EP2504244A1 - Vorrichtung zum aseptischen oder sterilen behandeln von packmitteln - Google Patents

Vorrichtung zum aseptischen oder sterilen behandeln von packmitteln

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EP2504244A1
EP2504244A1 EP10752528A EP10752528A EP2504244A1 EP 2504244 A1 EP2504244 A1 EP 2504244A1 EP 10752528 A EP10752528 A EP 10752528A EP 10752528 A EP10752528 A EP 10752528A EP 2504244 A1 EP2504244 A1 EP 2504244A1
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EP
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supporting structure
housing
packaging
wall
interior
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KHS GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of
  • Products suitable packaging especially those for packaging of liquid products or food, such as bottles, cans or the same container.
  • Treating means in the context of the invention in the simplest case, the
  • mechanical fasteners include, but are not limited to, screws, nuts, bolts and rivets.
  • the packaging materials are for aseptic treatment at least with a
  • the interior (sterile space) of the housing is flowed through with a flow of a sterile gaseous and vaporous medium, preferably with a flow of sterile air, namely against the transport direction of the packaging or in the transport direction of the packaging, in each case in the direction of a packaging material inlet and to a packaging spout, so as to prevent the ingress of ambient air into the interior of the enclosure.
  • a sterile gaseous and vaporous medium preferably with a flow of sterile air, namely against the transport direction of the packaging or in the transport direction of the packaging, in each case in the direction of a packaging material inlet and to a packaging spout, so as to prevent the ingress of ambient air into the interior of the enclosure.
  • the more trouble-free the gas and / or vaporous sterile medium can flow through the interior of the enclosure the higher the security against contamination or recontamination of the sterile interior by germs from the environment. It is required that the interior of the enclosure is as small as
  • Devices are usually complex structures. These are usually designed as a large-volume or -formatige, self-supporting welded construction, which make an alignment and / or machining at least at connection and connection areas required after welding. Only hereby can be for the respective housing or their
  • Partial sections or elements to achieve the dimensional accuracy which is particularly necessary when the enclosure from a with the conveyor of the
  • Transporter does not move along stationary section or sub-area and seals are provided between these sections or sub-areas.
  • corresponding production machines are required in the same order of magnitude.
  • high costs and tolerance problems also arise for the large-sized welded constructions of known housings
  • Enclosures or their sub-areas a design in particular also the interior of the housing interior strictly according to hygienic design criteria, i. From a hygienic point of view is often not possible in this respect but in any case significant compromises must be made.
  • the flow of the sterile vapor and / or gaseous medium for example the sterile air in the interior of the enclosure in many areas disturbed, u.a. by in the interior of the housing projecting force and / or moments receiving components of the self-supporting executed housing.
  • the object of the invention is to provide a device which avoids the aforementioned disadvantages and which can be optimally designed on the inside of its interior with respect to hygienic requirements, regardless of static and / or dynamic requirements in terms of the absorption of forces and moments. To solve this problem is a device
  • the peculiarity of the invention is that at least a portion of the housing is designed so that at this part of the section, the load-bearing and torque-receiving function are separated from the function of the interior of the enclosure to the environment final, i. the
  • Housing or the relevant section of this enclosure consists of an outer, supporting or forces and moments receiving structure and a free of loads or forces and moments wall structure, which is held on the supporting structure, preferably suspended.
  • the supporting structure is preferably by connecting the individual components or functional elements forming this structure and / or by connecting the supporting structure with a device frame or frame
  • welding and thereby preferably by butt welding or to form dense, but not loaded welds, preferably I-welds made of wall elements and inserted into the outer, supporting structure and secured thereto.
  • edges or webs are prepared on the supporting structure and / or on the device frame, on which then the wall structure forming
  • Wall elements or sheets on the tight welds preferably welded on the I-welds.
  • Device frame prepared welding edges or ridges are formed.
  • a machining of large-size welded structures is omitted, although the supporting structure and / or their individual components have connecting surfaces in which it comes to a positionally accurate attachment.
  • the wall structure or its wall elements or individual elements can be simplified as sheet metal elements or segments and / or produced separately in an easily handled format, for example by laser cutting and bending.
  • the individual components of the wall structure are then tightly connected to each other only by the tightness of the guaranteeing welds.
  • the load-bearing structure is located outside the housing, and preferably at a distance from the wall structure, in particular, the floor of the housing is completely free of projections, edges, etc., not only for the Flow of the sterile gas and / or vapor medium are disturbing, but also form areas that are difficult to access from a liquid and / or gas and / or vapor cleaning and / or sterilization medium, with which the housing, for example, periodically cleaned and / or sterilized.
  • the enclosure is designed as an annular channel, which is a consistent or at least largely
  • the sterile air allows.
  • the supporting structure or construction as well as the wall structure or construction are realized using corrosion-resistant steel or stainless steel.
  • Fig. 1 shows a partial section through a rotor and through adjacent parts of the machine frame of a machine or apparatus for
  • FIG. 2 is a fragmentary plan view of the machine of FIG. 1; FIG.
  • Fig. 3 and 4 respectively in an enlarged partial view of welded joints between the forces and moments receiving supporting structure and free of loads or forces and moments, but at least substantially free wall structure of the enclosure.
  • 1 is a container treatment machine or device in the form of a filling machine of the rotary type for the aseptic filling of bottles 2 or other containers in a sterile interior 3 with a liquid product or beverage, for example in the form of a milk or dairy product.
  • the treatment machine 1 includes i.a. a rotatably mounted on a machine set 4 about a vertical machine axis MA rotor 5, which is around this
  • Machine axis MA is circumferentially driven and on the disc-like peripheral region 5.1 a plurality of treatment or filling positions 6 is formed, each consisting of a fixed to the peripheral region 5.1 filling element 7 and a container carrier 8.
