EP3494082A1 - Aseptische behandlungsvorrichtung und betätigungseinrichtung mit dreh- und hubbewegung - Google Patents

Aseptische behandlungsvorrichtung und betätigungseinrichtung mit dreh- und hubbewegung

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Publication number
EP3494082A1
EP3494082A1 EP17728087.2A EP17728087A EP3494082A1 EP 3494082 A1 EP3494082 A1 EP 3494082A1 EP 17728087 A EP17728087 A EP 17728087A EP 3494082 A1 EP3494082 A1 EP 3494082A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bellows
clean room
folding
sealing element
rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17728087.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander DANELSKI
Thomas Niehr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
Publication of EP3494082A1 publication Critical patent/EP3494082A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J3/00—Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
    • F16J3/04—Bellows
    • F16J3/041—Non-metallic bellows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/42—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C49/58—Blowing means
    • B29C2049/5831—Diaphragms or bellows protecting the blowing means against contamination
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B2201/00—Indexing codes relating to constructional features of closing machines
    • B67B2201/08—Aseptic features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C2003/228—Aseptic features

Definitions

  • the invention relates to a treatment device for a treatment of containers within a clean room according to the preamble of claim 1 and to an actuating arrangement for producing a rotary lifting movement in an aseptic clean room according to the preamble of claim 9.
  • Such treatment devices for a treatment of containers within a Clean rooms are well known in the art.
  • the treatment apparatus is understood, for example, to mean an aseptic blow molding machine for molding containers made of a thermoplastic material, an aseptic filling machine for filling containers or the like with a liquid filling material or an aseptic capper for screw caps or closures, as is typical find use in the beverage industry.
  • a filling machine for filling containers or the like has become known with a liquid filling material, which is designed as a filling machine of rotating design.
  • a filling machine comprises a plurality of filling elements, which are provided on the circumference of a rotatable about a vertical axis of the machine rotor and together with a bottle carrier each form a filling position on the rotor.
  • a wall is provided at the respective filling position, which encloses an aseptically sealable clean room almost airtight, in which at least the respective filling elements and the associated container carriers are provided.
  • the container carrier is assigned to a extending from outside of the clean room in the clean room section of a lifting and rotating rod, which is guided over a provided in the wall passage opening from the clean room to the outside, where it cooperates with an actuator, the one Rotary and lifting movement of the rod generated.
  • This rotation and lifting movement of the container carrier is necessary, inter alia, if a CIP cleaning is to take place on the respective filling element, for which a plate-shaped closure element is arranged on the container carrier, for example during the CIP cleaning to close the discharge opening of the respective filling element pivoted under the centering and against this by lifting the closure element - and thus ultimately the rod - is pressed.
  • aseptic and sterile should be used synonymously as a characterization of a clean room or area of the highest hygiene requirements. Furthermore, under clean room, a sterile and / or aseptic clean room should always be understood below.
  • the object of the invention is to provide a further developed treatment device for a treatment of containers within an aseptic clean room, which provides a comparison with the prior art constructively simplified and at the same time reliable sealing of the passage opening in the clean room, while rotating and lifting mobility of the actuating element in the aseptic clean room.
  • a treatment device according to the features of claim 1 is formed.
  • a corresponding arrangement is the subject of claim 1 1.
  • the respective ones Subclaims relate to particularly advantageous embodiments of the invention.
  • the essential aspect of the treatment device according to the invention for treating containers within an aseptic clean room is the fact that the housing of the clean room is aseptically sealed aseptically sealed in the region of the passage opening via a bellows-like sealing element which tightly surrounds the rod-like actuating element, wherein the bellows-like sealing element is folded in such a way is that this receives both a mechanical rotational movement and a mechanical lifting movement of the rod-like actuating element.
  • the bellows-like sealing element comprises at least a first, operable between an unactuated rest position and an actuated working position folding portion having in the unactuated rest position extending in the longitudinal direction of the bellows-type sealing element folding.
  • the first folding section in the unactuated Ausgansposition may have along the longitudinal direction of the bellows-type sealing element pre-wound around a central axis convolution.
  • the first folding section in the actuated working position may have a convolution along the longitudinal direction of the bellows-type sealing element about a central axis, so that the convolution of the first folding section is designed to accommodate both a mechanical rotational movement and a mechanical lifting movement of the rod-like actuating element.
  • the first folding section can be formed from the unactuated rest position into the actuated working position by 90 ° to 180 ° degrees.
  • the bellows-like sealing element comprises at least a second folding section operable between an unactuated rest position and an actuated working position, which has a fold extending transversely to the longitudinal extent of the second folding section in both the unactuated rest position and the actuated working position is adapted to receive a mechanical lifting movement of the rod-like actuating element.
  • the at least one second folding section for receiving the mechanical lifting movement may be formed like a leporello.
  • the at least one second folding section can adjoin the at least one first folding section along the central axis.
  • the at least one first folding section can be provided between two second folding sections, which adjoin the first folding section along the central axis on both sides of the first folding section.
  • an anti-rotation device which is designed to decouple the first folding section from the at least one second folding section folded transversely to the drive element both in its unactuated rest position and in its actuated working position against undesired rotational movement about the central axis.
  • a dynamic twisting or twisting of the first folding section for causing a rotational movement of a treatment element is decoupled with respect to the second folding section, so that no torsional forces are introduced into this second folding section.
  • the term "essentially” means deviations from the exact value by +/- 10%, preferably by +/- 5%, and / or deviations in the form of changes which are insignificant for the function
  • Fig. 1 shows an exemplary embodiment of a treatment device according to the invention only partially shown for the treatment of
  • Fig. 2 is an exemplary schematic diagram of the invention
  • FIG. 3a shows an exemplary embodiment of an exempted bellows-type sealing element in a simplified side view
  • FIG. 3b shows a section along the plane C-C in the region of the bellows-type sealing element according to FIG. 3a
  • FIG. 4a shows a further embodiment variant of an exempt, bellows-like one
  • Sealing element with actuator and anti-rotation in a schematic sectional view 4b shows a section along the plane D-D in the region of the bellows-type sealing element according to FIG. 4a, by way of example;
  • 5a shows another exemplary embodiment of an exempted bellows-type sealing element in a simplified side view
  • FIG. 5b shows, by way of example, a section along the plane E-E in the region of the bellows-type sealing element according to FIG. 5a, FIG.
  • Fig. 6 shows another exemplary embodiment of an exempted bellows-type sealing element in a simplified sectional view.
  • the treatment device 1 of Figures 1 and 2 may be an aseptic blow molding machine for molding thermoplastic material containers, an aseptic filling machine for filling containers or the like with a liquid filling material or an aseptic capping screw cap closure act, as their basic structure is well known to a person skilled in the art.
  • a treatment device 1 thus finds its use in the beverage industry.
  • the treatment apparatus 1 in this case has a machine frame 1 .1 or machine frame with a plurality of support elements 1 .2, on which the assemblies or components of the treatment device 1 are arranged.
  • the treatment device 1 comprises at least one in an aseptically sealable Housing 3 arranged clean room 2 for the treatment of the container, wherein in Figure 1, the housing 3 is not shown aseptically sealed top lid member for clarity reasons.
  • a plurality of clean rooms 2, which are separated from one another, can also be provided, which are then each designed to be aseptically sealable by an independent housing 3.
  • the housing 3 may also be composed of several wall sections, which, however, then airtight or nearly airtight to each other to form the aseptic clean room 2 are closed.
  • the housing 3, as shown in Figure 1, one or more, with the housing 3 sealed, viewing window 3.1 have.
  • the delivery of the containers into the housing 3 or the removal of the containers from the housing 3 of the treatment device 1 can be accomplished by means known from the prior art transport elements.
  • the treatment device 1 at least one rod-like actuator 4 for transmitting a generated outside the clean room 2 by means of an actuator 5 mechanical rotation and lifting movement in the clean room 2, for this purpose, the rod-like actuator 4 of the actuator 5 via at least one passage opening 6 in a partition 2.1 in the housing 3 at least partially extends into the clean room 2.
  • the double arrow A makes the lifting and lowering movement and the arrows B and B ' the rotational mobility in and counterclockwise of the actuating element 5 identified.
