EP3015417B1 - Vorrichtung zum Einleiten eines Mediums in einen Behälter - Google Patents

Vorrichtung zum Einleiten eines Mediums in einen Behälter Download PDF

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EP3015417B1
EP3015417B1 EP14190837.6A EP14190837A EP3015417B1 EP 3015417 B1 EP3015417 B1 EP 3015417B1 EP 14190837 A EP14190837 A EP 14190837A EP 3015417 B1 EP3015417 B1 EP 3015417B1
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EP
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lance
container
tube
drive
medium
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English (en)
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EP3015417A1 (de
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Mansur Müller-Brockhausen
Frank Lechert
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Original Assignee
INDAG Gesellschaft fuer Industriebedarf mbH and Co Betriebs KG
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Priority to PCT/EP2015/074804 priority patent/WO2016066609A1/de
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    • B67C2003/2651—The liquid valve being carried by the vent tube
    • B67C2003/2654—The liquid valve being carried by the vent tube specially adapted for bottom filling, e.g. the liquid valve being located at the lowest part of the vent tube

Definitions

  • the present invention relates to a device for introducing a medium into a container according to the preamble of claim 1 and a corresponding method.
  • Devices for introducing a medium into a container are known in particular from the beverage processing industry.
  • machines which may be formed, for example, as rotary machines and include a carousel in which the not yet filled containers are introduced into filling stations and filled in these.
  • a carousel in which the not yet filled containers are introduced into filling stations and filled in these.
  • the filling valves then fill the container with the medium.
  • This medium is, for example, the product to be filled into the container.
  • the term “indirect magnetic drive means” is a drive means to understand in which only the drive member is driven or actively moved, and this movement is transmitted to the lance member due to the magnetic or electromagnetic interaction of the drive member with the lance member. It is provided that the lance part and the drive part are spatially separated from each other and in particular no contact of these parts takes place, so that the transmission of the movement of the drive member to the lance member exclusively by the magnetic or electromagnetic interaction of the parts with each other.
  • the device according to the invention allows a medium (in particular a gaseous medium for sterilizing) to be introduced in a region which is separate from the environment, since the movement of the lance part can also take place without mechanical connection to the drive part.
  • a medium in particular a gaseous medium for sterilizing
  • special conditions can be realized in terms of sterility or sterility or cleanliness in the opening of the container.
  • the use of lubricant can be dispensed with in the area of the lance.
  • the device is characterized in that the lance can be rotated by the drive means.
  • the rotation can be advantageous, in particular, when the container is being cleaned, since the introduced cleaning medium can thus be better distributed.
  • the lance and the lance member are disposed in a tube and movable along the longitudinal axis of the tube and the drive member is disposed outside of the tube and movable along the longitudinal axis of the tube.
  • This tube can enclose the region of the opening of the container and thus create an at least partially isolated from the environment environment in which the medium is introduced into the container.
  • the device is characterized in that the drive part is connected to a drive, wherein the drive part can be moved by the drive along the tube. The movement of the drive part can thus be converted into the movement of the lance part together with the lance inside the tube.
  • the drive comprises an arm movably connected to the drive part, wherein the arm is movably arranged along a control cam via a control roller and the movement of the control roller along the control curve can be transmitted to a movement of the drive part along the tube.
  • This embodiment is particularly maintenance-free and does not require additional drive motors, so that malfunctions can be avoided.
  • the device is characterized in that the control cam is arranged stationary on the carousel.
  • the rotational movement of the carousel relative to the guide can thus be converted into a movement of the arm, so that control units for controlling the movement of the individual arms of the treatment stations can be omitted.
  • the arm is connected to a spring element that biases the arm in an initial position. For example, the return of the arm can be facilitated in the starting position.
  • the drive part is designed as a magnet encompassing the lance part. This embodiment allows the indirect driving of the lance member regardless of how the lance member is aligned relative to the drive part, in particular twisted.
  • the lance part is arranged at one end of the lance and a nozzle is arranged at the other end of the lance, wherein the medium can be passed from a reservoir through the lance to the nozzle. Impurities of the lance part by in particular liquid medium exiting the nozzle can be avoided.
  • the medium is a sterilizing gas and / or the medium is the product to be filled into the container.
  • the invention can thus be applied to the cleaning of the container and to the filling of the container.
  • control cam encloses the axis of rotation of the carousel and the shape of the guide is continuous.
  • the drive means comprises a linear drive or a servo drive.
  • This alternative embodiment allows targeted control of the movement of the drive part of the magnetic drive means in each treatment station.
  • the lance part is mounted in a guide arranged in the tube, wherein the guide is designed to effect a rotation of the first lance part relative to the tube during the movement of the lance part along the longitudinal axis of the tube.
  • the rotation of the lance can be achieved without additional drive means alone by the magnetic interaction of the first and drive member to each other and the lance member predetermined by the guide movement along the tube.
  • the device may be characterized in that the lance part is mounted with a lubricant-free storage, in particular with a four-point ball bearing in the guide. Undesirable impurities within the tube can thus be avoided.
  • the method of the invention is according to claim 14.
  • a sterilizing gas or product is introduced into the container through the lance.
  • the lance is moved along a longitudinal axis of a pipe and is introduced for introducing the medium into the container and then pulled out.
  • the lance is rotated during the introduction.
  • This embodiment of the method according to the invention allows, in particular when introducing a cleaning medium, a reliable distribution of the medium within the container.
  • FIG. 1 shows a device 100 according to the invention, which is designed for filling a medium into containers, in particular flexible containers such as bags 103.
  • the device 100 comprises a carousel 101 rotatably mounted on a frame 102 with a plurality of treatment stations 110. While the embodiment is preferred as a rotatable carousel (rotation axis R), of course, embodiments are also conceivable in which a linear device is provided (Linear hypochller o .ä.), in which the containers are filled in individual stations, and does not rotate.
  • the containers may be mounted in the device 100 to brackets 112 which are in the form of brackets and which engage the sides of the containers.
  • lances 111 can then be introduced into the containers 103 and a medium introduced through them. This is shown schematically by the position of the lances at different positions of the machine with respect to the direction of rotation.
  • the lance shown in the middle has moved into the container, the lances to the right of the center have not yet retracted and the lances to the left of the center are moved out of the containers again in this illustration.
  • the lances 111 need not necessarily be introduced into the container 103. It is also sufficient if the lances 111 and a corresponding outlet opening for the medium are positioned above the opening of the container 103.
  • the lances 111 to the container or bag 103 and can be moved away from them, wherein the drive of the lances 111 via a in the FIG. 1 not yet shown in detail indirect magnetic drive means.
  • "indirectly” means that a driving force of, for example, a motor or the like is not translated directly into a movement of the lance, but rather an indirect transmission via at least one magnetic or electromagnetic interaction, such that a first part of the indirect magnetic Drive means, the is connected to the lance (hereinafter also called lance part), by a second part (drive part) of the magnetic drive means, which in turn is driven, can be moved.
  • the lance part and the drive part of the indirect magnetic drive means are connected to each other indirectly only via magnetic or electromagnetic interaction.
  • a mechanical connection or a mechanical contact of the first and drive part is preferably not carried out.
  • FIG. 2 a schematic view of a treatment station for illustrating the basic principle of the indirect magnetic drive means.
  • a treatment station 110 is shown. This comprises a tube 220, which is shown here in cross section.
  • the lance 221 extends through the interior of the tube 220 ..
  • the lance 221 is connected to the lance part 223 of the indirect magnetic drive means, for example via screw connections.
  • the lance part 223 is movable within the tube, wherein at least one movement along the longitudinal axis, ie into the container and out of the container 103 is also possible.
  • a media supply 224 is shown, in which the medium to be introduced into the container, in particular a gaseous cleaning or sterilization medium, is provided.
  • the lance as a component here only extends into the region of the lance part 223 and ends at the upper end of the lance part.
  • the lance upwards so be open in the direction of the media supply or a valve may be provided.
  • the space in the tube 220 above the lance portion may be at least partially filled with the medium to be introduced into the container when the lance is retracted into the container, so that the medium can be passed from this area through the lance into the container.
  • the opening of the media supply for introducing the medium into the region of the pipe can be controlled in dependence on the position of the lance, so that the medium is introduced before the lance is introduced into the container.
  • the lance portion 223 is indirectly magnetically coupled to a drive portion 222 of the indirect magnetic drive means.
  • the driving part 222 is disposed outside the tube 220 and movable along the tube.
