EP3993840A1 - Method and device for irradiating packages and/or preforms by means of an electron beam - Google Patents

Method and device for irradiating packages and/or preforms by means of an electron beam

Info

Publication number
EP3993840A1
EP3993840A1 EP20724482.3A EP20724482A EP3993840A1 EP 3993840 A1 EP3993840 A1 EP 3993840A1 EP 20724482 A EP20724482 A EP 20724482A EP 3993840 A1 EP3993840 A1 EP 3993840A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
packaging
robot arm
emitter
electron beam
preforms
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.)
Pending
Application number
EP20724482.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christoph Micko
Frank Winzinger
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.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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 Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP3993840A1 publication Critical patent/EP3993840A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08—Radiation
    • A61L2/087—Particle radiation, e.g. electron-beam, alpha or beta radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
    • B65B55/04—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
    • B65B55/08—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging by irradiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/20—Targets to be treated
    • A61L2202/23—Containers, e.g. vials, bottles, syringes, mail

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for irradiating, in particular sterilizing, packaging and / or preforms for packaging by means of electron beams.
  • the stationary emitter is responsible for both the external sterilization and the internal sterilization of the plastic containers and therefore has to be correspondingly efficient and requires a comparatively large amount of space.
  • the containers are transported along a fixed pitch circle by a stationary electron beam, which means that the sterilization cannot be adequately adapted to different packaging.
  • Another disadvantage is that the containers on the carousel are guided through the electron beam as a continuous product stream and, during the ongoing production process, an inadequate sterilization of individual containers can only be reacted to by diverting them downstream. This results in product losses or a complicated return of insufficiently sterilized plastic containers into the product flow.
  • the repair of the electron beam emitter for example when the sterilization performance declines, is associated with undesirably long production stops.
  • the object set is achieved with a method according to claim 1 and a device according to the independent device claim.
  • the method is used for irradiation, in particular sterilization of packagings and / or preforms for packagings, but is also suitable instead or in addition to their coating under the action of suitable coating agents, which are known in principle.
  • the packaging and / or preforms are exposed to at least one electron beam and handled on a robot arm.
  • the electron beam can be handled on a robot arm during irradiation.
  • the packagings are in particular product containers for food, such as beverages.
  • the packaging can be bottles, cans, cups, bowls or the like.
  • this also includes individual components of such packaging, such as lids, screw caps or the like.
  • the packaging is preferably plastic bottles, in particular those made from PET.
  • the preforms are preferably also made of PET.
  • Such packaging and preforms can be sterilized particularly efficiently by means of electron beams and / or treated in some other way, for example coated.
  • preforms are to be understood as meaning plastic blanks which are reshaped into packaging in the further production process, in particular in a blow molding process.
  • the preforms and the packaging blown from them, in particular bottles, are known to have identical mouth areas so that the handling described here on the robot arm, in particular by gripping the mouth area (in so-called “neck handling") from the outside and / or inside, equally suitable for packaging and preforms.
  • the robot arm is part of a programmable industrial robot.
  • the programmable industrial robot can be, for example, an articulated arm robot, a portal robot or a delta kinematic robot (e.g. "Tripod").
  • “Handling” means holding and moving the packaging and / or at least one emitter for the electron irradiation.
  • the robot arm preferably comprises at least one external gripper and / or internal gripper for one package each.
  • this combination can be used to alternately grip the same packaging inside and outside in order to treat (sterilize) the exposed contact areas for the gripper.
  • An emitter handled on the robot arm can, for example, be positioned on / in a package that is handled / transported independently of the robot arm.
  • a separate and, in particular, clocked transport of the packaging would be conceivable in order to introduce an emitter into the packaging handled in this way for internal irradiation by means of a robot arm.
  • a separate and, in particular, continuous transport of the packaging would be conceivable in order to guide an emitter along the packaging handled in this way by means of a robot arm for external irradiation.
  • the robot arm enables movements with several degrees of freedom in a manner known in principle, at least in order to pick up the packaging on the inlet side, to position it in the area of the electron beam and to release it again from the outlet side after the irradiation for further processing.
  • the robot can have more than two, in particular more than three axes.
  • the packaging is preferably exposed to a first electron beam that is generated on the robot arm and, in particular, is carried along on it.
  • the interior of the packaging can then be sterilized and / or coated by means of an electron beam with comparatively low irradiation energy, irradiation power and / or irradiation duration.
  • the interior of the packaging can be exposed to the first electron beam essentially during the entire handling time on the robot arm and the handling time can thus be used efficiently or minimized overall.
  • the first electron beam and the packaging on the robot arm are preferably moved relative to one another, in particular by motorized extension of a finger-shaped / rod-shaped emitter from the robot arm into the packaging held on it.
  • This can, for example, be held by an external gripper at its mouth area.
  • the finger-shaped emitter can be extended into the packaging by means of a linear drive, spindle drive or the like.
  • the finger-shaped emitter can be extended to different lengths depending on the length of the packaging to be treated and / or moved along the longitudinal axis of the packaging during the exposure.
  • the lines for supplying energy to an emitter and / or the drives can be guided in the housing of the robot arm, that is to say internally. This makes cleaning the robot arm easier.
  • the robot can clean and / or sterilize parts of its housing itself, in particular with the emitters present.
  • the packaging is preferably exposed to a second electron beam which is generated on the robot arm and, in particular, is carried along on it.
  • the outer wall of the packaging can then be sterilized and / or coated by means of an electron beam with comparatively low irradiation energy, irradiation power and / or irradiation duration.
  • the outer wall of the packaging can essentially be exposed to the second electron beam during the entire handling time on the robot arm and the handling time can thus be used efficiently or minimized overall. Accordingly, comparatively compact and inexpensive emitters can be used for external irradiation of the packaging.
  • the second electron beam and the packaging on the robot arm are preferably moved relative to one another, in particular by at least partially circumferential circulation of the second electron beam around the packaging.
  • the associated emitter is then moved around the packaging, for example by a motor, on a boom or the like that is rotatably mounted on the robot arm.
  • the packaging can then be handled relatively easily in a constant and / or any rotational position with respect to the robot arm and yet fully irradiated, for example from the side and at an angle from below.
  • the side wall and bottom area of the packaging can thus be efficiently sterilized and / or coated.
  • the packs are preferably guided into the area of a third, in particular stationary, electron beam by pivoting, tilting and / or linear movement of the robot arm.
  • the packaging can thus be flexibly positioned in different positions in the area of the third electron beam.
  • the packaging in the area of the third electron beam can be rotated around its longitudinal axis by means of a rotatable holder provided on the robot arm and / or tilted orthogonally thereto, for example into an upside-down position.
  • a rotatable holder provided on the robot arm and / or tilted orthogonally thereto, for example into an upside-down position.
  • internal irradiation by means of a finger-shaped emitter carried along on the robot arm and external irradiation by means of a stationary emitter are conceivable.
  • At least two packages are preferably handled simultaneously on the robot arm and exposed to at least one electron beam. This allows the machine performance to be optimized.
  • the robot arm preferably moves to a magazine to exchange emitters for electrons that are carried thereon, detaches the emitters to be exchanged there and takes up emitters held in the magazine in their place.
  • the emitters kept in the handling area / within the range of the robot can be accessed quickly and under clean room conditions, for example for replacement when the performance of an emitter decreases or for format changes.
  • the robot After opening the magazine from the outside, the robot can, for example, equip the magazine with new emitters, sterilize parts of the magazine (in particular the inner wall) or the new emitters.
  • the robot arm preferably deposits insufficiently irradiated packaging in a storage area under clean room conditions and only picks up this packaging again from there after handling / irradiation of other packaging, especially in the case of transport gaps and / or interruptions in transport on the inlet side.
  • the inadequately irradiated packaging is then exposed to the electron beam again.
  • a sterile intermediate storage in the handling area of the robot simplifies the return of the inadequately irradiated packaging into the product flow and reduces product losses.
  • rails can be present in the vicinity of the robot for this purpose, on which the packaging, in particular on a support ring present on them, can be suspended or attached. Placing it on the base of the packaging is also possible.
  • the robot arm preferably turns the packaging into an upside-down position, in particular after irradiation with the first, second and / or third electron beam.
  • An upside down position is required, for example, in a subsequent rinser.
  • the Ro- Use robots to change the position of the packaging for subsequent treatment steps. Additional devices for the corresponding change in position elsewhere are then unnecessary.
  • the robot arm distributes, in particular, preforms to different production lines after electron irradiation, for example, in order to produce different packaging downstream from the preforms or to feed packaging to different filling stations.
  • Machine surfaces present in a clean room surrounding the robot arm are preferably sterilized by means of at least one electron beam generated and carried along on the robot arm, in particular by means of the first and / or second electron beam.
  • the machine surfaces can be, for example, surfaces of the robot, surfaces of inlet-side and / or outlet-side transport means for the packaging, as well as surfaces of adjacent treatment machines and / or inspection machines. Irradiation of the surfaces of a rotary machine is particularly efficient if the machine surfaces on the rotor move through the electron beam.
  • the robot arm can thus be used flexibly for different tasks, both for handling, positioning and / or distributing the packaging and for maintaining machine surfaces and complying with hygienic production regulations.
  • the claimed device is used for irradiating and in particular sterilizing packaging by means of an electron beam, in particular in accordance with at least one of the embodiments described above.
  • the device comprises a programmable robot with a robot arm for handling the packaging when the electron beam is applied and at least one emitter carried on the robot arm and / or in its handling area, in particular stationary, for generating the electron beam.
  • a first emitter for internal irradiation of the packaging and / or a second emitter for external irradiation of the packaging is preferably attached to the robot arm. Due to the small irradiation distance between emitter and packaging, this enables a comparatively efficient application of at least one electron beam and efficient use of the handling time on the robot arm for internal irradiation and / or external irradiation.
  • the packaging on the robot arm can be positioned precisely and with comparatively short positioning movements in the electron beam.
  • the first emitter is preferably designed in the shape of a finger or a rod and can be driven into the packaging held on the robot arm by a motor.
  • the first emitter can then also be moved in a flexible manner in the longitudinal direction of the packaging in order to adapt the effective area of the first electron beam and / or to adequately apply the electron radiation to the entire interior of the packaging.
  • the packaging is then preferably held by an external gripper on the robot arm.
  • an external gripper on the robot arm.
  • the use of internal grippers for the packaging is also conceivable, the first emitter then being introduced into the packaging through a recess formed in the internal gripper.
  • the second emitter is preferably mounted on the robot arm so that it can be rotated by a motor in such a way that the emitter can be moved around the packaging held on the robot arm in a circumferential direction in this regard.
  • the packaging is preferably held by an internal gripper on the robot. The use of external grippers is also conceivable in principle.
  • the device preferably further comprises a third emitter, arranged in particular in the stationary handling area of the robot arm, for external irradiation of the packaging.
  • a third emitter arranged in particular in the stationary handling area of the robot arm, for external irradiation of the packaging.
  • the packaging can be positioned relatively flexibly in the handling area of the third emitter.
  • a stationary emitter of this type is also particularly suitable for packaging that is not rotationally symmetrical or has some other complex shape, such as, for example, molded surfaces or the like.
  • the device preferably further comprises a magazine for at least one, in particular a plurality of first and / or second emitters, the magazine being arranged in a handling area of the robot / robot arm and the robot arm including motor-controlled holders for picking up and setting down the first, second emitters .
  • the holding stanchions can be, for example, mechanical, pneumatic, hydraulic and / or electrical quick-change couplings for the first / second emitters.
  • the emitters can then be changed automatically comparatively quickly and with little or no interruption in the production process.
  • An additional device for maintaining / adapting the format of the emitter is then unnecessary.
  • a monitoring device is preferably arranged in the vicinity of the robot, by means of which the functioning of an emitter can be monitored. The monitoring device can output a signal to a controller, which outputs an error message if an emitter is functioning incorrectly or initiates an automatic change of the emitter.
  • a controller is also set up to control sterilization processes for the sterilization of the room in which the robot or robots is / are located.
  • the magazine or another magazine which is also located in an access area of the robot or the robots, can have a supply of internal and / or external grippers, each of which has a different format, for example a different receiving diameter.
  • the robots can place grippers arranged on them in this magazine and independently pick up another gripper of a new format.
  • the method and the device could also sterilize packaging with a gas or a liquid.
  • nozzles would then be used to discharge the gas or liquid, which can be arranged on the robot.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a robot arm with a first emitter for irradiating a package in
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a robot with a second emitter for external irradiation of packaging
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a robot and a third emitter for external irradiation of packaging
  • the device 1 for irradiating and in particular sterilizing packaging 2 and / or preforms (not shown) by means of an electron beam comprises a programmable robot 3 with a robot arm 4 for handling the packaging 2 during their irradiation and a first emitter 5 carried along on the robot arm 4 for internal irradiation of the packaging 2 by means of a first electron beam 6.
  • the robot arm 4 comprises, for example, an upper arm 4a, a forearm 4b and a gripping hand 4c (these anatomical terms are only used for illustration).
  • the upper arm 4a is attached to a column 3a of the robot 3 by means of a first swivel joint 4d, for example.
  • the upper arm 4a and the lower arm 4b are, for example, connected to one another by a second rotary joint 4e.
