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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Befüllen
von Behältnissen. Derartige Vorrichtungen sind aus dem
Stand der Technik bekannt. Dabei ist üblicherweise eine
Vielzahl von Füllorganen vorgesehen, welche sich mit einer
Transporteinrichtung mitbewegen und dabei während der kontinuierlichen
Bewegung der Behältnisse diese befüllen. Auch
sind aus dem Stand der Technik aseptische Abfüllanlagen
bekannt, bei denen die Befüllung der Behältnisse
in einem Sterilraum stattfindet.
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Aus
der
DE 198 35 369
C1 ist eine Behälterbehandlungsmaschine bekannt.
Bei dieser Behandlungsmaschine ist eine Trageinrichtung, welche
ein Aggregat und eine Vielzahl von Behandlungsplätzen trägt,
oberhalb der Behandlungsplätze des Aggregats angeordnet.
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Die
DE 199 22 873 A1 offenbart
eine Vorrichtung zum Einbringen und/oder Ausbringen von Behältern
in einem oder aus einem Behandlungsraum. Dabei sind äußere
und innere Sternrradpaare vorgesehen sowie Greif- und Halteeinrichtungen
für die Behältnisse.
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Die
DE 198 16 239 A1 beschreibt
eine Vorrichtung zum Ein- oder Ausbringen von Behältnissen in
bzw. aus einem Behandlungsraum. Dabei sind nach außen hin
offene Schleusenkammern vorgesehen, wobei ein Schleusenrad mit unmittelbar
durch die Behälter und/oder mittelbar durch eine Steuereinrichtung
betätigbaren Greifern vorgesehen ist, welches die Behälter
in den Schleusenkammern vorübergehend fixiert.
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Aus
der
DE 198 17 735
C1 ist eine Getränkeabfüllvorrichtung
bekannt. Diese weist ein stationäres Füllorgan
in einem den Behältereingriffsteil des Füllorgans
und den in Füllstellung stehenden Behälter umgebenden
mit dem Inertgas beaufschlagten Behandlungsraum auf, wobei in diesem
Raum die Behälter durch eine Öffnung zuführbar
sind. Des weiteren ist ein Einschleusraum vorgesehen, über
den die Öffnung nach außen und zum Behandlungsraum hin über
Schleusentore absperrbar ist.
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Bei
der sogenannten kaltaseptischen Abfüllung erfolgt zuerst
die Sterilisation der abzufüllenden Behältnisse
und Verschlüsse und danach wird das zuvor entkeimte Produkt
einer abgeschlossenen sterilen Umgebung, dem sogenannten Reinraum,
abgefüllt. Die Behältnisse werden unter aseptischen
Bedingungen verschlossen.
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Dabei
ist es, wie gesagt, im Stand der Technik üblich, dass sich
die entsprechenden Abfüllorgane mit den abzufüllenden
Behältnissen mitbewegen. Hierdurch entstehen jedoch weitere
Verfahrenstechnische Probleme, da beispielsweise die beweglichen Abfüllorgane
mit dem abzufüllenden Medium versorgt werden müssen,
was weiteren Dichtungsaufwand mit sich bringt. Der vorliegenden
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Befüllen
von Behältnissen mit Flüssigkeiten zur Verfügung
zu stellen, welche in der Herstellung günstig ist und einen
einfachen Betrieb ermöglicht.
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Dies
wird erfindungsgemäß durch Vorrichtungen und Verfahren
nach den unabhängigen Ansprüchen erreicht. Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der
Unteransprüche.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Befüllen
von Behältnissen weist eine Transporteinrichtung auf, welche
eine Vielzahl von Behältnissen durch einen Befüllungsraum
transportiert, wobei der Befüllungsraum bevorzugt ein Sterilraum
ist. Weiterhin ist eine Vielzahl von in dem Befüllungsraum
angeordneten Behandlungsorganen vorgesehen, welche die Behältnisse
behandeln, wobei wenigstens eines dieser Behandlungsorgane ein Befüllungsorgan
ist, welches die Behältnisse mit der Flüssigkeit
befüllt.
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Erfindungsgemäß ist
die Transporteinrichtung derart gestaltet, dass sie die Behältnisse
getaktet durch den Befüllungsraum transportiert. Unter dem
Befüllungsraum wird derjenige Raum verstanden, durch den
hindurch die Behältnisse geführt werden und innerhalb
dessen sie mit Flüssigkeit gefüllt werden. Bei
der Flüssigkeit kann es sich beispielsweise um ein Getränk
handeln, es wäre jedoch auch möglich, Medikamente
oder andere pharmazeutische Produkte abzufüllen. Unter
einem Sterilraum wird verstanden, dass der Befüllungsraum
insbesondere gegenüber der Außenumgebung isoliert
ist.