  • the drive part 222 is moved via a drive 241, which is shown here only by dashed lines. Due to the indirect magnetic coupling of the lance part 223 with the drive part 222, a movement of the drive part 222 is converted into a movement of the lance part 223.
  • FIG. 3a shows a more detailed view of a preferred embodiment of the invention according to the principle FIG. 2 ,
  • the lance 221 for introducing the medium into the container 103 is disposed in the tube 220 together with the lance portion 221 of the indirect magnetic drive means.
  • the lance 221 is connected to the lance part 223 of the indirect magnetic drive means, wherein the lance part is movably mounted together with the lance 221 within the tube 220.
  • an opening portion 266 into which the opening of the container 103 is guided.
  • the opening portion 266, the opening of the container 103 also completely enclose, so that an isolation of the opening portion of the container 103 takes place from the surrounding atmosphere.
  • the filling of the medium can be done under as germ-free conditions as possible.
  • the drive part 222 of the indirect magnetic drive means is arranged outside the tube 220.
  • This part is also movable along the tube 220.
  • the drive part 222 may be mounted, for example, in a guide on the outside of the tube 220.
  • a corresponding guide By using a corresponding guide, the correct up and down movement of the drive member along the tube can be ensured.
  • low-friction types of guidance such as a guide rail and a four-point ball bearing mounted therein may be used.
  • the drive member 222 may also be located a slight distance, for example 0.5 mm or 1.0 mm or 2.0 mm from the outside 220 of the tube and be movable along the longitudinal axis of the tube.
  • the drive part 222 for example, as a hollow cylinder, the tube 220 completely or at least partially enclose.
  • the drive member 222 extends completely around the tube 220 shown here.
  • the drive member may also consist of individual, for example, cuboidal elements, which may be evenly distributed over the circumference of the tube 220 or at certain, possibly unevenly distributed locations can be arranged.
  • the drive part 222 is connected to a drive 241, which drives the drive part 222 along the longitudinal axis of the Tube 220 moves.
  • the in FIG. 3a shown drive 241 is itself movable. The movement of the drive 241 can be translated into a movement of the drive part 222.
  • the movement of the drive part 222 indirectly also moves the lance part due to the magnetic or electromagnetic interaction between the lance part and the drive part, so that the lance 221 can also be moved into or out of the container 103 into the container 103.
  • the driving part 222 is connected to an arm 226 of the drive 241.
  • the arm can be connected via a movable connection with the drive part 222 or be articulated thereto.
  • the arm 226 is formed as a double rocker 246 at least in the area in which it is articulated on the drive part 222. So he can attack on the drive part 222 on both sides.
  • bearings 245 may be provided which connect the region of the double rocker 246 with the drive part 222.
  • the connection to the drive part 222 can be done for example indirectly via the sleeve 247, in which the bearings 245 can be arranged.
  • This form of connection of the arm 226 to the drive member 222 is particularly stable and prevents possible misalignment during movement of the drive member.
  • the arm 226 may additionally be connected to a guide arm 227, the guide arm 227 being articulated at a point 228.
  • the guide arm 227 is rotatably supported about the point 228.
  • the guide arm 227 may be formed both at the pivot point on the arm 226 and at the pivot point 228 as a double rocker.
  • the articulation point 228 can be arranged, for example, on the tube 220.
  • a corresponding bearing for rotatably supporting the guide arm 227 may be provided. A movement of the arm 226 can thus be stabilized and / or guided by the guide arm 227.
  • the guide arm 227 may be connected to the arm 226 either in another articulation point or movably mounted along a guide provided in the arm 226.
  • the articulation of the guide arm 227 at point 228 defines a certain range of motion for the arm 226.
  • the arm 226 is disposed on a carriage 280 which is movably supported along a support 229. It can be provided here that the arm 226 is formed in the region of the connection with the carriage 280 as a double rocker. This compound ensures high stability.
  • the support (support arm) 229 may be connected to the tube 220 and fix the entire treatment station to the carousel.
  • a screw 232 may be provided.
  • the fixation can also be done via other means of attachment.
  • the arm 226 may be arranged on the carriage 280, for example by means of a ball joint, as in FIG. 3a represented by the reference numeral 243.
  • a control roller 230 is further arranged on the carriage 280.
  • the control roller may for example be rotatably mounted on a support or pin. This pin may be immovably connected to the carriage 280. The movement of the carriage along the support may be limited by a stop 264 in at least one direction.
  • This control roller can rotate along a control cam, which is arranged stationary relative to the carousel.
  • a spring element 225 may be connected to the carriage, wherein the spring element 225 may bias the carriage and thus the control roller 230 against the corresponding control cam.
  • the spring element 225 may be arranged around the support 229.
  • a possible embodiment of the control cam is shown in the schematic plan view Figure 4e shown.
  • the use of the stop 264 can be used here in an advantageous manner to specify the maximum penetration depth of the lance into the container. Since the spring element 225 biases the carriage into a position in which the lance is retracted into the container, wherein the spring element 225 pushes the carriage in the direction of the stop 264, by selecting the dimensions of the stop 264 in the direction of movement of the carriage 280 the Movement of the carriage 280 may be limited at a certain point, so that further movement of the carriage beyond this point (beyond the stop) is impossible, thereby avoiding further retraction of the lance in the container.
  • the maximum penetration depth of the lance into the container can also be predetermined independently of the control curve.
  • control cam in a region in which the lance is retracted into the container for introducing the medium have a gap or be further away from the carriage 280 and the control roller 230 than the stop 264, so that the carriage together with the Tax role against the stop is running.
  • While the spring element 225 is connected on one side to the carriage 280, it can be provided that the other side of the spring element 225 is connected either to the support 229 or to the tube 220.
  • control curve for example, about the axis of rotation R of in FIG. 1 and 4e can be arranged, the movement profile for the drive part 222 and thus also the movement profile for the lance 221 can be specified without complex control devices would be necessary.
  • control cam 231 has a shape that can be described at least in sections by mathematical functions that are continuous at each point. It is particularly preferred if the functions describing the control curve 231 are continuous even up to the first derivative.
  • the tube 220 may further be associated with a media supply 224.
  • the medium to be introduced in particular a sterilizing gas, can be provided in the media supply.
  • the medium can fill the space in the tube to the lance part and flow through an opening of the lance at the top, the media supply side facing the lance part in the lance, for example by a higher pressure compared to the ambient pressure of the medium in the tube is applied.
  • FIG. 3b shows the head portion of the treatment station according to the embodiment FIG. 3a with the media supply 224 in a more detailed representation, wherein the drive part 222 and the lance part 223 together with the lance 221 here also in this area of the tube 220 are moved.
  • a cavity in particular a conduit can be provided, through which the medium to be introduced into the lance 221 can be passed.
  • the introduction of the medium can be done for example by the illustrated valve 274.
  • the medium to be introduced into the container is introduced into the lance through the valve.
  • the valve can be closed and the media supply through the media supply 224 can be interrupted. According to this embodiment, the lance would thus be introduced into the container medium of transport the media supply 224 into the container, with the lance 221 not permanently connected to the media supply.
  • FIG. 3b a more detailed view of the drive part 222 and the lance part 223.
  • the with reference to FIG. 3a described connection between the drive, in particular the arm 226, and the drive member 222 is shown in more detail here.
  • the arm 226 When executing the arm 226 as a double rocker engages each part of the double rocker left or right on the drive member 222.
  • it is connected to the drive part 222 via, for example, screw connections or bolts 245.
  • the bearing of the double rocker on the drive part 222 is preferably movable, in particular rotatable.
  • the drive member 222 is surrounded by a sheath 263.
  • the drive part can be encapsulated by the casing on all outer surfaces pointing away from the pipe 220. Impurities of the drive part can be prevented.
  • the sheath may consist of diamagnetic material in order to localize the magnetic fields of the drive part 222 and the lance part 223 as possible in the region of the tube.
  • the embodiment of the indirect magnetic drive means according to FIG. 3a and 3b is not mandatory. It can also be provided that the drive part 222 is movable via a servo drive along the tube 220 along the arrow direction shown. It can also be provided that the drive part 222 forms a linear drive together with the lance part 223, wherein the drive part 222 may be formed as a plurality of electromagnets which are fixedly mounted outside of the tube 220. By controlling the individual electromagnets, a movement of the lance part 223 can then be realized together with the lance 221.
