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(11) | EP 0 588 134 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Verfahren und Vorrichtung zur Überkopf-Behandlung von Flaschen |
| (57) Bei einem Verfahren bzw. bei einer Vorrichtung zur Überkopf-Behandlung von Flaschen
(2) wird die jeweilige Flasche (2) zeitlich auf die Behandlung folgend in einer Nachbehandlung
zur Verbesserung der Sterilität und Keimfreiheit an ihrer Flaschenmündung (2'') mit
einem Strahl eines gas- oder dampfförmigen Mediums beaufschlagt, und zwar aus einer
im Abstand von der Flaschenmündung (2'') vorgesehenen Düsenöffnung (11). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 17.
[0002] Verfahren sowie Vorrichtungen zur Überkopf-Behandlung von Flaschen sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Bekannt ist insbesondere auch eine nach Art eines Rinsers ausgebildete Vorrichtung, bei der die Flaschengreifer an einem um eine vertikale Achse umlaufenden Maschinenteil bzw. Rotor vorgesehen sind und die von den Flaschengreifern erfaßten, zunächst mit ihrem Boden nach unten weisenden Flaschen durch radiales Schwenken nach außen gewendet werden, so daß sich die Flaschen nach dem Wenden mit der Flaschenmündung über einen eine Düsenöffnung bildenden Düsenrohr für das Behandlungsmedium befinden. Dieses Düsenrohr wird zumindest dann, wenn die Behandlung mit einem gas- oder dampfförmigen Behandlungsmedium erfolgt, durch die Flaschenmündung von unten her in den Innenraum der gewendeten Flasche eingeführt. Probleme ergeben sich oftmals in bezug auf die geforderte Keimfreiheit der behandelten Flaschen, und zwar speziell auch in bezug auf die Keimfreiheit der Flaschenmündung.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung aufzuzeigen, die mit einfachen Mitteln die geforderte hohe Sterilität der behandelten Flaschen sicherstellt.
[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 17 ausgeführt.
[0005] Bei der Erfindung erfolgt nach nach Beendigung wenigstens einer Behandlungsphase oder auf diese zeitlich folgend eine Beaufschlagung der Flaschenmündung der jeweiligen Flasche mit einem Strahl eines dampf- oder gasförmigen Mediums, und zwar aus einer Düsenöffnung, die mit Abstand der Flaschenmündung gegenüberliegend vorgesehen ist. Der aus der Düsenöffnung austretende Strahl läßt sich dabei so einstellen, daß er nicht, allenfalls nur ganz geringfügig in die jeweilige Flasche eintritt, aber an der Flaschenmündung eine radial nach außen und zumindest teilweise auch axial entlang der Außenfläche der Flasche verlaufende Strömung erzeugt. Ist das bei der Nachbehandlung verwendete Medium ein Sterilisationsmedium, z.B. Wasserdampf, so wird hiermit eine optimale Sterilisation der Flasche im Bereich der Flaschenmündung erreicht.
[0006] Das bei der Nachbehandlung verwendete Medium kann auch dazu dienen, an die Flaschenmündung gelangte Reste oder Tropfen eines flüssigen Behandlungsmediums (z.B. Wasser) zu entfernen oder zu verhindern, daß derartige Tropfen oder Reste in die Flasche gelangen. Diese Nachbehandlung, die mit den Sterilisationsmedium (z. B. Wasserdampf) oder mit steriler Luft erfolgt, wird vor dem Zurückwenden und/oder beim Zurückwenden der Flasche in ihre ursprüngliche Ausgangslage vorgenommen und verhindert somit, daß bei diesem Zurückwenden Reste eines Behandlungsmediums und mit diesem Keime in den Innenraum der Flasche gelangen.
[0008] Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- in sehr vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen in Form eines Rinsers umlaufender Bauart;
- Fig. 2
- in vereinfachter Darstellung eine an einem Flaschengreifer gehaltene, gewendete Flasche sowie ein unter der Flasche angeordnetes Düsenrohr einer Behandlungsstation.