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Es
soll einerseits verhindert werden, dass Luft von außen
in den Befüllungsraum eindringt, umgekehrt soll jedoch
auch das Austreten von Gasen aus den Befüllungsraum nach
außen verhindert werden. Vorzugsweise ist um den Befüllungsraum
ein Gehäuse vorgesehen, welches diesen abdichtet. Erfindungsgemäß wird
damit vorgeschlagen, nicht, wie im Stand der Technik, die Behältnisse
in einer kontinuierlichen Bewegung zu befördern sondern
in einer getakteten Bewegung.
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Vorzugsweise
sind die Behandlungsorgane wenigstens teilweise stationär
angeordnet. Dabei sind vorzugsweise neben den Befüllungsorganen noch
andere Behandlungsorgane vorgesehen, beispielsweise Organe, welche
die Behältnisse mit einem Verschluss verschließen,
Organe, welche eine Sterilisierung der Behältnisse vornehmen
und dergleichen. Durch die stationäre Anordnung der Befüllungsorgane
und bevorzugt auch weiterer Behandlungsorgane wird die Vorrichtung
in ihrer Gesamtheit vereinfacht, da beispielsweise keine zusätzlichen Drehdichtungen
vorgesehen sein müssen und auf diese Weise der Dichtungsaufwand
gesenkt werden kann. Auch kann auf diese Weise auf Drehverteiler verzichtet
werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung
eine weitere Transporteinheit auf, welche sowohl Behältnisse
wenigstens und bevorzugt mittelbar an die Transporteinheit übergibt als
auch Behältnisse wenigstens und bevorzugt mittelbar von
der Transporteinrichtung übernimmt. Dabei kann es sich
hier um ein Übergaberad handeln, welches die Behältnisse
bevorzugt über eine Schleuseneinrichtung in dem Sterilraum
bzw. in den Befüllungsraum einführt. Damit wird
hier lediglich eine Transporteinheit vorgesehen, welche sowohl leere Behältnisse
an die Vorrichtung bzw. die Transporteinrichtung übergibt,
als auch gefüllte und verschlossene Behältnisse
von dieser Transporteinrichtung übernimmt. Auf diese Weise
ist es möglich, nur einen Zugang zu der Transporteinrichtung
vorzusehen, über welchen sowohl Behältnisse eingeführt
als auch ausgeführt werden.
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Vorzugsweise
ist in der Transportrichtung der Behältnisse zwischen der
ersten Transporteinrichtung und der weiteren Transporteinheit eine Schleuseneinrichtung
vorgesehen, welche sowohl leere Behältnisse von der weiteren
Transporteinheit übernimmt und an die erste Transporteinrichtung übergibt,
als auch befüllte und verschlossene Behältnisse
von der ersten Transporteinrichtung übernimmt und an die
weitere Transporteinheit übergibt.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die
erste Transporteinrichtung ein Transportrad auf, welches die Behältnisse
wenigstens abschnittsweise auf einer kreisförmig verlaufenden
Bahn befördert. Eine derartige Transporteinrichtung wird
im folgendem auch als Rundläufer bezeichnet. Die Behältnisse
werden mit dieser Vorrichtung damit auf einer kreisförmigen
Bahn getaktet befördert.
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Vorzugsweise
weist die Transporteinheit eine Schleuseneinrichtung auf, welche
ein Eintreten von Luft in den Befüllungsraum verhindert.
Dabei werden die Behältnisse in den Schleusenraum eingeführt
und anschließend an die Transporteinrichtung übergeben.
Wie oben erwähnt, wird ein kombinierter Ein/Auslaufstern
verwendet, um die Behältnisse zu der Transporteinrichtung
bzw. von der Transporteinrichtung weg zu befördern. Vorzugsweise
befindet sich auch die Schleuseneinrichtung innerhalb des Befüllungsraumes
und damit in einem Reinraum.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Schleuseneinrichtung
eine drehbare Schleuseneinrichtung. Das bedeutet, dass die Behältnisse
vorzugsweise in die Schleuseneinrichtung eingeführt und
anschließend um eine Drehachse der Schleuseneinrichtung
gedreht werden. Dabei folgt vorzugsweise auch die Drehung der Behältnisse
in der Schleuseneinrichtung getaktet. Auf diese Weise ist eine Übergabe
bzw. Übernahme der Behältnisse an oder von der
Transporteinrichtung erleichtert.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die
Schleuseneinrichtung wenigstens ein Greifelement zum Greifen der
Behältnisse auf, wobei dieses Greifelement sowohl entlang
einer geraden Richtung verschiebbar als auch schwenkbar angeordnet
ist. Damit werden zunächst die Behältnisse gegriffen,
anschließend in die Schleuseneinrichtung eingezogen und
schließlich geschwenkt um wieder an die Transporteinrichtung übergeben
werden zu können. Dies wird genauer unter der Bezugnahme auf
die Figuren erläutert.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die
weitere Transporteinheit eine geradezahlige Anzahl von Greifelementen
zum Greifen der Behältnisse auf. Vorzugsweise sind zwei
oder vier derartige Greifelemente vorgesehen. Dabei dient ein Greifelement
bzw. jedes erste Greifelement dazu, um ein leeres und unverschlossenes
Behältnis an die Transporteinrichtung zu übergeben
und das jeweils zweite bzw. ein zweites Greifelement dient zur Übernahme
der gefüllten und verschlossenen Behältnisse von
der Transporteinrichtung.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei den Greifelementen um aktive Greifelemente.