  • a plurality of treatment or filling positions 6 is formed, each consisting of a fixed to the peripheral region 5.1 filling element 7 and a container carrier 8.
  • the respective bottle 2 with a below the bottle mouth 2.1 formed mouth flange held hanging, in such a way that it is with its bottle mouth 2.1 below a discharge opening of the filling element 7.
  • the filling of the respective bottle 2 takes place in the manner known to those skilled in the art by controlled opening and closing of a filling element 7
  • Liquid valve so that the liquid product flows with the liquid valve open the respective bottle 2 through the bottle mouth 2.1.
  • the bottles 2 are constantly in the formed by a housing 9 and, for example, with a sterilizing gas and / or
  • vapor medium for example, with sterile air acted upon and flowed through sterile interior 3 of a housing 9 was added, which delimits the interior 3 with respect to the surrounding space 10.
  • the latter is formed in the illustrated embodiment of the interior 10 of an outer housing 11, in which the treatment machine 1 and preferably also a subsequent, not shown, designed as a closing machine
  • the housing 9 is adapted to the size of the processing machine 1 to be processed with the bottle 2 so that its interior 3 has the smallest possible volume, the bottles 2 but completely in the interior space 3 place and also within the enclosure 9 one of the bottles 2 not taken sufficiently large subspace exists that ensures trouble-free flow through the interior 3 with the vapor and / or gaseous sterile medium.
  • the housing 9 essentially consists essentially of a rotor 5 located on the rotor 5 relative to the machine axis MA
  • the housing section 9.1 is formed in the illustrated embodiment of the disc-like rotor section 5.1 and by an annular wall 12 which is tightly connected to the rotor section 5.1, from this rotor section 5.1 downwardly protruding and the machine axis MA concentrically encloses.
  • two seals 3, 14 are provided, each as a siphon seals
  • i are formed, consisting of a with the machine frame 4, the machine axis MA concentrically enclosing ring 13.1 and 14.1, made of a U-profile open at the top, in each case on the rotor section 5.1 and at the bottom of the wall 12 provided, the machine axis MA concentrically enclosing ring 13.2 and 14.2 extends.
  • the U-profile of the rings 13.1 and 14.1 to form the siphon seals 13 and 14 are each filled with a sterile liquid medium.
  • the peculiarity of the treatment machine or its enclosure 9 is that the outer housing section 9.2 in an outer supporting structure receiving forces and moments i and in one of forces and moments
  • Connecting elements are manufactured, and that the elements of the supporting structure are machined to achieve the required accuracy and dimensional accuracy at their bonding surfaces or areas, while
  • the supporting structure of the outer housing section 9.2 consists of a plurality of in uniform
  • Machine frame 4 are attached.
  • the ring 13.1 of the siphon seal 13 is fastened so that the supports 15 held on the machine frame 4 together with the common ring 13.1 form a lattice or cage-like supporting structure of high strength.
  • the carriers 15 have such a shape that they surround the housing section 9
  • the support section 15.1 is oriented radially or substantially radially to the machine axis MA, the support section 15.2 parallel or substantially parallel to the machine axis MA and an intermediate support section 15.3 obliquely to the support sections 15.1 and 15.2.
  • the wall structure of Einhausungsabiteses 9.2 u.a. in the illustrated embodiment. made of two, each made of stainless steel sheet
  • the other wall section 17 is
  • the machine axis MA also concentrically enclosing executed and forms the bottom of the inner space 3, which (bottom) with respect to the machine axis MA is executed radially inwardly sloping.
  • the two wall elements 16 and 17 are connected to each other at 18 by a relieved of forces and moments or largely relieved connection, for example by a weld, preferably by an I-weld.
  • the annular channel is a polygonal channel.
  • wall elements 16 and 17 in turn consist of several individual elements, which are then also connected to each other via force and torque-free tight connections, in particular welded joints and preferably I-welds to the respective wall section 16 and 17 respectively.
  • a plurality of each with a disc 19 made of a transparent material, such as glass or a transparent plastic sealed inspection window are provided in the wall portion 16.
  • the wall portion 16 is formed polygonal, with each rectilinear sections extending between two supports 15 and where the closed by the discs 19 windows are provided.
  • the welding webs 13.3 and 4.1 each have a material thickness equal to or approximately equal to the material thickness of the wall elements 16 and 17.
  • the wall element 16 in the form shown in Figure 3 by butt welding, i. connected via an I-weld 20 with the ring 13.1 and thus with the supporting structure of the housing section 9.2.
  • the wall element 17 is connected with its inner edge via the welding web 4.1 by butt welding or by an I-weld 21 with the supporting structure or with the machine frame 4.
  • the bottom of the interior 3 is made completely smooth, and although free from the interior 3 protruding elements, such as edges, bearing frame parts, etc. Furthermore, no processes for liquids or liquid cleaning or sterilization media are provided on the ground, incurred during the treatment of the bottles 2 or used in the cleaning and / or sterilization of the processing machine 1. Inlets and outlets are also located on the supporting structure or on the
  • Machine frame 4 as shown in Figure 1 for the drain 22.
  • Orientation can be made by the fact that the outer supporting structure essentially consisting of the ring 13.1 and the holders 15 using mechanical fasteners in compliance with the required dimensional accuracy for the individual components as well as for the connecting and connecting surfaces even made with high precision can be, and that this dimensional stability caused by the supporting structure of the housing 9 when attaching the wall sections 16 and 17 is not changed by welding.
  • the processing machine 1 is a filling machine.
