EP0692426A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verschliessen von Behältern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Verschliessen von Behältern Download PDF

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EP0692426A1
EP0692426A1 EP95110371A EP95110371A EP0692426A1 EP 0692426 A1 EP0692426 A1 EP 0692426A1 EP 95110371 A EP95110371 A EP 95110371A EP 95110371 A EP95110371 A EP 95110371A EP 0692426 A1 EP0692426 A1 EP 0692426A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
treatment
container
closing
carried out
container mouth
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.)
Withdrawn
Application number
EP95110371A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Heinz Spether
Wilhelm Hofmann
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.)
Alcoa Deutschland GmbH Verpackungswerke
Original Assignee
Alcoa Deutschland GmbH Verpackungswerke
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 Alcoa Deutschland GmbH Verpackungswerke filed Critical Alcoa Deutschland GmbH Verpackungswerke
Publication of EP0692426A1 publication Critical patent/EP0692426A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/20—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps
    • 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
    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B67C7/0073—Sterilising, aseptic filling and closing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B67C7/0073—Sterilising, aseptic filling and closing
    • B67C7/0086—Sterilisation being restricted to the area of application of the closure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B2201/00—Indexing codes relating to constructional features of closing machines
    • B67B2201/08—Aseptic features

Definitions

  • the invention relates to a method for closing filled containers moving along a transport path, sterile treatment or the like being carried out in the region of the container mouth of each container and a closure cap used for the closure.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned that eliminates the disadvantages mentioned above.
  • closure cap is fed to the container mouth in such a way that the closure cap is located above the container mouth above the container mouth during the movement of the container along the transport path to form an access gap and that at least in the area of the access gap Sterile treatment with enclosing the treatment zone for a pre-defined time and after this time the closing process is carried out.
  • this enclosure encompassing at least the area of the access gap, is the sterile treatment in a defined space feasible.
  • This treatment covers not only the area of the container mouth, but also the inside and also the outer edge regions of the closure cap and also leads to the fact that a headspace sterile treatment is also carried out, that is to say which is located above the filling material in the container in the region of the container mouth Room is being sterilized.
  • sterile or “sterile treatment” used in the course of this application is to be understood as any measures which lead to the product, particularly food, not being spoiled prematurely. Therefore, the term “sterile treatment” is not only to be understood as complete disinfection, but also a reduction in the number of bacteria.
  • the sterile treatment is a steam atmosphere treatment. Hot steam is thus introduced into the treatment zone.
  • the penetration of steam into the head space of the respective container creates a vacuum after the treatment.
  • a vacuum treatment and then a protective gas treatment are carried out as the sterile treatment.
  • a vacuum treatment and then a protective gas treatment for example with carbon dioxide, are carried out as the sterile treatment.
  • the vacuum zone thus created is filled up by the protective gas, that is to say that even in such a case the head space, mouth area and also closure cap sections, in particular the inside thereof, are covered by the treatment.
  • the movement of the containers takes place on a circular path forming the transport path.
  • the containers to be closed run continuously into this circular path and are subjected to the sterile treatment during the circular movement, the associated closure caps likewise passing through a corresponding circular path.
  • the containers are closed.
  • the access gap is a circumferential annular gap, preferably approximately the same size everywhere.
  • the closure cap is therefore assigned to the container mouth at a distance such that the opening plane of the container runs parallel — or approximately parallel — to the opening plane of the closure cap. If the container mouth and the closure cap also has a circular cross section, the annular gap is an annular gap.
  • the invention further relates to a device for closing filled containers moving along a transport path, the closing process being carried out in a sterilization zone, the sterilization zone being formed by the interior of a treatment element which moves with the respective container and which can be arranged in the region of the container mouth and has at least one treatment opening opening into the interior.
  • the sterile treatment is carried out through this treatment opening.
  • steam treatment steam emerges from the treatment opening.
  • the vacuum / protective gas treatment mentioned above is carried out, the air in the treatment zone can first be sucked out through the treatment opening in order to create the vacuum and then the protective gas can then be supplied through the treatment opening.
  • the treatment element has a cylindrical, annular side wall. This forms a protective wall in order to bring about or to bring about the aforementioned enclosure of the treatment zone.
  • the sealing head engages in the interior of the treatment element from above during the treatment, so that the interior is covered except for a slight play. If, for example, the sealing head is a rotating or at least a certain angular amount rotating arrangement to apply a screw closure or twist-off closure, the play must be so large that this rotary movement of the closure head relative to the treatment element is possible.
  • the treatment element is attached to the closing head. It therefore moves with the capping head, which is advantageous, for example, when the closures are press-on closures or crown caps. If the closing head moves down towards the container mouth after the treatment has been carried out, the treatment element attached to the closing head also moves.
  • the arrangement of the treatment element on the closing head has the advantage that the two parts do not have to be guided separately from one another and aligned with one another, but instead assume a fixed position relative to one another.
  • the side wall preferably has a recess extending from the lower end face of the treatment element for moving the container mouth in and out. This recess extends — viewed in the circumferential direction of the treatment element — over a partial circumference.
  • a plurality of treatment openings are provided, which are arranged on the treatment element and distributed over a partial circumference.
  • the partial circumference provided with treatment openings lies diametrically opposite the recess.
  • the treatment openings belong to treatment channels which run upwards in the direction of the treatment zone. Surprisingly, this leads to particularly good headroom treatment results.
  • the activation / deactivation of the treatment openings is preferably controlled by the position of a transport device which effects the movement of the container.