Dies bedeutet, dass die Greifelemente sich selbstständig
schließen können um ein Behältnis insbesondere
an seinem Flaschenhals zu greifen.
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Es
ist beispielsweise möglich, dass die Schleuseneinrichtung
ein leeres Behältnis von einem Einlaufstern übernimmt,
indem ein Linearschlitten der Schleuseneinrichtung ausfährt.
Nach einer pneumatisch angetriebenen Übergabe (bzw. das
Greifelement schließt), fährt der erwähnte
Linearschlitten mit der leeren Flasche wieder in die Schleuse ein.
Nachdem Schwenken der Schleuse um 180° fährt der
Linearschlitten wieder aus und der leere Behälter wird an
die bereits auf Position gefahrene entsprechende Greifeinrichtung
der Transporteinrichtung übergeben.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die
Vorrichtung einen zentralen Träger auf, an dem im wesentlichen
alle Behandlungsorgane der Vorrichtung bzw. deren Arbeitselemente
angeordnet sind. Unter Arbeitselementen werden dabei beispielsweise
die Elemente eines Verschließers, die Befüllungsorgane,
Elemente zum Spülen der Behältnisse, Elemente
für die Innendesinfektion der Behältnisse und
dergleichen verstanden. Durch die Anordnung dieser Elemente an einem
zentralen Träger wird insgesamt die Zugänglichkeit
für die Vorrichtung und die Wartung erleichtert. Vorzugsweise
ist der zentrale Träger ein dem Befüllungsraum
abschließender Deckel. Damit sind bei dieser Ausführungsform
die Arbeitselemente der Vorrichtung hängend an diesem Deckel
angeordnet. Auf diese Weise wird auch eine Innensterilisation der
Vorrichtung erleichtert.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die
Vorrichtung eine Vielzahl von im Inneren des Befüllungsraums
angeordneten Flüssigkeitsverteileinrichtungen auf. Genauer
gesagt ist zur Reinigung und zur Desinfektion des Befüllungsraums eine
CIP-Anlage (clean in process) installiert. Dabei sind im Inneren
des Befüllungsraumes eine Vielzahl von einzeln steuerbaren
Düsen verteilt. Diese ermöglichen, den gesamten
Befüllungsraum zu reinigen. Dabei ist bevorzugt die Verrohrung
dieser Reinigungsanlage derart ausgelegt, dass bei einer Entlüftung
des Systems alle Rohre selbstständig leer laufen. Vorzugsweise
werden zur effektiven Reinigung des Innenraums Rotationssprühköpfe
eingesetzt d. h. Sprühköpfe die die Reinigungsflüssigkeit
in Umfangsrichtung abgeben bevorzugt unter Drehung. Auch die Verrohrung
für diese Innenreinigung ist bevorzugt an dem oben erwähnten
Deckel bzw. Träger angeordnet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist im Inneren
des Befüllungsraums eine Verschließeinrichtung
angeordnet, um die Behältnisse mit Verschlüssen
zu verschließen. Um das Behältnis zu verschließen
muss ein entkeimter Verschluss auf den Verschlusskonus des Veschließers
befördert werden.
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Vorzugsweise
ist ein Antrieb der Verschließeinrichtung außerhalb
des Befüllungsraumes angeordnet. Aus dem Stand der Technik
sind Vorrichtungen bekannt, bei denen der gesamte Verschließer einschließlich
Motor und Antrieb im Reinraum angeordnet ist. Dabei treten jedoch
relativ große zu reinigende Oberflächen auf. Daher
wird für diese Ausführungsform vorgeschlagen,
dass die Mechanik und der Antrieb frei zugänglich außerhalb
des Befüllungsraums angeordnet sind und lediglich der wechselbare
Verschlusskonus, der anschließend die Verschlüsse
auf den Behältnissen aufdreht, im Inneren des Befüllungsraums
angeordnet ist. Damit wird hier eine Abtrennung dieses Veschlusskopfes
durchgeführt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass
die Wartung der Mechanik bei laufendem Betrieb durchgeführt werden
kann und eine erneute Reinigung des Befüllungsraums nicht
notwendig ist.