  • the actuating device 5 is mechanically forcibly coupled to the rod-like actuating element 4 such that by means of the actuating device 5, the rotary stroke movement directly on the rod-like actuating element 4 can be generated.
  • it can be provided between the actuator 5 and the rod-like actuator 4, not shown in detail in the figures deflection gear, which converts the drive movement generated by the actuator 5 into a producible on the rod-like actuator 4 drive movement in the form of a rotary stroke movement, which also means of the deflection on the actuator 4 is transferable.
  • the actuator 5 is provided below the clean room 2.
  • the Actuator 5, however, are also advantageously arranged above or to the side of the clean room 2.
  • the rod-like actuating element 4 may be, for example, a shaft, a plunger or a lifting rod which is hollow or made of a solid material, in particular a metallic material.
  • the rod-like actuating element 4 extends concentrically along a central axis MA.
  • the lead-through opening 6 is formed in the housing 3 as a rod-like actuating element 4 in the region of the passage opening 6 radially enclosing opening in the housing 3.
  • the geometric dimensioning of the lead-through opening 6 is adapted to the outer diameter of the passage opening 6 extending through the portion of the actuating element 4 by the inner diameter of the passage opening 6 is formed larger than the outer diameter of the actuating element 4 in this section.
  • the housing 3 of the clean room 2 is aseptically tightly sealed in the region of the lead-through opening 6 via a bellows-like sealing element 7 tightly surrounding the rod-like actuating element 4, wherein the bellows-like sealing element 7 is folded in such a way that this causes both a mechanical rotary movement and a mechanical lifting movement of the rod-like actuator 4 receives.
  • the bellows-type sealing element 7 has, in the region of a first free end face 7.1, a first ring section 8.1, which forms a preferably annular base section.
  • first ring section 8.1 With the first ring section 8.1, the bellows-like sealing element 7 sealingly on the housing 3, in particular the lead-through opening 6 of the housing 3 sealingly enclosing, and preferably arranged on the cleanroom 2 facing inside of the housing 3.
  • Through the first ring section 8.1 extends therethrough the rod-like actuator 4 within the bellows-type sealing element 7 in the Cleanroom 2 into it.
  • the rod-like actuating element 4 extends in a particularly advantageous manner centrally in the interior of the bellows-type sealing element 7 along the central axis MA.
  • the bellows-like sealing element 7 at one of the first free end side 7.1 opposite second free end face 7.2, a second ring section 8.2, which receives the sealing bellows 7 extending through the bellows-like sealing member 7 in the clean room 2 extending portion of the rod-like actuating element 4 sealingly.
  • the rod-like actuating element 4 may project beyond the second free end face 8.2 of the bellows-type sealing element 7 into the clean room 2, ie extend through the second ring section 8.2.
  • the bellows-like sealing element 7 is folded such that it receives both a mechanical rotary movement and a mechanical lifting and lowering movement of the rod-like actuating element 4.
  • the bellows-like sealing element 7 for this purpose with its first ring section 8.1 sealing and fixed to the housing 3 and its second ring section 8.2 also sealingly and firmly connected to the rod-like actuator 4, for example glued, soldered, welded or screwed.
  • the bellows-type sealing element 7 has at least a first folding section 9 and preferably an additional second folding section 10.
  • the respective folding sections 9, 10 can each be operated between an unactuated rest position RP and an actuated working position AP.
  • a third, middle ring section 8.3 can be provided between the first and the second folding section 9, 10, on which the respective folding section 9, 10 is firmly and densely arranged on preferably opposite side surfaces of the third ring section 8.3, for example glued, soldered, welded or screwed, can be.
  • the first folding section 9 extends between the second and third ring sections 8.2, 8.3 and the second folding section 10 between the first and third ring section 8.1, 8.3.
  • sealing elements 7 with a plurality of folding sections and more than two ring sections may also be formed monolithically, if corresponding production methods are available.
  • the third ring section 8.3 serves in particular to separate the mechanical movement of the rod-like actuating element 4 received in the respective first and / or second folding section 9, 10 by the third ring section 8.3 cooperating with an anti-twist device 20, which in the description of FIGS. 4a and 4b is explained in more detail.
  • the bellows-type sealing element 7 has, in the unconfined rest position RP, a fold extending in the longitudinal direction of the bellows-type sealing element 7 in the first folding section 9, which is in the actuated working position AP along the longitudinal extent of the bellows-sealing element 7 around the central axis MA gewedelt or screwed in that the bellows-like sealing element 7 in the first folding section 9 is designed to accommodate both a mechanical rotational movement and a mechanical lifting and lowering movement of the rod-like actuating element 4.
  • the first folding section 9 can be driven in or out of the unactuated rest position RP in the actuated working position AP by 90 ° to 180 ° about the central axis MA.
  • the bellows-like sealing member 7 in addition to the first folding section 9 in addition to the second folding portion 10 with a both in the unactuated rest position RP and the actuated working position AP transverse to the longitudinal extension of the bellows sealing element 7 extending convolution, which thus preferably perpendicular to the central axis MA and which adjoins the first folding section 9.
  • the bellows-like sealing element 7 is formed in the second folding section 10 to receive a mechanical lifting and lowering movement of the rod-like actuating element 4 between the unactuated rest position RP and the actuated working position AP.
  • at least the first and / or the second folding section 9, 10 is made of an elastically deformable material, in particular silicone, Teflon or the like. Furthermore, the material must be resistant to chemicals in order to be cleaned and sterilized.
  • a third, middle ring section 8.3 can be provided between the first and the second folding section 9, 10, on which the respective folding section 9, 10 is firmly and densely arranged on preferably opposite side surfaces of the third ring section 8.3, for example glued, soldered, welded or screwed, can be.
  • the treatment element 11 may be, for example, a capping head for fixing screw caps or closures, or a closure element for CIP cleaning, also referred to as a CIP cap.
  • a rotary as well as lifting and lowering movement can be generated by means of the treatment element 1 1.
  • the second ring section 8.2 of the bellows-type sealing element 7 extends to the treatment element 1 1, so the treatment element 1 1 provided on the second ring section 8.2 contact-tight, while the treatment element 1 1 is screwed into the rod-like actuator 4 ,
  • the second ring section 8.2 between the rod-like actuator 4 and the treatment element 1 1 aseptically pressed tight be added.
  • Figures 3a and 3b show an exemplary embodiment of an exempt bellows-type sealing element 7 in a simplified side view or in a section along the plane C - C.
  • the bellows-like sealing member 7 has in its first folding section 9, the unactuated rest position RP and in the second folding section 10, the actuated working position AP, so that the second folding section 10 is extended, and the first folding section 9 is uncoiled.
  • the first folding section 9 is included adapted to receive both a mechanical rotational movement and a mechanical lifting and lowering movement of the rod-like actuating element 4.
  • the recording of the lifting and lowering movement takes place in dependence on the rotational movement, since the first folding section 9 shortens upon initiation of a rotational movement depending on this, by the first folding section 9 rotates along the fold about the central axis MA in the actuated working position AP, or einticianlt.
  • the essential part of the lifting-lowering movement is here introduced or received via the second, leporello- or concertina-like folding section 10 in the bellows-like sealing element 7, the purpose for several more substantially parallel to each other and transverse to the longitudinal extent of the bellows sealing element 7 and running has leporello- or accordion-like interconnected folds 10.1.
  • the second bellows portion 10 is in the rest position RP in its retracted, and in the working position AP in its extended position.
  • first folding section 9 adjoining the second folding section 10 along the central axis MA in the direction of the second annular section 8.2 and separated from the second folding section 10 via the middle, third annular section 8.3 has the fold formed in the unactuated rest position RP parallel to the central axis MA on.
  • the latter In the unactuated rest position RP of the first folding section 9, the latter has a plurality of outer folding edges 9.1 running along the longitudinal extent of the first folding section 9 and arranged on an identical first radius R1 to the central axis MA, which have respective inner folded edges 9.2 via respective flank sections 9.2 are tightly connected, which also extend along the longitudinal extent of the first folding section 9 and are arranged on an identical second radius R2 to the central axis MA, such that the convolution of the first folding section 9 in its sectional view shown in Figure 3b has a star shape with multiple star tips , wherein the star tips are formed by the outer folded edges 9.1.
