Anlage zum keimfreien Verpacken eines Füllguts in Behälter
Diese Erfindung betrifft eine Anlage zum keimfreien Verpacken eines Füllguts in Behälter. Bekannte Anlagen dieser Art weisen den Nachteil auf, dass die Keimfreimachung der Behälter in einer gesonderten Vorrichtung stattfindet. Diese Vorrichtung vergrössert den Raum- und Investitionsbedarf, zumal sie gewöhnlich zusätzliche Mittel für ihre Steuerung und Überwachung benötigt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Keimfreimachung oft den langsamsten Verfahrensschritt darstellt, der die Verpackungsleistung der gesamten Anlage begrenzt.
Schliesslich ist als grosser Nachteil zu werten, dass bei der Überführung der Behälter von der Vorrichtung zur Keimfreimachung bis zur Verschliessvorrichtung aufwendige Vorsichtsmassnahmen getroffen werden müssen, damit die keimfreien Behälter auf diesem Wege nicht wieder verschmutzt werden.
Der Erfindung liegt das Bestreben zugrunde, eine Anlage mit geringem Raumbedarf und hoher Verpackungsleistung zu schaffen, die sich auf einfache Weise herstellen und steuern lässt und bei der die Gefahr der Nachverschmutzung auf ein Mindestmass verringert ist.
Erfindungsgemäss wird das dadurch erzielt, dass ein Durchlauftunnel mit einer Bodenplatte vorhanden ist, auf der mindestens ein endloses Förderorgan gleitend geführt ist, dass am Förderorgan eine Vielzahl von Tragteilen einzeln oder gruppenweise zur Aufnahme von je einem Behälter in Füllstellung angeordnet ist, wobei in Längsrichtung aufeinanderfolgende Tragteile bzw.
Tragteilgruppen einen gleichgrossen Abstand voneinander aufweisen, dass im Innern des Durchlauftunnels ortsfest im selben Abstand voneinander oder einem ganzzahligen Vielfachen davon je Förderorgan mindestens eine Sprühvorrichtung zum Einsprühen eines Mittels zum Keimfreimachen in die Behälter, mindestens eine Spülvorrichtung zum Spülen des Behälterinnern mittels eines Spülmittels, mindestens eine Füllvorrichtung zum Abfüllen des Füllguts in die Behälter und mindestens eine Verschliessvorrichtung für die Behälter in Förderrichtung aneinandergereiht sind, wobei der Durchlauftunnel mit keimfreier Luft durchspült wird, um die Behälter während aller Behandlungen im Durchlauftunnel keimfrei zu halten.
Das Förderorgan ist vorzugsweise kettenartig ausgeführt, wobei jedes Kettenglied eine dem Gruppenabstand entspre chende Einbaulänge hat und eine Gruppe Tragteile trägt.
Vorzugsweise ist ferner eine Vorrichtung vorgesehen, um den
Durchlauftunnel in Gegenrichtung zur Förderrichtung mit keimfreier Luft zu durchspülen.
Im folgenden wird als Beispiel eine Ausführungsform des
Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen:
Fig. 1 ausschnittweise eine Anlage zum keimfreien Verpakken eines Füllguts in Behälter in Seitenansicht, wobei die dem Betrachter zugekehrten Seitenwände der Anlage fortgelassen worden sind, um Einblick in den inneren Aufbau zu gewähren,
Fig. 2 eine Vorderansicht derselben Anlage,
Fig. 3 in grösserem Masstab teilweise aufgeschnitten eine Sprühdüse mit Halterung,
Fig. 4 in grösserem Masstab teilweise aufgeschnitten eine Ausblasdüse ohne Halterung,
Fig. 5 in grösserem Masstab teilweise aufgeschnitten eine zweite Ausblasdüse ohne Halterung, und
Fig. 6 eine Draufsicht auf die zweite Ausblasdüse der Fig. 5.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anlage zum keimfreien Verpacken eines Füllguts in Behälter hat ein langgestrecktes, rechteckiges Gestell 1, auf dessen Oberseite eine gleichbreite Tischplatte 2 befestigt ist. Diese ist etwas kürzer als das Gestell 1, so dass dessen beide Endabschnitte unbedeckt sind.