  • the treatment to be carried out through the treatment openings therefore takes place depending on the position of the container.
  • the treatment openings are activated / deactivated by means of a sensor which interacts with an adjustable trigger element.
  • the sensor is a valve tappet which interacts with a control curve forming the trigger element.
  • the corresponding valve tappet will also move on a circular path, the control cam being a correspondingly designed sliding surface against which the valve tappet moves in the course of the circular movement and in this way actuates a valve which actuates the Treatment activated or deactivated through the treatment openings.
  • FIG. 1 shows, schematically, the upper region of a container 1 which has a container mouth 2.
  • the invention is not limited to special containers 1.
  • Bottles, glasses, cans, etc. can be considered as containers 1, for example.
  • a closure cap 3, which is held by a closure head 4, is used to close the container 1 (pecked).
  • FIG. 1 shows a treatment element 5 with which a sterile treatment is carried out during the closing.
  • the treatment element 5 has a cylindrical, annular side wall 6, as a result of which an interior 7 of the treatment element 5 is enclosed.
  • the method for closing the container 1 by means of the closure cap 3 is carried out during the movement of the container 1 along a transport path, not shown.
  • an arrow 8 in FIG. 1 demonstrates the movement of the container 1.
  • the movement preferably takes place on a circular path forming the transport path.
  • containers 1 are successively fed to a turntable, wherein they are subjected to a sterile treatment and the closing process during transport by means of the turntable. This will be discussed in more detail below.
  • the container mouth 2 is located in the lower area of the interior 7.
  • the closure head 4, which holds a closure cap 3, is located above the container mouth 2.
  • the closure cap 3, coming from a reservoir, is fed to the closure head 4 with appropriate feed means (not shown).
  • the closing head 4 lowers according to arrow 9, as a result of which the closing cap 3 at least partially enters the interior 7 (FIG. 2). It it becomes clear that the container 1, treatment element 5, sealing head 4 and sealing cap 3 pass through the same movement path, so that the relative position of the parts mentioned remains the same (except for the lowering movement according to arrow 9). It can be seen from FIG.
  • closure cap 3 or the closure head 4 still provides a type of sealing of the interior 7 at the top, while the intervention of the container mouth 2 into the interior 7 from below likewise leads to a closure of the interior 7 at the bottom .
  • any gaps that are formed between the closing head 4 and the inner wall 10 of the side wall 6 and between the container 1 and the inner wall 10 are not taken into account.
  • a treatment zone 11 is formed in the interior 7, which is shielded from the outside, so that the treatment zone 11 is enclosed.
  • a sterile treatment is carried out.
  • the inner region 14 of the closure cap 3, the end region 15 and the lower outer jacket region 16 of the closure cap 3 are vaporized.
  • the outer jacket wall 17 of the container mouth 2 and the latter are vaporized End face 18.
  • steam 13 enters the interior of the container 1, as a result of which the entire head space 19 inside the container 1 is subjected to a sterile treatment.
  • the head space 19 extends as far as the filling 20 of the container 1, the filling 20 being a food or the like.
  • the closure cap 3 is located above the container mouth 2 at a distance from it to form an access gap 21 and that the sterile treatment is carried out through this access gap 21.
  • the container 1 is closed by rotating the sealing head 4 about its vertical axis (arrow 22), thereby opening the sealing cap 3 a thread, not shown, is screwed on in the area of the container mouth 2.
  • the closing head 4 lowers further in the direction of the arrow 9.
  • the beginning screwing of the cap 3 to the container is shown.
  • the dash-dot line shows the screwed-on position.
  • FIG. 4 shows another embodiment of a closing head 4, which is formed in one piece with the treatment element 5.
  • the treatment element 5 with its side wall 6 forms a kind of extension of the sealing head 3 receiving the sealing cap 4.
  • the sealing head 4 is first lowered so far in the direction of arrow 9 that the the upper area of the container mouth 2 enters the interior 7 enclosed by the side wall 6, as a result of which a treatment zone 11 which is closed off from the outside is formed, in which the sterile treatment then takes place.
  • the sealing head 4 lowers further in the direction of the arrow 9 and assigns the sealing cap 3 to the container mouth 2. If there are twist locks, the locking head 4 together with the treatment element 5 starts to rotate. If it is a matter of press-on closures or crown caps, then the rotary movement - likewise as in the previously described embodiment of FIGS. 1 to 3 - is not necessary.
  • the device provided for closing and sterilizing has a shaft 24 rotating about a vertical axis 23 which is penetrated by a longitudinal bore 25 which is designed as a blind bore. Steam is supplied according to arrow 28 by means of a fixed connection 26, which is connected to the longitudinal bore 25 via a sealing device 27.
  • a turntable 29 is attached, which rotates with the shaft 24.
  • the turntable 29 is penetrated by distribution bores 30 which run in a star shape and lead to treatment elements 5 which are arranged — with a corresponding angular spacing — distributed over the circumference of the turntable 29.
  • a sensor 32 is arranged so as to be longitudinally displaceable, which cooperates with a slideway 33 in the course of the rotary movement.
  • the slideway 33 is fixed; it creates a control curve for depressing or releasing the sensor 32, whereby the steam supply to the corresponding treatment element 5 is activated or deactivated.
  • a treatment element 5 is shown in more detail in FIGS. 6 to 8. It has the side wall 6, which is annular, in particular circular. The treatment element 5 is therefore constructed in the manner of a circular tube section.