  • the outer or inner folded edges 9.1, 9.3 as well as the intervening flank sections 9, 9 rotate or turn according to, along the longitudinal extent of the first folding section 9 about the central axis MA.
  • an anti-rotation device is provided in the present case in order to prevent rotational forces in the folding section 10 with a folding running transversely to the longitudinal extent of the bellows-type sealing element 7 and at the same time enable the lifting and lowering movement.
  • a tubular bushing section 12 is provided for the rod-like actuating element 4, not shown in FIGS. 3a and 3b, which extends substantially concentrically along the central axis MA.
  • the lead-through section 12 also has four groove-shaped recesses 12.1... 12.4, which are arranged rotationally symmetrically about the vertical center axis MA. In this case, the longitudinal movement of the four groove-shaped recesses 12.1 ...
  • the first and the third recesses 12.1, 12.3 opposite thereto run as an engagement groove for the anti-rotation device 20 explained in greater detail in FIGS. 4a and b provided while the second and the opposite fourth recess 12.2, 12.4 are provided as an air passage element for air compensation within the bellows-type sealing element 7 in a mechanical rotary movements or a mechanical lifting movement.
  • Figures 4a and 4b show an exemplary embodiment of an exempt bellows-type sealing element 7 with rod-like actuator 4 and anti-rotation 20 in a simplified schematic sectional view and in a section along the plane D - D.
  • the third ring section 8.3 serves in particular to separate the mechanical movement of the rod-like actuating element 4 received in the respective first and / or second folding section 9, 10 by the third ring section 8.3 cooperating with an anti-twist device 20, which in the description of FIGS. 4a and 4b is explained in more detail.
  • the anti-rotation device 20 is designed to the first folding section 9 in its unoperated rest position RP and the second folding section 10 both in its unactuated rest position RP as Also his actuated working position AP before an unwanted Vernieru particular rotational movement about the central axis MA to secure.
  • the rotation 20 is formed as a kind of sleeve for the rod-like actuator 4 and encloses this at least partially within the bellows seal member 7.
  • the rotation 20 is fixed in position and thus fixed to, for example, the actuator 5 or the housing 3, so that the rod-like Actuator 4 relative to the rotation 20 movable, namely rotating and liftable, is formed.
  • the rod-like actuating element 4 pushed over securing sleeve 21 is attached at its one end to the partition wall 2.1 and preferably has on opposite outer sides provided engagement portions 20.1 and 20.2, which are in engagement with the corresponding recesses 12.1, 12.3 of the feedthrough section 12.
  • the engagement sections 20.1, 20.2 also extend along the longitudinal extent of the bellows-type sealing element 7 and are adapted in their length to the stroke and lowering movement that can be generated via the second folding section 10 between the unactuated rest position RP and the actuated working position AP.
  • the bellows-type sealing element 7 is shown in its unoperated rest position RP of the leporello- or accordion-like second folding section 10, in which the middle, third ring section 8.3 is still in operative connection with the engagement sections 20.1, 20.2 of the anti-twist device 20.
  • the length of the engaging portion 20.1, 20.2 is dimensioned such that the third, middle ring section 8.3 is still in the actuated, extended working position AP of the leporello- or accordion-like second folding section 10 with the engaging portions 20.1, 20.2 is engaged.
  • the first folding section 9 absorbs this rotational movement by forming this first folding section 9 along the outer or inner folded edges 9.1, 9.3 and the intervening flank sections 9.3 einwendelt about the central axis MA, or turned, while the second folding section 10 by means of the rotation 20 on a mechanical Movement, in particular a rotational movement is prevented.
  • the anti-rotation 20 are designed as fitted feather keys and secured in a suitable manner, for example. Welded or soldered.
  • the securing sleeve 21 ideally has a flange 21 .1, as a passage for the actuating element 4 and attachment to the supporting partition 2.1.
  • the order of the folding sections is changed, so that the first folding section 9 rests with its ring section 8.2 on the partition wall 2.1 and the second folding section 10 is fixed with the ring section 8.1 on the treatment element 1 1.
  • the decoupling of the rotational movement and rotation must be such that the folding portion 10 rotates about its own vertical axis, so it is rotated together with the actuator 4.
  • the rotation insurance 20 is provided in this case between the actuator 4 and the recesses 12.1, 12.3 of the feedthrough section 12.
  • FIGS. 5a and 5b show an exemplary further embodiment variant of an exluded bellows-type sealing element 7 in a simplified side view or in a section along the plane EE, with a second folding section 10 extended in the working position AP and a first folding section located in the rest position RP 9.
  • the first folding section 9 is already pre-wound in the unactuated rest position RP in the manner of a multiple helix around the central axis MA of 5 ° to 30 ° degrees.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of an exempted bellows-type sealing element 7 in a simplified sectional representation.
  • the bellows-like sealing element 7 of Figure 6 to increase the mechanical lifting and lowering next to the first folding section 9 two second folding portions 10, which are each designed to receive a lifting and lowering movement.
  • the first folding section 9 is provided between the two second folding sections 10.
  • a feather key 20 can be provided as an anti-rotation device, which alsninnnnt the rotational forces during a rotational movement of the rod-like actuating element 4 and transmits in the first folding section 9, while the two second folding portions 10 are prevented from rotating.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Behandlungsvorrichtung für eine Behandlung von Behältern innerhalb eines aseptischen Reinraums (2) sowie auf eine Betätigungsanordnung zur Erzeugung einer Dreh-Hubbewegung in einem aseptischen Reinraum (2). Der wesentliche Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Gehäuse (3) des Reinraumes (2) im Bereich einer Durchführungsöffnung (6) über ein ein stangenartiges Betätigungselement (4) dicht umschließendes, faltenbalgartiges Dichtungselement (7) aseptisch dicht abgedichtet ist, wobei das faltenbalgartige Dichtungselement (7) derart gefaltet ist, dass dieses sowohl eine mechanische Drehbewegung als auch eine mechanische Hubbewegung des stangenartigen Betätigungselementes (4) aufnimmt.

Description

ASEPTISCHE BEHANDLUNGSVORRICHTUNG UND BETÄTIGUNGSEINRICHTUNG MIT
DREH- UND HUBBEWEGUNG
Die Erfindung bezieht sich auf Behandlungsvorrichtung für eine Behandlung von Behältern innerhalb eines Reinraums gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf eine Betätigungsanordnung zur Erzeugung einer Dreh-Hubbewegung in einem aseptischen Reinraum gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 9. Derartige Behandlungsvorrichtungen für eine Behandlung von Behältern innerhalb eines Reinraums, insbesondere für sterile oder aseptische Reinräume, sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter Behandlungsvorrichtung beispielsweise eine aseptische Blasmaschine zum Formen von Behältern aus einem thermoplastischen Material, eine aseptische Füllmaschine zum Füllen von Behältern oder dergl. mit einem flüssigen Füllgut oder einen aseptischen Verschließer für Schraubkappen bzw. -Verschlüsse verstanden wie sie typischer Weise in der Getränkeindustrie Verwendung finden.
In diesem Zusammenhang ist beispielweise aus der Druckschrift DE 10 2006 017 706 A1 eine Füllmaschine zum Füllen von Behältern oder dergl. mit einem flüssigen Füllgut bekannt geworden, die als Füllmaschine umlaufender Bauart ausgeführt ist. Unter anderem umfasst eine derartige Füllmaschine mehrere Füllelemente, die am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors vorgesehen sind und zusammen mit einem Flaschenträger jeweils eine Füllposition an dem Rotor ausbilden. Erfolgt an der Füllmaschine beispielweise eine kaltaseptische Abfüllung von flüssigem Füllgut, so ist an der jeweiligen Füllposition eine Wandung vorgesehen, die einen aseptisch verschließbaren Reinraum nahezu luftdicht einschließt, in dem zumindest die jeweiligen Füllelemente sowie die zugehörigen Behälterträger vorgesehen sind.