Auf dem Gestell 1 ist ferner in seiner Längsrichtung ein langgestreckter Durchlauftunnel 3 befestigt. Dieser hat den Querschnitt eines rechtwinkligen, auf dem Kopfe stehenden U und weist dieselbe Breite wie die Tischplatte 2 auf, ist aber etwas kürzer als diese. Der Hauptabschnitt der Tischplatte 2 dient dem Durchlauftunnel 3 als Bodenplatte.
In Innern des Gestells 1 ist der Hauptteil eines langgestreckten, schrittweise arbeitenden Horizontal-Kettenförderers angeordnet. Dieser weist zwei endlose, parallel zueinander und im Abstand nebeneinander verlaufende, kettenartige Förderorgane 5 auf, die von einem Paar Antriebsräder 6 und einem Paar Leiträder 7 geführt werden. Beide Förderorgane 5 sind mechanisch miteinander gekoppelt; da die Antriebsräder 6 unverdrehbar auf einer waagrechten Antriebswelle 9 befestigt sind. Diese ist mittels eines Schrittschaltwerks 11 von einem Elektromotor 12 schrittweise antreibbar. Die Förderrichtung ist in Fig. 1 durch gekrümmte Pfeile angedeutet. Jedes Förderorgan 5 ist aus einer Vielzahl von Kettengliedern 14 der Einbaulänge A zusammengesetzt, wobei jedes Kettenglied 14 des einen Förderorgans 5 mit einem Kettenglied 14 des anderen Förderorgans 5 fluchtet.
Wegen der Gleichbeschaffenheit und mechanischen Kopplung beider Förderorgane 5 beschränkt sich die folgende Beschreibung auf das in Fig. 1 vordere Förderorgan 5. Die Ausführungen gelten aber sinngemäss auch für das in Fig. 1 nicht sichtbare, hintere Förderorgan 5. Auf der Aussenseite jedes Kettenglieds 14 sind in Förderrichtung gleichabständig drei oben offene rohrförmige Tragteile 15 in senkrechter Stellung befestigt. Die Innenbohrung jedes Tragteils 15 dient zur Aufnahme eines Behälters 16 in Füllstellung und weist zu diesem Zwecke einen etwas grösseren Durchmesser auf als letzterer.
Für die gleitende Führung und zur Sicherung gegen seitliche Verschiebung des oberen waagrechten Trums des Förderorgans 5 sind auf der Oberseite der Deckplatte 2 zwei Kunststoffschienen 17 mit L-Profil befestigt. Diese sind parallel zueinander und zur Förderrichtung auf beiden Seiten jedes Trums so angeordnet, dass sie die unteren L-Schenkel einander zukehren, wobei der Abstand zwischen den oberen L Schenkeln etwas grösser ist als die Breite des Trums.
Der ortsfeste Durchlauftunnel 3 weist abnehmbare Seitenwände, eine Vielzahl von Tragsäulen sowie eine obere waagrechte Deckplatte 18 auf, die als Montageplatte ausgebildet ist Seine beiden Öffnungen sind durch nicht dargestellte, lose herabhängende Vorhänge abgeschirmt. An der Montageplatte sind im Gruppenabstand A gleichgrosse Gruppen von verschiedenartigen Vorrichtungen befestigt, die verschiedene Funktionen ausüben. Jede Gruppe stellt eine ortsfeste Behandlungsstation für die jeweils darunter befindliche, von einer Gruppe Tragteile 15 getragene Gruppe Behälter 16 dar.
Bei der folgenden Beschreibung wird der in Fig. 1 dargestellte Ruhezustand des Förderorgans 5 zugrunde gelegt.
Über dem in Förderrichtung hinteren, in Fig. 1 linken Endabschnitt der Deckplatte 18 ist ortsfest eine Gruppe von drei an sich bekannten Ladevorrichtungen 19 angebracht, die die Ladestation I bildet und jeweils eine darunter befindliche Gruppe Tragteile 15 mit drei Behältern 16 lädt.