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Vorzugsweise
weist die Verschließeinrichtung einen Schwenkarm auf, der
den Verschluss schwenkt. Wie oben ausgeführt, besteht eine
Aufgabe darin, die Schraubverschlüsse aus einer Verschlussschiene
in den Konus des Verschlussaggregats zu befördern. Dabei
sollte der Verschluss nicht an seinem Innnengewinde berührt
oder gehalten werden, da sonst wieder die Gefahr einer Verkeimung
besteht. Nach der Entkeimung der Verschlüsse rutschen diese
in eine Schiene. Anschließend führt der Schwenkarm
eine Schwenkbewegung zu dem Ende dieser Schiene aus, wo bereits
ein Verschluss angeordnet ist. Der Schwenkarm nimmt diesen Verschluss
auf und schwenkt dann zurück über dem Konus des
Verschließorgans.
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Vorzugsweise
ist der Schwenkarm in seiner Gesamtheit absenkbar und hebbar. Dies
bedeutet, dass der Schwenkarm neben seiner Schwenkbewegung auch
eine vertikale Bewegung nach oben und unten ausführt. Durch
das Heben des Schwenkarms wird der Verschluss in dem oben erwähnten
Konus geklemmt anschließend senkt sich der Schwenkarm wiederum
ab und ein neuer Zyklus beginnt.
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Vorzugsweise
ist der Schwenkarm an einer Welle angeordnet und diese Welle ist
in ihrer Umfangsrichtung von einem Faltenbalg umgeben. Wie oben
ausgeführt, führt der Schwenkarm sowohl eine Schwenkbewegung
als auch eine Hub- bzw. Absenkbewegung auf. Um auf diese Weise die
Abdichtung gegenüber dem Befüllungsraum zu erreichen
ist der erwähnte Faltenbalg vorgesehen, der gleichzeitig diese
Isolation übernimmt.
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Die
vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Befüllen
von Behältnissen mit Flüssigkeiten gerichtet,
wobei die Behältnisse mit Hilfe einer Transporteinrichtung
durch einen sterilen Befüllungsraum transportiert werden
und innerhalb dieses vorzugsweise sterilen Befüllungsraums
mit einer Vielzahl von in dem Befüllungsraum angeordneten Behandlungsorganen
behandelt werden, wobei wenigstens eines dieser Behandlungsorgane
ein Befüllungsorgan ist, welches die Behältnisse
mit der Flüssigkeit befüllt. Erfindungsgemäß werden
die Behältnisse getaktet durch den Befüllungsraum
transportiert.
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Damit
wird auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorgeschlagen, die Behältnisse nicht mit einer kontinuierlichen
Bewegung zu fördern sondern getaktet. Auf diese Weise können
auch hier die jeweiligen Behandlungsorgane innerhalb des Befüllungsraums
stationär angeordnet sein. Bei dem Behandlungsraum handelt
es sich bevorzugt um einen Sterilraum
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Bei
einem bevorzugten Verfahren wird der Transporteinrichtung jeweils
zeitgleich ein leeres Behältnis zugeführt und
ein volles Behältnis von der Transporteinrichtung abgeführt.
Durch diese zeitgleiche Zu- und Abführung kann mit Hilfe
nur einer Übergabeeinrichtung sowohl das Zuführen
der Behältnisse als auch das Abführen der Behältnisse
erreicht werden. Auf diese Weise kann die Anzahl an Zugängen
und Öffnungen des Befüllungsraums reduziert werden.
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Vorzugsweise
werden auf einer auch als Zuführ- und Abführeinheit
bezeichneten Transporteinheit für die Behältnisse
zeitgleich sowohl befüllte als auch unbefüllte
Behältnisse transportiert. Vorzugsweise handelt es sich
hier um einen Zuführ- bzw. Abführstern, an dem
zeitgleich sowohl befüllte und damit verschlossene Behältnisse
als auch unbefüllte d. h. zu befüllende Behältnisse,
angeordnet sind.
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Vorzugsweise
werden die Behältnisse über eine Schleuseneinrichtung
von der Transporteinheit an die erste Transporteinrichtung übergeben.