Dem Behälterträger ist dabei eine sich von außerhalb des Reinraums in den Reinraum erstreckender Abschnitt einer hub- und drehbeweglichen Stange zugeordnet, die über eine in der Wandung vorgesehene Durchführungsöffnung aus dem Reinraum nach außen geführt wird, wo sie mit einer Betätigungseinrichtung zusammenwirkt, die eine Dreh- und Hubbewegung der Stange erzeugt. Diese Dreh- und Hubbewegung des Behälterträgers ist unter anderem dann notwendig, wenn an dem jeweiligen Füllelement eine CIP-Reinigung stattfinden soll, für die an dem Behälterträger ein tellerförmiges Verschlusselement angeordnet wird, das während der CIP-Reinigung zum Verschließen der Abgabeöffnung des jeweiligen Füllelementes beispielsweise unter das Zentrierelement geschwenkt und gegen dieses durch Anheben des Verschlusselementes - und somit letztlich der Stange - gepresst wird.
Vorliegend soll „aseptisch" und „steril" als Charakterisierung eines Reinraumes oder Bereiches von höchsten Hygieneanforderungen synonym verwendet werden. Weiterhin soll nachfolgend unter Reinraum immer auch ein steriler und/oder aseptischer Reinraum verstanden werden.
Zum Abdichten der Durchführungsöffnung in den Aseptikbereich, also dem Übergangsbereich zwischen der außenhalb des Reinraums herrschenden Atmosphäre und der in dem Reinraum herrschenden Atmosphäre, sind aus dem Stand der Technik verschiedenste Lösungen bekannt geworden. Beispielsweise werden hierfür übliche Faltenbalge, Spaltdichtungen oder auch Labyrinthdichtungen mit Zwangsgasströmungen verwendet. Jedoch haftet diesen bisher bekannten Lösungen der Nachteil an, dass diese der Hubmechanik eine technisch aufwändige Konstruktion hinsichtlich der Abdichtung des sich in den Reinraum erstreckenden Betätigungselementes abverlangen, oder auch bei Verwendung eines üblichen Faltenbalges auf eine einfache Hub- und Senkbewegung beschränkt sind und keine Hub- und Senk- und gleichzeitige Schwenkbewegung des Betätigungselementes erlauben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine weiterentwickelte Behandlungsvorrichtung für eine Behandlung von Behältern innerhalb eines aseptischen Reinraums aufzuzeigen, die eine gegenüber dem Stand der Technik konstruktiv vereinfachte und gleichzeitig zuverlässige Abdichtung der Durchführungsöffnung in den Reinraum schafft, bei gleichzeitiger Dreh- und Hubbeweglichkeit des Betätigungselements in dem aseptischen Reinraum. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Behandlungsvorrichtung entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 1 ausgebildet. Eine entsprechende Anordnung ist Gegenstand des Patentanspruches 1 1 . Die jeweiligen Unteransprüche betreffen dabei besonders vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung.
Der wesentliche Aspekt der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung für eine Behandlung von Behältern innerhalb eines aseptischen Reinraums ist darin zu sehen, dass das Gehäuse des Reinraumes im Bereich der Durchführungsöffnung über ein das stangenartige Betätigungselement dicht umschließendes, faltenbalgartiges Dichtungselement aseptisch dicht abgedichtet ist, wobei das faltenbalgartige Dichtungselement derart gefaltet ist, dass dieses sowohl eine mechanische Drehbewegung als auch eine mechanische Hubbewegung des stangenartigen Betätigungselementes aufnimmt. Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten faltenbalgartigen Dichtungselementes wird eine gegenüber dem Stand der Technik vereinfachte Abdichtung des Reinraums im Bereich der Durchführungsöffnung geschaffen, die sowohl den Reinraum aseptisch dicht gegenüber der außerhalb des Reinraums herrschenden Atmosphäre abdichtet, als auch eine Dreh- und gleichzeitige Hub- und Senkbeweglichkeit des Betätigungselementes ermöglicht.
Besonders vorteilhaft umfasst das faltenbalgartige Dichtungselement zumindest einen ersten, zwischen einer unbetätigten Ruheposition und einer betätigten Arbeitsposition betreibbaren Faltungsabschnitt, der in der unbetätigten Ruheposition eine sich in Längsrichtung des faltenbalgartigen Dichtungselementes erstreckende Faltung aufweist.
Weiterhin vorteilhaft kann der erste Faltungsabschnitt in der unbetätigten Ausgansposition eine entlang der Längsrichtung des faltenbalgartigen Dichtungselementes um eine Mittelachse vorgewendelte Faltung aufweisen.
In einer Ausführungsvariante kann der erste Faltungsabschnitt in der betätigten Arbeitsposition eine entlang der Längsrichtung des faltenbalgartigen Dichtungselementes um eine Mittelachse eingewendete Faltung aufweisen, so dass die Faltung des ersten Faltungsabschnittes dazu ausgebildet ist, sowohl eine mechanische Drehbewegung als auch eine mechanische Hubbewegung des stangenartigen Betätigungselementes aufzunehmen. In einer weiteren Ausführungsvariante kann der erste Faltungsabschnitt von der unbetätigten Ruheposition in die betätigte Arbeitsposition um 90° bis 180° Grad einwendelbar ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft kann auch vorgesehen sein, dass das faltenbalgartige Dichtungselement zumindest einen zweiten, zwischen einer unbetätigten Ruheposition und einer betätigten Arbeitsposition betreibbaren Faltungsabschnitt umfasst, der sowohl in der unbetätigten Ruheposition als auch der betätigten Arbeitsposition eine quer zur Längserstreckung des zweiten Faltungsabschnittes verlaufende Faltung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine mechanische Hubbewegung des stangenartigen Betätigungselementes aufzunehmen.
Bevorzugt kann der zumindest eine zweite Faltungsabschnitt zur Aufnahme der mechanischen Hubbewegung leporelloartig ausgebildet sein.
Auch vorteilhaft kann sich der zumindest eine zweite Faltungsabschnitt entlang der Mittelachse an den zumindest einen ersten Faltungsabschnitt anschließen.
Wiederum vorteilhaft kann der zumindest eine erste Faltungsabschnitt zwischen zwei zweiten Faltungsabschnitten vorgesehen sein, die sich beidseitig der ersten Faltungsabschnittes entlang der Mittelachse jeweils unmittelbar an den ersten Faltungsabschnitt anschließen.
Idealerweise kann eine Verdrehsicherung vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, den ersten Faltungsabschnitt von dem zumindest einen zweiten, quer zum Antriebselement gefalteten Faltungsabschnitt sowohl in seiner unbetätigten Ruheposition als auch seiner betätigten Arbeitsposition vor einer ungewollten Drehbewegung um die Mittelachse zu entkoppeln. In anderen Worten, eine dynamische Verdrehung oder Wendelung des ersten Faltungsabschnittes zur Veranlassung einer Drehbewegung eines Behandlungselementes, wird hinsichtlich des zweiten Faltungsabschnittes entkoppelt, so dass in diesen zweiten Faltungsabschnitt keine Torsionskräfte eingeleitet werden. Der Ausdruck„im Wesentlichen" bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen von jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen. 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 eine beispielhafte Ausführungsvariante einer nur teilweise dargestellten erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung für die Behandlung von
Behältern in einer schematischen Seitenansicht
Fig. 2 eine beispielhafte Prinzipskizze der erfindungsgemäßen
Behandlungsvorrichtung für eine Behandlung von Behältern gemäß der Figur 1 ;
Fig. 3a eine beispielhafte Ausführungsvariante eines freigestellten faltenbalgartigen Dichtungselementes in einer vereinfachten Seitenansicht
Fig. 3b beispielhaft einen Schnitt entlang der Ebene C - C im Bereich des faltenbalgartigen Dichtungselementes gemäß Figur 3a, Fig. 4a eine weitere Ausführungsvariante eines freigestellten, faltenbalgartigen
Dichtungselementes mit Betätigungselement und Verdrehsicherung in einer schematischen Schnittdarstellung Fig. 4b beispielhaft einen Schnitt entlang der Ebene D - D im Bereich des faltenbalgartigen Dichtungselementes gemäß Figur 4a,
Fig. 5a eine weitere beispielhafte Ausführungsvariante eines freigestellten faltenbalgartigen Dichtungselementes in einer vereinfachten Seitenansicht
Fig. 5b beispielhaft einen Schnitt entlang der Ebene E - E im Bereich des faltenbalgartigen Dichtungselementes gemäß Figur 5a,
Fig. 6 eine weitere beispielhafte Ausführungsvariante eines freigestellten faltenbalgartigen Dichtungselementes in einer vereinfachten Schnittdarstellung.