Die Gruppe Ladevorrichtungen 19 wird mittels eines zugeordneten hydraulischen Kraftzylinders 19 betätigt, der in senkrechter Stellung auf der Oberseite der Deckplatte 18 befestigt ist.
An dem in Förderrichtung folgenden Abschnitt der Deckplatte 18 ist im Abstand A von den erwähnten Ladevorrichtungen 19 eine Gruppe von drei Nachdrückvorrichtungen 20 zum Nachdrücken einer Gruppe Behälter 16 ortsfest angebracht. Diese bildet die Nachdrückstation II und wird mittels eines zugeordneten hydraulischen Kraftzylinders 20a betätigt, der in senkrechter Stellung auf der Oberseite der Deckplatte 18 befestigt ist. Jede Nachdrückvorrichtung 20 weist im Innerr des Durchlauftunnels 3 einen Stempel 21 auf, der aus einer hochgelegenen Ruhestellung in eine dicht über einem zugeladenen Behälter 16 gelegene Arbeitsstellung senkrecht verschiebbar ist, um die Füllstellung dieses Behälters auf diese Weise zu korrigieren.
An dem in Förderrichtung folgenden Abschnitt der Deckplatte 18 ist im Abstand A von den erwähnten Nachdrückvorrichtungen 20 eine Gruppe von drei Sprühvorrichtungen 23 zum Aussprühen einer Gruppe Behälter 16 ortsfest angebracht. Diese bildet die Sprühstation II und wird mittels eines zugeordneten, auf der Deckplatte 18 befestigten, hydraulischen Kraftzylinders 23a betätigt. Jede Sprühvorrichtung 23 weist im Innern des Durchlauftunnels eine rohrförmige Sprühdüse 24 auf, die aus einer hochgelegenen Ruhestellung in eine dicht über dem Boden des Innenraums eines Behälters gelegene Arbeitsstellung senkrecht verschiebbar ist.
Die in Fig. 3 dargestellte Sprühdüse 24 weist an ihrem unteren Ende ein aus Sintermaterial bestehendes poröses Mundstück 25 auf, das beim Durchpressen eines Mediums einen grossen, mit der Sprühdüse 24 nahezu gleichachsigen Sprühkegel liefert. Das obere Ende jeder Sprühdüse 24 wird im unteren der beiden miteinander fluchtenden Anschlusstutzen eines T-Stücks 26 gehalten, dessen dritter Anschlusstutzen 27 seitlich absteht und mit einem nicht dargestellten Gerät zur Erzeugung von Wasserstoffperoxyd-Aerosol verbunden ist.
An dem in Förderrichtung folgenden Abschnitt der Deckplatte 18 des Durchlauftunnels 3 ist im Abstand A von den erwähnten Sprühvorrichtungen 23 eine Gruppe von drei ersten Ausblasvorrichtungen 28 zum Spülen einer Gruppe Behälter 16 mit Heissluft oder Dampf ortsfest angebracht. Diese bildet die Spülstation IV und wird mittels eines zugeordneten, auf der Deckplatte 18 befestigten, hydraulischen Kraftzylinders 28a betätigt. Jede erste Ausblasvorrichtung 28 weist im Innern des Durchlauftunnels 3 eine rohrförmige erste Ausblasdüse 29 auf, die aus einer hochgelegenen Ruhestellung in eine dicht über dem Boden des Innenraums eines Behälters 16 gelegene Arbeitsstellung senkrecht verschiebbar ist.
Im Querschnitt ist die erste Ausblasdüse 29 in Fig. 4 dargestellt. Ihre Halterung entspricht der in Fig. 3 dargestellten Halterung der Sprühdüse 24. Der dritte, seitlich abstehende Anschlusstutzen des T-Stückes ist aber hierbei mit einem nicht dargestellten Gerät zur Erzeugung von Heissluft oder Wasserdampf verbunden.