  • the side wall 6 has a recess 35 which extends from the lower end face 34 and extends over a partial circumference, for example 140 °, of the treatment element 5 which is constructed in the form of a ring.
  • the recess 35 extends 6 over approximately half the length 1 of the treatment element 5.
  • the recess 35 creates an access opening for the container mouth 2 of the entering container 1. If the container mouth 2 is thus fed laterally to the treatment element 5, the container mouth 2 can reach the interior 7 in this way. After closing, the container 1 together with the closure cap 3 then emerges from this recess 35.
  • the distribution bores 30 explained in FIG. 5 and shown again in FIG. 6 each open into a channel 36 in the side wall 6.
  • a treatment channel 37 extends from the channel 36 and is designed to rise towards the treatment zone 11 and at its front end the Treatment opening 12 forms.
  • a plurality of treatment openings 12 are provided with corresponding channels 37, which are spaced apart from one another over a partial circumference of the side wall 6.
  • this partial circumference corresponds to approximately 200 °, fifteen treatment openings 12 being provided at the same distance from one another.
  • the individual treatment openings 12 are at the same height from one another.
  • FIG. 9 shows a top view of the turntable 29, of which only a section is shown. It can be seen that a distribution hole 30 leads radially to the treatment element 5 via a feed bore 38. At the end of the distribution bores 30, a valve seat constriction 39 is formed, with which a valve disk 40 interacts, which is fastened to a valve tappet 41.
  • the valve lifter 41 is guided so that it can move longitudinally in a radial bore 42, the radial bore 42 leading to the outer edge 31 of the rotary table 29.
  • the valve lifter 41 protrudes radially there with a sensor 32.
  • the valve lifter 41 is acted upon radially outward by means of a spring, not shown.
  • valve lifter 41 is displaced against the action of the spring mentioned, as a result of which the valve plate 40 lifts off the valve seat constriction 39 and thus steam from the distribution bore 30 into the feed bore 38 and thus to the treatment element 5.
  • FIG. 10 illustrates - seen from above - a schematic representation of the entire device for filling and closing containers 1.
  • the containers 1 are guided along the path marked with arrow 44, firstly via an inlet star 45 to a filling station 46 and from there via an intermediate star 47 to the sterilizing and closing device 48 according to the above-mentioned exemplary embodiments.
  • the sterilizing and closing device 48 is located in the immediate vicinity of the filling station 46, so that there is a very small design which requires little space and which does not require sterile tunnels or the like to lead the filled containers 1 to the sealing station. But even if you do an overall enclosure with, for example, overpressure, the construction measures required for this can be described as low.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen von gefüllten, sich in entlang einer Transportbahn bewegenden Behältern, wobei eine Sterilbehandlung oder dergleichen im Bereich der Behältermündung jedes Behälters und einer für das Verschließen verwendendeten Verschlußkappe durchgeführt wird. Es ist vorgesehen, daß die Verschlußkappe (3) der Behältermündung (2) derart zugeführt wird, daß sich die Verschlußkappe (3) -während der Bewegung des Behälters (1) entlang der Transportbahn- oberhalb der Behältermündung (2) mit Abstand zu dieser zur Bildung eines Zutrittsspalts (21) befindet und daß zumindest im Bereich des Zutrittsspalts (21) die Sterilbehandlung unter Umschließen der Behandlungszone (11) eine definiert vorwählbare Zeit durchgeführt und nach Ablauf dieser Zeit der Verschließvorgang vollzogen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen von gefüllten, sich entlang einer Transportbahn bewegenden Behältern, wobei eine Sterilbehandlung oder dergleichen im Bereich der Behältermündung jedes Behälters und einer für das Verschließen verwendeten Verschlußkappe durchgeführt wird.
  • Es ist bekannt, die Verschlußkappe schräg von oben kommend in Richtung der Behälterbewegung der entsprechenden Behältermündung zuzuführen, so daß sie die Behältermündung übergreift und auf diese Art und Weise mitgenommen wird. Die Behälter bewegen sich entlang einer geraden Transportbahn. Um eine Sterilbehandlung durchzuführen, findet das Ganze in einer Dampfatmosphäre statt. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer sogenannten Durchläufer-Anordnung, das heißt, beim Durchlauf der Behälter auf einer geraden Bahn werden von deren Behältermündungen die zugeführten Verschlußkappen mitgenommen. Anschließend werden dann die sich bereits in überfangender Position auf der Behältermündung befindlichen Verschlußkappen verschlossen. Dies kann beispielsweise durch Aufschrauben usw. erfolgen.
  • Ferner ist es bekannt, wie vorstehend erwähnt in gleicher Art und Weise die Verschlußkappen den Behältermündungen von zu verschließenden Behältern zuzuführen und anschließend jede bereits auf der Behältermündung aufliegende Verschlußkappe mittels einer Vorrichtung anzuheben, dann mittels rohrförmiger Düsen Dampf in den Kopfraum des Behälters einzublasen und schließlich die Verschlußkappe wieder abzusenken und dann den Behälter zu verschließen.