  • an external gripper 7 is preferably arranged, which holds the packaging 2 for example at its mouth region 2a by means of a support ring or the like formed thereon on the gripping hand 4c.
  • the gripper 7 is preferably a controllable gripper which actively closes to pick up the packaging 2 and opens again to release it.
  • the function of such grippers 7 is known in principle and is therefore not explained further.
  • the gripper 7 could also be an internal gripper which then engages the mouth 2a from the inside, in contrast to the illustration in FIG. 1.
  • the first emitter 5 is attached to the robot arm 4, preferably by means of a quick-change coupling 8.
  • the quick-change coupling 8 can also establish electrical, pneumatic and / or hydraulic connections in order to supply the first emitter 5 with operating resources via the robot arm 4, such as drive energy, control signals, coolants or similar.
  • the first emitter 5 can preferably be moved in an electrically controlled manner with respect to the robot arm 4 by means of an assigned lifting drive 9. This enables a lifting movement 10 of the first emitter 5 with respect to the robot arm 4 along the longitudinal axis 2b of the packaging 2.
  • the lifting movement 10 serves, for example, to introduce the first emitter 5 into a packaging 2 held by the holder 7 and in a suitable manner for the latter Position indoor irradiation.
  • the lifting drive 9 different lifting positions of the first emitter 5 can be approached, both during the internal irradiation of a specific package 2 as well to adapt a maximum stroke of the lifting movement 10 to the respective format of the packaging to be treated 2.
  • the first emitter 5 could in principle also be arranged in a height position set with respect to the robot arm 4, creating a lifting drive 9 would be dispensable.
  • the gripping hand 4c (or the like end portion of the robot arm 4) can be rotated about its longitudinal axis 4f in order to execute a (schematically indicated) rotary movement 11 that puts the gripper 7 and the packaging 2 held by it, for example, in an upside-down position or the like .
  • the robot arm 4 can be designed in a targeted manner with the degrees of freedom required depending on the device configuration in a manner known in principle.
  • the joints 4d, 4e (indicated by way of example) enable tilting movements 14, 15 of the robot arm 4.
  • a horizontal pivoting movement 16 (indicated by way of example) of the robot arm 4 with respect to a base 3b of the robot 3 is just as possible as horizontal and / or vertical translational movements 17 of the column 3a and / or the base 3b.
  • the handling of the packaging 2 for the irradiation can be flexibly adapted by means of a programmable controller 18 for the robot 3, for example the movement paths of the packaging 2 on the robot arm 4, the functions of the gripper 7, the quick-change couplings 8 and / or the lifting drive 9.
  • FIG. 2 shows a further advantageous device 21 for irradiating and in particular sterilizing packaging 2 and / or preforms (not shown) by means of an electron beam.
  • the device 21 in the free end area of the robot arm 4 is shown in a greatly simplified manner, with basically all in FIG. 1 in the area of the gripping hand 4c shown device features and functions may be present.
  • the first emitter 5, the holder 7, the quick-change coupling 8 and / or the lifting drive 9 can be present.
  • a packaging 2 with its longitudinal axis 2 b and a second emitter 25 for external irradiation of the packaging 2 by means of a second electron beam 26 are represented.
  • the second emitter 25 is also arranged on the robot arm 4 and, with the packaging 2 held thereon, can be carried along as required during the application of the second electron beam 26.
  • the second emitter 26 is preferably rotatably mounted on the robot arm 4, for example on the gripping hand 4c, so that the second emitter 25 can be moved around the packaging 2 at least partially, preferably completely.
  • the second emitter 25 then essentially performs a circular movement 27 around the longitudinal axis 2b of the packaging 2.
  • the second emitter 25 for external irradiation of the packaging 2 is also preferably attached to the robot arm 4 by means of a quick-change coupling 28.
  • a rotary drive 29 for the second emitter 25 is provided on the robot arm 4, for example.
  • the rotary drive 29 can for example be electrically driven ben in a known manner or the like.
  • the second emitter 25 can, for example, be moved around the full circumference of the packaging 2 held on the robot arm 4 in order to preferably apply the second electron beam 26 to both the side wall and the bottom area of the packaging 2 from the outside.
  • the packaging is then preferably held on the robot arm 4 by an internal gripper (not shown).
  • the rotary drive 29 also makes it possible to move the second emitter 25 into a certain rotational position for picking up and setting down the packaging 2, if necessary, in order to optimize the handling of the packaging 2.
  • FIG. 3 shows a further advantageous device 31 for irradiating and in particular sterilizing packaging 2 and / or preforms (not shown) by means of an electron beam.
  • the first emitter 5, the holder 7, the quick-change coupling 8 and / or the lifting drive 9 can be present.
  • the device 31 comprises a third emitter 35, which is in particular stationary in the handling area of the robot 3, i.e. essentially within reach of the robot arm 4, for external irradiation of the packaging 2 by means of a third electron beam 36.
  • the holder 7 shown in FIG. 1, which is designed to hold the package 2 with a constant rotational position with respect to the robot arm 4, could then be replaced by a holder 37 that can be rotated about the longitudinal axis 2b of the package 2.
  • the packs 2 could be rotated around their longitudinal axes 2b in the area of the third emitter 35 or in the area of the third electron beam 36, for example to facilitate full external irradiation of the packs 2.
  • An associated rotary movement 38 is indicated schematically for better understanding.
  • the packaging 2 can be flexibly positioned and / or moved in different positions and following different movement paths in the area of the third emitter 35 / the third electron beam 36 for external irradiation. This also applies in particular to packaging 2 with non-rotationally symmetrical cross-sections, complex wall contours or the like, which can possibly only be insufficiently irradiated from the outside with the accompanying second emitter 25.
  • the device 41 comprises a clean room 42 in which the robot 3 is arranged with its robot arm 4 (shown in greatly simplified form). Furthermore, a magazine 43 for the first and / or second emitter 5, 25 is arranged in the handling area of the robot 3.
  • a first emitter 5 for internal irradiation of the packaging 2 and a second emitter 25 for external irradiation are preferably attached to the robot arm 4 by means of the quick-change couplings 8, 28 described above. These enable a comparatively simple and, in particular, tool-free exchange of the first and / or second emitter 5, 25.
  • the robot arm 4 moves the emitters 5, 25 held thereon into the area of the magazine 43.
  • the first and / or second emitter 5, 25 to be replaced is stored in the magazine 43 and as Replacement of a first and / or second emitter 5, 25 kept ready there and then mechanically attached to the robot arm 4 by means of the quick-change coupling 8, 28.
  • the replacement of the first and / or second emitters 5, 25 may, for example, be necessary due to wear and tear as a result of declining sterilization performance and / or in the event of a format change, for example when using a packaging type with a different length, cross section, side wall contour or the like.
  • the exchange of emitters 5, 25 is automated and can be solved fully automatically by means of the controller 18 (not provided in FIG. 4) and without additional transfer mechanisms and transport means for the emitters 5, 25 between the robot arm 4 and the magazine 43.
  • the exchange of emitters 5, 25 can be integrated into the production process with no or comparatively little interruption in production.
  • a storage area 44 for packaging 2 ' which has not been properly treated by means of electron beam. These can be kept there and fed back for treatment by means of an electron beam.
  • the storage area 44 is arranged in the clean room 42 and in the handling area of the robot 3 so that, on the one hand, the incorrectly irradiated packaging 2 'can be held in waiting position under suitable hygienic conditions and for any period of time for re-treatment by means of electron beams and, on the other hand, a quicker one Access with the robot arm 4 is given to the waiting packaging 2 '.
  • At least one fourth emitter 45 for electron irradiation and, in particular, sterilization of machine surfaces 46 can be arranged on the robot arm 4 and can be directed specifically at the machine surfaces 46 by controlling the robot 3.
  • the machine surfaces 46 can additionally or alternatively be irradiated with at least one of the emitters 5, 25 carried along on the robot arm 4 for treating the packaging 2.
  • the machine surfaces 46 are located in the clean room 42 and / or are accessible to the robot arm 4 from the clean room 42 through a suitable lock (not shown).
  • the machine surfaces 46 can, for example, be components of at least one treatment machine 47 for the packaging 2 and / or at least one inspection unit 48 to inspect the packaging 2 and / or at least one means of transport 49 for transporting the packaging 2 in the clean room 42. This is indicated schematically and exemplarily in FIG. Inner walls of the clean room 42 can also be treated in this way.
  • the robot 3 can have additional degrees of freedom for irradiating the machine surfaces 46 and / or cover handling areas that are not required for the irradiation of the packaging 2 with the first / second electron beam 5, 6.
  • the robot arm 4 moves at least one emitter 5, 25, 45 into the area of a rotary machine, so that components present thereon, as mentioned above for example, gradually move to the respective emitter 5, 25, as a result of the rotary movement of the rotary machine. 45 move past and be exposed to electron beams.
  • the sterilization performance of individual emitters 5, 25, 35 can be monitored in a manner which is known in principle. If the sterilization performance has dropped to an impermissible level, the affected and thus impermissibly irradiated packaging 2 'can be directed to the storage area 44 and irradiated again, for example after the affected emitter 5, 25 has been automatically replaced.
  • a transport means 49 for feeding the packaging 2 to be irradiated into the handling area of the robot 3 is indicated by way of example in FIG. 4.
  • a corresponding means of transport in the handling area of the robot 3 for forwarding the irradiated packaging in the clean room 42 is not shown.
  • Conventional means of transport such as conveyor belts, transfer stars or the like, are suitable for the packaging 2.
  • One or more transport means 49 could, for example, also extend through the handling area of the robot 3 (not shown), so that the packaging 2 can be handled / transported independently of the robot 3 when an electron beam is applied.
  • the robot arm 4 could then, for example, position at least one of the emitters 5, 25, 45 in / on the packaging 2 handled separately by means of transport means 49 and / or move it in a suitable manner in this regard.
  • a plurality of separate transport means 49, possibly also with different handling of the packaging 2, would also be conceivable in the handling area of the robot 3 in order to enable the packaging 2 to be irradiated over the entire area.
  • One advantage of the described robot 3 is that it can interact with different transport means in the inlet and outlet of the described device 1, 21, 31, 41 and / or with at least one storage area 44 for the packaging 2, 2 ' .
  • the robot can also distribute certain packagings 2, and in particular preforms, to downstream transport routes or production lines in order, if necessary, to produce different packagings or the like from the preforms.
  • the device 1, 21, 31, 41 can be arranged, for example, between a blow molding machine for the production of plastic packaging, in particular plastic bottles, and a downstream filling machine.
  • the clean room 42 then extends, for example, at least from the blow molding machine to the filler.
  • a system configuration is also conceivable in which the device 1, 21, 31, 41 is arranged between an oven for heating preforms and a blow molding machine for blowing the packs 2, which are then in particular plastic bottles, from the preforms.
  • the clean room 42 then preferably extends from the oven to the blow molding machine and preferably beyond that to downstream treatment machines.
  • the packaging can be transported in a conventional manner into the handling area of the robot 3, for example by means of linear conveyors, transfer stars or the like.
  • the packs 2 are then successively carried out by the gripper 7 present on the robot arm 4 or, if necessary, by NEN grippers 7 also picked up in groups and exposed to the first, second and / or third electron beam 6, 26, 36 during handling on the robot arm 4 for a treatment time sufficient for the respective treatment.
  • the treatment by means of electron beam 6, 26, 36 primarily serves to sterilize the packaging 2, but can also be used for coating or for similar treatments.
  • the robot arm 4 enables flexible positioning of the packaging 2 and electron beams 6, 26, 36 to one another, which can be flexibly adapted to different packages 2, as well as the entry-side and exit-side transfer of the packages 2 to assigned transport means. Movement paths, movement speeds, irradiation times or the like can also be flexibly adapted, for example when the sterilization performance of emitters 5, 25, 35 gradually declines.
  • the integration and automatic inclusion of at least one magazine 43 for emitters 5, 25 also enables a quick and hygienically harmless exchange of used emitters or the use of different emitters 5, 25 suitable for certain formats of packaging 2.
  • packaging 2 that has not been properly irradiated can be irradiated again promptly and within the clean room 42 with the robot arm 4, possibly also until successful sterilization (or coating) by means of an electron beam is achieved.
  • a laborious and / or associated with product losses discharge of insufficiently irradiated packaging 2 from the clean room 42 and / or the production process as a whole can thereby be avoided.
  • any packaging such as for example bottles, for food and / or preforms for producing such packaging can be treated with the method and the device 1, 21, 31, 41.
  • the application of the invention for plastic bottles made of PET and the preforms used for their production is particularly advantageous.
  • the described movement sequences of the robot 3 / robot arm 4 can be flexibly specified by means of the programmed controller 18 and adapted to different production conditions. Associated programs can be called up quickly and without errors for production, system sterilization and / or other maintenance measures.

Abstract

The invention relates to a method and a device for irradiating, and in particular sterilising, packages and/or preforms by means of an electron beam. Because the packages and/or the electron beam is/are handled on a robot arm during the irradiation, the treatment process can be flexibly adapted to different packaging formats and electron beam emitters and the robot arm can be flexibly used for exchanging emitters and for the irradiation of other machine surfaces in a cleanroom environment.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestrahlung von Verpackungen und/oder Vorformlingen mittels Elektronenstahl Method and device for irradiating packaging and / or preforms by means of electron beams
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestrahlen, insbesondere Steri lisieren, von Verpackungen und/oder Vorformlingen für Verpackungen mittels Elektronen strahl. The invention relates to a method and a device for irradiating, in particular sterilizing, packaging and / or preforms for packaging by means of electron beams.