  • a separate control device can be provided for each treatment station 110, which controls the electromagnets, so that in each treatment station 110 an optionally individual movement profile of the lance part 223 together with the lance 221 can be achieved. This is particularly advantageous when in accordance with the device FIG. 1 during a treatment cycle different containers, which vary in size, for example, to be treated.
  • the lance part consists or comprises a permanent magnet.
  • the drive member may also include a permanent magnet, but also be designed as an electromagnet or include this.
  • the medium used can be, for example, a gaseous medium such as hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) for sterilizing the inner region of the container 103 or the product to be filled into the container 103.
  • a gaseous medium such as hydrogen peroxide (H 2 O 2 )
  • H 2 O 2 hydrogen peroxide
  • other gaseous media may also be used for sterilization.
  • the device can also be used to inflate the bag by means of introduced air.
  • the device can also be used to fill a product to be filled into the container / bag.
  • the tube 220 when using a gaseous medium, provision may be made for the tube 220 to extend at least around the opening region of the container 103 arranged in the treatment station 110. Furthermore, it can be provided that by means of a corresponding outlet opening of the lance or by an air or media supply within the tube 220 in the tube and in the region of the opening of the container 103, an at least slight overpressure compared with the pressure outside of the treatment station 110 is applied, so that no Air from the environment in the opening portion of the container 103 penetrates. Thus, the introduction of the medium can be carried out by the lance 221 under germ-free conditions as possible. This embodiment can be advantageously used to realize the filling of the product into the container 103 by a corresponding treatment station 110 under as germ-free conditions as possible.
  • FIG. 4a shows a treatment station according to the embodiment according to FIG. 3 with lance retracted into the container.
  • FIG. 4b is a top view of the treatment station FIG. 4a , Further shows Figure 4c the treatment station with lance pulled out of the container and FIG. 4d a corresponding plan view of the treatment station.
  • Figure 4e is a schematic plan view of the carousel shown with a control cam to illustrate the sequence of movement.
  • the lance 221 has retracted into the container 103 and has passed or introduced the medium.
  • the carriage 280 is in this state close to the stop 264, wherein the control roller can either contact with the cam 231 or not in contact therewith and is pressed by the spring element against the control cam 231 or the stop. This is equivalent to the fact that the distance of the control cam 231 to the rotation axis R of the carousel in accordance with FIG. 1 is smallest (see also Fig. 4e ).
  • the lance is now pulled piecewise or continuously out of the container 103.
  • the lance part 223 has to be moved away from the container 103 along the tube 220.
  • the driving part 222 must be moved away from the container.
  • the arm 226 must be moved toward the tube 220. This is achieved by the control roller is moved away by the control cam 231 of the rotational axis R of the carousel, against the spring tension of the spring element. In the in Figure 4c illustrated situation 250 'is therefore the distance of the control cam 231 to the axis of rotation R of the carousel is greater than the distance in the in FIG. 4a illustrated situation.
  • the carriage was also moved away from the stop 264 (along the support), so that the arm 226 was rotated about the joint 243 (for example, a ball joint) and moved to the illustrated, erected position.
  • the joint 243 for example, a ball joint
  • the drive part 222 there was a movement of the drive part 222, so that the lance part is indirectly driven and the lance is moved out of the container.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the indirect magnetic drive means.
  • FIG. 5a a cross section through the tube, as shown schematically in FIG. 2 is shown.
  • the tube 220 can have any cross-section, which can be square or round, for example, in the embodiment according to FIG. 5 a round inner cross section of the tube 220 is provided.
  • the lance part 223 of the indirect magnetic drive means for the lance 221 is arranged within the tube.
  • the lance part 223 is shown here as a hollow cylinder, which via connecting elements 460 with the lance 221st is firmly connected.
  • the lance part 223 need not be formed as a hollow cylinder, it may also be composed of individual elements. Thus, for example, one or more cuboidal elements may be provided, which are arranged in the tube 220, along a guide. These are then connected in each case via connecting elements 460 with the lance 221.
  • the drive part 222 of the indirect magnetic drive element in FIG. 5a also arranged as a hollow cylinder completely around the tube 220. In the embodiment according to FIG. 5 it is necessary that the driving part 222 completely surrounds the tube 220.
  • the outer cross section of the tube 220 and the inner cross section of the drive member 222 need not be round as shown, but so canting can be avoided.
  • FIG. 5b shows a schematic view of the inner portion of the tube 220, wherein the tube 220 and the drive part 222 of the indirect magnetic drive means are here only dashed and transparent represent, so as not to endanger the clarity.
  • the lance part 223 is shown schematically by means of two cuboids.
  • the lance part 223 is connected via guide elements 451 to a guide 450 arranged inside the tube 220. This can be designed as a helical line.
  • the up and down movement of the drive part 222 outside of the tube 220 can be superimposed on a rotational movement of the lance part 223 corresponding to the shape of the guide 450.
  • the guide 450 does not have to be formed as a helical line, but may, for example, also comprise straight sections and differently curved sections.
  • This embodiment is particularly advantageous when cleaning the container with cleaning medium, since the lance and in particular one or the outlet openings, which are introduced into the container, according to the invention can be rotated. If, for example, a plurality of outlet openings are arranged on the circumference of the lance, then they can treat by rotation the inner surface of the container at different exit angles of the medium. This can ensure that the cleaning is as complete and effective as possible, especially since flexible bags, for example, wrinkles can be treated from different angles with the cleaning medium.
  • the rotation of the lance or outlets for the medium may be desired only within the container, it may be provided that during movement of the lance onto the container to the guide 450 comprises a straight portion which is parallel to the longitudinal axis of the tube 220 and a shape corresponding to a screw thread (helix) only in the area in which the lance member 223 must be rotated to also allow rotation of the lance while at least partially inserted in the container.
  • guide elements 451 are preferably formed lubricant-free, in order to prevent contamination of the opening area and in particular the inner region of the container.
  • guide elements 451 are preferably formed lubricant-free, in order to prevent contamination of the opening area and in particular the inner region of the container.
  • four-point ball bearings can be used.
  • the tube may also be dispensed with and only one guide for the lance portion of the indirect magnetic drive means may be provided instead of the tube by moving the drive member by means of one of the drives described above, an indirect drive of the lance member and the associated lance can be realized.
  • the lance part Since the lance part is only indirectly connected together with the lance to the drive part of the indirect magnetic drive means, there is a risk that the lance part will fall down together with the lance due to the gravitational force acting on it.
  • the lance part can be pretensioned analogously to the drive part by a spring element which can be arranged, for example, in the tube. This can also serve a flexible hose, which is connected to the reservoir and the lance and through which the medium to be introduced into the container is passed.
  • the field strength of the prevailing between the first and the driving part of the magnetic field can be chosen so that it can compensate for the forces acting on the lance and the lance part gravitational force and "float" these elements.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten eines Mediums in einen Behälter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein entsprechendes Verfahren.
    • Stand der Technik
  • Vorrichtungen zum Einleiten eines Mediums in einen Behälter sind insbesondere aus der getränkeverarbeitenden Industrie bekannt.
  • Dazu werden üblicherweise Maschinen verwendet, die beispielsweise als Rundläufermaschinen ausgebildet sein können und ein Karussell umfassen, in dem die noch nicht befüllten Behälter in Füllstationen eingebracht und in diesen befüllt werden. Zu diesem Zweck werden entweder über den Behälter entsprechende Füllventile positioniert oder in diesen eingefahren. Durch die Füllventile erfolgt dann eine Befüllung des Behälters mit dem Medium. Bei diesem Medium handelt es sich beispielsweise um das in den Behälter einzufüllende Produkt.
  • Aus der DE 19855975 C1 ist ein Getränkefüllorgan mit Rückgasrohr gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Beim Abfüllen des Produkts werden hinsichtlich der Sauberkeit um und in der Öffnung des Behälters besondere Anforderungen gestellt, die nur mit hohem Aufwand erfüllt werden können.
    • Aufgabe
  • Ausgehend vom Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Einleiten eines Mediums in einen Behälter anzugeben, die ein möglichst verunreinigungsfreies Einleiten von Medium in einen Behälter ermöglicht.
    • Lösung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.