Mit Hilfe dieser Schleuseneinrichtung wird verhindert, dass in den
Befüllungsraum Luft eintritt und umgekehrt kann auch verhindert
werden, dass aus dem Inneren des Befüllungsraums vorhandene
aggressive Gase wie beispielsweise Wasserstoffperoxid austreten.
Die Schleuseneinrichtung ist dabei sowohl zur Aufnahme der befüllten
Behältnisse als auch zur Aufnahme der unbefüllten
Behältnisse geeignet.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten
Zeichnungen:
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Darin
zeigen:
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1 eine
Gesamtdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 ein
Detail der Vorrichtung aus 1;
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3 eine
Schleuseneinrichtung für die Vorrichtung aus 1;
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4 die
Schleuseneinrichtung aus 3 bei der Übernahme
von Behältnissen von der weiteren Transporteinrichtung;
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5 eine
Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung aus 1 zur
Veranschaulichung unterschiedlicher Arbeitsstationen;
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6 eine
Ansicht zur Veranschaulichung einer Verrohrung für die
Vorrichtung;
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7 eine
Darstellung zur Veranschaulichung des Transports der Behältnisse;
und
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8 eine
Ansicht einer Verschließeinrichtung für eine erfindungsgemäße
Vorrichtung.
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1 zeigt
eine vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung 1. Diese Vorrichtung 1 weist einen
Befüllungsraum 4 auf, innerhalb dessen die Behältnisse 10 geführt
und unter anderem auch mit einer Flüssigkeit wie beispielsweise einem
Getränk befüllt werden. Dabei werden zunächst über
eine weitere Transporteinheit 40, die als kombinierter
Ein-/Auslaufstern ausgeführt ist dem Befüllungsraum
sowohl leere und offene Behältnisse zugeführt
als auch befüllte und verschlossene Behältnisse
abgeführt. In 1 sind dabei die leeren Behältnisse
jeweils durch das Bezugszeichen 10a und die befüllten
Behältnisse jeweils durch das Bezugszeichen 10b gekennzeichnet.
Man erkennt, das jeweils zwei unbefüllte Behältnisse 10a und
anschließend zwei befüllte Behältnisse 10b nebeneinander angeordnet
sind. Die weitere Transporteinrichtung 40 dreht sich wie
bei 1 gezeigter Ausführungsform im Uhrzeigersinn. Das Bezugszeichen 50 bezieht
sich auf eine Schleuseneinrichtung, welche sowohl leere Behältnisse 10a von
der weiteren Transporteinheit 40 übernimmt als
auch befüllte Behältnisse 10b an diese weitere
Transporteinheit 40 übergibt. Bei Betriebsbeginn
wird dabei diese Transporteinheit 40 von Hand mit leeren
Behältnissen 10a bestückt.
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Das
Bezugszeichen 3 bezieht sich auf ein Transportrad, an dem
die einzelnen Behältnisse entlang einer greisförmigen
Bahn transportiert werden.
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2 zeigt
eine Detailansicht der in 1 gezeigten
Vorrichtung. Man erkennt, dass die weitere Transporteinheit 40 um
eine Drehachse X drehbar ist. Das Bezugszeichen 47 bezieht
sich dabei auf eine Antriebseinrichtung, welche ein gezacktes Rad 43 und
damit auch den Träger 42 getaktet antreibt. Dabei
wird eine getaktete Drehbewegung abwechselnd um einen Umfangswinkel
zwischen 15 und 45° durchgeführt. Zwischen jedem
Takt dieser Drehbewegung erfolgt eine Rast, während der
die Behältnisse an die Schleuseneinrichtung 50 übergeben
werden. Dabei wird bevorzugt der Träger 42 nach
jeder Übergabe/Übernahme von Behältnissen
bzgl. der Behältnisse um eine Position gedreht.
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Es
wäre jedoch auch möglich, den Träger nach
jeder Übernahme/Übergabe um zwei Positionen zu
drehen und jeweils abwechselnd ein leeres und ein volles Behältnis
an dem Träger anzuordnen. Auch könnte die Schleuseneinrichtung
vier oder mehrere Greifelemente aufweisen, welche nebeneinander
angeordnet sind. Daneben wäre es auch möglich,
dass die Schleuseneinrichtung insgesamt 4 Greifelemente aufweist,
wobei zwei Elemente jeweils in Richtung der weiteren Transporteinheit
bewegt werden und zwei weitere Elemente in Richtung der Transporteinrichtung 2
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3 zeigt
eine Darstellung der Schleuseneinrichtung 50, welche gerade
ein befülltes und verschlossenes Behältnis 10b von
der Transporteinrichtung 2 übernimmt und im Wesentlichen
gleichzeitig (nicht gezeigt) ein offenes und leeres Behältnis
an die Transporteinrichtung übergibt.