Es ist beispielsweise aus EP 3415302 A1 bekannt, Kunststoffbehälter mittels Elektronenstrahl zu beschichten und/oder zu sterilisieren. Hierfür werden die Behälter auf einem Karussell in Drehhalterungen positioniert und durch den Handhabungsbereich eines stationär in der Peri pherie des Karussells angeordneten Elektronenstrahlemitters geführt. Sowohl das Karussell als auch der erzeugte Elektronenstrahl sind von einem Reinraum umgeben entsprechend den einschlägigen Hygienevorschriften für die Lebensmittelproduktion. It is known from EP 3415302 A1, for example, to coat and / or sterilize plastic containers using an electron beam. For this purpose, the containers are positioned on a carousel in rotating brackets and guided through the handling area of an electron beam emitter arranged in a stationary manner in the periphery of the carousel. Both the carousel and the electron beam generated are surrounded by a clean room in accordance with the relevant hygiene regulations for food production.
Nachteilig ist jedoch, dass der stationär angeordnete Emitter sowohl für die Außensterilisation als auch die Innensterilisation der Kunststoffbehälter zuständig ist und daher entsprechend leistungsfähig sein muss und vergleichsweise viel Platz benötigt. Zudem werden die Behälter entlang eines festgelegten Teilkreises durch einen stationären Elektronenstrahl transportiert, wodurch sich die Sterilisation nur ungenügend an unterschiedliche Verpackungen anpassen lässt. However, it is disadvantageous that the stationary emitter is responsible for both the external sterilization and the internal sterilization of the plastic containers and therefore has to be correspondingly efficient and requires a comparatively large amount of space. In addition, the containers are transported along a fixed pitch circle by a stationary electron beam, which means that the sterilization cannot be adequately adapted to different packaging.
Nachteilig ist auch, dass die Behälter am Karussell als kontinuierlicher Produktstrom durch den Elektronenstrahl geführt werden und im laufenden Produktionsprozess auf eine unzu reichende Sterilisation einzelner Behälter nur durch deren Ausleiten stromabwärts reagiert werden kann. Dies bedingt Produktverluste oder eine komplizierte Rückführung unzureichend sterilisierter Kunststoffbehälter in den Produktstrom. Another disadvantage is that the containers on the carousel are guided through the electron beam as a continuous product stream and, during the ongoing production process, an inadequate sterilization of individual containers can only be reacted to by diverting them downstream. This results in product losses or a complicated return of insufficiently sterilized plastic containers into the product flow.
Auch ist die Instandsetzung des Elektronenstrahlemitters, beispielsweise bei nachlassender Sterilisationsleistung, mit unerwünscht langen Produktionsstopps verbunden. The repair of the electron beam emitter, for example when the sterilization performance declines, is associated with undesirably long production stops.
Es besteht daher der Bedarf für Verfahren und Vorrichtungen zur Bestrahlung uns insbeson dere Sterilisation von Verpackungen und/oder Vorformlingen, die hinsichtlich wenigstens einer der obengenannten Problemstellungen verbessert sind. There is therefore a need for methods and devices for irradiation and in particular sterilization of packaging and / or preforms which are improved with regard to at least one of the above-mentioned problems.
Die gestellte Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und einer Vorrichtung nach dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch gelöst. Das Verfahren dient zur Bestrahlung, insbesondere Sterilisation von Verpackungen und/oder Vorformlingen für Verpackungen, eignet sich stattdessen oder ergänzend aber auch zu deren Beschichtung unter Einwirkung geeigneter Beschichtungsmittel, die prinzipiell bekannt sind. In jedem Fall werden die Verpackungen und/oder Vorformlinge wenigstens einem Elektronen strahl ausgesetzt und dabei an einem Roboterarm gehandhabt. Ergänzend oder alternativ kann der Elektronenstrahl bei der Bestrahlung an einem Roboterarm gehandhabt werden. The object set is achieved with a method according to claim 1 and a device according to the independent device claim. The method is used for irradiation, in particular sterilization of packagings and / or preforms for packagings, but is also suitable instead or in addition to their coating under the action of suitable coating agents, which are known in principle. In any case, the packaging and / or preforms are exposed to at least one electron beam and handled on a robot arm. In addition or as an alternative, the electron beam can be handled on a robot arm during irradiation.
Die Verpackungen sind insbesondere Produktbehälter für Lebensmittel, wie beispielsweise Getränke. Die Verpackungen können Flaschen, Dosen, Becher, Schalen oder dergleichen sein. Vorzugsweise sind darunter auch einzelne Bestandteile solcher Verpackungen zu ver stehen, wie Deckel, Schraubkappen oder dergleichen. The packagings are in particular product containers for food, such as beverages. The packaging can be bottles, cans, cups, bowls or the like. Preferably, this also includes individual components of such packaging, such as lids, screw caps or the like.
Vorzugsweise sind die Verpackungen Kunststoffflaschen, insbesondere solche aus PET. Die Vorformlinge sind vorzugsweise ebenso aus PET. Derartige Verpackungen und Vorformlinge lassen sich besonders effizient mittels Elektronenstrahl sterilisieren und/oder anderweitig be handeln, wie beispielsweise beschichten. The packaging is preferably plastic bottles, in particular those made from PET. The preforms are preferably also made of PET. Such packaging and preforms can be sterilized particularly efficiently by means of electron beams and / or treated in some other way, for example coated.
Unter Vorformlingen sind bekanntermaßen Kunststoffrohlinge zu verstehen, die im weiteren Produktionsprozess zu Verpackungen umgeformt werden, insbesondere in Blasverfahren. Die Vorformlinge und die daraus geblasenen Verpackungen, insbesondere Flaschen, weisen dann bekanntermaßen identische Mündungsbereiche auf, so dass sich die hier beschriebene Hand habung am Roboterarm, insbesondere durch Greifen des Mündungsbereichs (im sog.„Neck handling“) von außen und/oder innen, für Verpackungen und Vorformlinge gleichermaßen eig net. As is known, preforms are to be understood as meaning plastic blanks which are reshaped into packaging in the further production process, in particular in a blow molding process. The preforms and the packaging blown from them, in particular bottles, are known to have identical mouth areas so that the handling described here on the robot arm, in particular by gripping the mouth area (in so-called "neck handling") from the outside and / or inside, equally suitable for packaging and preforms.
Sind Vorformlinge nachfolgend nicht explizit erwähnt, so steht der Begriff „Verpackung(en)“ zur besseren Lesbarkeit stellvertretend für„Verpackungen(en) und/oder Vorformling(e)“. If preforms are not explicitly mentioned below, the term “packaging (s)” stands for “packaging (s) and / or preform (s)” for better readability.
Der Roboterarm ist Bestandteil eines programmierbaren Industrieroboters. Bei dem program mierbaren Industrieroboter kann es sich beispielsweise um einen Knickarmroboter, einen Por talroboter oder einen Deltakinematikroboter (z.B.„Tripod“) handeln. The robot arm is part of a programmable industrial robot. The programmable industrial robot can be, for example, an articulated arm robot, a portal robot or a delta kinematic robot (e.g. "Tripod").
Unter„Handhaben“ ist das Halten und Bewegen der Verpackungen und/oder wenigstens eines Emitters für die Elektronenbestrahlung zu verstehen. Der Roboterarm umfasst hierzu vorzugs weise wenigstens einen Außengreifer und/oder Innengreifer für je eine Verpackung. Im Fall eines Außen- und Innengreifers kann diese Kombination dazu genutzt werden, dieselbe Ver packung abwechselnd innen und außen zu greifen, um so die jeweils freiliegenden Kontakt bereiche für die Greifer behandeln (sterilisieren) zu können. “Handling” means holding and moving the packaging and / or at least one emitter for the electron irradiation. For this purpose, the robot arm preferably comprises at least one external gripper and / or internal gripper for one package each. In the case an external and internal gripper, this combination can be used to alternately grip the same packaging inside and outside in order to treat (sterilize) the exposed contact areas for the gripper.
Ein am Roboterarm gehandhabter Emitter kann beispielsweise an/in einer unabhängig vom Roboterarm gehandhabten / transportierten Verpackung positioniert werden. Beispielsweise wäre ein separater und insbesondere getakteter Transport der Verpackungen denkbar, um einen Emitter mittels Roboterarm in die derart gehandhabten Verpackungen zu deren Innen bestrahlung einzuführen. Ebenso wäre ein separater und insbesondere kontinuierlicher Trans port der Verpackungen denkbar, um einen Emitter mittels Roboterarm an den derart gehand habten Verpackungen zu deren Außenbestrahlung entlangzuführen. An emitter handled on the robot arm can, for example, be positioned on / in a package that is handled / transported independently of the robot arm. For example, a separate and, in particular, clocked transport of the packaging would be conceivable in order to introduce an emitter into the packaging handled in this way for internal irradiation by means of a robot arm. Likewise, a separate and, in particular, continuous transport of the packaging would be conceivable in order to guide an emitter along the packaging handled in this way by means of a robot arm for external irradiation.
Ferner ermöglicht der Roboterarm auf prinzipiell bekannte Weise Bewegungen mit mehreren Freiheitsgraden, wenigstens um die Verpackungen einlaufseitig aufzunehmen, im Bereich des Elektronenstrahls zu positionieren und nach der Bestrahlung zur weiteren Verarbeitung aus laufseitig wieder abzugeben. Insbesondere kann der Roboter mehr als zwei, insbesondere mehr als drei Achsen aufweisen. Furthermore, the robot arm enables movements with several degrees of freedom in a manner known in principle, at least in order to pick up the packaging on the inlet side, to position it in the area of the electron beam and to release it again from the outlet side after the irradiation for further processing. In particular, the robot can have more than two, in particular more than three axes.
Vorzugsweise werden die Verpackungen zu ihrer Innenbestrahlung einem ersten Elektronen strahl ausgesetzt, der am Roboterarm erzeugt und insbesondere daran mitgeführt wird. Der Innenraum der Verpackungen kann dann mit vergleichsweise geringer Bestrahlungsenergie, Bestrahlungsleistung und/oder Bestrahlungsdauer mittels Elektronenstrahl sterilisiert und/oder beschichtet werden. Zudem kann der Innenraum der Verpackungen im Wesentlichen während der gesamten Handhabungsdauer am Roboterarm dem ersten Elektronenstrahl ausgesetzt werden und die Handhabungsdauer somit effizient genutzt bzw. insgesamt minimiert werden. For their internal irradiation, the packaging is preferably exposed to a first electron beam that is generated on the robot arm and, in particular, is carried along on it. The interior of the packaging can then be sterilized and / or coated by means of an electron beam with comparatively low irradiation energy, irradiation power and / or irradiation duration. In addition, the interior of the packaging can be exposed to the first electron beam essentially during the entire handling time on the robot arm and the handling time can thus be used efficiently or minimized overall.
Vorzugsweise werden der erste Elektronenstrahl und die Verpackungen am Roboterarm rela tiv zueinander bewegt, insbesondere durch motorisches Ausfahren eines fingerförmigen / stabförmigen Emitters vom Roboterarms aus in die daran gehaltene Verpackung. Diese kann beispielsweise an ihrem Mündungsbereich von einem Außengreifer gehalten werden. The first electron beam and the packaging on the robot arm are preferably moved relative to one another, in particular by motorized extension of a finger-shaped / rod-shaped emitter from the robot arm into the packaging held on it. This can, for example, be held by an external gripper at its mouth area.
Der fingerförmige Emitter kann in die Verpackungen mittels eines Lineartriebs, Spindeltriebs oder dergleichen ausgefahren werden. Der fingerförmige Emitter kann je nach Länge der zu behandelnden Verpackungen unterschiedlich weit ausgefahren und/oder während der Be strahlung entlang der Längsachse der Verpackung bewegt werden. Die Leitungen zur Energieversorgung eines Emitters und/oder der Antriebe können im Ge häuse des Roboterarms geführt sein, also innenliegend. Dies erleichtert die Reinigung des Roboterarms. The finger-shaped emitter can be extended into the packaging by means of a linear drive, spindle drive or the like. The finger-shaped emitter can be extended to different lengths depending on the length of the packaging to be treated and / or moved along the longitudinal axis of the packaging during the exposure. The lines for supplying energy to an emitter and / or the drives can be guided in the housing of the robot arm, that is to say internally. This makes cleaning the robot arm easier.
Insbesondere kann der Roboter Teile seines Gehäuses selbst reinigen und/oder sterilisieren, insbesondere mit den vorhandenen Emittern. In particular, the robot can clean and / or sterilize parts of its housing itself, in particular with the emitters present.
Sind zwei derartige Roboter in unmittelbarer Nähe zueinander vorhanden, so können sich diese gegenseitig reinigen und/oder sterilisieren, insbesondere mit den vorhandenen Emittern. If two such robots are present in close proximity to one another, they can clean and / or sterilize one another, in particular with the emitters present.