  • Dabei ist erfindungsgemäß unter dem Begriff des "indirekten magnetischen Antriebsmittels" ein Antriebsmittel zu verstehen, bei dem nur der Antriebsteil angetrieben oder aktiv bewegt wird, und diese Bewegung aufgrund der magnetischen bzw. elektromagnetischen Wechselwirkung des Antriebsteils mit dem Lanzenteil auf den Lanzenteil übertragen wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Lanzenteil und der Antriebsteil räumlich voneinander getrennt sind und insbesondere keine Berührung dieser Teile stattfindet, so dass die Übertragung der Bewegung des Antriebsteils auf den Lanzenteil ausschließlich durch die magnetische bzw. elektromagnetische Wechselwirkung der Teile untereinander erfolgt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt insbesondere ein Einleiten eines Mediums (insbesondere eines gasförmigen Mediums zum Sterilisieren) in einem von der Umgebung getrennten Bereich, da die Bewegung des Lanzenteils auch ohne mechanische Verbindung mit dem Antriebsteil erfolgen kann. So können besondere Bedingungen hinsichtlich der Keimfreiheit oder Sterilität oder Sauberkeit im Bereich der Öffnung des Behälters realisiert werden. Außerdem kann im Bereich der Lanze auf die Verwendung von Schmiermittel verzichtet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze durch das Antriebsmittel gedreht werden kann. Die Drehung kann insbesondere beim Reinigen des Behälters vorteilhaft sein, da so das eingebrachte Reinigungsmedium besser verteilt werden kann.
  • In einer Ausführungsform sind die Lanze und der Lanzenteil in einem Rohr angeordnet und entlang der Längsachse des Rohrs bewegbar und der Antriebsteil ist außerhalb des Rohrs angeordnet und entlang der Längsachse des Rohrs bewegbar. Dieses Rohr kann den Bereich der Öffnung des Behälters umschließen und so eine zumindest teilweise von der Umgebung isolierte Umgebung schaffen, in der das Medium in den Behälter eingeleitet wird.
  • In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsteil mit einem Antrieb verbunden ist, wobei der Antriebsteil durch den Antrieb entlang des Rohrs bewegt werden kann. Die Bewegung des Antriebsteils kann so in die Bewegung des Lanzenteils zusammen mit der Lanze innerhalb des Rohrs umgesetzt werden.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Antrieb einen mit dem Antriebsteil beweglich verbundenen Arm umfasst, wobei der Arm entlang einer Steuerkurve über eine Steuerrolle bewegbar angeordnet ist und die Bewegung der Steuerrolle entlang der Steuerkurve auf eine Bewegung des Antriebsteils entlang des Rohrs übertragen kann. Diese Ausführungsform ist besonders wartungsfrei und kommt ohne zusätzlich Antriebsmotoren aus, so dass Fehlfunktionen vermieden werden können.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve am Karussell ortsfest angeordnet ist. Die Drehbewegung des Karussells relativ zur Führung kann so in eine Bewegung des Arms umgesetzt werden, so dass Steuereinheiten für die Steuerung der Bewegung der einzelnen Arme der Behandlungsstationen entfallen können.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Arm mit einem Federelement verbunden, das den Arm in einer Ausgangsposition vorspannt. So kann beispielsweise das Zurückstellen des Arms in die Ausgangsposition erleichtert werden.
  • In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Antriebsteil als um den Lanzenteil umfassender Magnet ausgebildet. Diese Ausführungsform gestattet das indirekte Antreiben des Lanzenteils unabhängig davon, wie der Lanzenteil relativ zum Antriebsteil ausgerichtet, insbesondere verdreht ist.
  • Es ist vorteilhaft, wenn der Lanzenteil an einem Ende der Lanze angeordnet ist und eine Düse am anderen Ende der Lanze angeordnet ist, wobei das Medium aus einem Vorratsbehälter durch die Lanze zur Düse geleitet werden kann. Verunreinigungen des Lanzenteils durch insbesondere flüssiges Medium, das aus der Düse austritt, können so vermieden werden.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Medium ein sterilisierendes Gas ist und/oder das Medium das in den Behälter abzufüllende Produkt ist. Die Erfindung kann somit auf das Reinigen des Behälters und auf das Befüllen des Behälters angewendet werden.
  • In einer Weiterbildung der vorangegangenen Ausführungsform umschließt die Steuerkurve die Drehachse des Karussells und die Form der Führung ist stetig.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Antriebsmittel einen Linearantrieb oder einen Servoantrieb umfasst. Diese alternative Ausführungsform erlaubt eine gezielte Steuerung der Bewegung des Antriebsteils des magnetischen Antriebsmittels in jeder Behandlungsstation.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform ist der Lanzenteil in einer im Rohr angeordneten Führung gelagert, wobei die Führung ausgebildet ist, eine Drehung des ersten Lanzenteils relativ zum Rohr während der Bewegung des Lanzenteils entlang der Längsachse des Rohrs zu bewirken. So kann die Drehung der Lanze ohne zusätzliche Antriebsmittel allein durch die magnetische Wechselwirkung des ersten und Antriebsteils zueinander und der dem Lanzenteil durch die Führung vorgegebenen Bewegung entlang des Rohrs erreicht werden.
  • Weiterhin kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass der Lanzenteil mit einer schmiermittelfreien Lagerung, insbesondere mit einem Vierpunkt-Kugellager in der Führung gelagert ist. Unerwünschte Verunreinigungen innerhalb des Rohrs können so vermieden werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist gemäß dem Anspruch 14. In einer Ausführungsform wird ein sterilisierendes Gas oder ein Produkt in den Behälter durch die Lanze eingeleitet.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Lanze entlang einer Längsachse eines Rohrs bewegt wird und zum Einleiten des Mediums in den Behälter eingeführt wird und anschließend herausgezogen wird.
  • In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lanze während des Einleitens gedreht wird. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt insbesondere bei Einbringen eines Reinigungsmediums eine zuverlässige Verteilung des Mediums innerhalb des Behälters.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
    • Figur 1
    schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
    Figur 2
    schematische Darstellung einer Behandlungsstation
    Figur 3a
    perspektivische Ansicht einer Behandlungsstation gemäß einer Ausführungsform
    Figur 3b
    vergrößerte Ansicht des Kopfbereichs der Behandlungsstation gemäß Figur 3a
    Figur 4a
    Seitenansicht auf die Behandlungsstation mit in einen Behälter eingefahrener Lanze
    Figur 4b
    Draufsicht auf die Behandlungsstation aus Figur 4a
    Figur 4c
    Seitenansicht auf die Behandlungsstation mit aus einem Behälter herausgezogener Lanze
    Figur 4d
    Draufsicht auf die Behandlungsstation aus Figur 4c
    Figur 4e
    schematische Darstellung der Position der Behandlungsstationen aus Figur 4a und Figur 4c in Bezug zu einer Steuerkurve
    Figur 5a
    schematische Draufsicht auf ein Rohr einer Behandlungsstation gemäß einer Ausführungsform, bei der die Lanze drehbar ist
    Figur 5b
    perspektivische Ansicht der Ausführungsform mit Drehantrieb für die Lanze
    Ausführliche Beschreibung
  • Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100, die zum Einfüllen eines Mediums in Behälter, insbesondere flexible Behälter wie Beutel 103, ausgebildet ist. Dazu umfasst die Vorrichtung 100 ein auf einem Rahmen 102 drehbar gelagertes Karussell 101 mit einer Vielzahl von Behandlungsstationen 110. Während die Ausführung als drehbares Karussell (Drehachse R) bevorzugt ist, sind natürlich auch Ausführungsformen denkbar, bei denen eine lineare Vorrichtung vorgesehen ist (Linearfüller o.ä.), in der die Behälter in einzelnen Stationen befüllt werden, und die sich nicht dreht.
  • Die Behälter können in der Vorrichtung 100 beispielsweise an Halterungen 112 befestigt sein, die in Form von Klammern ausgebildet sind und an den Seiten der Behälter bzw. Beutel angreifen.
  • Erfindungsgemäß können dann Lanzen 111 in die Behälter 103 eingeführt und durch diese ein Medium eingebracht werden. Dies ist schematisch durch die Stellung der Lanzen an unterschiedlichen Positionen der Maschine in Bezug auf die Drehrichtung dargestellt. Die in der Mitte dargestellte Lanze ist in den Behälter eingefahren, die Lanzen rechts der Mitte sind noch nicht eingefahren und die Lanzen links der Mitte werden in dieser Darstellung aus den Behältern wieder herausgefahren. Die Lanzen 111 müssen dabei nicht notwendig in den Behälter 103 eingeführt werden. Es genügt auch, wenn die Lanzen 111 und eine entsprechende Auslassöffnung für das Medium über der Öffnung des Behälters 103 positioniert sind.
  • Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Lanzen 111 auf die Behälter bzw. Beutel 103 zu- und von diesen wegbewegt werden können, wobei der Antrieb der Lanzen 111 über ein in der Figur 1 noch nicht im Detail dargestelltes indirektes magnetisches Antriebsmittel erfolgt. Dabei bedeutet "indirekt" erfindungsgemäß, dass eine antreibende Kraft von beispielsweise einem Motor oder ähnlichem nicht direkt in eine Bewegung der Lanze übersetzt wird, sondern vielmehr eine indirekte Übertragung über wenigstens eine magnetische oder elektromagnetische Wechselwirkung erfolgt, derart, dass ein erster Teil des indirekten magnetischen Antriebsmittels, der mit der Lanze verbunden ist (im folgenden Auch Lanzenteil genannt), durch einen zweiten Teil (Antriebsteil) des magnetischen Antriebsmittels, der wiederum angetrieben wird, bewegt werden kann. Dabei sind der Lanzenteil und der Antriebsteil des indirekten magnetischen Antriebsmittels indirekt nur über magnetische oder elektromagnetische Wechselwirkung miteinander verbunden. Eine mechanische Verbindung oder ein mechanischer Kontakt des ersten und Antriebsteils erfolgt bevorzugt nicht.
  • Dazu zeigt Figur 2 eine schematische Ansicht einer Behandlungsstation zur Veranschaulichung des grundlegenden Prinzips des indirekten magnetischen Antriebsmittels.
  • In Figur 2 ist eine Behandlungsstation 110 dargestellt. Diese umfasst ein Rohr 220, das hier im Querschnitt dargestellt ist. Die Lanze 221 erstreckt sich durch den Innenraum des Rohrs 220..
  • Die Lanze 221 ist mit dem Lanzenteil 223 des indirekten magnetischen Antriebsmittels beispielsweise über Verschraubungen verbunden. Der Lanzenteil 223 ist innerhalb des Rohrs beweglich, wobei zumindest eine Bewegung entlang der Längsachse, also in den Behälter hinein und aus dem Behälter 103 hinaus möglich ist.
  • Weiterhin ist eine Medienversorgung 224 dargestellt, in der das in den Behälter einzuleitende Medium, insbesondere eine gasförmiges Reinigungs- oder Sterilisationsmedium, bereitgestellt ist. Die Lanze als Bauteil erstreckt sich hier nur bis in den Bereich des Lanzenteils 223 und endet am oberen Ende des Lanzenteils. Hier kann die Lanze nach oben hin, also in Richtung der Medienversorgung geöffnet sein oder ein Ventil vorgesehen sein.
  • Der Raum im Rohr 220 oberhalb des Lanzenteils kann mit dem in den Behälter einzuleitenden Medium zumindest teilweise angefüllt sein, wenn die Lanze in den Behälter eingefahren ist, sodass das Medium aus diesem Bereich durch die Lanze in den Behälter geleitet werden kann. Dazu kann das Öffnen der Medienversorgung zum Einlassen des Mediums in den Bereich des Rohrs in Abhängigkeit von der Position der Lanze gesteuert werden, sodass die das Medium eingelassen wird, bevor die Lanze in den Behälter eingeführt wird.
  • Der Lanzenteil 223 ist indirekt magnetisch mit einem Antriebsteil 222 des indirekten magnetischen Antriebsmittels gekoppelt. Der Antriebsteil 222 ist außerhalb des Rohrs 220 angeordnet und entlang des Rohrs bewegbar. Der Antriebsteil 222 wird über einen Antrieb 241, der hier nur gestrichelt dargestellt ist, bewegt. Durch die indirekte magnetische Kopplung des Lanzenteils 223 mit dem Antriebsteil 222 wird eine Bewegung des Antriebsteils 222 in eine Bewegung des Lanzenteils 223 umgesetzt.
  • Figur 3a zeigt eine detailliertere Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß dem Prinzip nach Figur 2.
  • In dieser Ausführungsform ist die Lanze 221 zum Einbringen des Mediums in den Behälter bzw. Beutel 103 zusammen mit dem Lanzenteil 221 des indirekten magnetischen Antriebsmittels in dem Rohr 220 angeordnet. Die Lanze 221 ist mit dem Lanzenteil 223 des indirekten magentischen Antriebsmittels verbunden, wobei der Lanzenteil zusammen mit der Lanze 221 innerhalb des Rohrs 220 beweglich gelagert ist.
  • Am unteren Ende des Rohrs 220 kann ein Öffnungsbereich 266 vorgesehen sein, in den die Öffnung des Behälters 103 hinein geführt wird. Dabei kann der Öffnungsbereich 266 die Öffnung des Behälters 103 auch vollständig umschließen, so dass eine Isolation des Öffnungsbereichs des Behälters 103 von der umgebenden Atmosphäre stattfindet. Das Abfüllen des Mediums kann so unter möglichst keimfreien Bedingungen erfolgen.
  • Außerhalb des Rohrs 220 ist der Antriebsteil 222 des indirekten magnetischen Antriebsmittels angeordnet. Auch dieser Teil ist entlang des Rohrs 220 beweglich. Dazu kann der Antriebsteil 222 beispielsweise in einer Führung an der Außenseite des Rohrs 220 gelagert sein. Durch die Verwendung einer entsprechenden Führung kann die korrekte Auf- und Abbewegung des Antriebsteils entlang des Rohrs sichergestellt werden. Dabei können insbesondere reibungsarme Arten der Führung, wie beispielsweise eine Führungsschiene und ein darin gelagertes Vierpunkt-Kugellager verwendet werden.
  • Dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall. Der Antriebsteil 222 kann auch in einem geringfügigen Abstand, beispielsweise 0,5 mm oder 1,0 mm oder 2,0 mm von der Außenseite 220 des Rohrs entfernt angeordnet sein und entlang der Längsachse des Rohrs beweglich sein.
  • Dabei kann der Antriebsteil 222 beispielsweise als Hohlzylinder das Rohr 220 vollständig oder zumindest teilweise umschließen. In einer entsprechenden Ausführungsform erstreckt sich der Antriebsteil 222 vollständig um das hier dargestellt Rohr 220. Der Antriebsteil kann jedoch auch aus einzelnen, beispielsweise quaderförmigen Elementen bestehen, die gleichmäßig über den Umfang des Rohrs 220 verteilt sein können oder an bestimmten, gegebenenfalls auch ungleichmäßig verteilten Stellen angeordnet sein können.
  • Um die Lanze 221 innerhalb des Rohrs 220 zu bewegen, ist vorgesehen, dass der Antriebsteil 222 mit einem Antrieb 241 verbunden ist, der den Antriebsteil 222 entlang der Längsachse des Rohrs 220 bewegt. Der in Figur 3a dargestellte Antrieb 241 ist selbst beweglich. Die Bewegung des Antriebs 241 kann in eine Bewegung des Antriebsteils 222 übersetzt werden.
  • Durch die Bewegung des Antriebsteils 222 wird indirekt auch der Lanzenteil aufgrund der magnetischen oder elektromagnetischen Wechselwirkung zwischen dem Lanzenteil und dem Antriebsteil bewegt, so dass auch die Lanze 221 in den Behälter 103 hinein- oder aus dem Behälter 103 hinausbewegt werden kann.
  • Dabei ist gemäß der in Figur 3a dargestellten Ausführungsform vorgesehen, dass der Antriebsteil 222 mit einem Arm 226 des Antriebs 241 verbunden ist. Dabei kann der Arm über eine bewegliche Verbindung mit dem Antriebsteil 222 verbunden bzw. an diesem angelenkt sein.
  • Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass der Arm 226 zumindest in dem Bereich, in dem er an dem Antriebsteil 222 angelenkt ist, als Doppelschwinge 246 ausgebildet ist. So kann er an dem Antriebsteil 222 beidseitig angreifen. Auf jeder Seite können entsprechende Lager 245 vorgesehen sein, die den Bereich der Doppelschwinge 246 mit dem Antriebsteil 222 verbinden. Die Verbindung mit dem Antriebsteil 222 kann dabei beispielsweise indirekt über die Manschette 247 erfolgen, in der auch die Lager 245 angeordnet sein können. Diese Form der Verbindung des Arms 226 mit dem Antriebsteil 222 ist besonders stabil und verhindert während der Bewegung des Antriebsteils mögliche Fehlstellungen.