Die in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Behandlungsvorrichtung für eine Herstellung und/oder Behandlung von Behältern innerhalb eines aseptischen Reinraums 2 ist in Figur 1 nur teilweise und in einer schematischen Seitenansicht gezeigt. Mehr im Detail sind in Figur 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nur die zum Verständnis bzw. zur Erläuterung der Erfindung notwendigen Bauteile bzw. Baugruppen der Behandlungsvorrichtung 1 dargestellt, die in Zusammenschau mit der Prinzipskizze der Figur 2 erläutert werden.
Beispielsweise kann es sich bei der Behandlungsvorrichtung 1 der Figuren 1 und 2 um eine aseptische Blasmaschine zum Formen von Behältern aus einem thermoplastischen Material, eine aseptische Füllmaschine zum Füllen von Behältern oder dergl. mit einem flüssigen Füllgut oder einen aseptischen Verschließer für Schraubkappen bzw. -Verschlüsse handeln, wie deren grundsätzlicher Aufbau einem Fachmann aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist. Typischerweise findet somit eine derartige Behandlungsvorrichtung 1 ihre Verwendung in der Getränkeindustrie.
Die Behandlungsvorrichtung 1 weist hierbei einen Maschinerahmen 1 .1 bzw. Maschinengestell mit mehreren Abstützelementen 1 .2 auf, an dem sich die Baugruppen bzw. Bauteile der Behandlungsvorrichtung 1 angeordnet befinden. Zudem umfasst die Behandlungsvorrichtung 1 wenigstens einen in einem aseptisch dicht verschließbaren Gehäuse 3 angeordneten Reinraum 2 zur Behandlung der Behälter, wobei in Figur 1 das das Gehäuse 3 nach oben hin aseptisch dicht abschließende Deckelelement aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt ist. Je nach Bauart der Behandlungsvorrichtung 1 können auch mehrere zueinander separierte Reinräume 2 vorgesehen sein, die dann jeweils durch ein eigenständiges Gehäuse 3 aseptisch dicht verschließbar ausgebildet sind. Das Gehäuse 3 kann sich zudem aus mehreren Wandabschnitten zusammensetzen, die jedoch dann zur Ausbildung des aseptischen Reinraums 2 luftdicht oder nahezu luftdicht zueinander verschließbar sind. Auch kann das Gehäuse 3, wie in Figur 1 gezeigt, ein oder mehrere, mit dem Gehäuse 3 dicht verschlossene, Sichtfenster 3.1 aufweisen. Die Zuführung der Behälter in das Gehäuse 3 bzw. die Abführung der Behälter aus dem Gehäuse 3 der Behandlungsvorrichtung 1 kann über aus dem Stand der Technik bekannte Transportelemente bewerkstelligt werden. Ferner weist die Behandlungsvorrichtung 1 zumindest ein stangenartiges Betätigungselement 4 zur Übertragung einer außerhalb des Reinraumes 2 mittels einer Betätigungseinrichtung 5 erzeugten mechanischen Dreh- und Hubbewegung in den Reinraum 2 auf, wobei sich hierzu das stangenartige Betätigungselement 4 von der Betätigungseinrichtung 5 über wenigstens eine Durchführungsöffnung 6 in einer Trennwand 2.1 im Gehäuse 3 zumindest abschnittsweise in den Reinraum 2 erstreckt. Der Doppelpfeil A macht dabei die Hub- sowie Senkbeweglichkeit und die Pfeile B und B' die Drehbeweglichkeit in und gegen den Uhrzeigersinn des Betätigungselementes 5 kenntlich. Die Betätigungseinrichtung 5 ist dabei mit dem stangenartigen Betätigungselement 4 derart mechanisch zwangsgekoppelt, dass mittels der Betätigungseinrichtung 5 die Dreh- Hubbewegung unmittelbar an dem stangenartigen Betätigungselement 4 erzeugbar ist. Alternativ kann zwischen der Betätigungseinrichtung 5 sowie dem stangenartigen Betätigungselement 4 ein in den Figuren nicht nähergehend dargestelltes Umlenkgetriebe vorgesehen sein, das die mittels der Betätigungseinrichtung 5 erzeugte Antriebsbewegung in eine an dem stangenartigen Betätigungselement 4 erzeugbare Antriebsbewegung in Form einer Dreh- Hubbewegung umwandelt, die zudem mittels des Umlenkgetriebes auf das Betätigungselement 4 übertragbar ist. In der dargestellten Ausführungsvariante der Figuren 1 und 2 ist die Betätigungseinrichtung 5 unterhalb des Reinraums 2 vorgesehen. Je nach Bauart der Behandlungsvorrichtung 1 kann sich die Betätigungseinrichtung 5 jedoch auch vorteilhafterweise oberhalb oder seitlich des Reinraums 2 angeordnet befinden. Wesentlich hierbei ist, dass die Betätigungseinrichtung 5 sich außerhalb des Reinraums 2 angeordnet befindet. Bei dem stangenartigen Betätigungselement 4 kann es sich beispielsweise um eine Welle, einen Stößel oder eine Hubstange handeln, die hohl oder aus einem Vollmaterial, insbesondere einem metallischem Werkstoff, hergestellt ist. Insbesondere erstreckt sich das stangenartige Betätigungselement 4 konzentrisch entlang einer Mittelachse MA.
Vorzugsweise ist die Durchführungsöffnung 6 in dem Gehäuse 3 als eine das stangenartige Betätigungselement 4 im Bereich der Durchführungsöffnung 6 radial mit Abstand umschließende Durchbrechung in dem Gehäuse 3 ausgebildet. Insbesondere ist die geometrische Dimensionierung der Durchführungsöffnung 6 an den Außendurchmesser des sich durch die Durchführungsöffnung 6 erstreckenden Abschnitts des Betätigungselementes 4 angepasst, indem der Innendurchmesser der Durchführungsöffnung 6 größer ausgebildet ist, als der Außendurchmesser des Betätigungselementes 4 in diesem Abschnitt. Erfindungsgemäß ist das Gehäuse 3 des Reinraumes 2 im Bereich der Durchführungsöffnung 6 über ein das stangenartige Betätigungselement 4 dicht umschließendes, faltenbalgartiges Dichtungselement 7 aseptisch dicht abgedichtet, wobei das faltenbalgartige Dichtungselement 7 derart gefaltet ist, dass dieses sowohl eine mechanische Drehbewegung als auch eine mechanische Hubbewegung des stangenartigen Betätigungselementes 4 aufnimmt.
Das faltenbalgartige Dichtungselement 7 weist im Bereich einer ersten freien Stirnseite 7.1 einen ersten Ringabschnitt 8.1 auf, der einen vorzugsweise ringförmigen Sockelabschnitt ausbildet. Mit dem ersten Ringabschnitt 8.1 ist das faltenbalgartige Dichtungselement 7 dichtend an dem Gehäuse 3, dabei insbesondere die Durchführungsöffnung 6 des Gehäuses 3 dichtend umschließend, angeordnet und zwar vorzugsweise an der dem Reinraum 2 zuwandten Innenseite des Gehäuses 3. Durch den ersten Ringabschnitt 8.1 hindurch erstreckt sich das stangenartige Betätigungselement 4 innerhalb des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 in den Reinraum 2 hinein. Besonders vorteilhaft erstreckt sich dabei das stangenartige Betätigungselement 4 zentrisch im Inneren des faltenbalgartigen Dichtungselements 7 entlang der Mittelachse MA. Weiterhin weist das faltenbalgartige Dichtungselement 7 an einer der ersten freien Stirnseite 7.1 gegenüberliegenden zweiten freien Stirnseite 7.2 einen zweiten Ringabschnitt 8.2 auf, der den sich durch das faltenbalgartige Dichtungselement 7 in den Reinraum 2 hinein erstreckenden Abschnitt des stangenartigen Betätigungselementes 4 dichtend umschließend aufnimmt. Dabei kann das stangenartige Betätigungselement 4 die zweite freie Stirnseite 8.2 des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 in den Reinraum 2 hinein überragen, sich also durch den zweiten Ringabschnitt 8.2 hindurch erstrecken.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Ringabschnitt 8.1 , 8.2 ist das faltenbalgartige Dichtungselement 7 derart gefaltet, dass dieses sowohl eine mechanische Drehbewegung als auch eine mechanische Hub- sowie Senkbewegung des stangenartigen Betätigungselementes 4 aufnimmt. Insbesondere ist das faltenbalgartige Dichtungselement 7 hierfür mit seinem ersten Ringabschnitt 8.1 dichtend sowie fest mit dem Gehäuse 3 und mit seinem zweiten Ringabschnitt 8.2 ebenfalls dichtend sowie fest mit dem stangenartigen Betätigungselement 4 verbunden, beispielweise verklebt, verlötet, verschweißt oder verschraubt.