  • a machine for closing filled containers or for Cleaning and / or sterilizing of containers, etc. may be carried out with respect to the enclosure 9 delimiting the sterile interior 3 in the same or similar manner as described above.
  • housing which is then also formed so that at least a portion of this enclosure consists of an outer supporting structure for receiving forces and moments and a wall structure that closes the sterile interior of the enclosure to the environment, at the supporting
  • Structure is held and kept free of loads or forces and moments.
  • Embodiments are possible in which i.a. to reduce the volume of the sterile interior, the containers only with their container mouth

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Abstract

Vorrichtung zum Behandeln von Packmitteln, insbesondere in Form von Flaschen oder dergleichen Behältern (2), mit einer von einem Transporteur (5) gebildeten Transportstrecke, auf der die Packmittel (2) zumindest mit jeweils einem eine Packmittelöffnung (2.1) aufweisenden Teilbereich innerhalb eines von einer Einhausung (9) zur Umgebung hin begrenzten sterilen Innenraums (3) bewegt werden.

Description

Vorrichtung zum aseptischen oder sterilen Behandeln von Packmitteln
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
„Packmittel" im Sinne der Erfindung sind sämtliche für das Verpacken von
Produkten geeignete Packmittel, insbesondere auch solche zum Verpacken von flüssigen Produkten oder Nahrungsmitteln, wie Flaschen, Dosen oder der gleichen Behälter.
„Behandeln" bedeutet im Sinne der Erfindung im einfachsten Fall, das
Transportieren der Packmittel, aber auch das Reinigen und/oder Sterilisieren der Packmittel, das Füllen der Packmittel mit dem jeweiligen Füllgut oder Produkt sowie das Verschließen der gefüllten Packmittel.
„Mechanische Verbindungselemente" sind im Sinne der Erfindung u.a. Schrauben, Muttern, Bolzen und Nieten.
Bekannt sind Füll- und Verschließmaschinen oder -aggregate zum aseptischen oder sterilen Füllen oder Verschließen von Packmitteln in Form von Flaschen oder dergleichen Behältern, beispielsweise zum Füllen von Packmitteln mit Getränken, auch mit Milch- oder Molkereiprodukten und zum anschließenden Verschließen. Die Packmittel sind für die aseptische Behandlung zumindest mit einem die
Packmittelöffnung aufweisenden Teilbereich in einem sterilen Innenraum eines Sterilgehäuses oder einer Einhausung aufgenommen und werden bei der
Behandlung innerhalb dieses sterilen Innenraums bewegt.
Der Innenraum (Sterilraum) der Einhausung wird mit einer Strömung aus einem sterilen gas- und dampfförmigen Medium, vorzugsweise mit einer Strömung aus steriler Luft durchströmt, und zwar entgegen der Transportrichtung der Packmittel oder in Transportrichtung der Packmittel, und zwar jeweils in Richtung zu einem Packmitteleinlauf und zu einem Packmittelauslauf, um so das Eindringen von Umgebungsluft in den Innenraum der Einhausung zu verhindern. Je störungsfreier das gas- und/oder dampfförmige sterile Medium den Innenraum der Einhausung durchströmen kann, desto höher liegt die Sicherheit gegen eine Kontamination oder Rekontamination des sterilen Innenraums durch Keime aus der Umgebung. Gefordert wird, dass der Innenraum der Einhausung möglichst klein und frei von Spalten, Ecken, Kanten, Vorsprüngen usw. ausgeführt ist, sodass es sich u.a. allein schon aufgrund dieser Forderungen bei den Einhausungen bekannter
Vorrichtungen in der Regel um aufwendige Konstruktionen handelt. Diese sind in der Regel als großvolumige oder -formatige, selbsttragende Schweißkonstruktion ausgeführt, die nach dem Schweißen ein Ausrichten und/oder eine spanende Bearbeitung zumindest an Anschluss- und Verbindungsbereichen erforderlich machen. Nur hiermit lässt sich für die jeweilige Einhausung oder deren
Teilabschnitte oder Elemente die Maßhaltigkeit zu erreichen, die insbesondere dann erforderlich ist, wenn die Einhausung aus einem mit dem Transporteur der
Vorrichtung mitbewegten Abschnitt oder Teilbereich und aus einem mit dem
Transporteur nicht mitbewegten stationären Abschnitt oder Teilbereich besteht und zwischen diesen Abschnitten oder Teilbereichen Dichtungen vorgesehen sind. Für dieses Ausrichten und Nachbearbeiten der großformatigen Schweißkonstruktionen sind entsprechende Fertigungsmaschinen in entsprechender Größenordnung erforderlich. Weiterhin entstehen durch die großformatigen Schweißkonstruktionen bekannter Einhausungen hohe Kosten und Toleranzprobleme auch für
positionsgenaue Teile, da großformatige Konstruktionen und insbesondere auch großformatige Schweißkonstruktionen die Einhaltung von notwendigen Toleranzen in Abmessung, Position und Lage erheblich erschweren.
Bezüglich der hygienischen Gestaltung haben bekannte Einhausungen ebenfalls erhebliche Nachteile, da aufgrund der selbsttragenden Ausbildung dieser
Einhausungen oder deren Teilbereiche eine Gestaltung insbesondere auch der Einhausungs-Innenflächen streng nach Hygienic-Design-Kriterien, d.h. nach hygienischen Gesichtspunkten oftmals nicht möglich ist, in dieser Beziehung aber auf jeden Fall erhebliche Kompromisse eingegangen werden müssen. So ist beispielsweise bei bekannten Einhausungen die Strömung des sterilen dampf- und/oder gasförmigen Mediums, beispielsweise der sterilen Luft im Innenraum der Einhausung an vielen Bereichen gestört, und zwar u.a. durch in den Innenraum der Einhausung vorstehende Kraft- und/oder Momente aufnehmende Komponenten der selbsttragend ausgeführten Einhausung.
