DE1586196C - Einrichtung zum aseptischen Abfüllen flussiger und pastenforrmger Stoffe in Verpackungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer bekannten Einrichtung zum aseptischen Abfüllen flüssiger und pastenförmiger Stoffe in innen sterile und zunächst geschlossene Verpackungsbehälter mit Hilfe eines Abfüllkopfes, der mit seinem Unterteil dichtend auf den Verpackungsbehälter aufgesetzt und in seinem Innenraum anschließend sterilisiert wird, der ferner mit Vorrichtungen sowohl zum öffnen des Verpackungsbehälters als auch zum Einbringen des sterilen Füllgutes und zum Wiederverschließen des Verpackungsbehälters ausgerüstet ist.

Die vorliegende Erfindung kann zum aseptischen Abfüllen sowohl von Nahrungsmitteln als auch von aggressiven und gefährlichen Mitteln, z. B. von chemischen Stoffen, bakteriologischen Präparaten usw. in Behältern benutzt werden.

Es sind verschiedene Einrichtungen zum Abfüllen flüssiger und pastenförmiger Stoffe in Verpackungen unter aseptischen Bedingungen bekannt.

So ist in der USA.-Patentschriff 2 885 845 eine Einrichtung beschrieben, bei der Büchsen von bestimmter Größe in eine Kreisbahn einlaufen, hierauf mittels eines Nockens hochgehoben und in einen Zylinder gebracht, dort mit heißem Dampf sterilisiert, dann eingefüllt und verschlossen werden, worauf sie von dem Nocken abgelassen werden und auf eine Kreisbahn geleitet und von dort ausgeschleust werden.

Eine ähnliche Konstruktion zum Abfüllen von Gut in Glas oder Blechgefäße, bei der sich die Verpackungsbehälter in einer aseptischen Kammer befinden und mittels einer Heb- und Senkvorrichtung unter die Füllmaschine gebracht werden, ist in dem UdSSR.-Urheberschein 176 512 beschrieben.

Aus der USA.-Patentschrift 2 930 170 ist eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt, die einen Abfüllkopf besitzt, der in seinem unteren Teil aus einem Ring besteht, der in der Mitte einen zylindrischen Hohlraum aufweist, in den der Hals eines aus Kunststoff bestehenden Verpackungsbehälters eingeführt und von zwei diametral angeordneten Greifvorrichtungen gehalten wird, während oberhalb derselben eine um 90° verdrehte, ebenfalls diametral angeordnete Schweißvorrichtung in dem Ring angeordnet ist. An dem Ring sind außerdem noch Ein- und Auslaß für inertes Gas zum aseptischen Behandeln der Verpäckungsgefäße vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung dieser Art dahingehend zu verbessern, daß ein gewichtsgenaues Füllen von Verpackungsbehältern beliebiger Größe und Gestalt, welche einen Schraubstopfenverschluß besitzen, ermöglicht wird.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Verpackungsbehälter mit Hilfe einer eine tensometrische Waage enthaltenden Hubvorrichtung an den Abfüllkopf anpreßbar ist, ■ daß sich ferner in der Produkt-Zuführleitung ein von der tensometrischen Waage auf Grob- und Feinzuführung sowie in eine Schließstellung umsteuerbarer Dreiwegehahn befindet, daß schließlich die Vorrichtung zum öffnen und Schließen des Verpackungsbehälters aus einer durch den oberen Teil des Abfüllkopfes laufenden vertikal hin- und herbewegbaren und drehbaren abgefederten Welle besteht, deren unteres Ende als Vierkant ausgebildet ist und eine Nut hat, in der sich die abgefederten Nocken zum Festhalten des VerscliliiüMopfens des Verpackungsbdiültcrs befinden, und daß ein pneumatisch gesteuertes Entlüftungsrohr vorhanden ist, welches nach der Sterilisierung durch den Dampf mittels eines druckluftgesteuerten Kolbens in das Innere des Verpakkungsbehälters zu dessen Entlüftung einführbar ist.

In der deutschen Patentschrift 632 295 ist eine Sackfüllmaschine beschrieben, bei der eine Zuführdüse und Absaugleitung durch das Wiegespiel einer Neigungswaage in der, Weise gesteuert werden, daß eine Grob- und Feindosierung erfolgt. Die Erfindung ist daher nur in der gemeinsamen Anwendung der zuvor aufgeführten Merkmale zu erblicken.

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Prinzipschaltplan der erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 2 den Aufbau des erfindungsgemäßen Abfüllkopfes,

F i g. 3 den unteren Teil der Vorrichtung zum öffnen und Schließen der Verpackung mit einem Verschlußstopfen,

F i g. 4 den Längsschnitt des unteren Teils der Welle.

Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält den aseptischen Abfüllkopf 1, die Hubvorrichtung 2 und die automatische Steuergruppe 3 — Hähne mit Stellgliedern.