Hierbei weist das faltenbalgartig Dichtungselement 7 zumindest einen ersten Faltungsabschnitt 9 sowie vorzugsweise einen zusätzlichen zweiten Faltungsabschnitt 10 auf. Die jeweiligen Faltungsabschnitt 9, 10 können jeweils zwischen einer unbetätigten Ruheposition RP und einer betätigten Arbeitsposition AP betrieben werden.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Faltungsabschnitt 9, 10 kann ein dritter, mittlerer Ringabschnitt 8.3 vorgesehen sein, an dem der jeweilige Faltungsabschnitt 9, 10 an vorzugsweise gegenüberliegenden Seitenflächen des dritten Ringabschnittes 8.3 fest sowie dicht angeordnet, beispielweise verklebt, verlötet, verschweißt oder verschraubt, sein kann. Somit erstreckt sich der erste Faltungsabschnitt 9 zwischen dem zweiten und dritten Ringabschnitt 8.2, 8.3 und der zweiten Faltungsabschnitt 10 zwischen dem ersten und dritten Ringabschnitt 8.1 , 8.3. Natürlich können solche Dichtungselemente 7 mit mehreren Faltungsabschnitten und mehr als zwei Ringabschnitten auch monolithisch ausgeformt sein, wenn entsprechende Fertigungsmethoden verfügbar sind. Der dritte Ringabschnitt 8.3 dient dabei insbesondere zur Trennung der im jeweiligen ersten und/oder zweiten Faltungsabschnitt 9, 10 aufgenommen mechanischen Bewegung des stangenartigen Betätigungselementes 4, indem der dritte Ringabschnitt 8.3 mit einer Verdrehsicherung 20 zusammenwirkt, die in der Beschreibung zu den Figuren 4a und 4b nähergehend erläutert ist.
Das faltenbalgartige Dichtungselement 7 weist in dem ersten Faltungsabschnitt 9 in der unbetätigten Ruheposition RP eine sich in Längsrichtung des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 erstreckende Faltung auf, die in der betätigten Arbeitsposition AP entlang der Längserstreckung des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 um die Mittelachse MA eingewendelt, bzw. eingedreht ist, so dass das faltenbalgartige Dichtungselement 7 in dem ersten Faltungsabschnitt 9 dazu ausgebildet ist, sowohl eine mechanische Drehbewegung als auch eine mechanische Hub- sowie Senkbewegung des stangenartigen Betätigungselementes 4 aufzunehmen. Insbesondere kann der erste Faltungsabschnitt 9 von der unbetätigten Ruheposition RP in die betätigte Arbeitsposition AP um 90° bis 180° Grad um die Mittelachse MA eingewendelt bzw. eingedreht werden.
Vorzugsweise weist das faltenbalgartige Dichtungselement 7 neben dem ersten Faltungsabschnitt 9 zusätzlich den zweiten Faltungsabschnitt 10 mit einer sowohl in der unbetätigten Ruheposition RP als auch der betätigten Arbeitsposition AP quer zur Längserstreckung des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 verlaufenden Faltung auf, die damit vorzugsweise lotrecht zur Mittelachse MA verläuft und die sich an den ersten Faltungsabschnitt 9 anschließt. Insbesondere ist das faltenbalgartige Dichtungselement 7 in dem zweiten Faltungsabschnitt 10 dazu ausgebildet, eine mechanische Hub- sowie Senkbewegung des stangenartigen Betätigungselementes 4 zwischen der unbetätigten Ruheposition RP und der betätigten Arbeitsposition AP aufzunehmen. Besonders vorteilhaft ist zumindest der erste und/oder der zweite Faltungsabschnitt 9, 10 aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, insbesondere Silikon, Teflon oder dergleichen hergestellt ist. Weiterhin muss der Werkstoff chemikalienresistent sein, um gereinigt und sterilisiert werden zu können.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Faltungsabschnitt 9, 10 kann ein dritter, mittlerer Ringabschnitt 8.3 vorgesehen sein, an dem der jeweilige Faltungsabschnitt 9, 10 an vorzugsweise gegenüberliegenden Seitenflächen des dritten Ringabschnittes 8.3 fest sowie dicht angeordnet, beispielweise verklebt, verlötet, verschweißt oder verschraubt, sein kann.
An dem der Betätigungseinrichtung 5 abgewandten freien Ende des stangenartigen Betätigungselement 4 kann an dem stangenartigen Betätigungselement 4 zumindest ein Behandlungselement 1 1 vorgesehen, insbesondere fest angeordnet, sein. Bei dem Behandlungselement 1 1 kann es sich beispielsweise um einen Verschließerkopf zur Fixierung von Schraubkappen bzw. -Verschlüsse, oder um ein Verschlusselement zur CIP-Reinigung, auch als CIP-Kappe bezeichnet, handeln.
Insbesondere ist mittels des Behandlungselementes 1 1 eine Dreh- als auch Hub- und Senkbewegung erzeugbar. Es kann dabei auch vorgesehen sein, dass der zweite Ringabschnitt 8.2 des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 bis zu dem Behandlungselement 1 1 reicht, also das Behandlungselement 1 1 kontaktschlüssig an dem zweiten Ringabschnitt 8.2 vorgesehen, und dabei das Behandlungselement 1 1 in dem stangenartigen Betätigungselement 4 verschraubt ist. Somit kann der zweite Ringabschnitt 8.2 zwischen dem stangenartigen Betätigungselement 4 und dem Behandlungselement 1 1 aseptisch dicht eingepresst aufgenommen sein.
Die Figuren 3a und 3b zeigen eine beispielhafte Ausführungsvariante eines freigestellten faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 in einer vereinfachten Seitenansicht bzw. in einem Schnitt entlang der Ebene C - C. Das faltenbalgartige Dichtungselement 7 weist dabei in seinem ersten Faltungsabschnitt 9 die unbetätigte Ruheposition RP sowie in dem zweiten Faltungsabschnitt 10 die betätigte Arbeitsposition AP auf, so dass der zweite Faltungsabschnitt 10 ausgefahrenen, und der erste Faltungsabschnitt 9 ungewendelten ist. Der erste Faltungsabschnitt 9 ist dabei dazu ausgebildet, sowohl eine mechanische Drehbewegung als auch eine mechanische Hub- sowie Senkbewegung des stangenartigen Betätigungselementes 4 aufzunehmen. Die Aufnahme der Hub- Senkbewegung erfolgt hierbei in Abhängigkeit der Drehbewegung, da sich der erste Faltungsabschnitt 9 bei Einleitung einer Drehbewegung abhängig von dieser verkürzt, indem sich der erste Faltungsabschnitt 9 entlang der Faltung um die Mittelachse MA in der betätigten Arbeitsposition AP eindreht, bzw. einwendelt.
Der wesentliche Anteil der Hub- Senkbewegung wird hierbei jedoch über den zweiten, leporello- bzw. ziehharmonikaartig ausgebildeten Faltungsabschnitt 10 in das faltenbalgartige Dichtungselement 7 eingeleitet bzw. aufgenommen, der hierfür mehrere jeweils im Wesentlichen parallel zueinander sowie quer zur Längserstreckung des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 verlaufende und leporello- bzw. ziehharmonikaartig miteinander verbundene Falzungen 10.1 aufweist. Der zweite Faltenbalgabschnitt 10 befindet sich in der Ruheposition RP in seiner eingefahrenen, und in der Arbeitsposition AP in seiner ausgefahrenen Stellung.