  • Die bekannten Verfahren sind aufwendig und die Sterilisierergebnisse nicht immer befriedigend.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das die vorstehend genannten Nachteile beseitigt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die Verschlußkappe der Behältermündung derart zugeführt wird, daß sich die Verschlußkappe -während der Bewegung des Behälters entlang der Transportbahn- oberhalb der Behältermündung mit Abstand zu dieser zur Bildung eines Zutrittsspalts befindet und daß zumindest im Bereich des Zutrittsspalts die Sterilbehandlung unter Umschließung der Behandlungszone eine definiert vorwählbare Zeit durchgeführt und nach Ablauf dieser Zeit der Verschließvorgang vollzogen wird. Dadurch, daß während der Bewegung des Behälters die sich oberhalb der Behältermündung -mit Abstand zu dieser- befindliche Verschlußkappe unter Ausbildung eines Zutrittsspalts befindet und eine Umschließung der Behandlungszone vorgenommen wird, wobei diese Umschließung zumindest den Bereich des Zutrittsspalts umfaßt, ist auf definiertem Raum die Sterilbehandlung durchführbar. Diese Behandlung erfaßt nicht nur den Bereich der Behältermündung, sondern auch die Innenseite und auch die äußeren Randbereiche der Verschlußkappe und führt ferner dazu, daß auch eine Kopfraum-Sterilbehandlung durchgeführt wird, das heißt, der sich oberhalb des Füllguts im Behälter im Bereich der Behältermündung befindliche Raum wird sterilisiert. Unter dem im Zuge dieser Anmeldung verwendeten Begriff "steril" beziehungsweise "Sterilbehandlung" sind beliebige Maßnahmen zu verstehen, die dazu führen, daß ein vorzeitiges Verderben des Füllguts, insbesondere Lebensmittels, nicht eintritt. Mithin ist unter dem Begriff "Sterilbehandlung" nicht nur eine vollständige Entkeimung, sondern auch eine Senkung der Keimzahl zu verstehen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Sterilbehandlung eine Dampfatmosphären-Behandlung ist. Mithin wird Heißdampf in die Behandlungszone eingebracht. Durch das Eindringen von Dampf in den Kopfraum des jeweiligen Behälters entsteht nach der Behandlung ein Vakuum. Dies ist nicht nur für die Haltbarkeit des Behälterinhalts von Vorteil, sondern führt auch zu einer Originalitätssicherung, indem das Öffnen mit einem Plopp-Geräusch verbunden ist, das dem Verbraucher angibt, daß die Erstöffnung von ihm erfolgt.
  • Alternativ ist es auch möglich, wenn als Sterilbehandlung eine Vakuumbehandlung und anschließend eine Schutzgasbehandlung, beispielsweise mit Kohlendioxyd, durchgeführt wird. Aufgrund der vorherigen Vakuumbehandlung wird die so entstandene Unterdruckzone durch das Schutzgas aufgefüllt, das heißt, auch in einem solchen Falle werden Kopfraum, Mündungsbereich und auch Verschlußkappenabschnitte, insbesondere dessen Innenseite, von der Behandlung erfaßt.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Bewegung der Behälter auf einer die Transportbahn bildenden Kreisbahn erfolgt. Die zu verschließenden Behälter laufen kontinuierlich in diese Kreisbahn ein und werden während der Kreisbewegung der Sterilbehandlung unterzogen, wobei die zugeordneten Verschlußkappen ebenfalls eine entsprechende Kreisbahn durchlaufen. Am Ende der Kreisbewegung, die kleiner als 360° ist (wegen einer Ein- und Auslaufzone der Behälter), erfolgt das Verschließen der Behälter.
  • Insbesondere ist vorgesehen, daß der Zutrittsspalt ein umlaufender, vorzugsweise überall etwa gleich großer Ringspalt ist. Mithin wird die Verschlußkappe der Behältermündung derart mit Abstand zugeordnet, daß die öffnungsebene des Behälters parallel -oder etwa parallel- zu der Öffnungsebene der Verschlußkappe verläuft. Sofern die Behaltermündung und auch die Verschlußkappe einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, handelt es sich bei dem Ringspalt um einen Kreisringspalt.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Verschließen von gefüllten, sich entlang einer Transportbahn bewegenden Behältern, wobei der Verschließvorgang in einer Sterilisierzone durchgeführt wird, wobei die Sterilisierzone vom Innenraum eines sich mit dem jeweiligen Behälter mitbewegenden Behandlungselements gebildet ist, das im Bereich der Behältermündung anordenbar ist und mindestens eine, in den Innenraum mündende Behandlungsöffnung aufweist. Durch diese Behandlungsöffnung wird die Sterilbehandlung durchgeführt. Im Falle einer Dampfbehandlung tritt aus der Behandlungsöffnung Dampf aus. Wird die zuvor erwähnte Vakuum/Schutzgasbehandlung durchgeführt, so kann durch die Behandlungsöffnung zunächst die Luft im Bereich der Behandlungszone abgesaugt werden, um das Vakuum zu schaffen und anschließend kann dann durch die Behandlungsöffnung das Schutzgas zugeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, mindestens zwei Behandlungsöffnungen vorzusehen, wovon die eine die Vakuumbehandlung und die andere die Schutzgasbehandlung durchführt.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß sich oberhalb des Behandlungselements ein mit diesem mitbewegender Verschließkopf befindet, der eine dem Verschließen dienende Verschlußkappe während der Behandlung mit Abstand zu der Behältermündung hält. Dieses Halten nennt man in der Fachsprache auch "Picken".
  • Bevorzugt ist, wenn das Behandlungselement eine zylindrische, ringförmige Seitenwandung aufweist. Diese bildet eine Schutzwandung, um die erwähnte Umschließung der Behandlungszone herbeizuführen beziehungsweise mit herbeizuführen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Verschließkopf während der Behandlung von oben her in den Innenraum des Behandlungselements eingreift, so daß bis auf ein geringes Spiel eine Abdeckung des Innenraums erfolgt. Handelt es sich beispielsweise bei dem Verschließkopf um eine rotierende oder sich zumindest um einen bestimmten Winkelbetrag drehende Anordnung, um einen Schraubverschluß oder Twist-Off-Verschluß aufzubringen, so muß das Spiel derart groß sein, daß diese Drehbewegung des Verschließkopfes relativ zum Behandlungselement möglich ist.