Bekannt sind auch Einhausungen in Form von kompletten, geschraubten und selbsttragenden Konstruktionen. Auch bei diesen Einhausungen sind Nachteile insbesondere im Bezug auf die hygienische Gestaltung des Innenraumes und der diesen Innenraum begrenzenden Innenflächen der Einhausung unvermeidlich. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung aufzuzeigen, die die vorgenannten Nachteile vermeidet und die an der Innenseite ihres Innenraums im Bezug auf hygienische Anforderungen optimal gestaltet werden kann, und zwar unabhängig von statischen und/oder dynamischen Erfordernissen hinsichtlich der Aufnahme von Kräften und Momenten. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung
entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Die Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass zumindest ein Teilabschnitt der Einhausung so ausgeführt ist, dass an diesem Teilabschnitt die tragende bzw. Kraft und Momente aufnehmende Funktion von der den Innenraum der Einhausung gegenüber der Umgebung abschließenden Funktion getrennt sind, d.h. die
Einhausung bzw. der betreffende Teilabschnitt dieser Einhausung aus einer äußeren, tragenden bzw. Kräfte und Momente aufnehmenden Struktur und aus einer von Belastungen bzw. von Kräften und Momenten freien Wandstruktur besteht, die an der tragenden Struktur gehalten, vorzugsweise hängend gehalten ist. Hierbei ist die tragende Struktur bevorzugt durch Verbinden der diese Struktur bildenden Einzelkomponenten oder Funktionselemente und/oder durch Verbinden der tragenden Struktur mit einem Vorrichtungsgestell oder -rahmen unter
Verwendung von mechanischen Verbindungselementen, beispielsweise unter Verwendung von Bolzen und/oder Schrauben realisiert, während die beispielsweise von Metall- oder Stahlblechen gebildete Wandstruktur vorzugsweise durch
Schweißen und dabei bevorzugt durch Stumpf-Schweißen bzw. unter Ausbildung von dichten, aber nicht belasteten Schweißnähten, vorzugsweise I-Schweißnähten aus Wandelementen hergestellt und in die äußere, tragende Struktur eingefügt und an dieser befestigt ist.
Durch die Verbindung der Einzelkomponenten der tragenden Struktur untereinander sowie auch mit dem Vorrichtungsgestell oder -rahmen über mechanische
Verbindungselemente ist es möglich, diese Einzelkomponenten als relativ
kleinformatige Bauteile maßgenau, d.h. mit geringen Toleranzen preiswert vorzufertigen und an den Verbindungsabschnitten oder -flächen beispielsweise spanend nachzubearbeiten, sodass die Realisierung auch der tragenden
Konstruktion oder Struktur mit hoher Maßgenauigkeit und bei reduziertem Montage- und Fertigungsaufwand möglich ist. In die fertig montierte, die Maßhaltigkeit der Einhausung oder des betreffenden Teilabschnittes der Einhausung bestimmende tragende Struktur werden die die Wandstruktur bildenden Einzelkomponenten oder Wandabschnitte eingesetzt und über die dichten Schweißnähe untereinander sowie mit der tragenden Struktur und/oder mit dem Maschinenrahmen verbunden.
Bevorzugt sind an der tragenden Struktur und/oder am Vorrichtungsgestell Kanten oder Stege vorbereitet, an denen dann die die Wandstruktur bildenden
Wandelemente oder Bleche über die dichten Schweißnähte, vorzugsweise über die I-Schweißnähte angeschweißt sind.
Da die Schweißnähte zwischen den Einzelkomponenten der Wandstruktur, aber auch zwischen der Wandstruktur und der tragenden Struktur und/oder dem
Vorrichtungsgestell lediglich Dichtheitsfunktion haben, nicht aber zur Übertragung von Kräften und Momenten dienen müssen, können diese Schweißnähe bzw. deren Nahtgeometrie trotz einer komplexen und massiven Ausbildung der tragenden Struktur erheblich vereinfacht und so ausgeführt werden, dass der Wärmeeintrag beim Schweißen in die Einhausung insgesamt erheblich reduziert wird. Hierzu trägt erheblich auch bei, das die Schweißnähte bevorzugt als I-Schweißnähte ausgeführt sind, und zwar entlang von Komponenten, die bevorzugt jeweils dieselbe
Materialdicke aufweisen und von den die Wandstruktur bildenden Wandelementen oder -blechen sowie von den an der tragenden Struktur und/oder am
Vorrichtungsgestell vorbereiteten Schweißkanten oder -Stegen gebildet sind.
Eine spanende Bearbeitung großformatiger Schweißkonstruktionen entfällt, obwohl die tragende Struktur und/oder deren Einzelkomponenten Verbindungsflächen aufweisen, bei denen es auf eine positionsgenaue Befestigung geht.
Die Wandstruktur bzw. deren Wandelemente oder Einzelelemente können als Blechelemente oder Segmente vereinfacht und/oder in einem leicht handlebaren Format separat hergestellt werden, beispielsweise durch Laserschneiden und Biegen. Die Einzelkomponenten der Wandstruktur sind dann lediglich durch die die Dichtigkeit garantierenden Schweißnähte dicht miteinander verbunden. Die insbesondere auch aus hygienischer Sicht erforderliche Oberflächengüte
insbesondere auch an der Innenfläche der Einhausung wird hierdurch erheblich verbessert bzw. ist mit erheblich reduziertem Aufwand möglich.