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4 zeigt
eine Situation, in der gerade ein leeres Behältnis 10a von
der weiteren Transporteinheit 40 übernommen wird
und gleichzeitig ein befülltes Behältnis 10b von
der Schleuseineinrichtung 5 an die Transporteinrichtung 40 übergeben
wird. Zu diesem Zweck weist die Schleuseneinrichtung Greifelemente 56 auf,
welche die Behältnisse, vorzugsweise an deren Hals greifen
können. Diese Greifeinrichtungen 56 sind entlang
des Pfeils P2 verschiebbar, so dass die Behältnisse in
einen Innenraum 51 der Schleuseneinrichtung eingezogen
werden können. Nach diesem Einziehen wird die Schleuseneinrichtung
um ihre Drehachse y um 180° gedreht, um eine entsprechende Übergabe
an die Transporteinrichtung 2 bzw. Übernahme von
der Transporteinrichtung 2 durchführen zu können.
Bevorzugt weist die Schleuseneinrichtung daher eine Lagerung mit
einem Schwenkantrieb auf.
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Der
Transport der Behältnisse erfolgt in einer Schleusenzelle 53.
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Nach
dem Schwenken der Schleuseneinrichtung 50 fährt
ein (in 4 nicht gezeigter) Linearschlitten
wieder aus und das leere Behältnis 10a wird an
eine bereits auf Position gefahrene Klammer bzw. das Greifelement 34 der
Transporteinrichtung 2 übergeben (3).
Das Behältnis liegt nun mit dem Tragring auf der erwähnten
Klammer 34 der Transporteinrichtung 2 auf und
wird durch Öffnen der Klammer bzw. des Greifelementes 56 der
Transporteinrichtung 2 übergeben. Nach dem Zurückschwenken
der Schleuseneinrichtung um 180° fährt der Schlitten
wieder aus und ein neuer Zyklus beginnt. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet
eine Inspektionseinrichtung, welche prüft, ob auf den Behältnissen 10 Verschlüsse
angebracht sind.
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5 zeigt
eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Darstellung der unterschiedlichen Bereiche. Dabei sind die einzelnen
Arbeitsschritte mit römischen Zahlen I-XII gekennzeichnet.
In dem Schritt I findet eine Übergabe einer leeren und
verkeimten Behältnisses von der Schleuseneinrichtung 50 statt.
In einem Schritt II wird das Behältnis 10 außen
entkeimt und in einem Schritt III mit erhitzter Luft vorgewärmt.
Anschließend erfolgt eine kontinuierliche Innenentkeimung
des Behältnisses im Schritt IV mit einem H2O2-Luft-Gemisch.
Anschließend erfolgt in einem Schritt V eine diskontinuierliche Innenentkeimung
des Behältnisses mit einem H2O2-Luft-Gemisch. In einem VI wird
das Behältnis mit Sterilluft durchgespült.
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Das
Bezugszeichen VII bezeichnet eine freie bzw. unbenutzte
Station. In einem Schritt VIII wird das Behältnis
beispielsweise mit einem Getränk befüllt und anschließend
wird (Schritt IX) flüssiger Stickstoff in den
Behälter eingebracht. Schließlich wird (Schritt X)
das Behältnis mit einem Schraubverschluss verschlossen
und in einem Schritt XI mit einem Aluminiumsiegel versiegelt.
Schließlich wird (Schritt XII) das volle Behältnis
an die Schleuseneinrichtung 50 übergeben.
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Um
die einzelnen Arbeitsschritte I-XII und insbesondere
die Arbeitsschritte II-XI durchführen
zu können, weist die Vorrichtung 1 mehrere Behandlungsorgane
auf, die stationär an dem Träger 20 angeordnet
sind. Die Behältnisse werden jeweils gegenüber
diesen Behanldungsorganen bewegt. Das Bezugszeichen 8 zeigt
(nur schematisch) ein Befüllungsorgan zum Befüllen der
Behältnisse. Die Bezugszeichen 16 und 18 zeigen
(ebenfalls nur stark schematisch) zwei weitere Behandlungsorgane
zur Durchführung der Schritte III und IV.
Die einzelnen Behandlungsorgane sind entlang einer kreisförmigen Bahn
angeordnet, wobei diese Bahn auch der Transportbahn der Behältnisse
entspricht.
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Der
Befüllungsraum 4 ist durch drei Trennscheiben 24, 25, 26 in
drei Bereiche A, B, C unterteilt. In dem Bereich A herrscht vorzugsweise
ein Unterdruck im Bereich von 5–10 Pascal. Dieser Unterdruck ist
erforderlich, um auszuschließen, dass H2O2-Dämpfe die Anlage über
die Schleuse 50 verlassen. Dieser Unterdruck wird über
eine Abluftregelung aufrechterhalten.