An dem in Förderrichtung folgenden Abschnitt der Deckplatte 18 des Durchlauftunnels 3 ist im Abstand A von den erwähnten ersten Ausblasdüsen 28 eine Gruppe von drei zweiten Ausblasvorrichtungen 30 zum Nachspülen einer Gruppe Behälter 16 ortsfest angebracht. Diese bildet die Nachspülstation V und wird mittels eines zugeordneten, auf der Deckplatte 18 befestigten, hydraulischen Kraftzylinders 30a betätigt. Jede zweite Ausblasvorrichtung 30 weist im Innern des Durchlauftunnels 3 eine rohrförmige zweite Ausblasdüse 31 auf, die aus einer hochgelegenen Ruhestellung in eine dicht über dem Boden des Innenraums eines Behälters 16 gelegene Arbeitsstellung senkrecht verschiebbar ist. Die in Fig. 5 und 6 dargestellte zweite Ausblasdüse 31 weist an ihrem unteren Ende eine axiale Ausblasöffnung 32 mit stark verringertem Querschnitt auf.
Am Umfang des unteren Endes befinden sich aber noch zwölf voneinander und von der Düsenachse gleichabständige Ausblasöffnungen 33, die denen eines Ringbrenners ähneln, aber alle unter demselben Winkel nach oben auswärts geneigt sind. Auf diese Weise wird nur ein feiner Sprühstrahl in Achsrichtung ausgesandt; alle zwölf Ausblasöffnungen 33 erzeugen daneben einen hohlen, nach oben geöffneten Sprühkegel, dessen Spitze dicht am unteren Ende der zweiten Ausblasdüse 31 liegt. Die Halterung der zweiten Ausblasdüse 31 entspricht der in Fig. 3 dargestellten Halterung der Sprühdüse 24. Der dritte, seitlich abstehende Anschlusstutzen des T-Stücks ist aber hierbei mit einem nicht dargestellten Gerät zur Erzeugung überhitzten Wasserdampfs verbunden.
An dem in Förderrichtung folgenden Abschnitt der Deckplatte 18 des Durchlauftunnels 3 ist im Abstand A von den erwähnten zweiten Ausblasvorrichtungen 30 eine Gruppe von drei an sich bekannten Füllvorrichtungen 35 zum Abfüllen des Füllguts in eine Gruppe Behälter 16 ortsfest angebracht. Diese bildet die Füllstation VI und wird mittels eines zugeordneten, auf der Deckplatte 18 befestigten, hydraulischen Kraftzylinders 35a betätigt. Jede Füllvorrichtung 35 weist im Innern des Durchlauftunnels eine rohrförmige Fülldüse 36 auf, die aus einer hochgelegenen Ruhestellung in eine über dem Boden des Innenraums eines Behälters 16 gelegene Arbeitsstellung senk recht verschiebbar ist. Das obere Ende der Fülldüse 36 steht mit einem nicht dargestellten Vorratsbehälter für das Füllgut in Verbindung.
An dem in Förderrichtung vorderen Endabschnitt der Deckplatte 18 des Durchlauftunnels 3 ist im Abstand A von den erwähnten Füllvorrichtungen 35 eine Gruppe von drei an sich bekannten Verschliessvorrichtungen 38 zum Verschliessen einer Gruppe Behälter 16 ortsfest angebracht. Diese bildet die Verschliesstation VII. Jede Verschliessvorrichtung 33 ist mittels nicht dargestellter Betätigungsmittel so betätigbar, dass sie einen darunter befindlichen, gefüllten Behälter 16 verschliesst.
Am in Strömungsrichtung vorderen, in Fig. 1 rechten Ende des Durchlauftunnels 3 ist seitlich der Auslasschacht 40 eines Windkanals angeschlossen, der mit einem nicht dargestellten Gerät zur Erzeugung keimfreier Luft verbunden ist. Die Strömungsrichtung ist durch drei gerade Pfeile gekennzeichnet; sie ist der Förderrichtung entgegengesetzt gerichtet.
Ausserhalb des Durchlauftunnels ist im Abstand 2A von den erwähnten Verschliessvorrichtungen 38 eine Gruppe von drei an sich bekannten Beschneidvorrichtungen 42 zum Beschneiden einer Gruppe von Behältern 16 ortsfest angebracht, die die Beschneidstation VIII bildet. Jede Beschneidvorrichtung 42 ist mittels nicht dargestellter Betätigungsmittel so betätigbar, dass sie den beim Verschliessen entstandenen Grat eines darunter befindlichen Behälters 16 entfernt.