[0009] In den Figuren ist 1 der um eine vertikale Maschinenachse in Richtung des Pfeiles A umlaufende Rotor einer als Rinser ausgebildeten Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen 2, die der Vorrichtung über einem Transporteur 3 und einem Einlaufstern 4 zugeführt werden und die nach dem Behandeln über einen Ausschubstern und einem Transporteur 6 abgeführt werden, auf dem die Flaschen 2 wiederum aufrechtstehend, d.h. mit ihrem Boden unten abgeführt werden.
[0010] Jede einlaufende Flasche 2 wird von einem am Rotor 1 vorgesehenen Flaschengreifer 7 erfaßt, mit dem die jeweilige Flasche 2 zunächst gewendet wird, so daß der Flaschenboden 2' schließlich nach oben und die Flaschenmündung 2'' nach unten weisen. Dieses Wenden, welches in einem ersten, auf den Einlaufstern 4 folgenden Winkelbereich I stattfindet, erfolgt so, daß die jeweilige Flasche 2 mit ihrem Flaschenboden 2' radial nach außen geschwenkt wird. Nach dem Wenden erfolgt in einem weiteren, anschließenden Winkelbereich II das Behandeln der Flasche 2. In einem anschließenden Winkelbereich III der Drehbewegung des Rotors 1 wird die jeweilige Flasche 2 in ihre ursprüngliche Lage zurückgewendet und auf den Rotor 1 abgestellt. Die mit einer unterbrochenen Linie wiedergegebene Kurve 8 zeigt die vertikale Projektion des unteren Bereichs der Flaschen 2 bei umlaufenden Rotor 1.
[0011] Bei der dargestellten Ausführungsform ist jedem Flaschengreifer 7 ein eine Behandlungsposition bildendes vertikales Düsenrohr 9 zugeordnet. Die Düsenrohre 9 sind am Rotor 1 in gleichen Winkelabständen um dessen Drehachse versetzt oder an einem nicht dargestellten Element des Flaschengreifers 7 vorgesehen, so daß sich jedes Düsenrohr 9 bei einer von dem zugehörigen Flaschengreifer 7 erfaßten und gewendeten Flasche 2 unterhalb dieser gewendeten Flasche befindet, und zwar achsgleich oder in etwa achsgleich mit der Achse der gewendeten Flasche 2, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist.
[0012] Jedes Düsenrohr 9 besitzt einen Düsenkanal 10 mit einer oberen Austritts- bzw. Düsenöffnung 11 und ist in einem Lager- und Verteilerelement 12 für einen vorgegebenen Hub in vertikaler Richtung verschiebbar, und zwar durch ein Betätigungselement 13, welches bei der dargestellten Ausführungsform von einem Pneumatik-Zylinder gebildet ist.
[0013] Über das Verteilerelement 12 und ein individuell steuerbares Ventil 14 ist jedes Düsenrohr 9 mit einer Leitung 15 für warmes Wasses verbunden. Weiterhin ist jedes Düsenrohr 9 über das Verteilerelement 12 und ein individuell steuerbares Ventil 16 mit einer Leitung 17 zum Zuführen von Dampf verbunden.
[0014] Die Fig. 2 zeigt am unteren Ende des Düsenrohres 9 ein Steuerventil 18, mit welchem das jeweilige Düsenrohr 9 bzw. der dortige Kanal 10 entleert werden kann. Die Ventile 14, 16 und 18 sind beispielsweise elektrisch oder pneumatisch betätigte Ventile.
[0015] Mit der beschriebenen Vorrichtung ist folgende Behandlung der Flaschen 2 möglich:
1. Zunächst wird jede Flasche 2 in der vorbeschriebenen Weise gewendet, so daß sie mit ihrem Flaschenboden 2' nach oben und mit ihrer Flaschenmündung 2'' nach unten weist und sich das jeweilige Düsenrohr 9 unterhalb der Flaschenmündung 2'' befindet.