  • Nach einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß das Behandlungselement am Schließkopf befestigt ist. Mithin bewegt es sich mit dem Verschließkopf mit, was beispielsweise dann von Vorteil ist, wenn es sich bei den Verschlüssen um Aufdrückverschlüsse oder Kronkorken handelt. Bewegt sich der Schließkopf nach Durchführung der Behandlung in Richtung auf die Behältermündung nach unten, so bewegt sich das am Schließkopf befestigte Behandlungselement mit. Die Anordnung des Behandlungselements am Verschließkopf hat den Vorteil, daß die beiden Teile nicht separat voneinander geführt und zueinander ausgerichtet werden müssen, sondern eine feste Lage zueinander einnehmen.
  • Vorzugsweise weist die Seitenwandung eine von der unteren Stirnseite des Behandlungselements ausgehende Ausnehmung zum Hinein- und Herausbewegen der Behältermündung auf. Diese Ausnehmung erstreckt sich -in Umfangsrichtung des Behandlungselements betrachtet- über einen Teilumfang.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß mehrere Behandlungsöffnungen vorgesehen sind, die über einen Teilumfang verteilt am Behandlungselement angeordnet sind. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der mit Behandlungsöffnungen versehene Teilumfang der Ausnehmung diametral gegenüberliegt. Dadurch, daß die Behandlungsöffnungen nur in einem Teilumfang des Behandlungselements vorgesehen sind, wird beim Einblasen von Dampf eine gezielte Behandlungsrichtung vorgegeben, die ein besonders tiefes Eindringen in den Kopfraum des Behälters gestattet und auch im übrigen dazu führt, daß alle relevanten Zonen erreicht werden. Die Behandlung erfolgt somit in einer vorgegebenen Richtung, wodurch die dort vorhandene Umgebungsluft definiert verdrängt wird und der Heißdampf einen guten Zugang erhält.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Behandlungsöffnungen zu Behandlungskanälen gehören, die -in Richtung auf die Behandlungszone- ansteigend verlaufen. Dies führt überraschender Weise zu besonders guten Kopfraum-Behandlungsresultaten.
  • Vorzugsweise wird die Aktivierung/Deaktivierung der Behandlungsöffnungen durch die Stellung einer die Bewegung des Behälters bewirkenden Transporteinrichtung gesteuert. Mithin erfolgt die durch die Behandlungsöffnungen vorzunehmende Behandlung in Abhängigkeit von der Stellung des Behälters. Insbesondere erfolgt die Aktivierung/Deaktivierung der Behandlungsöffnungen mittels eines Sensors, der mit einem einstellbaren Auslöseelement zusammenwirkt. Insbesondere ist vorgesehen, daß der Sensor ein Ventilstößel ist, der mit einer das Auslöseelement bildenden Steuerkurve zusammenwirkt. Sofern die Transportbahn eine Kreisbahn ist, wird sich der entsprechende Ventilstößel ebenfalls auf einer Kreisbahn bewegen, wobei die Steuerkurve eine entsprechend gestaltete Gleitfläche ist, gegen die -im Zuge der Kreisbewegung- der Ventilstößel anfährt und auf diese Art und Weise ein Ventil betätigt, welches die Behandlung durch die Behandlungsöffnungen aktiviert beziehungsweise deaktiviert.
  • Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zwar zeigt:
    • Figur 1
    eine schematische Ansicht betreffend den Verschließvorgang eines Behälters,
    Figur 2
    die Durchführung einer Sterilbehandlung beim Verschließvorgang,
    Figur 3
    den nach der Sterilbehandlung erfolgenden Verschließvorgang,
    Figur 4
    ein anderes Ausführungsbeispiel hinsichtlich der das Verschließen und die Sterilbehandlung vornehmenden Vorrichtung,
    Figur 5
    ein Schnitt durch eine Vorrichtung zum Verschließen von Behältern,
    Figur 6
    eine Schnittansicht durch ein Behandlungselement entlang der Linie C-D in Figur 7,
    Figur 7
    eine Draufsicht auf das Behandlungselement der Figur 6,
    Figur 8
    ein Schnitt entlang der Linie A-B der Figur 6,
    Figur 9
    eine schematische Schnittansicht durch einen Abschnitt eines Drehtisches der Vorrichtung der Figur 5 und
    Figur 10
    eine schematische Ansicht der einzelnen Durchlaufstationen der Behälter.
  • Die Figur 1 zeigt -schematisiert- den oberen Bereich eines Behälters 1, der eine Behältermündung 2 aufweist. Die Erfindung ist nicht auf spezielle Behälter 1 begrenzt. Als Behälter 1 kommen zum Beispiel Flaschen, Gläser, Dosen usw. in Betracht. Zum Verschließen des Behälters 1 dient eine Verschlußkappe 3, die von einem Verschließkopf 4 gehalten (gepickt) wird. Ferner zeigt die Figur 1 ein Behandlungselement 5, mit dem eine Sterilbehandlung während des Verschließens vorgenommen wird.
  • Das Behandlungselement 5 weist eine zylindrische, ringförmige Seitenwandung 6 auf, wodurch ein Innenraum 7 des Behandlungselements 5 umschlossen wird.