Vorzugsweise werden die Verpackungen zu ihrer Außenbestrahlung einem zweiten Elektro nenstrahl ausgesetzt, der am Roboterarm erzeugt und insbesondere daran mitgeführt wird. Die Außenwand der Verpackungen kann dann mit vergleichsweise geringer Bestrahlungs energie, Bestrahlungsleistung und/oder Bestrahlungsdauer mittels Elektronenstrahl sterilisiert und/oder beschichtet werden. Zudem kann die Außenwand der Verpackungen im Wesentli chen während der gesamten Handhabungsdauer am Roboterarm dem zweiten Elektronen strahl ausgesetzt werden und die Handhabungsdauer somit effizient genutzt bzw. insgesamt minimiert werden. Entsprechend können vergleichsweise kompakte und kostengünstige Emit ter für die Außenbestrahlung der Verpackungen eingesetzt werden. For their external irradiation, the packaging is preferably exposed to a second electron beam which is generated on the robot arm and, in particular, is carried along on it. The outer wall of the packaging can then be sterilized and / or coated by means of an electron beam with comparatively low irradiation energy, irradiation power and / or irradiation duration. In addition, the outer wall of the packaging can essentially be exposed to the second electron beam during the entire handling time on the robot arm and the handling time can thus be used efficiently or minimized overall. Accordingly, comparatively compact and inexpensive emitters can be used for external irradiation of the packaging.
Vorzugsweise werden der zweite Elektronenstrahl und die Verpackungen am Roboterarm re lativ zueinander bewegt, insbesondere durch zumindest teilumfänglichen Umlauf des zweiten Elektronenstrahls um die Verpackungen. Der zugehörige Emitter wird dann beispielsweise motorisch an einem am Roboterarm drehbar gelagerten Ausleger oder dergleichen um die Verpackungen gefahren. Die Verpackungen können dann in einer konstanten und/oder belie bigen Drehlage bezüglich des Roboterarms relativ einfach gehandhabt und dennoch vollum fänglich bestrahlt werden, beispielsweise seitlich und von schräg unten. Seitenwand und Bo denbereich der Verpackungen können so effizient sterilisiert und/oder beschichtet werden. The second electron beam and the packaging on the robot arm are preferably moved relative to one another, in particular by at least partially circumferential circulation of the second electron beam around the packaging. The associated emitter is then moved around the packaging, for example by a motor, on a boom or the like that is rotatably mounted on the robot arm. The packaging can then be handled relatively easily in a constant and / or any rotational position with respect to the robot arm and yet fully irradiated, for example from the side and at an angle from below. The side wall and bottom area of the packaging can thus be efficiently sterilized and / or coated.
Vorzugsweise werden die Verpackungen zu ihrer Außenbestrahlung durch Schwenken, Kip pen und/oder Linearbewegung des Roboterarms in den Bereich eines dritten, insbesondere stationären Elektronenstrahls geführt. Die Verpackungen können dadurch flexibel in unter schiedlichen Lagen im Bereich des dritten Elektronenstrahls positioniert werden. For their external irradiation, the packs are preferably guided into the area of a third, in particular stationary, electron beam by pivoting, tilting and / or linear movement of the robot arm. The packaging can thus be flexibly positioned in different positions in the area of the third electron beam.
Zudem können die Verpackungen im Bereich des dritten Elektronenstrahls mittels einer am Roboterarm vorhandenen drehbaren Halterung um ihre Längsachse gedreht werden und/oder orthogonal dazu gekippt werden, beispielsweise in eine Kopfüber-Lage. Denkbar ist beispielsweise eine Innenbestrahlung mittels eines am Roboterarm mitgeführten fingerförmigen Emitters und eine Außenbestrahlung mittels eines stationären Emitters. In addition, the packaging in the area of the third electron beam can be rotated around its longitudinal axis by means of a rotatable holder provided on the robot arm and / or tilted orthogonally thereto, for example into an upside-down position. For example, internal irradiation by means of a finger-shaped emitter carried along on the robot arm and external irradiation by means of a stationary emitter are conceivable.
Vorzugsweise werden wenigstens zwei Verpackungen am Roboterarm gleichzeitig gehand- habt und dabei wenigstens einem Elektronenstrahl ausgesetzt. Dadurch lässt sich die Maschi nenleistung optimieren. At least two packages are preferably handled simultaneously on the robot arm and exposed to at least one electron beam. This allows the machine performance to be optimized.
Vorzugsweise fährt der Roboterarm zum Austausch daran mitgeführter Emitter für Elektronen strahlen ein Magazin an, löst die auszutauschenden Emitter dort ab und nimmt an deren Stelle im Magazin vorgehaltene Emitter auf. Auf im Handhabungsbereich / in der Reichweite des Roboters vorgehaltene Emitter lässt sich schnell und unter Reinraumbedingungen zugreifen, beispielsweise zum Austausch bei nachlassender Leistung eines Emitters oder für Format wechsel. The robot arm preferably moves to a magazine to exchange emitters for electrons that are carried thereon, detaches the emitters to be exchanged there and takes up emitters held in the magazine in their place. The emitters kept in the handling area / within the range of the robot can be accessed quickly and under clean room conditions, for example for replacement when the performance of an emitter decreases or for format changes.
Der Roboter kann nach einem Öffnen des Magazins von außen, um beispielsweise das Ma gazin mit neuen Emittern zu bestücken, Teile des Magazins (insbesondere die Innenwandung) bzw. die neuen Emitter sterilisieren. After opening the magazine from the outside, the robot can, for example, equip the magazine with new emitters, sterilize parts of the magazine (in particular the inner wall) or the new emitters.
Sind zwei derartige Roboter benachbart zueinander angeordnet, so können beide auf das selbe Magazin zugreifen. If two such robots are arranged adjacent to one another, then both can access the same magazine.
Vorzugsweise setzt der Roboterarm unzureichend bestrahlte Verpackungen unter Reinraum bedingungen in einem Speicherbereich ab und nimmt diese Verpackungen erst nach Handha bung / Bestrahlung anderer Verpackungen, insbesondere bei einlaufseitigen Transportlücken und/oder Transportunterbrechungen, wieder von dort auf. Die unzureichend bestrahlten Ver packungen werden dann erneut dem Elektronenstrahl ausgesetzt. Eine sterile Zwischenspei cherung im Handhabungsbereich des Roboters vereinfacht die Rückführung der unzureichend bestrahlten Verpackungen in den Produktstrom und reduziert Produktverluste. Insbesondere können hierfür Schienen in der Nähe des Roboters vorhanden sein, an welchen die Verpa ckungen, insbesondere an einem an ihnen vorhandenen Tragring, aufgehängt bzw. einge hängt werden können. Ein Abstellen auf der Grundfläche der Verpackungen ist ebenfalls mög lich. The robot arm preferably deposits insufficiently irradiated packaging in a storage area under clean room conditions and only picks up this packaging again from there after handling / irradiation of other packaging, especially in the case of transport gaps and / or interruptions in transport on the inlet side. The inadequately irradiated packaging is then exposed to the electron beam again. A sterile intermediate storage in the handling area of the robot simplifies the return of the inadequately irradiated packaging into the product flow and reduces product losses. In particular, rails can be present in the vicinity of the robot for this purpose, on which the packaging, in particular on a support ring present on them, can be suspended or attached. Placing it on the base of the packaging is also possible.
Vorzugsweise dreht der Roboterarm die Verpackungen in eine Kopfüber- Lage, insbesondere nach Bestrahlung mit dem ersten, zweiten und/oder dritten Elektronenstrahl. Eine Kopfüber- Lage wird beispielsweise in einem anschließenden Rinser benötigt. Somit lässt sich der Ro- boter auch zur Lageänderung der Verpackungen für anschließende Behandlungsschritte vor teilhaft einsetzen. Zusätzliche Einrichtungen zur entsprechenden Lageänderung an anderer Stelle sind dann entbehrlich. Ergänzend oder alternativ verteilt der Roboterarm insbesondere Vorformling nach Elektronenbestrahlung auf unterschiedliche Produktionslinien, beispiels weise, um aus den Vorformlingen stromabwärts unterschiedliche Verpackungen herzustellen oder um Verpackungen verschiedenen Abfüllstationen zuzuführen. The robot arm preferably turns the packaging into an upside-down position, in particular after irradiation with the first, second and / or third electron beam. An upside down position is required, for example, in a subsequent rinser. Thus, the Ro- Use robots to change the position of the packaging for subsequent treatment steps. Additional devices for the corresponding change in position elsewhere are then unnecessary. In addition or as an alternative, the robot arm distributes, in particular, preforms to different production lines after electron irradiation, for example, in order to produce different packaging downstream from the preforms or to feed packaging to different filling stations.
Vorzugsweise werden in einem den Roboterarm umgebenden Reinraum vorhandene Maschi nenoberflächen mittels wenigstens eines am Roboterarm erzeugten und mitgeführten Elektro nenstrahls, insbesondere mittels des ersten und/oder zweiten Elektronenstrahls sterilisiert. Die Maschinenoberflächen können beispielsweise Oberflächen des Roboters sein, Oberflächen einlaufseitiger und/oder auslaufseitiger Transportmittel für die Verpackungen, ebenso Oberflä chen benachbarter Behandlungsmaschinen und/oder Inspektionsmaschinen. Besonders effi zient ist eine Bestrahlung von Oberflächen einer Rundläufermaschine, wenn sich die Maschi nenoberflächen am Rotor durch den Elektronenstrahl bewegen. Machine surfaces present in a clean room surrounding the robot arm are preferably sterilized by means of at least one electron beam generated and carried along on the robot arm, in particular by means of the first and / or second electron beam. The machine surfaces can be, for example, surfaces of the robot, surfaces of inlet-side and / or outlet-side transport means for the packaging, as well as surfaces of adjacent treatment machines and / or inspection machines. Irradiation of the surfaces of a rotary machine is particularly efficient if the machine surfaces on the rotor move through the electron beam.
Somit lässt sich der Roboterarm flexibel für unterschiedliche Aufgaben sowohl zur Behand lung, Positionierung und/oder Verteilung der Verpackungen als auch zur Instandhaltung von Maschinenoberflächen bzw. Einhaltung hygienischer Produktionsvorschriften einsetzen. The robot arm can thus be used flexibly for different tasks, both for handling, positioning and / or distributing the packaging and for maintaining machine surfaces and complying with hygienic production regulations.
Die beanspruchte Vorrichtung dient der Bestrahlung und insbesondere Sterilisierung von Ver packungen mittels Elektronenstrahl insbesondere gemäß wenigstens einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen. Die Vorrichtung umfasst einen programmierbaren Robo ter mit einem Roboterarm zur Handhabung der Verpackungen bei der Beaufschlagung mit dem Elektronenstrahl sowie wenigstens einen am Roboterarm mitgeführten und/oder in des sen Handhabungsbereich, insbesondere stationär, angeordneten Emitter zur Erzeugung des Elektronenstrahls. Damit lassen sich die bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens be schriebenen Vorteile erzielen. The claimed device is used for irradiating and in particular sterilizing packaging by means of an electron beam, in particular in accordance with at least one of the embodiments described above. The device comprises a programmable robot with a robot arm for handling the packaging when the electron beam is applied and at least one emitter carried on the robot arm and / or in its handling area, in particular stationary, for generating the electron beam. The advantages described with regard to the method according to the invention can thus be achieved.
Vorzugsweise ist ein erster Emitter zur Innenbestrahlung der Verpackungen und/oder ein zwei ter Emitter zur Außenbestrahlung der Verpackungen am Roboterarm befestigt. Dies ermöglicht aufgrund des geringen Bestrahlungsabstands zwischen Emitter und Verpackung eine ver gleichsweise effiziente Beaufschlagung mit wenigstens einem Elektronenstrahl und eine effi ziente Ausnutzung der Handhabungszeit am Roboterarm für die Innenbestrahlung und/oder Außenbestrahlung. Zudem können die Verpackungen am Roboterarm präzise und mit ver gleichsweise kurzen Stellbewegungen im Elektronenstrahl positioniert werden. Vorzugsweise ist der erste Emitter fingerförmig bzw. stabförmig ausgebildet und lässt sich am Roboterarm motorisch in die daran gehaltenen Verpackungen fahren. Der erste Emitter lässt sich dann zudem auf flexible Weise in Längsrichtung der Verpackungen bewegen, um den Wirkungsbereich des ersten Elektronenstrahls anzupassen und/oder den gesamten Innen raum der Verpackungen ausreichend mit der Elektronenstrahlung zu beaufschlagen. Vorzugs weise werden die Verpackungen dann von einem Außengreifer am Roboterarm gehalten. Es ist aber auch die Verwendung von Innengreifern für die Verpackungen denkbar, wobei der erste Emitter dann durch eine im Innengreifer ausgebildete Ausnehmung in die Verpackungen eingeführt wird. A first emitter for internal irradiation of the packaging and / or a second emitter for external irradiation of the packaging is preferably attached to the robot arm. Due to the small irradiation distance between emitter and packaging, this enables a comparatively efficient application of at least one electron beam and efficient use of the handling time on the robot arm for internal irradiation and / or external irradiation. In addition, the packaging on the robot arm can be positioned precisely and with comparatively short positioning movements in the electron beam. The first emitter is preferably designed in the shape of a finger or a rod and can be driven into the packaging held on the robot arm by a motor. The first emitter can then also be moved in a flexible manner in the longitudinal direction of the packaging in order to adapt the effective area of the first electron beam and / or to adequately apply the electron radiation to the entire interior of the packaging. The packaging is then preferably held by an external gripper on the robot arm. However, the use of internal grippers for the packaging is also conceivable, the first emitter then being introduced into the packaging through a recess formed in the internal gripper.