  • Der Arm 226 kann zusätzlich mit einem Führungsarm 227 verbunden sein, wobei der Führungsarm 227 an einem Punkt 228 angelenkt ist. Der Führungsarm 227 ist um den Punkt 228 drehbar gelagert. Auch der Führungsarm 227 kann sowohl am Anlenkpunkt am Arm 226 als auch am Anlenkpunkt 228 als Doppelschwinge ausgebildet sein. Der Anlenkpunkt 228 kann beispielsweise am Rohr 220 angeordnet sein. Auch im Anlenkpunkt 228 kann ein entsprechendes Lager zur drehbaren Lagerung des Führungsarms 227 vorgesehen sein. Eine Bewegung des Arms 226 kann so durch den Führungsarm 227 stabilisiert und/oder geführt werden.
  • Der Führungsarm 227 kann mit dem Arm 226 entweder in einem weiteren Anlenkpunkt verbunden sein oder entlang einer im Arm 226 vorgesehenen Führung beweglich gelagert sein. Das Anlenken des Führungsarms 227 im Punkt 228 definiert einen bestimmten Bewegungsspielraum für den Arm 226.
  • Weiterhin ist in der Ausführungsform gemäß Figur 3a vorgesehen, dass der Arm 226 auf einem Schlitten 280 angeordnet ist, der entlang einer Stütze 229 beweglich gelagert ist. Dabei kann auch hier vorgesehen sein dass der Arm 226 im Bereich der Verbindung mit dem Schlitten 280 als Doppelschwinge ausgebildet ist. Diese Verbindung sorgt für hohe Stabilität.
  • Die Stütze (Tragarm) 229 kann mit dem Rohr 220 verbunden sein und die gesamte Behandlungsstation an dem Karussell fixieren. Dazu kann beispielsweise eine Verschraubung 232 vorgesehen sein. Die Fixierung kann zusätzlich über weitere Mittel zur Befestigung erfolgen. Der Arm 226 kann auf dem Schlitten 280 beispielsweise mittels eines Kugelgelenks angeordnet sein, wie dies auch in Figur 3a mit dem Bezugszeichen 243 dargestellt ist. Auf dem Schlitten 280 ist weiterhin eine Steuerrolle 230 angeordnet.
  • Die Steuerrolle kann beispielsweise auf einem Träger oder Zapfen drehbar gelagert sein. Dieser Zapfen kann unbeweglich mit dem Schlitten 280 verbunden sein. Die Bewegung des Schlittens entlang der Stütze kann durch einen Anschlag 264 zumindest in eine Richtung begrenzt sein.
  • Diese Steuerrolle kann entlang einer Steuerkurve, die bezüglich des Karussells ortsfest angeordnet ist, umlaufen. Um den Kontakt der Steuerrolle 230 mit der Steuerkurve sicherzustellen, kann ein Federelement 225 mit dem Schlitten verbunden sein, wobei das Federelement 225 den Schlitten und damit die Steuerrolle 230 gegen die entsprechende Steuerkurve vorspannen kann. Das Federelement 225 kann um die Stütze 229 angeordnet sein. Eine mögliche Ausführungsform der Steuerkurve ist in der schematischen Draufsicht gemäß Figur 4e dargestellt.
  • Die Verwendung des Anschlags 264 kann hier in vorteilhafter Weise genutzt werden, um die maximale Eindringtiefe der Lanze in den Behälter vorzugeben. Da das Federelement 225 den Schlitten in eine Position vorspannt, in der die Lanze in den Behälter eingefahren ist, wobei das Federelement 225 den Schlitten in Richtung des Anschlags 264 drückt, kann durch Wahl der Abmessungen des Anschlags 264 in Richtung der Bewegung des Schlittens 280 die Bewegung des Schlittens 280 an einer bestimmten Stelle begrenzt sein, so dass ein weiteres Bewegen des Schlittens über diese Stelle hinaus (also über den Anschlag hinaus) unmöglich wird, wodurch ein weiteres Einfahren der Lanze in den Behälter vermieden wird. Somit kann die maximale Eindringtiefe der Lanze in den Behälter auch unabhängig von der Steuerkurve vorgegeben sein. So kann die Steuerkurve in einem Bereich, in dem die Lanze in den Behälter zum Einleiten des Mediums eingefahren wird, eine Lücke aufweisen oder weiter von dem Schlitten 280 bzw. der Steuerrolle 230 entfernt sein als der Anschlag 264, so dass der Schlitten zusammen mit der Steuerrolle gegen den Anschlag läuft.
  • Während das Federelement 225 auf der einen Seite mit dem Schlitten 280 verbunden ist, kann vorgesehen sein dass die andere Seite des Federelements 225 entweder mit der Stütze 229 oder mit dem Rohr 220 verbunden ist.
  • Durch geeignete Wahl der Steuerkurve, die beispielsweise um die Rotationachse R des in Figur 1 und 4e dargestellten Karussells angeordnet sein kann, kann das Bewegungsprofil für den Antriebsteil 222 und somit auch das Bewegungsprofil für die Lanze 221 vorgegeben werden, ohne dass hierfür komplizierte Steuereinrichtungen notwendig wären.
  • Um ruckartige Bewegungen der Lanze 221 zu vermeiden, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Steuerkurve 231 eine Form aufweist, die zumindest abschnittsweise durch mathematische Funktionen beschrieben werden kann, die in jedem Punkt stetig sind. Besonders bevorzugt ist es, wenn die die Steuerkurve 231 beschreibenden Funktionen auch bis zur ersten Ableitung stetig sind.
  • Dem Rohr 220 kann weiterhin eine Medienversorgung 224 zugeordnet sein. In der Medienversorgung kann das einzuleitende Medium, insbesondere eine sterilisierendes Gas, vorgehalten werden. Das Medium kann den Raum im Rohr bis zum Lanzenteil ausfüllen und durch eine Öffnung der Lanze am oberen, der Medienversorgung zugewandten Seite des Lanzenteils in die Lanze strömen, indem beispielsweise eine verglichen mit dem Umgebungsdruck höherer Druck des Mediums im Rohr angelegt wird.
  • Figur 3b zeigt den Kopfbereich der Behandlungsstation gemäß der Ausführungsform aus Figur 3a mit der Medienversorgung 224 in einer detaillierteren Darstellung, wobei der Antriebsteil 222 und der Lanzenteil 223 zusammen mit der Lanze 221 hier ebenfalls in diesem Bereich des Rohrs 220 verfahren sind. In der Medienversorgung 224 kann ein Hohlraum, insbesondere eine Leitung vorgesehen sein, durch die das in die Lanze 221 einzufüllende Medium geleitet werden kann. Die Einleitung des Mediums kann beispielsweise durch das dargestellte Ventil 274 erfolgen.
  • In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass bei jeder Aufwärtsbewegung der Lanze durch Öffnung des Ventils 274 im Bereich der Medienversorgung 224 das in den Behälter einzuleitende Medium durch das Ventil in die Lanze eingeleitet wird. Wird die Lanze wieder von der Medienversorgung 224 weg in Richtung des Behälters bewegt, kann das Ventil verschlossen werden und die Medienzufuhr durch die Medienversorgung 224 unterbrochen werden. Gemäß dieser Ausführungsform würde die Lanze also das in den Behälter einzuleitende Medium von der Medienversorgung 224 in den Behälter transportieren, wobei die Lanze 221 nicht permanent mit der Medienversorgung verbunden wäre..
  • Weiterhin zeigt Figur 3b eine detailliertere Ansicht des Antriebsteils 222 und des Lanzenteils 223. Die mit Bezug auf Figur 3a beschriebene Verbindung zwischen dem Antrieb, insbesondere dem Arm 226, und dem Antriebsteil 222 ist hier detaillierter dargestellt. Bei Ausführung des Arms 226 als Doppelschwinge greift je ein Teil der Doppelschwinge links bzw. rechts am Antriebsteil 222 an. Hier ist es über beispielsweise Verschraubungen oder Bolzen 245 mit dem Antriebsteil 222 verbunden. Die Lagerung der Doppelschwinge am Antriebsteil 222 ist bevorzugt beweglich, insbesondere drehbar. So kann bei Bewegung des Arms 226 sichergestellt werden, dass der Antriebsteil 222 entlang des Rohrs bewegt werden kann.
  • Zusätzlich ist in Figur 3b dargestellt, dass das Antriebsteil 222 von einer Hülle 263 umgebenden ist. Insbesondere kann das Antriebsteil auf allen von dem Rohr 220 wegweisenden Außenflächen durch die Hülle eingekapselt sein. Verunreinigungen des Antriebsteils können so verhindert werden. Weiterhin kann die Hülle aus diamagnetischem Material bestehen, um die Magnetfelder das Antriebsteil 222 und des Lanzenteils 223 möglichst im Bereich des Rohrs zu lokalisieren.