  • Das Verfahren zum Verschließen des Behälters 1 mittels der Verschlußkappe 3 wird während der Bewegung des Behälters 1 entlang einer nicht dargestellten Transportbahn durchgeführt. Zur Verdeutlichung demonstriert ein Pfeil 8 in der Figur 1 die Bewegung des Behälters 1. Vorzugsweise erfolgt die Bewegung auf einer die Transportbahn bildenden Kreisbahn. Hierzu werden nacheinander Behälter 1 einem Drehtisch zugeführt, wobei sie während des Transports mittels des Drehtisches einer Sterilbehandlung und dem Verschlußvorgang unterworfen werden. Hierauf wird nachstehend noch näher eingegangen.
  • Gemäß Figur 1 befindet sich die Behältermündung 2 im unteren Bereich des Innenraums 7.
  • Oberhalb der Behältermündung 2 befindet sich der Verschließkopf 4, der eine Verschlußkappe 3 hält. Die Verschlußkappe 3 wird -aus einem Reservoir kommend- mit entsprechenden Zuführmitteln dem Verschließkopf 4 zugeführt (nicht dargestellt). Während der Bewegung entlang der kreisförmigen Transportbahn senkt sich der Verschließkopf 4 gemäß Pfeil 9 ab, wodurch die Verschlußkappe 3 zumindest teilweise in den Innenraum 7 eintritt (Figur 2). Es wird deutlich, daß Behälter 1, Behandlungselement 5, Verschließkopf 4 und Verschlußkappe 3 dieselbe Bewegungsbahn durchlaufen, so daß die Relativlage der genannten Teile (bis auf die Absenkbewegung gemäß Pfeil 9) gleich bleibt. Aus der Figur 2 ist erkennbar, daß die Verschlußkappe 3 beziehungsweise der Verschließkopf 4 eine Art Abdichtung des Innenraums 7 noch oben hin vornimmt, während das von unten erfolgende Eingreifen der Behältermündung 2 in den Innenraum 7 ebenfalls zu einem Abschluß des Innenraums 7 nach unten hin führt. Unberücksichtigt bleiben dabei selbstverständlich vorhandene Spalte, die einerseits zwischen Verschließkopf 4 und Innenwandung 10 der Seitenwandung 6 sowie zwischen dem Behälter 1 und der Innenwandung 10 ausgebildet sind. Dennoch wird aufgrund der aus der Figur 2 hervorgehenden Relativlage der einzelnen Teile im Innenraum 7 eine Behandlungszone 11 ausgebildet, die -nach außen hin- abgeschirmt ist, so daß also eine Umschließung der Behandlungszone 11 vorliegt.
  • Sobald die erwähnte Umschließung der Behandlungszone 11 gemäß Figur 2 erfolgt ist, wird eine Sterilbehandlung durchgeführt. Diese erfolgt dadurch, daß aus mehreren, über einen Teilumfang der Innenwandung 10 mit Abstand zueinander angeordneten Behandlungsöffnungen 12 Dampf 13 austritt, der im Bereich der Behandlungszone 11 eine Dampfatmosphäre bewirkt. Hierdurch wird der Innenbereich 14 der Verschlußkappe 3, der Stirnbereich 15 und der untere äußere Mantelbereich 16 der Verschlußkappe 3 bedampft. Ferner erfolgt eine Bedampfung der äußeren Mantelwand 17 der Behältermündung 2 sowie deren Stirnfläche 18. Ferner tritt Dampf 13 in das Innere des Behälters 1 ein, wodurch der gesamte Kopfraum 19 im Innern des Behälters 1 einer Sterilbehandlung unterzogen wird. Der Kopfraum 19 erstreckt sich bis zur Befüllung 20 des Behälters 1, wobei es sich bei der Befüllung 20 um ein Lebensmittel oder dergleichen handelt.
  • Deutlich ist der Figur 2 zu entnehmen, daß sich während der Behandlung, die eine definiert vorgebbare Zeit dauert, die Verschlußkappe 3 oberhalb der Behältermündung 2 mit Abstand zu dieser zur Bildung eines Zutrittsspalts 21 befindet und daß durch diesen Zutrittsspalt 21 hindurch die Sterilbehandlung durchgeführt wird.
  • Ist die vorgegebene Zeit für die Sterilbehandlung abgelaufen, so wird -am Ende der entlang der Transportbahn erfolgenden Kreisbewegung gemäß Figur 3-das Verschließen des Behälters 1 durchgeführt, in dem der Verschließkopf 4 um seine Hochachse rotiert (Pfeil 22), wodurch die Verschlußkappe 3 auf ein nicht dargestelltes Gewinde im Bereich der Behältermündung 2 aufgeschraubt wird. Hierzu senkt sich der Verschließkopf 4 noch weiter in Richtung des Pfeiles 9 ab. Sobald die Verschlußkappe 3 die Behältermündung 2 überdeckt, wird die Dampfzufuhr und damit die Behandlung beendet. In Figur 3 ist die beginnende Verschraubung der Verschlußkappe 3 mit dem Behälter gezeigt. Die Strich-Punkt-Linie zeigt die ganz aufgeschraubte Stellung.