Hingegen weist der sich an den zweiten Faltungsabschnitt 10 entlang der Mittelachse MA in Richtung des zweiten Ringabschnittes 8.2 anschließende und über den mittleren, dritten Ringabschnittes 8.3 von dem zweiten Faltungsabschnitt 10 getrennte, erste Faltungsabschnitt 9 die in der unbetätigten Ruheposition RP parallel zur Mittelachse MA ausgebildete Faltung auf. In der unbetätigten Ruheposition RP des ersten Faltungsabschnitts 9 weist dieser hierbei mehrere sich jeweils entlang der Längserstreckung des ersten Faltungsabschnittes 9 verlaufende und auf einem identischen ersten Radius R1 zur Mittelachse MA angeordnete, äußerer Falzkanten 9.1 auf, die über jeweilige Flankenabschnitte 9.2 mit entsprechenden inneren Falzkanten 9.3 dicht verbunden sind, die ebenfalls entlang der Längserstreckung des ersten Faltungsabschnittes 9 verlaufen und auf einem identischen zweiten Radius R2 zur Mittelachse MA angeordnet sind, derart, dass die Faltung des ersten Faltungsabschnitts 9 in ihrer in der Figur 3b gezeigten Schnittdarstellung eine Sternform mit mehreren Sternspitzen aufweist, wobei die Sternspitzen durch die äußeren Falzkanten 9.1 gebildet sind. Wird für die betätigte Arbeitsposition AP eine Drehbewegung auf den ersten Faltungsabschnitt 9 eingeleitet, so drehen bzw. wendein sich die äußeren, bzw. inneren Falzkanten 9.1 , 9.3 sowie die dazwischen liegenden Flankenabschnitte 9.3 entsprechend ein, und zwar entlang der Längserstreckung des ersten Faltungsabschnittes 9 um die Mittelachse MA.
Im Inneren des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 ist vorliegend eine Verdrehsicherung vorgesehen, um rotative Kräfte im Faltungsabschnitt 10 mit einer quer zur Längserstreckung des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 verlaufenden Faltung zu verhindern und gleichzeitig die Hub- und Senkbewegung zur ermöglichen. Hierzu ist im Inneren ein rohrförmiger Durchführungsabschnitt 12 für das in den Figuren 3a und b nicht dargestellte stangeartige Betätigungselement 4 vorgesehen, der sich im Wesentlichen konzentrisch entlang der Mittelachse MA erstreckt. Der Durchführungsabschnitt 12 weist zudem vier nutförmige Ausnehmungen 12.1 ...12.4 auf, die drehsymmetrisch um die vertikale Mittelachse MA angeordnet sind. Dabei verläuft auch die Längsbewegung der vier nutförmigen Ausnehmungen 12.1 ...12.4 jeweils entlang der Längserstreckung des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7. Die erste und die dieser gegenüberliegende dritte Ausnehmung 12.1 , 12.3 sind dabei als Eingriffsnut für die in den Figuren 4a und b nähergehend erläuterte Verdrehsicherung 20 vorgesehen, während die zweite und die dieser gegenüberliegende vierte Ausnehmung 12.2, 12.4 als Luftdurchlasselement zum Luftausgleich innerhalb des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 bei einer mechanischen Drehbewegungen oder einer mechanischen Hubbewegung vorgesehen sind.
Die Figuren 4a und 4b zeigen eine beispielhafte Ausführungsvariante eines freigestellten faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 mit stangenartigen Betätigungselement 4 sowie Verdrehsicherung 20 in einer vereinfachten schematischen Schnittdarstellung bzw. in einem Schnitt entlang der Ebene D - D.
Der dritte Ringabschnitt 8.3 dient dabei insbesondere zur Trennung der im jeweiligen ersten und/oder zweiten Faltungsabschnitt 9, 10 aufgenommen mechanischen Bewegung des stangenartigen Betätigungselementes 4, indem der dritte Ringabschnitt 8.3 mit einer Verdrehsicherung 20 zusammenwirkt, die in der Beschreibung zu den Figuren 4a und 4b nähergehend erläutert ist. Die Verdrehsicherung 20 ist dabei dazu ausgebildet, den ersten Faltungsabschnitt 9 in seiner unbetätigten Ruheposition RP und den zweiten Faltungsabschnitt 10 sowohl in seiner unbetätigten Ruheposition RP als auch seiner betätigten Arbeitsposition AP vor einer ungewollten Verdrehu insbesondere Drehbewegung um die Mittelachse MA, zu sichern.
Die Verdrehsicherung 20 ist dabei als eine Art Hülse für das stangenartige Betätigungselement 4 ausbildet und umschließt dieses zumindest abschnittsweise innerhalb des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7. Insbesondere ist die Verdrehsicherung 20 lagefixiert und damit fest an beispielsweise der Betätigungseinrichtung 5 oder dem Gehäuse 3 angeordnet, so dass das stangenartige Betätigungselement 4 relativ zu der Verdrehsicherung 20 beweglich, und zwar dreh- als auch hubbeweglich, ausgebildet ist.
Die dem stangenartigen Betätigungselement 4 übergeschobene Sicherungshülse 21 ist an ihrem einen Ende an der Trennwand 2.1 befestigt und weist vorzugsweise an gegenüberliegenden Außenseiten vorgesehene Eingriffsabschnitte 20.1 und 20.2 auf, die mit den entsprechenden Ausnehmungen 12.1 , 12.3 des Durchführungsabschnittes 12 in Eingriff stehen. Die Eingriffsabschnitte 20.1 , 20.2 erstrecken sich ebenfalls entlang der Längserstreckung des faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 und sind dabei in ihrer Länge an die über den zweiten Faltungsabschnitt 10 erzeugbare Hub- und Senkbewegung zwischen der unbetätigten Ruheposition RP und der betätigten Arbeitsposition AP angepasst. In der Figur 4a ist das faltenbalgartige Dichtungselement 7 dabei in seiner unbetätigten Ruheposition RP des leporello- bzw. ziehharmonikaartigen zweiten Faltungsabschnittes 10 gezeigt, in der der mittlere, dritte Ringabschnitt 8.3 noch mit den Eingriffsabschnitten 20.1 , 20.2 der Verdrehsicherung 20 in Wirkverbindung steht. Die Länge der Eingriffsabschnitt 20.1 , 20.2 ist dabei derart bemessen, dass der dritte, mittlere Ringabschnitt 8.3 auch in der betätigten, ausgefahrenen Arbeitsposition AP des leporello- bzw. ziehharmonikaartigen zweiten Faltungsabschnittes 10 noch mit den Eingriffsabschnitten 20.1 , 20.2 in Eingriff steht. Wird dann in der betätigten Arbeitsposition AP des zweiten Faltungsabschnittes 10 mittels der Betätigungseinrichtung 5 eine Drehbewegung des stangenartigen Betätigungselementes 4 erzeugt, so nimmt der erste Faltungsabschnitt 9 diese Drehbewegung auf, indem sich dieser erste Faltungsabschnitt 9 entlang der äußeren bzw. inneren Falzkanten 9.1 , 9.3 und den dazwischen liegenden Flankenabschnitten 9.3 um die Mittelachse MA einwendelt, bzw. eindreht, während der zweite Faltungsabschnitt 10 mittels der Verdrehsicherung 20 an einer mechanischen Bewegung, insbesondere einer Drehbewegung, gehindert ist. In der Sicherungshülse 21 sind die Verdrehsicherungen 20 als eingepasste Passfedern ausgeführt und in geeigneter Weise gesichert, bspw. verschweißt oder gelötet. Dabei weist die Sicherungshülse 21 idealerweise einen Flansch 21 .1 auf, als Durchgang für das Betätigungselement 4 und Befestigung an der tragenden Trennwand 2.1 .
Bei einer nicht dargestellten, alternativen Ausführungsform ist die Reihenfolge der Faltungsabschnitte geändert, so dass der erste Faltungsabschnitt 9 mit dessen Ringabschnitt 8.2 an der Trennwand 2.1 anliegt und der zweite Faltungsabschnitt 10 mit dessen Ringabschnitt 8.1 am Behandlungselement 1 1 befestigt ist. Hierzu muss die Entkopplung der Drehbewegung und Verdrehsicherung derart erfolgen, dass sich der Faltungsabschnitt 10 insgesamt um die eigene Hochachse dreht, also gemeinsam mit dem Betätigungselement 4 rotiert wird. Die Drehversicherung 20 ist in diesem Fall zwischen dem Betätigungselement 4 und den Ausnehmungen 12.1 , 12.3 des Durchführungsabschnittes 12 vorgesehen.