  • Die Ausführungsform des indirekten magnetischen Antriebsmittels gemäß Figur 3a und 3b ist nicht zwingend. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Antriebsteil 222 über einen Servoantrieb entlang des Rohrs 220 entlang der dargestellten Pfeilrichtung beweglich ist. Auch kann vorgesehen sein, dass der Antriebsteil 222 zusammen mit dem Lanzenteil 223 einen Linearantrieb bildet, wobei der Antriebsteil 222 als mehrere Elektromagnete ausgebildet sein kann, die außerhalb des Rohrs 220 fest montiert sind. Durch Ansteuerung der einzelnen Elektromagneten kann dann eine Bewegung des Lanzenteils 223 zusammen mit der Lanze 221 realisiert werden.
  • Dabei kann für jede Behandlungsstation 110 eine separate Steuereinrichtung vorgesehen kann, die die Elektromagneten ansteuert, so dass in jeder Behandlungsstation 110 ein gegebenenfalls individuelles Bewegungsprofil des Lanzenteils 223 zusammen mit der Lanze 221 erreicht werden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in der Vorrichtung gemäß Figur 1 während eines Behandlungszyklus unterschiedliche Behälter, die beispielsweise in ihrer Größe variieren, behandelt werden sollen.
  • Der Lanzenteil besteht oder umfasst einen Permanentmagneten. Der Antriebsteil kann ebenfalls einen Permanentmagneten umfassen, aber auch als Elektromagnet ausgebildet sein oder diesen umfassen.
  • Grundsätzlich kann es sich bei dem verwendeten Medium beispielsweise um ein gasförmiges Medium wie Wasserstoffperoxyd (H2O2) zum Sterilisieren des inneren Bereichs des Behälters 103 handeln oder um das in den Behälter 103 abzufüllende Produkt. Es können jedoch auch andere gasförmige Medien zum Sterilisieren verwendet werden. Weiterhin kann mit der Vorrichtung auch ein Aufblasen des Beutels mittels eingeleiteter Luft erfolgen. Alternativ kann die Vorrichtung auch genutzt werden, um ein in den Behälter/Beutel einzufüllendes Produkt abzufüllen.
  • Insbesondere bei Verwendung eines gasförmigen Mediums kann vorgesehen sein, dass das Rohr 220 sich zumindest um den Öffnungsbereich des in der Behandlungsstation 110 angeordneten Behälters 103 erstreckt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass durch eine entsprechende Auslassöffnung der Lanze oder durch eine Luft- oder Medienzufuhr innerhalb des Rohrs 220 im Rohr und im Bereich der Öffnung des Behälters 103 ein zumindest geringfügiger Überdruck verglichen mit dem Druck außerhalb der Behandlungsstation 110 anliegt, so dass keine Luft aus der Umgebung in den Öffnungsbereich des Behälters 103 eindringt. So kann die Einleitung des Mediums durch die Lanze 221 unter möglichst keimfreien Bedingungen erfolgen. Diese Ausführungsform kann vorteilhaft genutzt werden, um das Abfüllen des Produkts in den Behälter 103 durch eine entsprechende Behandlungsstation 110 unter möglichst keimfreien Bedingungen zu realisieren.
  • Figur 4a zeigt eine Behandlungsstation entsprechend der Ausführungsform gemäß Figur 3 mit in den Behälter eingefahrener Lanze. Figur 4b ist eine Draufsicht auf die Behandlungsstation aus Figur 4a. Weiterhin zeigt Figur 4c die Behandlungsstation mit aus dem Behälter herausgezogener Lanze und Figur 4d eine entsprechende Draufsicht auf die Behandlungsstation. In Figur 4e ist zur Veranschaulichung des Bewegungsablaufs eine schematische Draufsicht des Karussells mit einer Steuerkurve dargestellt.
  • In der Anordnung 250 in Figur 4a ist die Lanze 221 in den Behälter 103 eingefahren und leitet bzw. hat das Medium eingeleitet. Der Schlitten 280 befindet sich in diesem Zustand nahe am Anschlag 264, wobei die Steuerrolle entweder Kontakt mit der Steuerkurve 231 haben kann oder nicht mit dieser in Kontakt steht und durch das Federelement gegen die Steuerkurve 231 oder den Anschlag gedrückt wird. Dies ist gleichbedeutend damit, dass der Abstand der Steuerkurve 231 zur Rotationsachse R des Karussells gemäß Figur 1 am kleinsten ist (siehe dazu auch Fig. 4e).
  • Nachdem das Medium in den Behälter 103 eingeleitet wurde, wird die Lanze nun stückweise bzw. kontinuierlich aus dem Behälter 103 herausgezogen. Damit die Lanze 221 aus dem Behälter 103 herausgefahren werden kann, muss der Lanzenteil 223 entlang des Rohrs 220 vom Behälter 103 wegbewegt werden. Demgemäß muss auch der Antriebsteil 222 vom Behälter wegbewegt werden. Um dies zu erreichen, muss der Arm 226 auf das Rohr 220 zubewegt werden. Dies wird erreicht, indem die Steuerrolle durch die Steuerkurve 231 von der Rotationsachse R des Karussells, entgegen der Federspannung des Federelements, wegbewegt wird. In der in Figur 4c dargestellten Situation 250' ist also der Abstand der Steuerkurve 231 zur Rotationsachse R des Karussells größer als der Abstand in der in Figur 4a dargestellten Situation.
  • Wie in Figur 4c zu erkennen ist, wurde der Schlitten ebenfalls vom Anschlag 264 wegbewegt (entlang der Stütze), sodass der Arm 226 um das Gelenk 243 (beispielsweise ein Kugelgelenk) gedreht wurde und in die dargestellte, aufgerichtete Position verfahren wurde. Gleichsam erfolgte eine Bewegung des Antriebsteils 222, sodass der Lanzenteil indirekt angetrieben wird und die Lanze aus dem Behälter heraus bewegt wird.
  • In Figur 4c ist die Lanze 221 im Endpunkt der Bewegung am weitesten außerhalb des Behälters 103 angelangt.
  • Die entsprechenden Abstände der Steuerkurve zur Rotationsachse in der Position 250 gemäß Figur 4a und 250' gemäß Figur 4c sind schematisch in Figur 4e dargestellt.
  • Während dem Herausbewegen der Lanze 221 aus dem Behälter 103 kann, insbesondere bei Verwendung dieser Vorrichtung zum Einleiten eines Reinigungsmediums wie Wasserstoffperoxid durch eine Auslassöffnung in der Lanze 221 am unteren Ende (das Ende, das auch in den Behälter 103 eingefahren wird), das Ausbringen von Medium fortgesetzt werden, so dass auch der Öffnungsbereich des Behälters zunächst nicht mit der normalen umgebenden Luft in Kontakt kommt.
  • Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des indirekten magnetischen Antriebsmittels. Dazu ist in Figur 5a ein Querschnitt durch das Rohr, wie es schematisch in Figur 2 dargestellt ist, angegeben. Während in der Ausführungsform gemäß Figur 2 und der Ausführungsform, wie sie in Figur 3a bis 3b beschrieben wurde, das Rohr 220 einen beliebigen Querschnitt aufweisen kann, der beispielsweise eckig oder rund sein kann, ist in der Ausführungsform gemäß Figur 5 ein runder innerer Querschnitt des Rohrs 220 vorgesehen. Innerhalb des Rohrs ist der Lanzenteil 223 des indirekten magnetischen Antriebsmittels für die Lanze 221 angeordnet. Der Lanzenteil 223 ist hier als Hohlzylinder dargestellt, der über Verbindungselemente 460 mit der Lanze 221 fest verbunden ist. Der Lanzenteil 223 muss nicht als Hohlzylinder ausgebildet sein, er kann auch aus einzelnen Elementen zusammengesetzt sein. So können beispielsweise ein oder mehrere quaderförmige Elemente vorgesehen sein, die im Rohr 220, entlang einer Führung angeordnet sind. Diese sind dann jeweils über Verbindungselemente 460 mit der Lanze 221 verbunden. Gemäß der Ausführungsform in Figur 5 ist der Antriebsteil 222 des indirekten magnetischen Antriebselements in Figur 5a ebenfalls als Hohlzylinder vollständig um das Rohr 220 angeordnet. In der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist es notwendig, dass der Antriebsteil 222 das Rohr 220 vollständig umschließt. Zwar muss der äußere Querschnitt des Rohrs 220 und der innere Querschnitt des Antriebsteils 222 nicht rund sein wie dargestellt, jedoch können so Verkantungen vermieden werden.