An dem in Förderrichtung vorderen Ende des Gestells 1 ist in einem grösseren Abstand als A eine Gruppe von drei an sich bekannten Ausziehvorrichtungen 44 zum Prüfen und Entladen einer Gruppe beschnittener Behälter 16 aus ihrer Gruppe Tragteile 15 angebracht. Diese Gruppe bildet die Ausziehstation IX, der weitere an sich bekannte Vorrichtungen zur Bearbeitung und Beförderung der entladenen Behälter 16 nachgeschaltet werden.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Die beschriebene Anlage weist neun verschiedene Stationen I-IX auf, von denen sich die Stationen I-VII im Abstand A voneinander im Innern des Durchlauftunnels 3 befinden, während die Stationen VIII und IX in Förderrichtung vor dem Durchlauftunnel 3 liegen. Der obere waagrechte Trum des Förderorgans 5 sei mit Ausnahme des in Förderrichtung hintersten Kettenglieds (in Fig. 1 am weitesten links) voll mit Behältern 16 beladen. Länge und Hub der Düsen 24, 29, 31, 36 seien so eingestellt, dass ihre unteren Enden in Ruhestellung die Förderung nicht behindern und sich in Arbeitsstellung in vorgewähltem Abstand oberhalb des Bodens des Behälterinnern befinden.
In der in Fig. 1 dargestellten Ruhepause des Förderorgans 5 führen alle in den acht Stationen I-VIII befindlichen Vorrichtungen einen Arbeitstakt aus. Dabei werden gleichzeitig - in der Ladestation I die dort befindliche Gruppe leerer Tragteile 15 mittels der dort befindlichen Gruppe Ladevorrichtungen 19 mit einer Gruppe Behälter 16 geladen, - in der Nachdrückstation II die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe Nachdrückvorrichtungen 20 in die korrekte Füllstellung nachgedrückt, - in der Sprühstation III die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe Sprühvorrichtungen 23 mit Wasserstoffperoxyd-Aerosol ausgesprüht, - in der Spülstation IV die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe der ersten Ausblasvorrichtungen 28 mit Wasserdampf gespült, - in der Nachspülstation V die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe der zweiten
Ausblasvorrichtungen 30 mit Heissluft oder überhitztem Wasserdampf nachgespült, - in der Füllstation VI die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe Füllvorrichtungen 36 mit Füllgut gefüllt, - in der Verschliesstation VII die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe Verschliessvorrichtungen 38 verschlossen, - in der Beschneidstation VIII die dort befindliche Gruppe Behälter 16 mittels der Gruppe Beschneidvorrichtungen 42 von dem beim Verschliessen entstandenen Grat befreit, und - in der Ausziehstation IX die dort befindliche Gruppe Tragteile 15 mittels der Gruppe Ausziehvorrichtungen 44 geprüft und entladen.
Wegen der Gleichbeschaffenheit und der mechanischen Kopplung beider Förderorgane 5 laufen sämtliche Vorgänge in der hinteren, in Fig. 2 linken Tunnelhälfte, gleichzeitig und in der gleichen Weise ab wie in der vorderen, in Fig. 2 rechten Tunnelhälfte. Das ist auch bei den folgenden Ausführungen zu beachten.
Nach Beendigung der genannten Tätigkeiten kehren sämtliche Vorrichtungen in ihre Ruhestellung zurück und sind dann sofort bereit, nach einem Förderschritt den Arbeitstakt zu wiederholen.
Nach Betätigung des Schrittschaltwerks 11 bewegt der Elektromotor 12 das Förderorgan 5 um einen Förderschritt in Förderrichtung, das darauf wieder in Ruhestellung verharrt.
Ein Förderschritt entspricht räumlich der Einbaulänge A eines Kettengliedes 14 und somit auch dem Abstand A zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stationen I-VII. Die zeitliche Aufeinanderfolge der Förderschritte entspricht dem Arbeitstakt.