Da sich die tragende Struktur außerhalb der Einhausung befindet, und zwar bevorzugt mit Abstand von der Wandstruktur, ist insbesondere auch der Boden der Einhausung komplett frei von Vorsprüngen, Kanten usw., die nicht nur für die Strömung des sterilen gas- und/oder dampfförmigen Mediums störend sind, sondern auch Bereiche bilden, die von einem flüssigen und/oder gas- und/oder dampfförmigen Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium nur schwer zugänglich sind, mit welchem die Einhausung beispielsweise periodisch gereinigt und/oder sterilisiert wird.
Weiterhin ist durch das Fehlen von Vorsprüngen, Kanten usw. am Bodenbereich der Einhausung auch freier Ablauf von Flüssigkeiten jeglicher Art gewährleistet und der Bodenbereich der Einhausung ist auch jederzeit einsehbar und dadurch visuell hinsichtlich Sauberkeit überprüfbar.
Bei kreisförmiger Ausbildung der Transportstrecke für die Packmittel, d.h.
insbesondere bei Ausbildung des Transporteurs als ein um eine vertikale
aschinenachse umlaufender Rotor ist die Einhausung wie ein Ringkanal ausgeführt, der einen gleichbleibenden oder zumindest weitestgehend
gleichbleibenden Querschnitt aufweist und somit eine störungsarme Führung des sterilen gas- und/oder dampfförmigen Mediums, beispielsweise der sterilen Luft ermöglicht.
Die tragende Struktur oder Konstruktion sowie die Wand- Struktur oder - Konstruktion sind unter Verwendung von korrosionsfestem Stahl oder Edelstahl realisiert.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten
Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Rotor sowie durch angrenzende Teile des Maschinenrahmens einer Maschine oder Vorrichtung zum
Behandeln von Behältern in einem von einer Einhausung gebildeten sterilen Innenraum, und zwar in Form einer Füllmaschine zum aseptischen Füllen der Behälter;
Fig. 2 in Teildarstellung eine Draufsicht auf die Maschine der Figur 1 ;
Fig. 3 und 4 jeweils in vergrößerter Teildarstellung Schweißverbindungen zwischen der Kräfte und Momente aufnehmenden tragenden Struktur und der von Belastungen bzw. Kräften und Momenten freien, zumindest aber im Wesentlichen freien Wandstruktur der Einhausung.
In den Figuren ist 1 eine Behälterbehandlungsmaschine oder - Vorrichtung in Form einer Füllmaschine umlaufender Bauart zum aseptischen Füllen von Flaschen 2 oder anderen Behältern in einem sterilen Innenraum 3 mit einem flüssigen Füllgut oder Getränk, beispielsweise in Form eines Milch- oder Molkereiproduktes. Die Behandlungsmaschine 1 umfasst u.a. einen an einem Maschinengestellt 4 um eine vertikale Maschinenachse MA drehbar gelagerten Rotor 5, der um diese
Maschinenachse MA umlaufend antreibbar ist und an dessen scheibenartigen Umfangsbereich 5.1 eine Vielzahl von Behandlungs- oder Füllpositionen 6 gebildet ist, und zwar jeweils bestehend aus einem am Umfangsbereich 5.1 befestigten Füllelement 7 und aus einem Behälterträger 8. An diesem ist die jeweilige Flasche 2 mit einem unterhalb der Flaschenmündung 2.1 gebildeten Mündungsflansch hängend gehalten, und zwar derart, dass sie sich mit ihrer Flaschenmündung 2.1 unterhalb einer Abgabeöffnung des Füllelementes 7 befindet. Das Füllen der jeweiligen Flasche 2 erfolgt in der dem Fachmann bekannten Weise durch gesteuertes Öffnen und Schließen eines im Füllelement 7 vorgesehenen
Flüssigkeitsventils, sodass das flüssige Füllgut bei geöffnetem Flüssigkeitsventil der jeweiligen Flasche 2 durch die Flaschenmündung 2.1 zufließt.
Während der gesamten Behandlungsdauer, d.h. zumindest während des gesamten Füllprozesses sind die Flaschen 2 ständig in dem von einer Einhausung 9 gebildeten und beispielsweise mit einem sterilisierenden gas- und/oder
dampfförmigen Medium, beispielsweise mit steriler Luft beaufschlagten und durchströmten sterilen Innenraum 3 einer Einhausung 9 aufgenommen, die den Innenraum 3 gegenüber dem umgebenden Raum 10 abgrenzt. Letzterer ist bei der dargestellten Ausführungsform von dem Innenraum 10 einer äußeren Einhausung 11 gebildet, in der die Behandlungsmaschine 1 sowie bevorzugt auch eine nicht dargestellte nachfolgende, als Verschließmaschine ausgebildete
Behandlungsmaschine angeordnet sind. Die Einhausung 9 ist an die Größe der mit der Behandlungsmaschine 1 zu verarbeitenden Flaschen 2 so angepasst, dass ihr Innenraum 3 ein möglichst kleines Volumen aufweist, die Flaschen 2 aber vollständig in dem Innenraum 3 Platz finden und außerdem innerhalb der Einhausung 9 ein von den Flaschen 2 nicht eingenommener ausreichend großer Teilraum besteht, der ein störungsfreies Durchströmen des Innenraumes 3 mit dem dampf- und/oder gasförmigen sterilen Medium sicherstellt.