Der über dem zu füllenden Verpackungsbehälter 4 angeordnete aseptische Abfüllkopf 1, dessen Inhalt bis zu 11 beträgt, ist eine auf den Spannvorrichtungen 5 an dem Träger 6 aufgehängte Glocke mit unten kegelförmig ausgeweiteter Wand 7. Der Abfüllkopf 1 hat am unteren offenen Ende eine Ringnut 8, in der eine elastische Dichtung 9, z. B. eine Gummidichtung, angeordnet und befestigt ist, die zum hermetischen Anschluß des Verpackungsbehälters 4 an· den Abfüllkopf 1 während der Sterilisierung und der Abfüllung des .Produktes in die Verpakkungsbehälter 4 dient.

Der Abfüllkopf 1 ist mit den Stutzen 10 und 11 versehen, die für die Zuführung von Dampf und des Sterilproduktes dienen sowie mit der Vorrichtung 12 zum öffnen der Verpackungsbehälter 4 und Schließen mit einem als Schraubverschlußstopfen ausgebildeten Verschlußstopfen 39 und mit der Vorrichtung 13 zum Entlüften der Verpackungsbehälter 4 während des Füllens derselben mit dem Produkt.

Die Vorrichtung 12 zum öffnen der Verpackungsbehälter 4 und Schließen mit einem Verschlußstopfen 39 besteht aus einer Welle 14, die durch den oberen Teil des Abfüllkopfes 1 läuft. Die Welle 14 ist mit einem Gewinde zur vertikalen Verschiebung und mit einer Keilnut versehen. Das untere Ende 15 der Welle 14 hat einen quadratischen Querschnitt mit der Nut 16', in der sich zwei abgefederte Nocken 17 zum Festhalten des Verschlußstopfens 39 an der Welle 14 befinden. Die Welle 14 wird von dem im Gehäuse 19 montierten Schneckenantrieb 18 angetrieben und rotiert in der abgefederten Mutter 20. Die Welle 14 ist im oberen Teil des Abfüllkopfes 1 durch die Stopfbüchse 21 abgedichtet.

Die Vorrichtung 13 zum Entlüften der Verpakkungsbehälter 4 ist als ein am Abfüllkopf 1 befestigter Zylinder 22 ausgeführt, in dem sich der Kolben 23 der Schiebereinriehtung mit dem Entlüftungsrohr 24 befindet, das als Kolbenstange dient.

Der Zylinder 22 hat zwei Dampfzuführungsstutzen 25 und 26.

Im Entlüftungsrohr 24 ist unter dem Kolben 23

eine Bohrung zum Luftaustritt in den Hohlraum 27 vorhanden, von dem aus die Luft durch das mit einem Wasserabschluß ausgestattete Rohr 28 abgeleitet wird.

Die Hubvorrichtung 2 wird über den Schneckenantrieb vom Elektromotor 29 betätigt. Das Schnekkenrad hat ein Gewinde für die Schraube 30. Am oberen Ende der Schraube 30 ist die untere Platte 31 der tensometrischen Waage 32 befestigt, auf der die elastischen dynamischen Einheiten 33 mit den tensometrischen Gebern 34 montiert sind. Die obere Platte 35 der tensometrischen Waage 32 ist von den dynamischen Einheiten 33 abgestützt.

Der Innenraum der Waage 32 ist durch den Wasserverschluß 36 nach außen isoliert. Die obere Platte 35 wird durch die in einem Lagergehäuse (in der Zeichnung nicht dargestellt) sitzende Stange 37 auf der unteren Platte 31 zentrisch angeordnet.

Auf dem Stutzen 11 zur Zuführung des Sterilproduktes ist der Dreiwegehahn 38 mit veränderlicher Durchflußöffnung, der mit der elektronischen Einheit der tensometrischen Waage 32 automatisch gekoppelt ist, angeordnet.

Der Dreiwegehahn 38 hat doppelte Zweckbestimmung — das Vor- und Feinabwiegen. ·

Wird der Verpackungsbehälter 4 vollständig gefüllt, so kann die erfindungsgemäße Einrichtung ohne Verwendung der tensometrischen Waage 32 ausgeführt werden, am Stutzen 11 braucht nur ein Druckgeber (in der Zeichnung nicht dargestellt) angeordnet zu werden.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Die zum Abfüllen vorbereiteten Verpackungsbehälter 4, z. B. ein Faß, wird auf die obere Platte 35 der tensometrischen Waage 32 unter dem Abfüllkopf 1 gesetzt. Der aufgesetzte Verpackungsbehälter 4 gibt an den Elektromotor 29 der Hubvorrichtung 2 das Schaltsignal, wodurch letztere den Verpackungsbehälter 4 hebt und an den Abfüllkopf 1 preßt.

Bevor der Verpackungsbehälter 4 an den Abfüllkopf 1 gedrückt wird, nimmt die Welle 14 ihre untere Stellung ein. Fällt der Innenvierkant der Welle 14 mit dem Sitz 41 im Verschlußstopfen 39 des Verpackungsbehälters 4 nicht zusammen, so steigt die Welle 14 mit der abgefederten Mutter 20 aufwärts.