  • Aus der Figur 4 geht ein anderes Ausführungsbeispiel eines Verschließkopfes 4 hervor, der einstückig mit dem Behandlungselement 5 ausgebildet ist. Mithin bildet das Behandlungselement 5 mit seiner Seitenwandung 6 eine Art Fortsatz des die Verschlußkappe 3 aufnehmenden Verschließkopfs 4. Dies hat zur Folge, daß -für die Sterilbehandlung des Behälters 1- zunächst der Verschließkopf 4 in Richtung des Pfeiles 9 derart weit abgesenkt wird, daß der obere Bereich der Behältermündung 2 in den von der Seitenwandung 6 umschlossenen Innenraum 7 eintritt, wodurch eine nach außenhin abgeschlossene Behandlungszone 11 ausgebildet wird, in der dann die Sterilbehandlung erfolgt. Ist die Behandlung abgeschlossen, so senkt sich der Verschließkopf 4 weiter in Richtung des Pfeiles 9 und ordnet die Verschlußkappe 3 der Behältermündung 2 zu. Sofern es sich um Drehverschlüsse handelt, setzt sich hierzu der Verschließkopf 4 samt Behandlungselement 5 in Rotation. Handelt es sich um Aufdrückverschlüsse oder Kronkorken, so ist die Drehbewegung -ebenfalls wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3- nicht erforderlich.
  • Gemäß Figur 5 weist die zum Verschließen und Sterilisieren vorgesehene Vorrichtung eine um eine Hochachse 23 rotierende Welle 24 auf, die von einer Längsbohrung 25 durchsetz wird, die als Sackbohrung ausgebildet ist. Mittels eines feststehenden Anschlusses 26, der über eine Dichtungseinrichtung 27 an die Längsbohrung 25 angeschlossen ist, wird Dampf gemäß Pfeil 28 zugeführt.
  • An der Welle 24 ist ein Drehtisch 29 befestigt, der mit der Welle 24 mitdreht. Der Drehtisch 29 wird von sternförmig verlaufenden Verteilungsbohrungen 30 durchsetzt, die zu Behandlungselementen 5 führen, die -mit entsprechendem Winkelabstand- über den Umfang des Drehtisches 29 verteilt angeordnet sind. Oberhalb der einzelnen Behandlungselementen 5 befinden sich Verschließköpfe 4. Am Außenrand 31 des Drehtisches 29 ist ein Sensor 32 längsverschieblich angeordnet, der mit einer Gleitbahn 33 im Zuge der Drehbewegung zusammenwirkt. Die Gleitbahn 33 ist feststehend ausgebildet; sie schafft eine Steuerkurve zum Niederdrücken beziehungsweise Freigeben des Sensors 32, wodurch die Dampfzufuhr in das entsprechende Behandlungselement 5 aktiviert beziehungsweise deaktiviert wird. Wenn somit im Zuge der Drehbewegung des Drehtisches 29 der Sensor 32 durch die eine Steuerkurve bildende Gleitbahn 33 niedergedrückt wird, so wird eine Bedampfung der Behandlungszone 11 vorgenommen. Aufgrund der justierbaren Stellung der Gleitbahn 33 läßt sich der Winkelbereich und somit die Zeit der Behandlung festlegen. In den Figuren 6 bis 8 ist ein Behandlungselement 5 näher dargestellt. Es weist die Seitenwandung 6 auf, die ringförmig, insbesondere kreisringförmig ausgebildet ist. Mithin ist das Behandlungselement 5 nach Art eines Kreisrohrabschnitts aufgebaut. Die Seitenwandung 6 weist eine von der unteren Stirnseite 34 ausgehende Ausnehmung 35 auf, die sich über einen Teilumfang, zum Beispiel 140°, des ringförmig aufgebauten Behandlungselements 5 erstreckt. Die Ausnehmung 35 erstreckt sich gemäß Figur 6 etwa über die halbe Länge 1 des Behandlungselements 5. Durch die Ausnehmung 35 wird eine Zutrittsöffnung für die Behältermündung 2 des eintretenden Behälters 1 geschaffen. Wenn die Behältermündung 2 somit seitlich dem Behandlungselement 5 zugeführt wird, so kann auf diese Art und Weise die Behältermündung 2 in den Innenraum 7 gelangen. Nach erfolgtem Verschließen tritt der Behälter 1 samt Verschlußkappe 3 dann aus dieser Ausnehmung 35 wieder aus.
  • Die in der Figur 5 erläuterten und in Figur 6 nochmals gezeigten Verteilungsbohrungen 30 münden jeweils in einen Kanal 36 in der Seitenwandung 6. Vom Kanal 36 geht ein Behandlungskanal 37 aus, der in Richtung auf die Behandlungszone 11 ansteigend ausgebildet ist und an seinem vorderen Ende die Behandlungsöffnung 12 bildet.
  • Aus den Figuren 7 und 8 ist erkennbar, daß eine Vielzahl von Behandlungsöffnungen 12 mit entsprechenden Kanälen 37 vorgesehen sind, die -beabstandet zueinander- über einen Teilumfang der Seitenwandung 6, verteilt angeordnet liegen. Dieser Teilumfang entspricht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 200°, wobei fünfzehn Behandlungsöffnungen 12 mit gleichem Abstand zueinander vorgesehen sind. Die einzelnen Behandlungsöffnungen 12 liegen auf gleicher Höhe zueinander.