Durch den erwähnten Förderschritt gelangen alle Gruppen Behälter 16, die sich vorher in den Stationen I-VI befanden, in die nächste Station. In die Station I rückt ein Kettenglied 14 mit einer Gruppe leerer Tragteile 15 nach. Der doppelt so grosse Abstand zwischen den Stationen VII und VIII hat zur Folge, dass jede Gruppe von Behältern 16 nach dem Verlassen von Station VII erst einen Ruhetakt einlegt; sie gelangt erst beim darauffolgenden Förderschritt in die Station VIII.
Da die Förderschritte mit vorgewähltem zeitlichen Abstand endlos aufeinanderfolgen, wird eine Gruppe Behälter 16 in neun Arbeitstakten nacheinander geladen, nachgedrückt, ausgesprüht, gespült, nachgespült, gefüllt, verschlossen und beschnitten und als Gruppe fertiger Packungen zu einem späteren Zeitpunkt geprüft und entladen. Die Verpackungsleistung der beschriebenen Maschine je Stunde ist rechnerisch gleich dem Produkt aus der Anzahl Förderorgane 5, der Anzahlt Tragteile 15 je Kettenglied 14 und der Anzahl Arbeitstakte je Stunde. Wenn letztere beispielsweise 1000 beträgt, ergibt sich bei der beschriebenen Ausführungsform eine Verpackungsleistung von 2 X 3 X 1000 = 6000/h.
Die Vorteile der beschriebenen Anlage bestehen in ihrem geringen Raumbedarf sowie im geringen Zeitbedarf, der für das keimfreie Verpacken eines Füllguts in gleichartige Behälter erforderlich ist.
Der Durchlauftunnel 3 wird mit keimfreier Luft durchspült, um die Behälter 16 während aller im Durchlauftunnel stattfindenden Behandlungen keimfrei zu halten. Auf diese Weise werden insbesondere Nachverschmutzungen auf dem Wege zwischen Sprühstation und Verschliesstation verhindert.
Ein weiterer Vorteil besteht in der hohen Zuverlässigkeit, mit der sich die Keimfreiheit bei der beschriebenen Anlage aufrechterhalten lässt. Die Form des Durchlauftunnels erlaubt eine gute Abdichtung der Seitenwände mit einfachen Mitteln, wodurch auch der Nutzeffekt der den Tunnel im Gegenstrom durchströmenden kreimfreien Luft erhöht wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die beiden Förderorgane von den Seiten der Anlage aus leicht zugänglich sind.
Die Betätigung der Düsen 24, 29, 31, 36 sowie der Ladevorrichtungen 19 durch leicht zu steuernde, hydraulische Kraftzylinder erlaubt eine einfache Synchronisierung und Einstellung der Arbeitstakte. Da die Kraftzylinder in senkrechter Stellung ausserhalb des Tunnels angebracht sind, sind sie leicht kontrollierbar, verstellbar und auswechselbar. Ein und derselbe Kraftzylinder-Typ kann für mehrere Vorrichtungen eingesetzt werden, wodurch sich der Aufwand bei der Herstellung und Überholung der Anlage sowie bei der Lagerhaltung der Ersatzteile beträchtlich verringert.
Die Ausblasvorrichtungen dienen dazu, um das Mittel zum Keimfreimachen aus dem Behälterinnern rückstandsfrei zu entfernen.
Das zum Aussprühen der Behälter 16 benutzte Wasserstoffperoxyd-Aerosol hat den Vorteil, dass sich sein Überschuss auf einfache Weise entfernen lässt und dass es keine nichtflüchtigen Rückstände hinterlässt, die das Füllgut ungünstig beeinflussen könnten. Es ist ausserdem sehr billig und übt auf die in der Anlage verwendeten Werkstoffe keine Korrosionswirkung aus. Es können aber selbstverständlich auch andere Mittel zum Keimfreimachen der Behälter 16 benutzt werden.
Um die Einwirkungsdauer des Mittels zum Keimfreimachen zu vergrössern ohne gleichzeitig den Arbeitstakt zu verlängern und ohne damit die Verpackungsleistung zu verringern, können mehrere Sprühstationen hintereinandergeschaltet werden.
Für denselben Zweck können jeder Sprühstation selbstverständlich auch eine oder mehrere Leerstationen nachgeschaltet werden.