Nachdem der Verpackungsbehälter 4 an den Abfüllkopf 1 angepreßt ist, schaltet sich der Elektromotor 29, und der Elektromotor 40 der Welle 14 schaltet sich ein. Dabei stellt sich die Ablesevorrichtung der Waage 32 auf Null ein.

Beim Rotieren der Welle 14 tritt ihr unteres Ende 15 in den Sitz 41 des Verschlußstopfens 39 und senkt sich unter Einwirkung der abgefederten Mutter 20 bis zum Boden des Sitzes 41. Die abgefederten Nocken 17 stoßen gegen die Seitenwände des Sitzes 41 im Verschlußstopfen 39 und halten diesen bei weiteren Drehungen an der Welle 14 fest. Nun beginnt das Herausschrauben und Heben des Verschlußstopfens 39. Ist die obere Stellung erreicht, so schaltet sich der Antriebsmotor 40 der Welle 14 ab, und die Zuführung von überhitztem Dampf durch den Stutzen 10 zwecks Sterilisierung des Abfüllkopfes 1 und des Verpackungsbehälters 4 schaltet sich ein. Nach Beendigung der Sterilisation wird die Dampfzuführung unterbrochen, und die Zuleitung des zum Abfüllen durch den Stutzen 11 vorbereiteten Produktes wird eingeschaltet. Gleichzeitig mit der Füllung des Verpackiingsbehälters 4 wird das Hntlüftungsrohr 24 zwecks Ableitung der Luft aus dem Verpackungsbehälter 4 mit in die Füllöffnung eingeführt.

Das Füllen des Verpackungsbehälters 4 erfolgt in zwei Stufen: Zunächst wird das Vordosieren ausgeführt, d. h., 95 bis 97 ⁰Zo des Gewichtes werden eingefüllt, danach verläuft das Feindosieren bis zu 100 % des Gewichts. Letzteres wird durch Umschalten des Dreiwegehahns 38 von der großen auf die kleine Durchlaßöffnung erreicht. Ist das Füllgewicht erreicht, so spricht der tensometrische Geber 34 an den, elastischen Einheiten 33 der tensometrischen Waage 32 an, und die Zuführung des Produkts wird unterbrochen.

Nach der Unterbrechung des Füllvorganges wird das Entlüftungsrohr 24 aus der Füllöffnung entfernt und in die Ausgangsstellung gebracht.

Danach schaltet sich der Elektromotor 40 der Welle 14 ein. Es erfolgt das Senken und Einschrauben des Verschlußstopfens 39. Ist die vorgesehene Druckkraft beim Einschrauben erreicht, so schaltet sich der Motor 40 ab.

Das Entlüftungsrohr 24 wird zur Beseitigung von Produktresten mit Dampf durchgeblasen.

Danach wird dem Stutzen 10 zur Beseitigung der Produktreste Dampf aus dem Abfüllkopf 1 zugeführt.

Nach Beendigung des Durchblasens wird der Verpackungsbehälter 4 von der Hubvorrichtung 2 gesenkt. Unter der Einwirkung der Schwerkraft gleitet der Verschlußstopfen 39 vom Vierkant 15 der Welle 14 ab. Damit ist das Arbeitsspiel beendet.

Zur Sicherung eines kontinuierlichen Betriebes und der erforderlichen Leistung können mehrere solche Einrichtungen mit zeitlich verschobenen Arbeitsgängen verwandt werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum aseptischen Abfüllen flüssiger und pastenförmiger Stoffe in innen sterile und zunächst geschlossene Verpackungsbehälter mit Hilfe eines Abfüllkopfes, der mit seinem Unterteil dichtend auf den Verpackungsbehälter aufgesetzt und in seinem Innenraum anschließend sterilisiert wird, der ferner mit Vorrichtungen sowohl zum öffnen des Verpackungsbehälters als auch zum Einbringen des sterilen Füllgutes und zum Wiederverschließen des Verpackungsbehälters ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verpackungsbehälter (4) mit Hilfe einer eine tensometrische Waage (32) enthaltenden Hubvorrichtung (2) an den Abfüllkopf (1) anpreßbar ist, daß sich ferner in der Produkt-Zuführleitung (11) ein von der tensometrischen Waage (32) auf Grob- und Feinzuführung sowie in eine Schließstellung umsteuerbarer Dreiwegehahn (38) befindet, daß schließlich die Vorrichtung (12) zum öffnen und Schließen des Verpackungsbehälters (4) aus einer durch den oberen Teil des Abfüllkopfes laufenden vertikal hin- und herbewegbaren und drehbaren abgefederten Welle (14) besteht, deren unteres Hnde (15) als Vierkant ausgebildet ist und eine Nut (16) hat, in der sich die abgefederten Nocken (17) zum Festhalten des Verschhißstopfens (39) des Vcrpackungshehültcrs (4) befinden, und daß ein pneumatisch gesteuertes

   Entlüftungsrohr (24) vorhanden ist, welches nach der Sterilisierung durch den Dampf mittels eines druckluftgesteuerten Kolbens (23) in das Innere des Verpackungsbehälters (4) zu dessen Entlüftung einfahrbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen