa revolverartig mit gleichem Radialabstand von L in der Ablauffläche 47, die Bestandteil eines etwa pilzförmigen Körpers 50 bildet, angeordnet. Die Ablauffläche 47 stellt einen Kegelstumpf-Mantel dar. Der Körper 50 ist rotationssymmetrisch ausgebildet.
  • Das Saugrohr 37 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 nach außen gekröpft. Der untere Bereich des Saugrohres 37 mit seiner unteren Stirnkante 38 taucht in das Aufnahmevolumen der entsprechenden becherförmigen Vertiefung, im vorliegenden Fall in 49, hinein. Der Sterilmittel-Absaugvorgang ist ansonsten ebenso, wie im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 beschrieben.
  • Das Steigrohr 35 ist gemäß Fig. 2 in seinem den Behälter-Boden 29 durchsetzenden Axialbereich gewindelos dreh- und axialverstellbar ausgebildet. Wenn nun die becherförmige Vertiefung 48 mit einem größeren Dosiervolumen mit dem Steigrohr 37 in Flucht versetzt werden soll, wird das Steigrohr 35 mittels eines sich endseitig angeordneten Griffes 51 axial in Richtung z abgezogen und so lange um L herumgedreht, bis die zuvor im Rastloch 52 befindliche federbelastete Rastkugel 53 mit dem diametral gegenüberliegenden Rastloch 54 fluchtet, worauf das Steigrohr 35 entgegen der Richtung z zurückbewegt wird. Diese Zurückbewegung wird von einer Schraubendruckfeder 55 unterstützt, welche sich unterseitig auf dem Behälter-Boden 34 und oberseitig an einem steigrohrseitigen Stützflansch 56 abstützt.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist im Unterschied zu Fig. 3 im wesentlichen nur der pilzförmige Körper 50 in einer anderen Ausführungsform dargestellt. Der Sterilmittel-Behälter 27 ist ansonsten ebenso ausgebildet wir beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, mit dem Unterschied allerdings, daß gemäß Fig. 4 zwei oder mehrere Saugrohre 37 vorgesehen sind. Jedes Saugrohr 37 ist mit einem eigenen elektrischen Anschluß (jeweils schematisch dargestellt) versehen, der jeweils über eine gesonderte Leitung 45′ bzw. 45˝ zum Kontrollgerät 41 führt, da die Füllüberwachung in den becherförmigen Vertiefungen 48, 49 aus nachstehenden Gründen gesondert erfolgen soll: entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist beabsichtigt, nach Möglichkeit jede Becherreihe eines vielbahnigen Becherfüllwerks gesondert mit Sterilmittel zu versorgen. Aus diesem Grunde sind die Volumen der becherförmigen Vertiefungen 48, 49 innerhalb des pilzförmigen Körpers 50 jeweils gleichgroß. Jede Dosiermenge innerhalb der Vertiefungen 48, 49 muß demnach gesondert überwacht werden.
  • Anhand von Fig. 4 (s. ebenfalls Fig. 3) wird besonders deutlich, daß die Überschuß-Menge des Dosiervolumens bzw. der Dosiervolumen über den Zentralbereich des Steigrohres 35 entsprechend dem Pfeil y hochströmen kann, die freie Stirnkante 32 überströmen und sich sodann entsprechend den mit v bezeichneten Pfeilen sich über die abwärts geneigte Ablauffläche 47 nach unten so lange verteilen kann, bis die Überlauf-Vertiefungen 48, 49 in dargestellter Weise gefüllt sind. Danach kann der Überschuß an Sterilmittel frei nach unten zum Behälter-Boden 34 (s. Fig. 2 und 3) abschließen.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist der Behälterdeckel 30 wegen der unterschiedlichen elektrischen Ableitungen 45; und 45˝ aus elektrisch isolierendem Werkstoff (Kunststoff) hergestellt.