Die Einhausung 9 besteht bei der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen ' aus einem bezogen auf die Maschinenachse MA innenliegenden am Rotor 5
gebildeten und mit diesem Rotor 5 umlaufenden Einhausungsabschnitt 9.1 und aus einem bezogen auf die Maschinenachse MA radial außen liegenden
maschinengestellseitigen, d.h. mit dem Rotor 5 nicht umlaufenden
Einhausungsabschnitt 9.2. Der Einhausungsabschnitt 9.1 ist bei der dargestellten Ausführungsform von dem scheibenartigen Rotorabschnitt 5.1 sowie von einer ringförmigen Wand 12 gebildet, die mit dem Rotorabschnitt 5.1 dicht verbunden ist, von diesem Rotorabschnitt 5.1 nach unten wegsteht und die Maschinenachse MA konzentrisch umschließt. Zwischen den beiden Einhausungsabschnitten 9.1 und 9.2 sind zwei Dichtungen 3, 14 vorgesehen, die jeweils als Siphon-Dichtungen
i ausgebildet sind, und zwar bestehend aus einem mit dem Maschinengestell 4, die Maschinenachse MA konzentrisch umschließenden Ring 13.1 bzw. 14.1, hergestellt aus einem an der Oberseite offenen U-Profil, in das jeweils ein am Rotorabschnitt 5.1 bzw. am unteren Rand der Wand 12 vorgesehener, die Maschinenachse MA konzentrisch umschließender Ring 13.2 bzw. 14.2 hineinreicht. Während des Betriebes ist das U-Profil der Ringe 13.1 und 14.1 zur Bildung der Siphon- Dichtungen 13 und 14 jeweils mit einem sterilen flüssigen Medium gefüllt.
Die Besonderheit der Behandlungsmaschine bzw. deren Einhausung 9 besteht darin, dass der äußere Einhausungsabschnitt 9.2 in eine Kräfte und Momente i aufnehmende äußere tragende Struktur und in eine von Kräften und Momenten
freigehaltene oder weitestgehend freigehaltene Wandstruktur unterteilt ist, dass die Verbindungen innerhalb der tragenden Struktur sowie auch die Verbindungen dieser Struktur mit dem Maschinengestell 4 unter Verwendung von mechanischen
Verbindungselementen hergestellt sind, und dass die Elemente der tragenden Struktur zur Erzielung der erforderlichen Genauigkeit und Maßhaltigkeit an ihren Verbindungsflächen oder -bereichen spanend bearbeitet sind, während
Verbindungen zwischen den Elementen oder Einzelkomponenten der Wandstruktur vollständig oder nahezu vollständig von Kräften entlastet sind und beispielsweise zumindest teilweise als einfache, aber dichte Schweißverbindungen, vorzugsweise durch Stumpfschweißen hergestellte Schweißverbindungen oder I-Schweißnähte ausgeführt sind.
Bei der dargestellten Ausführungsform besteht die tragende Struktur des äußeren Einhausungsabschnitts 9.2 aus einer Vielzahl von in gleichmäßigen
Winkelabständen um die Maschinenachse MA verteilten Trägern 15, die jeweils mit einem unteren Ende bzw. mit einem dortigen Trägerabschnitt 15.1 am
Maschinengestell 4 befestigt sind. An dem oberen von einem Trägerabschnitt 15.2 gebildeten Ende der Träger 15 ist der Ring 13.1 der Siphon-Dichtung 13 befestigt, sodass die am Maschinengestell 4 gehaltenen Träger 15 zusammen mit dem gemeinsamen Ring 13.1 eine gitter- oder käfigartige, tragende Struktur mit hoher Festigkeit bilden. Wie insbesondere die Figur 1 zeigt, besitzen die Träger 15 eine solche Formgebung, dass sie den Einhausungsabschnitt 9.2 im Bereich der
Unterseite der Einhausung 9 sowie auch bezogen auf die Maschinenachse MA radial außenliegend an einem die Maschinenachse MA konzentrisch
umschließenden Bereich mit Abstand umschließen. Dies wird bei der dargestellten Ausführungsform dadurch erreicht, dass der Trägerabschnitt 15.1 radial oder im Wesentlichen radial zur Maschinenachse MA, der Trägerabschnitt 15.2 parallel oder im Wesentlichen parallel zur Maschinenachse MA und ein dazwischenliegender Trägerabschnitt 15.3 schräg zu den Trägerabschnitten 15.1 und 15.2 orientiert sind.
Die Wandstruktur des Einhausungsabschnittes 9.2 besteht bei der dargestellten Ausführungsform u.a. aus zwei jeweils aus Edelstahlblech hergestellten
Wandabschnitten 16 und 17, von denen der Wandabschnitt 16 hohizylinderartig die Maschinenachse MA konzentrisch umschließt und die radial außenliegende
Begrenzung des Innenraumes 3 bildet. Der andere Wandabschnitt 17 ist
kegelringartig, die Maschinenachse MA ebenfalls konzentrisch umschließend ausgeführt und bildet den Boden des Innenraumes 3, der (Boden) bezogen auf die Maschinenachse MA radial nach Innen abschüssig ausgeführt ist. Die beiden Wandelemente 16 und 17 sind bei 18 durch eine von Kräften und Momenten entlastete oder weitestgehend entlastete Verbindung, beispielsweise durch eine Schweißnaht, bevorzugt durch eine I-Schweißnaht miteinander verbunden.
Natürlich besteht auch die Möglichkeit, die Wandabschnitte 16 und/oder 17 als Bauteil vorzusehen, welche durch Biegenverfahren hergestellt wurden. Der Ringkanal, in dem die Behälter 2 geführt werden bzw. transportiert werden, entsteht dadurch, dass Segmente aneinandergeschweißt werden. Bei einer
Ausführungsform ist es somit möglich, dass der Ringkanal einen vieleckigen Kanal darstellt.