  • Die Figur 9 zeigt eine Draufsicht auf den Drehtisch 29, von dem allerdings nur ein Abschnitt dargestellt ist. Es ist erkennbar, daß eine Verteilungsbohrung 30 radial verlaufend über eine Zuführbohrung 38 zum Behandlungselement 5 führt. Am Ende der Verteilungsbohrungen 30 ist eine Ventilsitzverengung 39 ausgebildet, mit der ein Ventilteller 40 zusammenwirkt, der an einem Ventilstößel 41 befestigt ist. Der Ventilstößel 41 wird in einer Radialbohrung 42 längsverschieblich geführt, wobei die Radialbohrung 42 bis zum Außenrand 31 des Drehtisches 29 führt. Der Ventilstößel 41 ragt dort mit einem Sensor 32 radial heraus. Mittels einer nicht dargestellten Feder wird der Ventilstößel 41 radial nach außen beaufschlagt. Läuft -im Zuge der Drehbewegung des Drehtisches 29- der Sensor 32 auf die Gleitbahn 33 (Figur 5) auf, so wird -gegen die Wirkung der erwähnten Feder- der Ventilstößel 41 verlagert, wodurch der Ventilteller 40 von der Ventilsitzverengung 39 abhebt und somit Dampf aus der Verteilungsbohrung 30 in die Zuführbohrung 38 und damit zum Behandlungselement 5 gelangt.
  • Die Figur 10 veranschaulicht -von oben gesehen- in schematischer Darstellung die gesamte Einrichtung zum Befüllen und Verschließen von Behältern 1. Die Behälter 1 werden entlang der mit Pfeil 44 gekennzeichneten Bahn geführt, wobei sie zunächst über einen Einlaufstern 45 zu einer Füllstation 46 und von dort über einen Zwischenstern 47 zur Sterilisier- und Verschließeinrichtung 48 gemäß den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen gelangen. Es ist erkennbar, daß sich die Sterilisier- und Verschließeinrichtung 48 in unmittelbarer Nähe an der Füllstation 46 befindet, so daß eine sehr kleine Bauform vorliegt, die wenig Platz benötigt und die keine Steriltunnelbauten oder dergleichen erfordert, um die befüllten Behälter 1 zur Verschließstation zu führen. Doch selbst wenn man eine Gesamteinhausung mit beispielsweise Überdruck vornimmt, sind die dafür erforderlichen Baumaßnahmen als gering zu bezeichnen.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Verschließen von gefüllten, sich in entlang einer Transportbahn bewegenden Behältern, wobei eine Sterilbehandlung oder dergleichen im Bereich der Behältermündung jedes Behälters und einer für das Verschließen verwendendeten Verschlußkappe durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappe (3) der Behältermündung (2) derart zugeführt wird, daß sich die Verschlußkappe (3) -während der Bewegung des Behälters (1) entlang der Transportbahn- oberhalb der Behältermündung (2) mit Abstand zu dieser zur Bildung eines Zutrittsspalts (21) befindet und daß zumindest im Bereich des Zutrittsspalts (21) die Sterilbehandlung unter Umschließen der Behandlungszone (11) eine definiert vorwählbare Zeit durchgeführt und nach Ablauf dieser Zeit der Verschließvorgang vollzogen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sterilbehandlung eine Dampfatmosphären-Behandlung durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Sterilbehandlung eine Vakuumbehandlung und anschließend eine Schutzgasbehandlung durchgeführt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung auf einer die Transportbahn bildenden Kreisbahn erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zutrittsspalt (21) ein umlaufender, vorzugsweise überall etwa gleich großer Ringspalt ist.
  6. Vorrichtung zum Verschließen von gefüllten, sich entlang einer Transportbahn bewegenden Behältern, wobei der Verschließvorgang in einer Sterilisierzone durchgeführt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisierzone (Behandlungszone 11) vom Innenraum (7) eines sich mit dem jeweiligen Behälter (1) mitbewegenden Behandlungselements (5) gebildet ist, das im Bereich der Behältermündung (2) anordenbar ist und mindestens eine, in den Innenraum (7) mündende Behandlungsöffnung (12) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich oberhalb des Behandlungselements (5) ein mit diesem mitbewegender Verschließkopf (4) befindet, der eine dem Verschließen dienende Verschlußkappe (3) während der Behandlung mit Abstand zu der Behältermündung (2) hält.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungselement (5) eine zylindrische, ringförmige Seitenwandung (6) aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschließkopf (4) während der Behandlung von oben her in den Innenraum (7) des Behandlungselements (5) eingreift, so daß bis auf ein geringes Spiel eine Abdeckung des Innenraums (7) erfolgt.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungselement (5) am Verschließkopf (4) befestigt ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandung (6) eine von der unteren Stirnseite (34) des Behandlungselements (5) ausgehende Ausnehmung (35) zum Hinein- und Herausbewegen der Behältermündung (2) aufweist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Behandlungsöffnungen (12) vorgesehen sind, die über einen Teilumfang verteilt angeordnet sind.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Behandlungsöffnungen (12) versehene Teilumfang der Ausnehmung (35) diametral gegenüberliegt.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsöffnungen (12) zu Behandlungskanälen (37) gehören, die in Richtung auf die Behandlungszone (11) ansteigend verlaufen.
  15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung/Deaktivierung der Behandlungsöffnungen (12) durch die Stellung einer die Bewegung des Behälters (1) bewirkenden Transporteinrichtung gesteuert wird.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung/Deaktivierung der Behandlungsöffnungen (12) mittels eines Sensors (32) erfolgt, der mit einem einstellbaren Auslöseelement (Gleitbahn 33) zusammenwirkt.
  17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (32) ein Ventilstößel (41) ist, der mit einer das Auslöseelement (Gleitbahn 33) bildenden Steuerkurve zusammenwirkt.
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