Vorzugsweise ist der zweite Emitter derart motorisch drehbar am Roboterarm gelagert, dass der Emitter um die am Roboterarm gehaltenen Verpackungen in diesbezüglich umfänglicher Richtung bewegt werden kann. Dies ermöglicht eine teilumfängliche oder vollumfängliche Au ßenbestrahlung, ohne das Aufgreifen und Absetzen der Verpackungen am Roboterarm zu be hindern. Vorzugsweise werden die Verpackungen dabei von einem Innengreifer am Roboter arm gehalten. Die Verwendung von Außengreifern ist aber prinzipiell auch denkbar. The second emitter is preferably mounted on the robot arm so that it can be rotated by a motor in such a way that the emitter can be moved around the packaging held on the robot arm in a circumferential direction in this regard. This enables partial or full external irradiation without hindering the picking up and setting down of the packaging on the robot arm. The packaging is preferably held by an internal gripper on the robot. The use of external grippers is also conceivable in principle.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner einen insbesondere im stationären Handha bungsbereich des Roboterarms angeordneten dritten Emitter zur Außenbestrahlung der Ver packungen. Mit Hilfe des Roboterarms lassen sich die Verpackungen vergleichsweise flexibel im Handhabungsbereich des dritten Emitters positionieren. Ein derartiger stationärer Emitter eignet sich auch besonders für nicht-rotationssymmetrische oder anderweitig komplex ge formte Verpackungen, wie beispielsweise Formflachen oder dergleichen. The device preferably further comprises a third emitter, arranged in particular in the stationary handling area of the robot arm, for external irradiation of the packaging. With the help of the robot arm, the packaging can be positioned relatively flexibly in the handling area of the third emitter. A stationary emitter of this type is also particularly suitable for packaging that is not rotationally symmetrical or has some other complex shape, such as, for example, molded surfaces or the like.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner ein Magazin für mindestens einen, insbesondere eine Vielzahl erster und/oder zweiter Emitter, wobei das Magazin in einem Handhabungsbe reich des Roboters / Roboterarms angeordnet ist und der Roboterarm motorisch gesteuerte Halterungen zum Aufnehmen und Absetzen der ersten, zweiten Emitter umfasst. Die Halte rungen können beispielsweise mechanische, pneumatische, hydraulische und/oder elektri sche Schnellwechselkupplungen für die ersten/zweiten Emitter sein. Die Emitter können dann im Falle eines Verschleißes und/oder eines Formatwechsels gegebenenfalls vergleichsweise schnell und ohne oder mit nur geringfügiger Unterbrechung des Produktionsbetriebs automa tisch gewechselt werden. Eine zusätzliche Vorrichtung zur Instandhaltung / zur Formatanpas sung der Emitter ist dann entbehrlich. Vorzugsweise ist eine Überwachungseinrichtung in der Nähe der Roboter angeordnet, mittels welcher die Funktionsweise eines Emitters überwacht werden kann. Die Überwachungsein richtung kann ein Signal an eine Steuerung ausgeben, welche bei einer fehlerhaften Funkti onsweise eines Emitters eine Fehlermeldung ausgibt oder einen automatischen Wechsel des Emitters initiiert. The device preferably further comprises a magazine for at least one, in particular a plurality of first and / or second emitters, the magazine being arranged in a handling area of the robot / robot arm and the robot arm including motor-controlled holders for picking up and setting down the first, second emitters . The holding stanchions can be, for example, mechanical, pneumatic, hydraulic and / or electrical quick-change couplings for the first / second emitters. In the event of wear and / or a format change, the emitters can then be changed automatically comparatively quickly and with little or no interruption in the production process. An additional device for maintaining / adapting the format of the emitter is then unnecessary. A monitoring device is preferably arranged in the vicinity of the robot, by means of which the functioning of an emitter can be monitored. The monitoring device can output a signal to a controller, which outputs an error message if an emitter is functioning incorrectly or initiates an automatic change of the emitter.
Eine Steuerung ist ebenfalls dazu eingerichtet, Sterilisationsvorgänge zur Sterilisation des Raums, in welchem sich der oder die Roboter befindet/n, zu steuern. A controller is also set up to control sterilization processes for the sterilization of the room in which the robot or robots is / are located.
Das Magazin oder ein weiteres Magazin, welches sich ebenfalls in einem Zugriffsbereich des Roboters oder der Roboter befindet, kann einen Vorrat an Innen und/oder Außengreifer auf weisen, welche jeweils ein unterschiedliches Format, beispielsweise einen anderen Aufnah medurchmesser, aufweisen. The magazine or another magazine, which is also located in an access area of the robot or the robots, can have a supply of internal and / or external grippers, each of which has a different format, for example a different receiving diameter.
Die Roboter können insbesondere an ihnen angeordnete Greifer in dieses Magazin ablegen und selbstständig einen anderen Greifer eines neuen Formats aufnehmen. In particular, the robots can place grippers arranged on them in this magazine and independently pick up another gripper of a new format.
Anstatt einer Bestrahlung mit einem Emitter könnte das Verfahren und die Vorrichtung auch Verpackungen mit einem Gas oder einer Flüssigkeit, sterilisieren. Anstatt Emittern kämen dann Düsen zum Ausbringen des Gases oder der Flüssigkeit zum Einsatz, welche am Roboter angeordnet werden können. Instead of irradiation with an emitter, the method and the device could also sterilize packaging with a gas or a liquid. Instead of emitters, nozzles would then be used to discharge the gas or liquid, which can be arranged on the robot.
Sämtliche Elemente, welche im Verfahrensteil offenbart wurden, können auch bei der Vorrich tung Anwendung finden und umgekehrt. All elements that were disclosed in the process part can also be used in the device and vice versa.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind zeichnerisch dargestellt. Es zeigen: Preferred embodiments of the invention are shown in the drawing. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Roboterarms mit einem ersten Emitter zur In nenbestrahlung einer Verpackung; 1 shows a schematic representation of a robot arm with a first emitter for irradiating a package in;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Roboters mit einem zweiten Emitter zur Außen bestrahlung von Verpackungen; 2 shows a schematic representation of a robot with a second emitter for external irradiation of packaging;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Roboters und eines dritten Emitters zur Außen bestrahlung von Verpackungen; und 3 shows a schematic representation of a robot and a third emitter for external irradiation of packaging; and
Fig. 4 einen Reinraum mit dem Roboter und einem Magazin für Emitter. Wie die Fig. 1 in schematischer Darstellung erkennen lässt, umfasst die Vorrichtung 1 zur Bestrahlung und insbesondere Sterilisierung von Verpackungen 2 und/oder Vorformlingen (nicht dargestellt) mittels Elektronenstrahl einen programmierbaren Roboter 3 mit einem Ro boterarm 4 zur Handhabung der Verpackungen 2 bei ihrer Bestrahlung und einen am Robo terarm 4 mitgeführten ersten Emitter 5 zur Innenbestrahlung der Verpackungen 2 mittels eines ersten Elektronenstrahls 6. 4 shows a clean room with the robot and a magazine for emitters. As shown in a schematic representation in FIG. 1, the device 1 for irradiating and in particular sterilizing packaging 2 and / or preforms (not shown) by means of an electron beam comprises a programmable robot 3 with a robot arm 4 for handling the packaging 2 during their irradiation and a first emitter 5 carried along on the robot arm 4 for internal irradiation of the packaging 2 by means of a first electron beam 6.
Der Roboterarm 4 umfasst beispielsweise einen Oberarm 4a, einen Unterarm 4b und eine Greifhand 4c (diese anatomischen Begriffe dienen lediglich zur Veranschaulichung). Der Ober arm 4a ist beispielsweise mittels eines ersten Drehgelenks 4d an einer Säule 3a des Roboters 3 befestigt. Der Oberarm 4a und der Unterarm 4b sind beispielsweise durch ein zweites Dreh gelenk 4e miteinander verbunden. The robot arm 4 comprises, for example, an upper arm 4a, a forearm 4b and a gripping hand 4c (these anatomical terms are only used for illustration). The upper arm 4a is attached to a column 3a of the robot 3 by means of a first swivel joint 4d, for example. The upper arm 4a and the lower arm 4b are, for example, connected to one another by a second rotary joint 4e.
An der Greifhand 4c ist vorzugsweise ein Außengreifer 7 angeordnet, der die Verpackung 2 beispielsweise an ihrem Mündungsbereich 2a mittels eines daran ausgebildeten Tragrings o- der dergleichen an der Greifhand 4c festhält. Der Greifer 7 ist vorzugsweise ein steuerbarer Greifer, der sich zur Aufnahme der Verpackungen 2 aktiv schließt und zu deren Abgabe wieder öffnet. Die Funktion derartiger Greifer 7 ist prinzipiell bekannt und daher nicht weiter erläutert. Prinzipiell könnte es sich bei dem Greifer 7 auch um einen Innengreifer handeln, der dann an der Mündung 2a von innen angreift, im Gegensatz zur Darstellung in der Fig. 1. On the gripping hand 4c, an external gripper 7 is preferably arranged, which holds the packaging 2 for example at its mouth region 2a by means of a support ring or the like formed thereon on the gripping hand 4c. The gripper 7 is preferably a controllable gripper which actively closes to pick up the packaging 2 and opens again to release it. The function of such grippers 7 is known in principle and is therefore not explained further. In principle, the gripper 7 could also be an internal gripper which then engages the mouth 2a from the inside, in contrast to the illustration in FIG. 1.
Der erste Emitter 5 ist am Roboterarm 4 vorzugsweise mittels einer Schnellwechselkupplung 8 befestigt. Die Schnellwechselkupplung 8 kann neben einer mechanischen Verbindung zwi schen dem ersten Emitter 5 und dem Roboterarm 4 auch elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Verbindungen hersteilen, um den ersten Emitter 5 über den Roboterarm 4 mit Betriebsmitteln zu versorgen, wie beispielsweise Antriebsenergie, Steuersignale, Kühlmittel oder dergleichen. The first emitter 5 is attached to the robot arm 4, preferably by means of a quick-change coupling 8. In addition to a mechanical connection between the first emitter 5 and the robot arm 4, the quick-change coupling 8 can also establish electrical, pneumatic and / or hydraulic connections in order to supply the first emitter 5 with operating resources via the robot arm 4, such as drive energy, control signals, coolants or similar.
Der erste Emitter 5 ist vorzugsweise mittels eines zugeordneten Hubantriebs 9 bezüglich des Roboterarms 4 insbesondere elektrisch gesteuert bewegbar. Dies ermöglicht eine Hubbewe gung 10 des ersten Emitters 5 bezüglich des Roboterarms 4 entlang der Längsachse 2b der Verpackung 2. Die Hubbewegung 10 dient beispielsweise dazu, den ersten Emitter 5 in eine von der Halterung 7 gehaltene Verpackung 2 einzuführen und darin auf geeignete Weise für deren Innenbestrahlung zu positionieren. The first emitter 5 can preferably be moved in an electrically controlled manner with respect to the robot arm 4 by means of an assigned lifting drive 9. This enables a lifting movement 10 of the first emitter 5 with respect to the robot arm 4 along the longitudinal axis 2b of the packaging 2. The lifting movement 10 serves, for example, to introduce the first emitter 5 into a packaging 2 held by the holder 7 and in a suitable manner for the latter Position indoor irradiation.
Mit dem Hubantrieb 9 können unterschiedliche Hubpositionen des ersten Emitters 5 angefah ren werden, sowohl während der Innenbestrahlung einer bestimmten Verpackung 2 als auch zur Anpassung eines Maximalhubs der Hubbewegung 10 an das jeweilige Format der zu be handelnden Verpackungen 2. Je nach Zufuhr der Verpackungen 2 und Funktionsweise des Greifers 7 könnte der erste Emitter 5 prinzipiell auch in einer bezüglich des Roboterarms 4 festgelegten Höhenlage angeordnet sein, wodurch ein Hubantrieb 9 entbehrlich wäre. With the lifting drive 9, different lifting positions of the first emitter 5 can be approached, both during the internal irradiation of a specific package 2 as well to adapt a maximum stroke of the lifting movement 10 to the respective format of the packaging to be treated 2. Depending on the supply of the packaging 2 and the functioning of the gripper 7, the first emitter 5 could in principle also be arranged in a height position set with respect to the robot arm 4, creating a lifting drive 9 would be dispensable.
Die Greifhand 4c (oder dergleichen Endabschnitt des Roboterarms 4) kann um ihre Längs achse 4f drehbar sein, um eine (schematisch angedeutete) Drehbewegung 1 1 auszuführen, die den Greifer 7 und die davon gehaltene Verpackung 2 beispielsweise in eine Kopfüber- Lage oder dergleichen versetzt. The gripping hand 4c (or the like end portion of the robot arm 4) can be rotated about its longitudinal axis 4f in order to execute a (schematically indicated) rotary movement 11 that puts the gripper 7 and the packaging 2 held by it, for example, in an upside-down position or the like .