Es versteht sich, dass die Wandelemente 16 und 17 ihrerseits aus mehreren Einzelelementen bestehen, die dann ebenfalls über kraft- und momentfreie dichte Verbindungen, insbesondere Schweißverbindungen und bevorzugt I-Schweißnähte miteinander zu dem jeweiligen Wandabschnitt 16 bzw. 17 dicht verbunden sind.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind im Wandabschnitt 16 mehrere jeweils mit einer Scheibe 19 aus einem transparenten Material, beispielsweise aus Glas oder aus einem transparenten Kunststoff verschlossene Inspektionsfenster vorgesehen. Wie weiterhin die Figur 2 zeigt, ist der Wandabschnitt 16 polygonartig ausgebildet, und zwar mit jeweils geradlinig verlaufenden Teilabschnitten, die sich zwischen zwei Trägern 15 erstrecken und an denen die durch die Scheiben 19 verschlossenen Fenster vorgesehen sind.
Zum Verbinden der Wandabschnitte 16 und 17 mit der tragenden Struktur, d.h. mit dem Ring 13.1 und mit dem Maschinengestell 4 sind am Ring 13.1 ein über die Unterseite dieses Ringes wegstehender und die Maschinenachse MA konzentrisch umschließender ringförmiger Schweißsteg 13.3 und an dem Maschinengestell 4 ein bezogen auf die Maschinenachse MA radial nach Außen wegstehender, MA konzentrisch umschließender ringförmiger Schweißsteg 4.1 vorgesehen bzw.
vorbereitet. Die Schweißstege 13.3 und 4.1 besitzen jeweils eine Materialdicke, die gleich oder annähernd gleich der Materialdicke der Wandelemente 16 und 17. Am Schweißsteg 13.3 ist das Wandelement 16 in der auch in der Figur 3 dargestellten Form durch Stumpfschweißen, d.h. über eine I-Schweißnaht20 mit dem Ring 13.1 und damit mit der tragenden Struktur des Einhausungsabschnitts 9.2 verbunden. In gleicher Weise ist das Wandelement 17 mit seinem innenliegenden Rand über den Schweißsteg 4.1 durch Stumpfverschweißen bzw. durch eine I-Schweißnaht 21 mit der tragenden Struktur bzw. mit dem Maschinengestell 4 verbunden.
Durch die außerhalb der Einhausung 9 angeordnete, d.h. diese Einhausung außen unten und radial außen liegend umschließende tragende Struktur werden nicht nur die Verbindungen der Wandabschnitte 16 und 7 oder deren Elemente
untereinander und mit der tragenden Struktur und dem Maschinengestell von Kräften und Belastungen freigehalten, sondern durch die Anordnung der tragenden Struktur außerhalb der Einhausung 9 werden innerhalb dieser Einhausung glatte Flächen erreicht, insbesondere werden u.a. auch verwinkelte und/oder in den Innenraum 3 vorstehenden und/oder schwer zugängliche Bereiche innerhalb des Innenraumes 3 vermieden, die (Bereiche) die Strömung innerhalb des Innenraumes 3 stören, schwer zu reinigen und/oder zu sterilisieren sind und leicht zu
Kontaminierungen führen könnten.
Insbesondere ist auch der Boden des Innenraumes 3 völlig glatt ausgeführt, und ebenfalls zwar frei von in den Innenraum 3 vorstehenden Elementen, wie Kanten, tragende Rahmenteile usw. Weiterhin sind auch am Boden auch keine Abläufe für Flüssigkeiten oder für flüssige Reinigungs- oder Sterilisationsmedien vorgesehen, die während der Behandlung der Flaschen 2 anfallen oder bei der Reinigung und/oder Sterilisation der Behandlungsmaschine 1 verwendet werden. Zu- und Abläufe befinden sich ebenfalls an der tragenden Struktur bzw. an dem
Maschinengestell 4, wie dies in der Figur 1 für den Ablauf 22 gezeigt ist.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der beschriebenen Ausbildung der Einhausung 9 besteht darin, dass diese und insbesondere auch der Einhausungsabschnitt 9.2 mit hoher Maßgenauigkeit und hoher Genauigkeit hinsichtlich Anordnung und
Orientierung hergestellt werden kann, und zwar dadurch, dass die äußere tragende Struktur im Wesentlichen bestehend aus dem Ring 13.1 und den Haltern 15 unter Verwendung von mechanischen Verbindungselementen unter Einhaltung der erforderlichen Maßgenauigkeit für die Einzelkomponenten sowie für die Anschluss- und Verbindungsflächen selbst mit hoher Präzision hergestellt werden kann, und dass diese durch die tragende Struktur bedingte Maßhaltigkeit der Einhausung 9 beim Anbringen der Wandabschnitte 16 und 17 durch Schweißen nicht mehr verändert wird.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
So wurde vorstehend davon ausgegangen, dass die Behandlungsmaschine 1 eine Füllmaschine ist. Auch andere Ausbildungen der Behandlungsmaschine,
beispielsweise als Maschine zum Verschließen von gefüllten Behältern oder zum Reinigen und/oder Sterilisieren von Behältern usw. können im Bezug auf die den sterilen Innenraum 3 begrenzende Einhausung 9 in gleicher oder ähnlicher Weise wie vorstehend beschrieben ausgeführt sein.