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In
dem Bereich B finden sich die oben erwähnten Stationen
zur Entkeimung des Behältnisses. Der mit H2O2-Dampf belastete Teil der Anlage wird mit
einem leichten Überdruck von ca. 10 Pascal betrieben. Auf
diese Weise kommt es zu einer ständigen Überströmung
(Pfeil P4) in den Übergabebereich A der Schleuseneinrichtung 50.
Auch hier wird der Druck durch eine Abluftregelung aufrechterhalten.
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In
dem Bereich C ist der Druck in diesem sterilen Bereich derart gewählt
(beispielsweise 20 Pascal Überdruck), dass es zu Überströmungen
(Pfeile P4, P5, P6) in den beiden benachbarten Bereiche A, C kommt.
Auf diese Weise kann eine Kontermination durch unsterile Luft aus
dem Bereich A und eine Kontermination durch H2O2 beladene Luft aus dem Bereich B verhindert
werden. Auch die in den Figuren gezeigte Transporteinrichtung 2 wird
wie oben erwähnt getaktet betrieben, wobei hierbei vorzugsweise
ein elektrischer Servomotor vorgesehen ist, der eine getaktete Schwenkbewegung,
beispielsweise in 30° Schritten ausführt.
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Das
Bezugszeichen 55 bezieht sich auf einen in der Schleuseneinrichtung 50 vorgesehenen Träger,
dem gegenüber ein Schlitten 54, an dem wiederum
die Greifelemente 56 angeordnet sind, in der Richtung P2
verschiebbar ist. Dabei ist hier die Schleuseneinrichtung 50 derart
gegenüber der Transporteinrichtung 2 angeordnet,
dass in einem ausgefahrenen Zustand die beiden Greifelemente 56 der
Schleuseneinrichtung zeitgleich an die Greifelemente 34 der
Transporteinrichtung herangeführt werden und so im Wesentlichen
zeitgleich sowohl ein leeres Behältnis übergeben
als auch ein volles Behältnis übernehmen können.
Entsprechend ist auch die Schleuseneinrichtung 50 derart
gegenüber der weiteren Transporteinheit angeordnet, dass
die erwähnte zeitgleiche Übernahme und Übergabe
möglich ist. Es wäre jedoch auch möglich,
unabhängig von einander ansteuerbare Schlitten für
die beiden Greifelemente 56 vorzusehen.
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6 zeigt
eine Darstellung des Befüllungsraums 4. Dieser
Befüllungsraum 4 weist ein Grundgehäuse 5 mit
einem Träger 20 auf. An diesem Träger 20 sind
die einzelnen (nicht im detail gezeigten) Behandlungselemente der
Vorrichtung angeordnet. Das Bezugszeichen 31 bezieht sich
auf eine CIP-Verrohrung. Das Bezugszeichen 32 bezieht sich
auf Reinigungsdüsen, die zur Innenraumreinigung des Befüllungsraums 4 genutzt
werden. Dabei wird genauer aus der erwähnten Vorlaufleitung 31 eine
Reinigungsflüssigkeit auf 12 einzeln steuerbare
Düsenstöcke bzw. Reinigungsdüsen 32 verteilt,
die es ermöglichen, den gesamten Befüllungsinnenraum
zu reinigen. Die Verrohrung ist dabei vorzugsweise so ausgelegt,
dass bei einer Entlüftung des Systems alle Rohre 31 selbstständig
leer laufen. Bei den Sprühköpfen handelt es sich
vorzugsweise um Rotationssprühköpfe, welche einen
Austritt von Reinigungsmitteln voll umfänglich, d. h. um
180° erlauben.
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Das
Bezugszeichen 35 bezieht sich in seiner Gesamtheit auf
eine Verrohrung zum Zuführen des Getränks sowie
gegebenenfalls weiterer Gase, welche in die Behältnisse
eingefüllt werden.
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7 zeigt
eine Gesamtdarstellung der Transporteinrichtung 2. Diese
weist Abstützelemente 82 auf. Das Bezugszeichen 34 bezieht
sich auf Greifelemente, welche die Behältnisse greifen.
Diese Greifelemente 34 sind über einen Hubantrieb 85 in Richtung
des Pfeils P7 heb- bzw. senkbar. Das Bezugszeichen 87 bezieht
sich dabei auf die Decke des Befüllungsraums 4,
d. h. oberhalb dieser Decke ist ein nicht steriler Raumbereich vorgesehen.