Ferner wäre eine Linearbewegung 12 zum Einfahren und Ausfahren der Greifhand 4c (oder dergleichen Endabschnitt des Roboterarms 4), also zum Verkürzen und Verlängern des Ro boterarms 4 denkbar. Furthermore, a linear movement 12 for retracting and extending the gripping hand 4c (or the like end section of the robot arm 4), that is to say for shortening and lengthening the robot arm 4, would be conceivable.
Zur Ausführung der optionalen Drehbewegung 11 und/oder Linearbewegung 12 nötige moto rische Antriebe 13 sind prinzipiell bekannt und daher nicht im Detail erläutert. To perform the optional rotary movement 11 and / or linear movement 12 necessary motor drives 13 are known in principle and are therefore not explained in detail.
Für die Handhabung der Verpackungen 2 kann der Roboterarm 4 zielgerichtet mit den je nach Vorrichtungskonfiguration nötigen Freiheitsgraden auf prinzipiell bekannte Weise ausgebildet werden. Die (beispielhaft angedeuteten) Gelenke 4d, 4e ermöglichen Kippbewegungen 14, 15 des Roboterarms 4. Eine (beispielhaft angedeutete) horizontale Schwenkbewegung 16 des Roboterarms 4 bezüglich eines Sockels 3b des Roboters 3 ist ebenso möglich wie horizontale und/oder vertikale Translationsbewegungen 17 der Säule 3a und/oder des Sockels 3b. For handling the packaging 2, the robot arm 4 can be designed in a targeted manner with the degrees of freedom required depending on the device configuration in a manner known in principle. The joints 4d, 4e (indicated by way of example) enable tilting movements 14, 15 of the robot arm 4. A horizontal pivoting movement 16 (indicated by way of example) of the robot arm 4 with respect to a base 3b of the robot 3 is just as possible as horizontal and / or vertical translational movements 17 of the column 3a and / or the base 3b.
Schließlich kann die Handhabung der Verpackungen 2 für die Bestrahlung mittels einer pro grammierbaren Steuerung 18 für den Roboter 3 flexibel angepasst werden, beispielsweise die Bewegungsbahnen der Verpackungen 2 am Roboterarm 4, die Funktionen des Greifers 7, der Schnellwechselkupplungen 8 und/oder des Hubantriebs 9. Finally, the handling of the packaging 2 for the irradiation can be flexibly adapted by means of a programmable controller 18 for the robot 3, for example the movement paths of the packaging 2 on the robot arm 4, the functions of the gripper 7, the quick-change couplings 8 and / or the lifting drive 9.
Prinzipiell können am Roboterarm 4 mehrere Greifer 7, Greifhände 4c oder dergleichen End abschnitte mit den beschriebenen Funktionen vorhanden sein, um mit dem Roboter 3 mehrere Verpackungen 2 gleichzeitig zu handhaben und dabei wenigstens einem Elektronenstrahl aus zusetzen. Dies gilt für alle beschriebenen Ausführungsformen. In principle, several grippers 7, gripping hands 4c or the like end sections with the functions described can be present on the robot arm 4 in order to handle several packages 2 at the same time with the robot 3 and thereby at least expose one electron beam. This applies to all described embodiments.
Die Fig. 2 zeigt eine weitere vorteilhafte Vorrichtung 21 zur Bestrahlung und insbesondere Sterilisierung von Verpackungen 2 und/oder Vorformlingen (nicht dargestellt) mittels Elektro nenstrahl. Der Einfachheit halber ist die Vorrichtung 21 im freien Endbereich des Roboterarms 4 stark vereinfacht dargestellt, wobei prinzipiell sämtliche in der Fig. 1 im Bereich der Greifhand 4c dargestellten Vorrichtungsmerkmale und Funktionen vorhanden sein können. Beispiels weise können der erste Emitter 5, die Halterung 7, die Schnellwechselkupplung 8 und/oder der Hubantrieb 9 vorhanden sein. FIG. 2 shows a further advantageous device 21 for irradiating and in particular sterilizing packaging 2 and / or preforms (not shown) by means of an electron beam. For the sake of simplicity, the device 21 in the free end area of the robot arm 4 is shown in a greatly simplified manner, with basically all in FIG. 1 in the area of the gripping hand 4c shown device features and functions may be present. For example, the first emitter 5, the holder 7, the quick-change coupling 8 and / or the lifting drive 9 can be present.
Stellvertretend sind daher lediglich eine Verpackung 2 mit ihrer Längsachse 2b und ein zweiter Emitter 25 zur Außenbestrahlung der Verpackung 2 mittels eines zweiten Elektronenstrahls 26 dargestellt. Auch der zweite Emitter 25 ist am Roboterarm 4 angeordnet und kann mit daran gehaltenen Verpackung 2 während der Beaufschlagung mit dem zweiten Elektronenstrahl 26 beliebig mitgeführt werden. Therefore, only a packaging 2 with its longitudinal axis 2 b and a second emitter 25 for external irradiation of the packaging 2 by means of a second electron beam 26 are represented. The second emitter 25 is also arranged on the robot arm 4 and, with the packaging 2 held thereon, can be carried along as required during the application of the second electron beam 26.
Vorzugsweise ist der zweite Emitter 26 derart drehbar am Roboterarm 4 gelagert, beispiels weise an der Greifhand 4c, dass der zweite Emitter 25 zumindest teilumfänglich, vorzugsweise vollumfänglich, um die Verpackung 2 bewegt werden kann. Der zweite Emitter 25 führt dann im Wesentlichen eine Umlaufbewegung 27 um die Längsachse 2b der Verpackung 2 aus. The second emitter 26 is preferably rotatably mounted on the robot arm 4, for example on the gripping hand 4c, so that the second emitter 25 can be moved around the packaging 2 at least partially, preferably completely. The second emitter 25 then essentially performs a circular movement 27 around the longitudinal axis 2b of the packaging 2.
Auch der zweite Emitter 25 zur Außenbestrahlung der Verpackung 2 ist vorzugsweise mittels einer Schnellwechselkupplung 28 am Roboterarm 4 befestigt. Zum Ausführen der Umlaufbe wegung 27 ist am Roboterarm 4 beispielsweise ein Drehantrieb 29 für den zweiten Emitter 25 vorhanden. Der Drehantrieb 29 kann beispielsweise auf bekannte Weise elektrisch angetrie ben sein oder dergleichen. The second emitter 25 for external irradiation of the packaging 2 is also preferably attached to the robot arm 4 by means of a quick-change coupling 28. To execute the Umlaufbe movement 27, a rotary drive 29 for the second emitter 25 is provided on the robot arm 4, for example. The rotary drive 29 can for example be electrically driven ben in a known manner or the like.
Somit lässt sich der zweite Emitter 25 beispielsweise vollumfänglich um die am Roboterarm 4 gehaltene Verpackung 2 bewegen, um vorzugsweise sowohl die Seitenwand als auch den Bodenbereich der Verpackung 2 von außen mit dem zweiten Elektronenstrahl 26 zu beauf schlagen. Thus, the second emitter 25 can, for example, be moved around the full circumference of the packaging 2 held on the robot arm 4 in order to preferably apply the second electron beam 26 to both the side wall and the bottom area of the packaging 2 from the outside.
Die Verpackung wird dann vorzugsweise von einem Innengreifer (nicht dargestellt) am Robo terarm 4 gehalten. The packaging is then preferably held on the robot arm 4 by an internal gripper (not shown).
Der Drehantrieb 29 ermöglicht es zudem, den zweiten Emitter 25 gegebenenfalls in eine be stimmte Drehlage zum Aufgreifen und Absetzen der Verpackungen 2 zu bewegen, um die Handhabung der Verpackungen 2 zu optimieren. The rotary drive 29 also makes it possible to move the second emitter 25 into a certain rotational position for picking up and setting down the packaging 2, if necessary, in order to optimize the handling of the packaging 2.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere vorteilhafte Vorrichtung 31 zur Bestrahlung und insbesondere Sterilisierung von Verpackungen 2 und/oder Vorformlingen (nicht dargestellt) mittels Elektro nenstrahl. Auch in der Fig. 3 sind der Übersichtlichkeit halber die meisten in der Fig. 1 darge stellten Vorrichtungsmerkmale und diesbezüglich beschriebenen Funktionen des Roboters 3 weggelassen. Auch hier können beispielsweise der erste Emitter 5, die Halterung 7, die Schnellwechselkupplung 8 und/oder der Hubantrieb 9 vorhanden sein. 3 shows a further advantageous device 31 for irradiating and in particular sterilizing packaging 2 and / or preforms (not shown) by means of an electron beam. For the sake of clarity, most of the device features shown in FIG. 1 and the functions of the robot 3 described in this regard are also shown in FIG. 3 omitted. Here too, for example, the first emitter 5, the holder 7, the quick-change coupling 8 and / or the lifting drive 9 can be present.
Alternativ oder ergänzend zum zweiten Emitter 25 zur Außenbestrahlung der Verpackungen 2 umfasst die Vorrichtung 31 einen insbesondere stationär im Handhabungsbereich des Ro boters 3, also in Wesentlichen in Reichweite des Roboterarms 4 angeordneten dritten Emitter 35 zur Außenbestrahlung der Verpackungen 2 mittels eines dritten Elektronenstrahls 36. As an alternative or in addition to the second emitter 25 for external irradiation of the packaging 2, the device 31 comprises a third emitter 35, which is in particular stationary in the handling area of the robot 3, i.e. essentially within reach of the robot arm 4, for external irradiation of the packaging 2 by means of a third electron beam 36.
Optional könnte dann die in der Fig. 1 dargestellte Halterung 7, die zum Halten der Verpackung 2 mit bezüglich des Roboterarms 4 konstanter Drehlage ausgebildet ist, durch eine demge genüber um die Längsachse 2b der Verpackung 2 drehbare Halterung 37 ersetzt werden. Dadurch könnten die Verpackungen 2 im Bereich des dritten Emitters 35 bzw. im Bereich des dritten Elektronenstrahls 36 um ihre Längsachsen 2b gedreht werden, um beispielsweise eine vollumfängliche Außenbestrahlung der Verpackungen 2 zu erleichtern. Eine zugehörige Dreh bewegung 38 ist zum besseren Verständnis schematisch angedeutet. Optionally, the holder 7 shown in FIG. 1, which is designed to hold the package 2 with a constant rotational position with respect to the robot arm 4, could then be replaced by a holder 37 that can be rotated about the longitudinal axis 2b of the package 2. As a result, the packs 2 could be rotated around their longitudinal axes 2b in the area of the third emitter 35 or in the area of the third electron beam 36, for example to facilitate full external irradiation of the packs 2. An associated rotary movement 38 is indicated schematically for better understanding.
Mit Hilfe des Roboters 3 können die Verpackungen 2 flexibel in unterschiedlichen Lagen und unterschiedlichen Bewegungsbahnen folgend im Bereich des dritten Emitters 35 / des dritten Elektronenstrahls 36 zur Außenbestrahlung positioniert und/oder bewegt werden. Dies gilt ins besondere auch für Verpackungen 2 mit nicht-rotationssymmetrischen Querschnitten, kom plex geformten Wandkonturen oder dergleichen, die sich gegebenenfalls mit dem mitgeführten zweiten Emitter 25 nur unzureichend von außen bestrahlen lassen. With the aid of the robot 3, the packaging 2 can be flexibly positioned and / or moved in different positions and following different movement paths in the area of the third emitter 35 / the third electron beam 36 for external irradiation. This also applies in particular to packaging 2 with non-rotationally symmetrical cross-sections, complex wall contours or the like, which can possibly only be insufficiently irradiated from the outside with the accompanying second emitter 25.
Die Fig. 4 zeigt eine weitere vorteilhafte Vorrichtung 41 zur Bestrahlung und insbesondere Sterilisierung von Verpackungen 2 und/oder Vorformlingen (nicht dargestellt) mittels Elektro nenstrahl. Demnach umfasst die Vorrichtung 41 einen Reinraum 42, in dem der Roboter 3 mit seinem (stark vereinfacht dargestellten) Roboterarm 4 angeordnet ist. Ferner ist ein Magazin 43 für die ersten und/oder zweiten Emitter 5, 25 im Handhabungsbereich des Roboters 3 an geordnet. 4 shows a further advantageous device 41 for irradiating and in particular sterilizing packaging 2 and / or preforms (not shown) by means of an electron beam. Accordingly, the device 41 comprises a clean room 42 in which the robot 3 is arranged with its robot arm 4 (shown in greatly simplified form). Furthermore, a magazine 43 for the first and / or second emitter 5, 25 is arranged in the handling area of the robot 3.