  • Figur 5b zeigt eine schematische Ansicht des inneren Bereichs des Rohrs 220, wobei das Rohr 220 und der Antriebsteil 222 des indirekten magnetischen Antriebsmittels hier nur gestrichelt und durchsichtig darstellt sind, um die Übersichtlichkeit nicht zu gefährden. In Figur 5b ist der Lanzenteil 223 schematisch mittels zweier Quader dargestellt. In der Ausführungsform gemäß Figur 5b ist der Lanzenteil 223 über Führungselemente 451 mit einer innerhalb des Rohrs 220 angeordneten Führung 450 verbunden. Diese kann als Schraubenlinie ausgebildet sein. Durch Vorsehen dieser Führung und Führen des Lanzenteils 223 mittels der Führungselemente 451 bei einer Bewegung entlang des dargestellten Doppelpfeils kann eine Drehung der Lanze 221 gewährleistet werden. Durch die Auf- und Ab-Bewegung des Antriebsteils 222 außerhalb des Rohrs 220 kann somit der Auf- und Ab-Bewegung des Lanzenteils 223 innerhalb des Rohrs 220 eine Drehbewegung des Lanzenteils 223 entsprechend der Form der Führung 450 überlagert werden.
  • Dabei muss die Führung 450 nicht als Schraubenlinie ausgebildet sein, sondern kann beispielsweise auch geradlinige Abschnitte und unterschiedlich stark gekrümmte Abschnitte umfassen. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei einer Reinigung des Behälters mit Reinigungsmedium vorteilhaft, da die Lanze und insbesondere eine oder die Auslassöffnungen, die in den Behälter eingeführt werden, erfindungsgemäß gedreht werden können. Sind beispielsweise mehrere Auslassöffnungen am Umfang der Lanze angeordnet, so können diese durch die Drehung die Innenfläche des Behälters unter unterschiedlichen Austrittswinkeln des Medium behandeln. Damit kann sichergestellt werden, dass die Reinigung möglichst vollständig und effektiv erfolgt, da insbesondere bei flexiblen Beuteln beispielsweise Falten aus unterschiedlichen Winkeln mit dem Reinigungsmedium behandelt werden können.
  • Da die Drehung der Lanze bzw. der Austrittsöffnungen für das Medium nur innerhalb des Behälters gewünscht sein kann, kann vorgesehen sein, dass während der Bewegung der Lanze auf den Behälter zu die Führung 450 einen geraden Bereich umfasst, der parallel zur Längsachse des Rohrs 220 verläuft und eine Form entsprechend eines Schraubengewindes (Schraubenlinie) nur in dem Bereich umfasst, in dem der Lanzenteil 223 gedreht werden muss, um ebenfalls eine Drehung der Lanze zu ermöglichen, während diese zumindest teilweise im Behälter eingeführt ist.
  • Die in Figur 5b dargestellten Führungselemente 451 sind vorzugsweise schmiermittelfrei ausgebildet, um eine Kontamination des Öffnungsbereichs und insbesondere des Innenbereichs des Behälters zu verhindern. Dazu können beispielsweise Vierpunktkugellager zum Einsatz kommen.
  • Während die obigen Ausführungsformen sämtlichst unter Verwendung eines Rohrs, in dem die Lanze und der Lanzenteil angeordnet sind, beschrieben wurden, kann auf das Rohr auch verzichtet werden, und anstelle des Rohrs nur eine Führung für den Lanzenteil des indirekten magnetischen Antriebsmittels vorgesehen sein, so dass durch Bewegung des Antriebsteils mit Hilfe eines der weiter oben beschriebenen Antriebe ein indirekter Antrieb des Lanzenteils und der damit verbundenen Lanze realisiert werden kann.
  • Da der Lanzenteil zusammen mit der Lanze nur indirekt mit dem Antriebsteil des indirekten magnetischen Antriebsmittels verbunden ist, besteht die Gefahr, dass der Lanzenteil zusammen mit der Lanze aufgrund der auf diese einwirkenden Schwerkraft herunterfällt. Um dies zu verhindern, kann der Lanzenteil analog zum Antriebsteil durch ein Federelement, das beispielsweise im Rohr angeordnet sein kann, vorgespannt werden. Dazu kann auch ein flexibler Schlauch dienen, der mit dem Vorratsbehälter und der Lanze verbunden ist und durch den das in den Behälter einzuleitende Medium geleitet wird. Weiterhin kann die Feldstärke des zwischen dem ersten und dem Antriebsteil herrschenden magnetischen Feldes so gewählt werden, dass es die auf die Lanze und den Lanzenteil wirkende Erdanziehungskraft ausgleichen kann und diese Elemente "schweben".

Claims (17)

  1. Vorrichtung (100) zum Einleiten eines Mediums in einen Behälter (103), beispielsweise einen flexiblen Beutel, mit einem drehbaren Karussell (101) und einer oder mehreren Behandlungsstationen (110) mit einer beweglichen, in den Behälter einführbaren Lanze (221) und einer Aufnahme für einen Behälter, wobei ein indirektes magnetisches Antriebsmittel zum Bewegen der Lanze (221) vorgesehen ist, wobei ein Lanzenteil (223) des magnetischen Antriebsmittels mit der Lanze (221) verbunden ist und ein Antriebsteil (222) des magnetischen Antriebsmittels indirekt mit dem Lanzenteil (223) magnetisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (221) derart angeordnet ist, dass sie durch das magnetische Antriebsmittel gedreht werden kann.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (221) und der Lanzenteil (223) in einem Rohr (220) angeordnet und entlang der Längsachse des Rohrs bewegbar sind und der Antriebsteil (222) außerhalb des Rohrs angeordnet ist und entlang der Längsachse des Rohrs bewegbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsteil (222) mit einem Antrieb (241) verbunden ist, durch den das Antriebsteil (222) entlang des Rohrs (220) bewegt werden kann.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (241) einen mit dem Antriebsteil beweglich verbundenen Arm (226) umfasst, wobei der Arm entlang einer Steuerkurve (231) über eine Steuerrolle bewegbar angeordnet ist und die Bewegung der Steuerrolle entlang der Steuerkurve auf eine Bewegung des Antriebsteils (223) entlang des Rohrs übertragen kann.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die Steuerkurve (231) am Karussell (101) ortsfest angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (226) mit einem Federelement (225) verbunden ist, das den Arm in einer Ausgangsposition vorspannt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsteil (222) als um den Lanzenteil (223) umfassender Magnet ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lanzenteil (222) an einem Ende der Lanze (221) angeordnet ist und eine Düse am anderen Ende der Lanze angeordnet ist, wobei das Medium aus einem Vorratsbehälter (224) durch die Lanze zur Düse geleitet werden kann.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium ein sterilisierendes Gas ist oder das Medium das in den Behälter abzufüllende Produkt ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (231) die Drehachse (R) des Karussells (101) umschließt und die Form der Steuerkurve stetig ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Antriebsmittel einen Linearantrieb oder einen Servoantrieb umfasst.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lanzenteil (223) in einer im Rohr (220) angeordneten Führung (450) gelagert ist, wobei die Führung ausgebildet ist, eine Drehung des Lanzenteils (222) relativ zum Rohr während der Bewegung des Lanzenteils entlang der Längsachse des Rohrs zu bewirken.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lanzenteil mit einer schmiermittelfreien Lagerung (451), insbesondere mit einem Vierpunkt-Kugellager in der Führung (450) gelagert ist.
  14. Verfahren zum Einleiten eines Mediums in einen Behälter (103), beispielsweise einen flexiblen Beutel, wobei eine Lanze (221) das Medium in den Behälter einleitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (221) indirekt magnetisch in den Behälter bewegt wird um das Medium einzuleiten, wobei die Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 zum Einleiten des Mediums in den Behälter verwendet wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein sterilisierendes Gas oder ein Produkt in den Behälter durch die Lanze eingeleitet wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (221) entlang einer Längsachse eines Rohrs (220) bewegt wird und zum Einleiten des Mediums in den Behälter (103) eingeführt wird und anschließend herausgezogen wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (221) während des Einleitens gedreht wird.
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