Die Figuren 5a und 5b zeigen eine beispielhafte weitere Ausführungsvariante eines freigestellten faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 in einer vereinfachten Seitenansicht bzw. in einem Schnitt entlang der Ebene E - E, mit einem in der Arbeitsposition AP ausgefahrenen zweiten Faltungsabschnitt 10 sowie einem in der Ruheposition RP befindlichen ersten Faltungsabschnitt 9. Unterschiedlich zur Ausführungsvariante der Figuren 3a und b ist der erste Faltungsabschnitt 9 in der unbetätigten Ruheposition RP bereits in der Art einer Mehrfachhelix um die Mittelachse MA von 5° bis 30° Grad vorgewendelt ausgebildet.
Die Figur 6 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsvariante eines freigestellten faltenbalgartigen Dichtungselementes 7 in einer vereinfachten Schnittdarstellung. Unterschiedlich zu den vorangehenden Ausführungsvarianten weist das faltenbalgartige Dichtungselement 7 der Figur 6 zur Vergrößerung der mechanischen Hub- und Senkbewegung neben dem ersten Faltungsabschnitt 9 zwei zweite Faltungsabschnitte 10 auf, die jeweils zur Aufnahme einer Hub- und Senkbewegung ausgebildet sind. Vorzugsweise sind ist dabei der erste Faltungsabschnitt 9 zwischen den beiden zweiten Faltungsabschnitten 10 vorgesehen. Dabei kann als Verdrehsicherung 20 eine Passfeder vorgesehen sein, die die Drehkräfte bei einer Drehbewegung des stangenartigen Betätigungselements 4 aufninnnnt und in den ersten Faltungsabschnitt 9 überträgt, während die beiden zweiten Faltungsabschnitte 10 an einer Drehbewegung gehindert sind.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste
1 Behandlungsvornchtung
1 .1 Maschinenrahmen
1 .2 Abstützelement
2 Reinraum
2.1 Trennwand
3 Gehäuse
3.1 Sichtfenster
4 Betätigungselement
5 Betätigungseinrichtung
6 Durchführungsöffnung
7 Dichtungselement
7.1 erste Stirnseite
7.2 zweite Stirnseite
8.1 erster Ringabschnitt
8.2 zweiter Ringabschnitt
8.3 dritter Ringabschnitt
9 erster Faltungsabschnitt
9.1 äußere Falzkante
9.2 Flankenabschnitt
9.3 innere Falzkante
10 zweiter Faltungsabschnitt
10.1 Falzung
1 1 Behandlungselement
12 Durchführungsabschnitt
12.1 . ..12.4 Ausnehmung 20 Verdrehsicherung 20.1,20.2 Eingriffsabschnitt
21 Sicherungshülse 21.1 Flansch
MA Mittelachse RP Ruheposition AP Arbeitsposition

Claims

Patentansprüche
1 . Behandlungsvorrichtung für eine Behandlung von Behältern innerhalb eines Reinraums (2), insbesondere eines aseptischen und/oder sterilen Reinraumes (2), umfassend wenigstens einen in einem aseptisch dicht verschließbaren Gehäuse (3) angeordneten Reinraum (2) zur Behandlung der Behälter und zumindest ein stangenartiges Betätigungselement (4) zur Übertragung einer außerhalb des Reinraumes (2) mittels einer Betätigungseinrichtung (5) erzeugten mechanischen Dreh- und Hubbewegung in den Reinraum (2), wobei sich hierzu das stangenartige Betätigungselement (4) von der Betätigungseinrichtung (5) über wenigstens eine Durchführungsöffnung (6) in einer Trennwand (2.1 ) des Gehäuses (3) zumindest abschnittsweise in den Reinraum (2) erstreckt, wobei das Gehäuse (3) des Reinraumes (2) im Bereich der Durchführungsöffnung (6) über ein das stangenartige Betätigungselement (4) dicht umschließendes, faltenbalgartiges Dichtungselement (7) aseptisch dicht abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das faltenbalgartige Dichtungselement (7) derart gefaltet ist, dass dieses sowohl eine mechanische Drehbewegung als auch eine mechanische Hubbewegung des stangenartigen Betätigungselementes (4) aufnimmt, indem das faltenbalgartige Dichtungselement (7) zumindest einen ersten, zwischen einer unbetätigten Ruheposition (RP) und einer betätigten Arbeitsposition (AP) betreibbaren Faltungsabschnitt (9) umfasst, der in der unbetätigten Ruheposition (RP)
- eine sich in Längsrichtung des faltenbalgartigen Dichtungselementes (7) erstreckende Faltung aufweist und/oder
- eine um die Mittelachse (MA) vorgewendelte Faltung aufweist.
2. Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Faltungsabschnitt (9) in der betätigten Arbeitsposition (AP) eine entlang der Längsrichtung des faltenbalgartigen Dichtungselementes (7) um eine Mittelachse (MA) eingewendete Faltung aufweist, so dass die Faltung des ersten Faltungsabschnittes (9) dazu ausgebildet ist, sowohl eine mechanische Drehbewegung als auch eine mechanische Hubbewegung des stangenartigen Betätigungselementes (4) aufzunehmen.
3. Behandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Faltungsabschnitt (9) von der unbetatigten Ruheposition (RP) in die betätigte Arbeitsposition (AP) um 90° bis 180° Grad um die Mittelachse (MA) einwendelbar ausgebildet ist.
4. Behandlungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das faltenbalgartige Dichtungselement (7) zumindest einen zweiten, zwischen einer unbetatigten Ruheposition (RP) und einer betätigten Arbeitsposition (AP) betreibbaren Faltungsabschnitt (10) umfasst, der sowohl in der unbetätigten Ruheposition (RP) als auch der betätigten Arbeitsposition (AP) eine quer zur Längserstreckung des zweiten Faltungsabschnittes (10) verlaufende Faltung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine mechanische Hubbewegung des stangenartigen Betätigungselementes (4) aufzunehmen.
5. Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine zweite Faltungsabschnitt (10) zur Aufnahme der mechanischen Hubbewegung leporelloartig ausgebildet ist.
6. Behandlungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zumindest eine zweite Faltungsabschnitt (10) entlang der Mittelachse (MA) an den zumindest einen ersten Faltungsabschnitt (9) anschließt.
7. Behandlungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erste Faltungsabschnitt (9) zwischen zwei zweiten Faltungsabschnitten (10) vorgesehen ist, die sich beidseitig der ersten Faltungsabschnittes (9) entlang der Mittelachse (MA) jeweils unmittelbar an den ersten Faltungsabschnitt (9) anschließen.
8. Behandlungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verdrehsicherung (20) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, den ersten Faltungsabschnitt (9) in seiner unbetätigten Ruheposition (RP) und den zumindest einen zweiten Faltungsabschnitt (10) sowohl in seiner unbetätigten Ruheposition (RP) als auch seiner betätigten Arbeitsposition (AP) vor einer ungewollten Drehbewegung um die Mittelachse (MA) zu sichern.
9. Betätigungsanordnung zur Erzeugung einer Dreh-Hubbewegung in einem aseptischen Reinraum (2) umfassend wenigstens einen in einem aseptisch dicht verschließbaren Gehäuse (3) angeordneten Reinraum (2) und zumindest ein stangenartiges Betätigungselement (4) zur Übertragung einer außerhalb des Reinraumes (2) mittels einer Betätigungseinrichtung (5) erzeugten mechanischen Dreh- und Hubbewegung in den Reinraum (2), wobei sich hierzu das stangenartige Betätigungselement (4) von der Betätigungseinrichtung (5) über wenigstens eine Durchführungsöffnung (6) im Gehäuse (3) zumindest abschnittsweise in den Reinraum (2) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) des Reinraumes (2) im Bereich der Durchführungsöffnung (6) über ein das stangenartige Betätigungselement (4) dicht umschließendes, faltenbalgartiges Dichtungselement (7) aseptisch dicht abgedichtet ist, wobei das faltenbalgartige Dichtungselement (7) derart gefaltet ist, dass dieses sowohl eine mechanische Drehbewegung als auch eine mechanische Hubbewegung des stangenartigen Betätigungselementes (4) aufnimmt.
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