2. Anschließend erfolgt durch Betätigen der Betätigungseinrichtung 13 ein Bewegen des Düsenrohres 9 nach oben, d.h. ein Einführen dieses Düsenrohres in die Flasche 2, und zwar beispielsweise bis auf eine Länge von 40 - 50 mm.
3. Anschließend erfolgt ein Spülen und gleichzeitiges Vorwärmen der jeweiligen Flasche
2, wofür das Ventil 14 geöffnet wird und somit der Innenraum der Flasche 2 mit warmem
Wasser gespült wird. Die Spülzeit beträgt beispielsweise 1 sec. bei einem Wasserverbrauch
von ca. 110 ml. Die Temperatur des Wassers beträgt etwa 60 -70 oC und der Wasserdruck etwa 2 bar.
Das im Bereich der Flaschenmündung 2'' zwischen der Flasche 2 und dem Düsenrohr 9
austretende Wasser wird mit geeigneten Mitteln aufgefangen und kann nach entsprechender
Filterung zumindest teilweise wieder für das Spülen weiterer Flaschen 2 verwendet
werden.
4. Nach dem Spülen erfolgt eine Behandlungspause, in der die behandelte Flasche austropfen kann. In dieser Behandlungspause, die beispielsweise 0,5 - 2 sec. beträgt, erfolgt durch Öffnen des Ventiles 18 ein Entleeren des jeweiligen Düsenrohres 9.
5. Nach dem Austropfen der Flasche 2 wird diese im Inneren mit einem Sterilisationsmedium,
d.h. bei der dargestellten Ausführungsform mit Wasserdampf behandelt, der nach dem
Öffnen des Ventiles 16 über das in die Flasche 2 weiterhin eingeführte Düsenrohr 9
in den Innenraum dieser Flasche eintritt. Die Zeitdauer dieser Dampfbehandlung beträgt
beispielsweise 2 sec. Der für die Dampfbehandlung verwendete Dampf besitzt eine Temperatur
von über 100 oC bei einem Druck von etwa 2 bar.
Besteht bei den behandelten Flaschen 2 eine besonders hohe Bruchgefahr, wie dies beispielsweise
bei älteren, bereits mehrfach verwendeten Flaschen der Fall sein kann, so ist es auch
möglich, den Dampfdruck auf 1,2 - 1,5 bar und damit auch die Temperatur des Dampfes
entsprechend zu reduzieren.
6. Nach Abschluß der Dampfbehandlung wird für eine Nachbehandlung das jeweilige Düsenrohr 9 mittels der Betätigungseinrichtung 13 aus der Flasche 2 herausbewegt, und zwar derart, daß sich die Düsenöffnung 11 mit geringem Abstand, beispielsweise mit einem Abstand von etwa 5 bis 30 mm unterhalb der Flaschenmündung 2'' befindet. Ist dieser Zustand erreicht, so erfolgt durch Öffnen des Ventiles 16 ein kurzzeitiger Dampfstrom oder Dampfstoß auf den Bereich der Flaschenmündung 2''. Die Öffnungszeit des Ventiles 16 beträgt hierbei etwa 1 sec. Es hat sich gezeigt, daß durch die Anordnung der Düsenöffnung 11 mit Abstand unterhalb der Flaschenmündung 2'' und durch die hierdurch bedingte Streuung der bei dieser Behandlung aus den Düsenrohr 9 austretende Dampfstrahl nicht, allenfalls nur ganz geringfügig in den Innenraum der Flasche 2 gelangt, der Dampf dieses Dampfstrahles aber den Bereich der Flaschenmündung 2'' vor allem auch außen sehr intensiv umströmt und dadurch eine optimale Sterilisation der Flaschenmündung 2'' sicherstellt.
7. Im Anschluß daran erfolgt das endgültige Abtropfen der jeweiligen Flasche 2. Zum Abtropfen des Flaschenbodens 2' wird die jeweilige Flasche 2 gegenüber der Vertikalen geschwenkt und verbleibt über eine vorgegebene Zeit in dieser geschwenkten Stellung. Bei Flaschen 2 mit flachen Boden erfolgt dieses Schwenken aus der in der Fig. 2 dargestellten gewendeten, senkrechten Position etwa um 20 bis 30o. Bei Flaschen 2 mit tieferem Boden erfolgt das Schwenken um etwa 30 bis 45o. Die Flaschen 2 verbleiben dann während der gesamten Abtropfzeit in dieser Schwenkstellung.
8. Nach Beendigung der Abtropfzeit werden die Flaschen 2 zurückgewendet und abgestellt, wobei während des Zurückwendens bevorzugt nochmals eine Nachbehandlung entsprechend dem Verfahrensschritt 6 erfolgt. Hier hat die Ausführung, bei der die Düsenrohre 9 an den Flaschengreifern 7 vorgesehen sind und mit diesen mitschwenken, den Vorteil, daß die Lage der jeweiligen Düsenöffnung 11 relativ zur Flaschenmündung 2'' beim Zurückwenden erhalten bleibt.
[0016] Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der die Erfindung tragende Erfindungsgedanke verlassen wird.
[0017] So kann die Vorrichtung beispielsweise für eine von der vorbeschriebenen Arbeitsweise abweichenden Behandlung der Flaschen 2 ausgebildet sein, und zwar beispielsweise in der Form, daß das Einführen des Düsenrohres 9 erst vor der Dampfbehandlung des Innenraumes der Flasche 2 erfolgt, während das vorausgehende Spülen und gegebenenfalls Vorwärmen der Flasche 2 mit dem sich unter der Flaschenmündung 2'' befindlichen Düsenrohr 9 erfolgt. Weiterhin ist es auch möglich, auf die Behandlungspause zwischen dem Spülen der Flasche und der Dampfbehandlung zu verzichten.
[0018] Schließlich ist es grundsätzlich auch möglich, zusätzlich zu oder anstelle des Verfahrensschrittes 6 einen Verfahrensschritt vorzusehen, bei dem das Düsenrohr 9 in der in der Fig. 2 dargestellten Weise mit seiner Düsenöffnung 11 in Abstand, d.h. beispielsweise in einem Abstand von etwa 5 bis 30 mm unterhalb der Flaschenmündung 2'' angeordnet ist und auf der Düsenöffnung 11 ein von steriler Luft gebildeter Luftstrahl oder Luftstoß auf die Flaschenmündung 2'' gerichtet wird. So wie der Dampfstrahl bei dem vorbeschriebenen Verfahrensschritt 6 dringt auch dieser Luftstrahl nicht oder allenfalls nur geringfügig in das Innere der Flasche 2 ein, wobei die Luft dieses Luftstrahles aber den Bereich der Flaschenmündung 2'' insbesondere auch an der Außenseite der Flasche intensiv umströmt. Durch diese Behandlung mit steriler Luft werden eventuelle Wassertropfen an der Flaschenaußenfläche im Bereich der Flaschenmündung 2'' weggeblasen, d.h. es wird insbesondere verhindert, daß solche Wassertropfen und evtl. in diesen enthaltene Keime beim Zurückwenden der jeweiligen Flasche 2 in den Innenraum dieser Flasche gelangen. Die Behandlung mit Luft trägt somit wesentlich zur Keimfreiheit der Flaschen 2 bei und erfolgt bevorzugt am Ende der Abtropfzeit beim Zurückwenden der jeweiligen Flasche. Wassertropfen, die sich vor der Behandlung mit steriler Luft bereits unmittelbar an der die Flaschenmündung 2'' umgebenden Ringfläche befinden, werden durch die Behandlung mit steriler Luft radial nach außen weggedrängt.
Aufstellung der verwendeten Bezugsziffern