Claims (14)

  1. Becherfüllwerk für Nahrungs- und Genußmittel, insbesondere für dünnflüssige bis pastöse Molkerei- und Fettprodukte od.dgl., mit einem taktweise umlaufend geführten Fördermittel für die in verschiedenen Arbeitsstationen zu behandelnden, d.h. zuzuführenden, zu füllenden, zu verschließenden und abzufördernden Becher, wobei der Becher-Zuführstation und ggf. der Deckel-Zuführstation jeweils eine Sterilbehandlungs-Station (19) nachgeordnet sind, die eine Flüssigsterilmittel-Dosiervorrichtung aufweist, welcher innerhalb eines Sterilmittelbehälters (27) ein oberhalb des Sterilmittelbehälter-Bodens distanziert angeordnetes Überlaufgefäß (33; 48; 49) als Sterilmittel-Meßbehälter aufweist, in welches jeweils ein zu einer Zerstäuberdüse führendes Saugrohr (37) eintaucht, wobei Überlauf-Meßbehälter und Saugrohr jeweils eine Elektrode für ein Niveaukontrollgerät darstellen, und wobei zur Beschickung des einen Sterilmittelablauf aufweisenden Sterilmittelbehälters eine eine Überschußmenge liefernde Sterilmittelpumpe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilmittelpumpe im Arbeitstakt des Becherfüllwerks (10) intermittierend arbeitet und den Überlauf-Meßbehälter (33; 48; 49) über eine Sterilmittel-Zulaufleitung (31, 35) unmittelbar beschickt, daß das Saugrohr (37) in Bezug auf den Überlauf-Meßbehälter (33; 48; 49) für jede bestimmte Sterilmittel-Dosiermenge eine entspechend räumliche Zuordnung erhält und daß der Sterilmittelablauf (57, 58) bodenseitig (bei 34) des Sterilmittelbehälters (27) angeordnet ist.
  2. Becherfüllwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilmittel-Zulaufleitung ein lotrecht angeordnetes zylindrisches Steigrohr (35) ist, an welches jeder Überlauf-Meßbehälter (33; 48; 49) flüssigkeitsleitend insbesondere unmittelbar angeschlossen ist.
  3. Becherfüllwerk nach Anspruch 1 und nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Steigrohr (35) den Sterilmittelbehälter-Boden (29) durchsetzt.
  4. Becherfüllwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Steigrohr (35) einen mit ihm koaxialen nach oben gerichteten zylindrischen Axialfortsatz (33) aufweist, welcher zugleich den Überlauf-Meßbehälter (33; 48; 49) bildet.
  5. Becherfüllwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Überlauf-Meßbehälter und das in ihn eintauchende Saugrohr (37) koaxial oder parallelachsig zueinander angeordnet und zur Veränderung der das Dosiervolumen bestimmenden Eintauchtiefe (a) des Saugrohres (37) in den Überlauf-Meßbehälter (33; 48; 49)axial zueinander relativ verstell-und arretierbar sind.
  6. Becherfüllwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr eine orthogonal zu seiner Zylindermittelachse (L) verlaufende obere freie Stirnseite (32) aufweist, an welche eine sich geneigt in Richtung Sterilmittelbehälter-Boden (34) erstreckende Ablauffläche (47) anschließt, welche jeweils die Einfüllöffnung mindestens eines Überlauf-Meßbehälters (48; 49) umgrenzt.
  7. Becherfüllwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigte Ablauffläche (47) als rotationssymmetrische und koaxial zur Steigrohr-Zylindermittelachse (L) verlaufende, zum Sterilmittelbehälter-Boden (34) hin divergierende Kegelstumpf-Mantelfläche ausgebildet ist.
  8. Becherfüllwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand der Kegelstumpf-Mantelfläche (bei 47 u. 50) vom Sterilmittelbehälter-Boden (34) distanziert ist.
  9. Becherfüllwerk nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauffläche (47) die Einfüllöffnungen mehrerer Überlauf-Meßbehälter (48; 49) umschließt.
  10. Becherfüllwerk nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise kreiszylindrischen Überlauf-Meßbehälter (48; 49) mit ihren Mittelachsen auf demselben Kreis um die Zylindermittelachse (L) des Steigrohrs (35) angeordnet sind.
  11. Becherfüllwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlauf-Meßbehälter (48; 49) unterschiedliche Dosiervolumen aufweisen.
  12. Becherfüllwerk nach einem der Ansprüche 6-11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Saugrohre (37) vorhanden sind, denen jeweils ein Meßbehälter (48; 49) zugeordnet ist.
  13. Becherfüllwerk nach einem der Ansprüche 6-12, dadurch gekennzeichnet, daß das an seinem freien Ende die Kegelstumpf-Mantelfläche (47) mit mehreren Überlauf-Meßbehältern (48; 49) tragende Steigrohr (35) den Sterilmittelbehälter-Boden (29) drehverstellbar und axialverschieblich dichtend durchsetzt.
  14. Becherfüllwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (35) entsprechend den Umfangswinkelabständen der Überlauf-Meßbehälter (48; 49) zueinander raststufenweise um seine Zylindermittelachse (L) drehverstellbar ist.
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