Am Roboterarm 4 sind vorzugsweise ein erster Emitter 5 zur Innenbestrahlung der Verpackun gen 2 und ein zweiter Emitter 25 zu deren Außenbestrahlung mittels der zuvor beschriebenen Schnellwechselkupplungen 8, 28 befestigt. Diese ermöglichen einen vergleichsweise einfa chen und insbesondere werkzeuglosen Austausch des ersten und/oder zweiten Emitters 5, 25. Zum Austausch bewegt der Roboterarm 4 die daran gehaltenen Emitter 5, 25 in den Bereich des Magazins 43. Durch maschinelle Betätigung wenigstens einer der Schnellwechselkupp lungen 8, 28 wird der jeweils auszutauschende erste und/oder zweite Emitter 5, 25 im Magazin 43 abgelegt und als Ersatz ein dort bereitgehaltener erster und/oder zweiter Emitter 5, 25 ent nommen und mittels der Schnellwechselkupplung 8, 28 maschinell am Roboterarm 4 befestigt. A first emitter 5 for internal irradiation of the packaging 2 and a second emitter 25 for external irradiation are preferably attached to the robot arm 4 by means of the quick-change couplings 8, 28 described above. These enable a comparatively simple and, in particular, tool-free exchange of the first and / or second emitter 5, 25. For replacement, the robot arm 4 moves the emitters 5, 25 held thereon into the area of the magazine 43. By mechanically actuating at least one of the Schnellwechselkupp lungs 8, 28, the first and / or second emitter 5, 25 to be replaced is stored in the magazine 43 and as Replacement of a first and / or second emitter 5, 25 kept ready there and then mechanically attached to the robot arm 4 by means of the quick-change coupling 8, 28.
Der Austausch der ersten und/oder zweiten Emitter 5, 25 kann beispielsweise verschleißbe dingt erforderlich sein infolge nachlassender Sterilisationsleistung und/oder bei einem Format wechsel, also beispielsweise bei Verwendung eines Verpackungstyps mit anderer Länge, an derem Querschnitt, anderer Seitenwandkontur oder dergleichen. The replacement of the first and / or second emitters 5, 25 may, for example, be necessary due to wear and tear as a result of declining sterilization performance and / or in the event of a format change, for example when using a packaging type with a different length, cross section, side wall contour or the like.
Der Austausch von Emittern 5, 25 ist maschinell und kann mittels der (in der Fig. 4 nicht dar gestellten) Steuerung 18 vollautomatisch und ohne zusätzliche Übergabemechanismen und Transportmittel für die Emitter 5, 25 zwischen dem Roboterarm 4 und dem Magazin 43 aus gelöst werden. Zudem kann der Austausch von Emittern 5, 25 in den Produktionsablauf ohne oder mit vergleichsweise geringer Produktionsunterbrechung integriert werden. The exchange of emitters 5, 25 is automated and can be solved fully automatically by means of the controller 18 (not provided in FIG. 4) and without additional transfer mechanisms and transport means for the emitters 5, 25 between the robot arm 4 and the magazine 43. In addition, the exchange of emitters 5, 25 can be integrated into the production process with no or comparatively little interruption in production.
Schematisch angedeutet ist in der Fig. 4 zudem ein Speicherbereich 44 für nicht ordnungsge mäß mittels Elektronenstrahl behandelte Verpackungen 2‘. Diese können dort vorgehalten werden und der Behandlung mittels Elektronenstrahl erneut zugeführt werden. Also indicated schematically in FIG. 4 is a storage area 44 for packaging 2 'which has not been properly treated by means of electron beam. These can be kept there and fed back for treatment by means of an electron beam.
Der Speicherbereich 44 ist im Reinraum 42 und im Handhabungsbereich des Roboters 3 an geordnet, sodass die fehlerhaft bestrahlten Verpackungen 2‘ einerseits unter geeigneten hy gienischen Bedingungen und über einen beliebigen Zeitraum auf ihre erneute Behandlung mittels Elektronenstrahl in Wartestellung gehalten werden können und andererseits ein schnel ler Zugriff mit dem Roboterarm 4 auf die wartenden Verpackungen 2‘ gegeben ist. The storage area 44 is arranged in the clean room 42 and in the handling area of the robot 3 so that, on the one hand, the incorrectly irradiated packaging 2 'can be held in waiting position under suitable hygienic conditions and for any period of time for re-treatment by means of electron beams and, on the other hand, a quicker one Access with the robot arm 4 is given to the waiting packaging 2 '.
Am Roboterarm 4 kann zudem wenigstens ein vierter Emitter 45 zur Elektronenbestrahlung und insbesondere Sterilisierung von Maschinenoberflächen 46 angeordnet sein und durch Steuerung des Roboters 3 gezielt auf die Maschinenoberflächen 46 gerichtet werden. Auch können die Maschinenoberflächen 46 ergänzend oder alternativ mit wenigstens einem der am Roboterarm 4 zur Behandlung der Verpackungen 2 mitgeführten Emitter 5, 25 bestrahlt wer den. Die Maschinenoberflächen 46 befinden sich im Reinraum 42 und/oder sind durch eine geeignete Schleuse (nicht dargestellt) vom Reinraum 42 aus für den Roboterarm 4 zugänglich. In addition, at least one fourth emitter 45 for electron irradiation and, in particular, sterilization of machine surfaces 46 can be arranged on the robot arm 4 and can be directed specifically at the machine surfaces 46 by controlling the robot 3. The machine surfaces 46 can additionally or alternatively be irradiated with at least one of the emitters 5, 25 carried along on the robot arm 4 for treating the packaging 2. The machine surfaces 46 are located in the clean room 42 and / or are accessible to the robot arm 4 from the clean room 42 through a suitable lock (not shown).
Die Maschinenoberflächen 46 können beispielsweise Bestandteile wenigstens einer Behand lungsmaschine 47 für die Verpackungen 2 und/oder wenigstens einer Inspektionseinheit 48 zur Inspektion der Verpackungen 2 und/oder wenigstens eines Transportmittels 49 zum Trans port der Verpackungen 2 im Reinraum 42 sein. Dies ist in der Fig. 4 schematisch und bespiel haft angedeutet. Auch Innenwände des Reinraums 42 können auf diese Weise behandelt wer den. The machine surfaces 46 can, for example, be components of at least one treatment machine 47 for the packaging 2 and / or at least one inspection unit 48 to inspect the packaging 2 and / or at least one means of transport 49 for transporting the packaging 2 in the clean room 42. This is indicated schematically and exemplarily in FIG. Inner walls of the clean room 42 can also be treated in this way.
Der Roboter 3 kann zur Bestrahlung der Maschinenoberflächen 46 zusätzliche Freiheitsgrade aufweisen und/oder Handhabungsbereiche abdecken, die für die Bestrahlung der Verpackun gen 2 mit dem ersten/zweiten Elektronenstrahl 5, 6 nicht benötigt werden. The robot 3 can have additional degrees of freedom for irradiating the machine surfaces 46 and / or cover handling areas that are not required for the irradiation of the packaging 2 with the first / second electron beam 5, 6.
Vorteilhaft ist dann insbesondere, dass mit dem beschriebenen Roboter 3 unterschiedliche Aufgaben für die Produktion und die Instandhaltung der Vorrichtungen 1 , 21 , 31 , 41 erledigt werden können. Mittels der am Roboterarm 4 angeordneten Emitter 5, 25, 45 könnten bei spielsweise Greifer, Füllventile, Verschließköpfe mit sterilisierender Elektronenstrahlung be aufschlagt werden, ebenso das Magazin 43. It is then particularly advantageous that different tasks for the production and maintenance of the devices 1, 21, 31, 41 can be performed with the robot 3 described. By means of the emitters 5, 25, 45 arranged on the robot arm 4, for example, grippers, filling valves, sealing heads could be exposed to sterilizing electron beams, as could the magazine 43.
Denkbar ist beispielsweise, dass der Roboterarm 4 wenigstens einen Emitter 5, 25, 45 in den Bereich einer Rundläufermaschine bewegt, so dass daran vorhandene Bauteile, wie oben bei spielhaft genannt, sich durch die Drehbewegung der Rundläufermaschine sukzessive an dem jeweiligen Emitter 5, 25, 45 vorbeibewegen und dabei mit Elektronenstrahlung beaufschlagt werden. It is conceivable, for example, that the robot arm 4 moves at least one emitter 5, 25, 45 into the area of a rotary machine, so that components present thereon, as mentioned above for example, gradually move to the respective emitter 5, 25, as a result of the rotary movement of the rotary machine. 45 move past and be exposed to electron beams.
Die Sterilisationsleistung einzelner Emitter 5, 25, 35 kann messtechnisch auf prinzipiell be kannte Weise überwacht werden. Ist die Sterilisationsleistung auf ein unzulässiges Maß abge fallen, können davon betroffene und somit unzulässig bestrahlte Verpackungen 2‘ gezielt dem Speicherbereich 44 zugeführt werden und beispielsweise nach automatischem Austausch des betroffenen Emitters 5, 25 erneut bestrahlt werden. The sterilization performance of individual emitters 5, 25, 35 can be monitored in a manner which is known in principle. If the sterilization performance has dropped to an impermissible level, the affected and thus impermissibly irradiated packaging 2 'can be directed to the storage area 44 and irradiated again, for example after the affected emitter 5, 25 has been automatically replaced.
In der Fig. 4 ist ein Transportmittel 49 zum Zuführen der zu bestrahlenden Verpackungen 2 in den Handhabungsbereich des Roboters 3 beispielhaft angedeutet. Der Übersichtlichkeit hal ber nicht dargestellt ist ein entsprechendes Transportmittel im Handhabungsbereich des Ro boters 3 zum Weiterleiten der bestrahlten Verpackungen im Reinraum 42. Für die Verpackun gen 2 eignen sich herkömmliche Transportmittel, wie beispielsweise Förderbänder, Trans fersterne oder dergleichen. Ein oder mehrere Transportmittel 49 könnte(n) sich beispielsweise auch durch den Handha bungsbereich des Roboters 3 hindurch erstrecken (nicht dargestellt), so dass die Verpackun gen 2 bei der Beaufschlagung mit einem Elektronenstrahl unabhängig vom Roboter 3 gehand- habt / transportiert werden können. A transport means 49 for feeding the packaging 2 to be irradiated into the handling area of the robot 3 is indicated by way of example in FIG. 4. For the sake of clarity, a corresponding means of transport in the handling area of the robot 3 for forwarding the irradiated packaging in the clean room 42 is not shown. Conventional means of transport, such as conveyor belts, transfer stars or the like, are suitable for the packaging 2. One or more transport means 49 could, for example, also extend through the handling area of the robot 3 (not shown), so that the packaging 2 can be handled / transported independently of the robot 3 when an electron beam is applied.
Der Roboterarm 4 könnte dann beispielsweise wenigstens einen der Emitter 5, 25, 45 in/an den mittels Transportmittel 49 separat gehandhabten Verpackungen 2 positionieren und/oder auf geeignete Weise diesbezüglich bewegen. The robot arm 4 could then, for example, position at least one of the emitters 5, 25, 45 in / on the packaging 2 handled separately by means of transport means 49 and / or move it in a suitable manner in this regard.
Auch wären mehrere separate Transportmittel 49, gegebenenfalls auch mit unterschiedlicher Handhabung der Verpackungen 2, im Handhabungsbereich des Roboters 3 denkbar, um eine insgesamt vollflächige Innen- und Außenbestrahlung der Verpackungen 2 zu ermöglichen. A plurality of separate transport means 49, possibly also with different handling of the packaging 2, would also be conceivable in the handling area of the robot 3 in order to enable the packaging 2 to be irradiated over the entire area.
Ein Vorteil des beschriebenen Roboters 3 liegt somit auch darin, dass dieser mit unterschied lichen Transportmitteln im Einlauf und Auslauf der beschriebenen Vorrichtung 1 , 21 , 31 , 41 und/oder mit wenigstens einem Speicherbereich 44 für die Verpackungen 2, 2‘ Zusammenwir ken wirken kann. Auch kann der Roboter bestimmte Verpackungen 2 und insbesondere Vor formlinge auf nachgeschaltete Transportwege bzw. Produktionslinien verteilen, um aus den Vorformlingen gegebenenfalls unterschiedliche Verpackungen herzustellen oder dergleichen. One advantage of the described robot 3 is that it can interact with different transport means in the inlet and outlet of the described device 1, 21, 31, 41 and / or with at least one storage area 44 for the packaging 2, 2 ' . The robot can also distribute certain packagings 2, and in particular preforms, to downstream transport routes or production lines in order, if necessary, to produce different packagings or the like from the preforms.
Die Vorrichtung 1 , 21 , 31 , 41 kann beispielsweise zwischen einer Blasmaschine zur Herstel lung von Kunststoffverpackungen, insbesondere Kunststoffflaschen, und einer nachgeordne- ten Füllmaschine angeordnet werden. Der Reinraum 42 erstreckt sich dann beispielsweise wenigstens von der Blasmaschine bis zum Füller. The device 1, 21, 31, 41 can be arranged, for example, between a blow molding machine for the production of plastic packaging, in particular plastic bottles, and a downstream filling machine. The clean room 42 then extends, for example, at least from the blow molding machine to the filler.