Weiterhin besteht die Möglichkeit zwischen zwei in Transportrichtung der Behälter bzw. Flaschen 2 Maschinen oder Aggregaten eine ein Sterilraum bildende
Einhausung vorzusehen, die dann ebenfalls so ausgebildet ist, dass zumindest ein Teilbereich dieser Einhausung aus einer äußeren tragenden Struktur zur Aufnahme von Kräften und Momenten und aus einer Wandstruktur besteht, die den sterilen Innenraum der Einhausung zur Umgebung hin verschließt, an der tragenden
Struktur gehalten und von Belastungen bzw. Kräften und Momenten freigehalten ist.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass in der Einhausung 9 die Behälter bzw. Flaschen 2 jeweils vollständig aufgenommen sind. Es sind aber auch
Ausführungsformen möglich, bei denen u.a. zur Reduzierung des Volumens des sterilen Innenraums die Behälter lediglich mit ihrem die Behältermündung
aufweisenden Behälterabschnitt oder -hals aufgenommen sind.
Bezugszeichenliste
1 Behälterbehandlungsmaschine
2 Behälter bzw. Flasche
2.1 Flaschenmündung
3 steriler Innenraum
4 Maschinengestell
4.1 Schweißring oder ringförmige Schweißkante am Maschinengestell
5 Rotor
5.1 scheibenartiger Rotorabschnitt
6 Behandlungsstation
7 Füllelement
8 Behälterträger
9 Einhausung
9.1 , 9.2 Einhausungsabschnitt
10 Raum
11 äußere Einhausung
12 Wand
13, 14 Syphon-Dichtung
13.1 , 14.1 Ring
13.2, 14.2 Ring
13.3 Schweißring oder Schweißkante
15 Träger
15.1 - 15.3 Trägerabschnitt
16, 17 Wandelement
18 Schweißnaht oder Schweißverbindung
19 Scheibe
20, 21 Schweißnaht oder Schweißverbindung
22 Ablauf
MA Maschinenachse

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Behandeln von Packmitteln, insbesondere in Form von Flaschen oder dergleichen Behältern (2), mit einer von einem Transporteur (5) gebildeten Transportstrecke, auf der die Packmittel (2) zumindest mit jeweils einem eine Packmittelöffnung (2.1) aufweisenden Teilbereich innerhalb eines von einer Einhausung (9) zur Umgebung hin begrenzten sterilen Innenraums (3) bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhausung (9) zumindest in einem Teilbereich (9.2) aus einer äußeren tragenden Struktur, deren Elemente (15, 13.1) durch mechanische
Verbindungen, beispielsweise Schraub- und/oder Bolzenverbindungen miteinander sowie mit dem Vorrichtungsgestell oder -rahmen (4) verbunden sind, sowie aus einer Wandstruktur (16, 17) besteht, die in der tragenden Struktur gehalten und durch diese von Belastungen, insbesondere von Kräften und Momenten freigehalten ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (15, 13.1) äußeren tragenden Struktur durch mechanische Verbindungen, beispielsweise durch Schraub- und/oder Bolzen- und/oder Nietverbindungen miteinander sowie mit einem Vorrichtungsgestell oder -rahmen (4) verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur (15, 13.1) an der Außenseite der Einhausung oder des Teilbereichs (9.2) der Einhausung von dieser beabstandet vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wandstruktur bildende Wandabschnitte oder Wandelemente (16, 17) mit der tragenden Struktur (15, 13.1), vorzugsweise mit dort vorbereiteten Schweißkanten oder -Stegen (13.3, 4.1) und/oder untereinander durch Verschweißen, vorzugsweise durch stumpfes
Verschweißen oder über I-Schweißnähte (18, 20, 24) verbunden sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wandstruktur (16, 17) eine glatte oder im
Wesentliche glatte und/oder von Vorsprüngen und/oder Stufen freie Innenfläche der Einhausung (9) oder des Innenraums (3) der Einhausung (9) bildet.
6. Behandlungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Struktur aus einer Vielzahl von quer oder senkrecht zu einer Transportrichtung des Transporteurs (5) orientierten Trägern (15) besteht, die über die mechanischen Verbindungen mit wenigstens einem in Transportrichtung orientierten Längsgurt (3.1) zu der tragenden Struktur, vorzugsweise zu einer gitter- oder käfigartigen tragenden Struktur verbunden sind. Die Nummer fehlt im Bild!
7. Behandlungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei kreis- oder teilkreisförmiger Ausbildung der Transportstrecke der wenigstens eine Längsgurt von wenigstens einem Ring (13.1) gebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Teilabschnitt (9.1) der Einhausung (9) an dem Transporteur (5) und mit diesem mitbewegt und ein weiterer Teilabschnitt (9.2) der Einhausung (9) an dem mit dem Transporteur (5) nicht mitbewegten Vorrichtungsgestell (4) vorgesehen sind, dass am Übergang zwischen den Teilabschnitten (9.1 , 9.2) Dichtungen (13, 14), vorzugsweise Labyrinth- und/oder Siphon-Dichtungen vorgesehen sind, und dass diese Dichtungen (13, 14) außerhalb der Wandstruktur an der tragenden Struktur (15, 13.1) und/oder am Vorrichtungsgestell (4) vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der die Träger (15) der tragenden Struktur verbindende Längsgurt (13.1) Bestandteil einer Dichtung (13) ist und hierfür beispielsweise von einem sich entlang der Bewegungsbahn des Transporteurs (5) erstreckenden, an der Oberseite offenen U-Profil gebildet ist, welches unter Verwendung von mechanischen Verbindungselementen an den Trägern (15), vorzugsweise an deren
Oberseite befestigt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass sie eine Füllmaschine zum aseptischen Füllen der Packmittel (2) mit einem Füllgut oder eine Behandlungsmaschine zum Reinigen und/oder Sterilisieren der Packmittel (2) und/oder eine
Verschließmaschine zum Verschließen der gefüllten Packmittel (2) und/oder eine Transportstrecke zwischen zwei in einer Transportrichtung der
Packmittel (2) aufeinander folgenden Maschinen oder Aggregaten ist.
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