Das Bezugszeichen 86 bezieht sich auf die Hubeinrichtung zum
Heben und Senken der Greifelemente 84. Diese Hubeinrichtung 86 ist
dabei von einem Balg 89 umgeben der für eine sterile
Abdichtung sorgt.
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Das
Bezugszeichen 91 zeigt einen Servomotor mit einem vorgeschalteten
Kegelradgetriebe sowie einem Zahnrad. Mit Hilfe dieses Servomotors wird
die Transporteinrichtung 2 getaktet angetrieben. An einer
Lagerplatte 92 ist ein 4-Punkt Momentlager 94 befestigt.
Das mit einer Innenverzahnung an dem Innenring ausgestattete Lager 94 kann
als einzelnes Lager hohe Belastungen aufnehmen und ist annährend
spielfrei und zusätzlich kostengünstig. An dem Innenring
d. h. der Innenverzahnung greift der erwähnte Servomotor
mit dem vorgeschalteten Kegelradgetriebe und dem Zahnrad an.
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In 8 ist
eine Verschließeinrichtung 70 dargestellt. Um
das Behältnis mit einem Schraubverschluss zu verschließen,
muss zunächst entkeimter Verschluss in einen Verschlusskonus 41 befördert werden.
Dies wird mit Übergabe an eine Schwenkeinheit 44 realisiert.
In 8 ist die Verschließeinheit in einer
Ansicht von unten dargestellt. Die (nicht gezeigten) Schraubverschlüsse
gelangen zunächst aus einer Verschlussschiene 72 in
einen Aufnahmebereich 73. Durch diese Schiene 72 wird
erreicht, dass die Verschlüsse nach der Entkeimung mit
der Öffnung nach unten in die richtige Richtung zeigen. Vor
dem Aufnahmebereich 73 stauen sich die Verschlüsse
auf. Zunächst führt ein Schwenkarm 44 eine Schwenkbewegung
um die Achse Z zu dem Schienenende hin aus. In diesen Bereich sitzt
bereits (nicht gezeigt) Verschluss auf einer Ablageblech 74.
Dieses Ablageblech 74 ist an einem Federblech 75 angeordnet.
Durch wegdrücken des Blechs 74 schiebt sich ein
Verschluss auf den Schwenkarm 44 bzw. dessen Ende 45,
wobei hier zu beachten ist, dass in der Schwenkarm unterhalb des
Blechs 74 schwenkt. Dieses Bauteil 45 nimmt den
Verschluss am Schwenkarm auf. Danach schwenkt der Schwenkarm 44 zurück
unter den Konus 41. Neben der Schwenkbewegung führt
der Schwenkarm auch eine vertikale Bewegung nach oben und unten
entlang des Pfeils P1 aus. Durch Heben des Schwenkarms wird der
Verschluss in den Konus 41 geklemmt.
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Dabei
ist zu beachten, dass ein Antrieb (nicht gezeigt) des Schwenkarms 44 außerhalb
des Befüllungsraumes 4 d. h. in einem nicht sterilen
Bereich angeordnet ist. Eine Welle 46, an der der Schwenkarm 44 angeordnet
ist verläuft damit durch den Deckel der Schwenkeinheit
hindurch. Das Bezugszeichen 48 bezieht sich auf einen Faltenbalg,
der erlaubt, dass die Schwenkeinheit 44 sowohl schwenkbar
als auch in Richtung des Pfeils P1 heb- bzw. senkbar ist. Damit übernimmt
der Faltenbalg 48 einerseits eine Abdichtung der Drehbewegung
andererseits jedoch einen Ausgleichen der Hubbewegung und schließlich
auch eine Abdichtung des Verschlussaggregates an der Platte bzw.
des Trägers 20. Der Verschlusskonus 41 wird
anschließend durch eine Relativbewegung bezüglich
des Behältnisses (nicht gezeigt) an dieses herangeführt
und schraubt den Verschluss auf die Mündung des Behältnisses. Dabei
kann das Behältnis durch eine Hubbewegung an den Konus
herangeführt werden, es wäre jedoch auch möglich,
umgekehrt den Konus in Richtung des Behältnisses zu bewegen.
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Damit
ragt nur der Verschlusskonus 41 der Verschließeinheit
in den Reinraum und seine Mechanik und Antrieb stehen frei zugänglich
auf dem Träger 20. Das Bezugszeichen 52 bezieht
sich auf einen weiteren Faltenbalg, der an dem Verschlusskonus 41 bzw.
dessen Welle angeordnet ist.
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Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber
dem Stand der Technik neu sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19835369
C1 [0002]
- - DE 19922873 A1 [0003]
- - DE 19816239 A1 [0004]
- - DE 19817735 C1 [0005]