Ebenso denkbar ist eine Anlagenkonfiguration, bei der die Vorrichtung 1 , 21 , 31 , 41 zwischen einem Ofen zum Erwärmen von Vorformlingen und einer Blasmaschine zum Blasen der Ver packungen 2, die dann insbesondere Kunststoffflaschen sind, aus den Vorformlingen ange ordnet ist. Der Reinraum 42 erstreckt sich dann vorzugsweise vom Ofen bis zur Blasmaschine und vorzugsweise darüber hinaus zu nachgeordneten Behandlungsmaschinen. A system configuration is also conceivable in which the device 1, 21, 31, 41 is arranged between an oven for heating preforms and a blow molding machine for blowing the packs 2, which are then in particular plastic bottles, from the preforms. The clean room 42 then preferably extends from the oven to the blow molding machine and preferably beyond that to downstream treatment machines.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren können die Verpackungen auf herkömmliche Weise in den Handhabungsbereich des Roboters 3 transportiert werden, beispielsweise mittels Linear förderern, Transfersternen oder dergleichen. Die Verpackungen 2 werden dann von dem am Roboterarm 4 vorhandenen Greifer 7 nacheinander oder von gegebenenfalls daran Vorhände- nen Greifern 7 auch gruppenweise aufgenommen und während der Handhabung am Robo terarm 4 dem ersten, zweiten und/oder dritten Elektronenstrahl 6, 26, 36 für eine zur jeweiligen Behandlung ausreichende Behandlungszeit ausgesetzt. In the method according to the invention, the packaging can be transported in a conventional manner into the handling area of the robot 3, for example by means of linear conveyors, transfer stars or the like. The packs 2 are then successively carried out by the gripper 7 present on the robot arm 4 or, if necessary, by NEN grippers 7 also picked up in groups and exposed to the first, second and / or third electron beam 6, 26, 36 during handling on the robot arm 4 for a treatment time sufficient for the respective treatment.
Die Behandlung mittels Elektronenstrahl 6, 26, 36 dient vorrangig der Sterilisierung der Ver packungen 2, kann aber auch zu deren Beschichtung oder für dergleichen Behandlungen ein gesetzt werden. The treatment by means of electron beam 6, 26, 36 primarily serves to sterilize the packaging 2, but can also be used for coating or for similar treatments.
Der Roboterarm 4 ermöglicht durch programmierbare Steuerung des Roboters 3 eine flexibel an unterschiedliche Verpackungen 2 anpassbare Positionierung der Verpackungen 2 und Elektronenstrahlen 6, 26, 36 zueinander, ebenso den einlaufseitigen und auslaufseitigen Transfer der Verpackungen 2 an zugeordneten Transportmitteln. Auch können Bewegungs bahnen, Bewegungsgeschwindigkeiten, Bestrahlungsdauern oder dergleichen flexibel ange passt werden, beispielsweise bei sukzessive nachlassender Sterilisationsleistung von Emit tern 5, 25, 35. By programmable control of the robot 3, the robot arm 4 enables flexible positioning of the packaging 2 and electron beams 6, 26, 36 to one another, which can be flexibly adapted to different packages 2, as well as the entry-side and exit-side transfer of the packages 2 to assigned transport means. Movement paths, movement speeds, irradiation times or the like can also be flexibly adapted, for example when the sterilization performance of emitters 5, 25, 35 gradually declines.
Die Integration und automatische Einbeziehung wenigstens eines Magazins 43 für Emitter 5, 25 ermöglicht zudem einen schnellen und hygienisch unbedenklichen Austausch verbrauchter Emitter oder den Einsatz unterschiedlicher Emitter 5, 25 passend zu bestimmten Formaten von Verpackungen 2. The integration and automatic inclusion of at least one magazine 43 for emitters 5, 25 also enables a quick and hygienically harmless exchange of used emitters or the use of different emitters 5, 25 suitable for certain formats of packaging 2.
Zudem können nicht ordnungsgemäß bestrahlte Verpackungen 2 mit dem Roboterarm 4 zeit nah und innerhalb des Reinraums 42 erneut bestrahlt werden, gegebenenfalls auch so oft, bis eine erfolgreiche Sterilisierung (oder auch Beschichtung) mittels Elektronenstrahl gegeben ist. Ein umständliches und/oder mit Produktverlusten einhergehendes Ausschleusen unzu reichend bestrahlter Verpackungen 2 aus dem Reinraum 42 und/oder Produktionsprozess ins gesamt lässt sich dadurch vermeiden. In addition, packaging 2 that has not been properly irradiated can be irradiated again promptly and within the clean room 42 with the robot arm 4, possibly also until successful sterilization (or coating) by means of an electron beam is achieved. A laborious and / or associated with product losses discharge of insufficiently irradiated packaging 2 from the clean room 42 and / or the production process as a whole can thereby be avoided.
Prinzipiell lassen sich beliebige Verpackungen, wie beispielsweise Flaschen, für Lebensmittel und/oder Vorformlinge zum Herstellen derartiger Verpackungen mit dem Verfahren und der Vorrichtung 1 , 21 , 31 , 41 behandeln. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung für Kunststoffflaschen aus PET und die zu deren Herstellung eingesetzten Vorformlinge. In principle, any packaging, such as for example bottles, for food and / or preforms for producing such packaging can be treated with the method and the device 1, 21, 31, 41. The application of the invention for plastic bottles made of PET and the preforms used for their production is particularly advantageous.
Die beschriebenen Bewegungsabläufe des Roboters 3 / Roboterarms 4 lassen sich mittels programmierter Steuerung 18 flexibel vorgeben, an unterschiedliche Produktionsbedingungen anpassen. Zugehörige Programme können für die Produktion, Anlagensterilisierung und/oder anderweitige Instandhaltungsmaßnahmen schnell und fehlerfrei aufgerufen werden. The described movement sequences of the robot 3 / robot arm 4 can be flexibly specified by means of the programmed controller 18 and adapted to different production conditions. Associated programs can be called up quickly and without errors for production, system sterilization and / or other maintenance measures.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Bestrahlung, insbesondere Sterilisation, von Verpackungen (2) und/oder Vorformlingen für Verpackungen, wobei man die Verpackungen und/oder Vorformlinge wenigstens einem Elektronenstrahl (6, 26, 36) aussetzt und dabei die Verpackun gen/Vorformlinge und/oder den Elektronenstrahl an einem Roboterarm (4) handhabt. 1. A method for irradiation, in particular sterilization, of packaging (2) and / or preforms for packaging, whereby the packaging and / or preforms are exposed to at least one electron beam (6, 26, 36) and the packaging / preforms and / or handles the electron beam on a robot arm (4).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Verpackungen (2) zu ihrer Innenbestrahlung we nigstens einem ersten Elektronenstrahl (6) und/oder zu ihrer Außenbestrahlung wenigs tens einem zweiten Elektronenstrahl (26) ausgesetzt werden, der jeweils am Roboterarm (4) erzeugt und mitgeführt wird. 2. The method according to claim 1, wherein the packaging (2) for their internal irradiation we at least a first electron beam (6) and / or for their external irradiation at least one second electron beam (26) are exposed, each generated on the robot arm (4) and is carried.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der erste und/oder zweite Elektronenstrahl (6, 26) und die Verpackungen am Roboterarm (4) relativ zueinander bewegt werden. 3. The method according to claim 2, wherein the first and / or second electron beam (6, 26) and the packaging on the robot arm (4) are moved relative to one another.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei die Verpackungen (29 zu ihrer Außenbestrahlung durch Schwenken, Kippen und/oder Linearbewegung des Ro boterarms (4) in den Bereich eines dritten, insbesondere stationären Elektronenstrahls (36) geführt werden. 4. The method according to at least one of the preceding claims, wherein the packaging (29 for their external irradiation by pivoting, tilting and / or linear movement of the Ro robot arm (4) are guided into the area of a third, in particular stationary electron beam (36).
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei wenigstens zwei Ver packungen (2) am Roboterarm (4) gleichzeitig gehandhabt und dabei wenigstens einem Elektronenstrahl (6, 26, 36) ausgesetzt werden. 5. The method according to at least one of the preceding claims, wherein at least two Ver packs (2) on the robot arm (4) handled simultaneously and thereby exposed to at least one electron beam (6, 26, 36).
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei der Roboterarm (4) zum Austausch eines daran mitgeführten Emitters (5, 25) für Elektronenstrahlen (6, 26) ein Magazin (43) anfährt, den auszutauschenden Emitter dort ablöst und an seiner Stelle einen im Magazin vorgehaltenen Emitter (5, 25) aufnimmt. 6. The method according to at least one of the preceding claims, wherein the robot arm (4) to exchange an emitter (5, 25) carried thereon for electron beams (6, 26) moves to a magazine (43), removes the emitter to be exchanged there and in its place receives an emitter (5, 25) held in the magazine.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei der Roboterarm (4) un zureichend bestrahlte Verpackungen (2‘) unter Reinraumbedingungen in einem Spei cherbereich (44) absetzt und nach Handhabung weiterer Verpackungen (2), insbeson dere bei einlaufseitigen Transportlücken und/oder Transportunterbrechungen, wieder von dort aufnimmt und dem Elektronenstrahl (6, 26, 36) erneut aussetzt. 7. The method according to at least one of the preceding claims, wherein the robot arm (4) sets un-irradiated packaging (2 ') under clean room conditions in a storage area (44) and after handling further packaging (2), in particular with transport gaps on the inlet side and / or transport interruptions, picks up again from there and exposes the electron beam (6, 26, 36) again.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei der Roboterarm (4) die Verpackungen (2) nach Elektronenbestrahlung in eine Kopfüber-Stellung dreht und/oder auf unterschiedliche Produktionslinien verteilt. 8. The method according to at least one of the preceding claims, wherein the robot arm (4) rotates the packaging (2) into an upside-down position after electron irradiation and / or distributed it to different production lines.
9. Verfahren nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei in einem den Roboter arm (4) umgebenden Reinraum (42) vorhandene Maschinenoberflächen (46) mittels we nigstens eines am Roboterarm erzeugten Elektronenstrahls, insbesondere mittels des zweiten und/oder dritten Elektronenstrahls (6, 26) sterilisiert werden. 9. The method according to at least one of the preceding claims, wherein in a clean room (42) surrounding the robot arm (4) machine surfaces (46) by means of at least one electron beam generated on the robot arm, in particular by means of the second and / or third electron beam (6, 26) can be sterilized.
10. Vorrichtung (1 , 21 , 31 , 41) zur Bestrahlung und insbesondere Sterilisierung von Verpa ckungen (2) und/oder Vorformlingen mittels Elektronenstrahl (6, 26, 36), insbesondere gemäß wenigstens einem der vorigen Ansprüche, umfassend: einen programmierbaren Roboter (3) mit einem Roboterarm (4) zur Handhabung der Verpackungen und/oder Vor formlinge bei deren Bestrahlung; und wenigstens einen am Roboterarm mitgeführten und/oder in dessen Handhabungsbereich insbesondere stationär angeordneten Emitter (5, 25, 35) zur Erzeugung des Elektronenstrahls. 10. Device (1, 21, 31, 41) for irradiating and in particular sterilizing packaging (2) and / or preforms by means of electron beam (6, 26, 36), in particular according to at least one of the preceding claims, comprising: a programmable robot (3) with a robot arm (4) for handling the packaging and / or preforms during their irradiation; and at least one emitter (5, 25, 35) carried along on the robot arm and / or in its handling area, in particular stationary, for generating the electron beam.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei wenigstens ein erster Emitter (5) zur Innenbestrah lung und/oder wenigstens ein zweiter Emitter (25) zur Außenbestrahlung der Verpackun gen (2) und/oder Vorformlinge am Roboterarm (4) befestigt ist. 11. The device according to claim 10, wherein at least a first emitter (5) for Innenbestrah treatment and / or at least one second emitter (25) for external irradiation of the packaging gene (2) and / or preforms on the robot arm (4) is attached.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , wobei der erste Emitter (5) fingerförmig ausgebildet ist und sich motorisch in die am Roboterarm (4) gehaltenen Verpackungen (2) und/oder Vorformlinge einfahren lässt. 12. The device according to claim 11, wherein the first emitter (5) is finger-shaped and can be moved into the packaging (2) and / or preforms held on the robot arm (4) by a motor.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei der zweite Emitter (25) derart motorisch drehbar am Roboterarm (4) gelagert ist, dass der zweite Emitter um die am Roboterarm gehaltenen Verpackungen (2) und/oder Vorformlinge eine Umlaufbewegung (27) aus führen kann und dabei auf die Verpackungen und/oder Vorformlinge gerichtet ist. 13. The device according to claim 11 or 12, wherein the second emitter (25) is rotatably motorized on the robot arm (4) such that the second emitter rotates around the packaging (2) and / or preforms held on the robot arm can lead and is directed to the packaging and / or preforms.
14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche Anspruch 10 bis 13, ferner mit einem, insbesondere stationär, im Handhabungsbereich des Roboterarms (4) angeordneten dritten Emitter (35) zur Außenbestrahlung der Verpackungen (2) und/oder Vorformlinge. 14. Device according to at least one of claims 10 to 13, further comprising a third emitter (35), in particular stationary, in the handling area of the robot arm (4) for external irradiation of the packaging (2) and / or preforms.
15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 14, ferner mit einem Magazin (43) für mindestens einen, insbesondere eine Vielzahl, erster und/oder zweiter Emitter (5, 25), wobei das Magazin in einem Handhabungsbereich des Roboterarms (4) ange ordnet ist und der Roboterarm motorisch gesteuerte Halterungen (7) zum Aufnehmen und Absetzen der ersten / zweiten Emitter umfasst. 15. The device according to at least one of claims 10 to 14, further comprising a magazine (43) for at least one, in particular a plurality, first and / or second emitter (5, 25), the magazine in a handling area of the robot arm (4) is arranged and the robot arm includes motor-controlled brackets (7) for picking up and setting down the first / second emitter.
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