Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Behältern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Behältern, insbesondere zur überkopfreinigung von Flaschen, wonach zumindest ein Spritzelement das Behälterinnere mit einem Desinfektions- oder Reinigungsmittel beaufschlagt.

Die vorbeschriebene Behandlung von Behältern wie beispielsweise Flaschen wird üblicherweise bei Mehrwegbehältern aus Glas oder Kunststoff eingesetzt, um Flüssigkeitsreste, Verschmutzungen, Staub, Kunststoffpartikel etc. unmittelbar vor dem Füllprozess aus den Flaschen respektive Behältern zu entfernen. Darüber hinaus kennt man die Erstreinigung von neuen, unbenutzten Flaschen, insbesondere Kunststoffflaschen vor ihrer Befüllung. Hier geht es primär darum, Staub, Schmutz, Kunststoff partikel etc. aus dem Behälterinneren zu entfernen.

In beiden Fällen werden die Behälter respektive Flaschen vorteilhaft in eine überkopfposition gebracht und wird das Innere der Flaschen bzw. das Behälterinnere in dieser überkopfposition mit Hilfe des Desinfektions-/Reinigungsmittels gereinigt bzw. "gerinst", wie dieser Vorgang im Fachjargon bezeichnet wird. Durch die überkopfposition der Flaschen bzw. Behälter wird sichergestellt, dass das eingefüllte (gasförmige und/oder flüssige) Desinfektions-/Reinigungsmittel mit darin aufgenommenem Staub, Schmutz, Kunststoffpartikeln etc. den jeweiligen Behälter bzw. die Flasche schwerkraftunterstützt über seine offene Mündung verlässt und auch verlassen kann.

Um diesen Effekt zu erreichen, wird das betreffende Desinfektions-/Reinigungsmittel meistens mit Hilfe einer kopfseitig des vorteilhaft als Spritzrohr ausgebildeten Spritzelementes vorhandenen Düse in das Behälterinnere eingespült oder eingespritzt. Dadurch wird das Desinfektions-/Reinigungsmittel gleichsam im Kreislauf entlang des Behälterbodens über die Behälterwandungen und schließlich die Mündung geführt, von wo aus es den jeweiligen Behälter respektive die Flasche wieder verlässt.

Bei den bekannten Vorgehensweisen, wie sie beispielsweise in der DE 299 03 939 U1 beschrieben werden, erfolgt die Desinfektion/Reinigung mit Wasser und/oder Luft oder auch Dampf. Dabei ist der Verbrauch an Desinfektions-/Reinigungsmitteln nicht unerheblich, so dass dieses in der Praxis ggf. im Kreislauf geführt wird. Dennoch werden zunehmend Forderungen laut, für eine weitere Einsparung an Desinfektions-

/Reinigungsmittel zu sorgen, um insgesamt die Kosten zu verringern. Hier setzt die Erfindung ein.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Vorgehensweise so weiter zu entwickeln, dass mit einer im Vergleich zu bisher verringerten Menge an Desinfektions-/Reinigungsmittel gearbeitet werden kann bzw. insgesamt die Kosten reduziert sind. Außerdem soll eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung vorgeschlagen werden.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßes Verfahren im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzelement in das Behälterinnere bis vorzugsweise in die Nähe des Behälterbodens einfährt.

Dabei verändern das Spritzelement und der Behälter vorteilhaft ihren relativen Abstand zueinander. Das kann geschehen, indem das Spritzelement höhenveränderlich in den üblicherweise in überkopfposition befindlichen Behälter einfährt, und zwar vorzugsweise bis in die Nähe des Behälterbodens. Der Behälter mag hierbei seine Höhenposition beibehalten. Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, das Spritzelement in seiner Höhenposition zu fixieren und demgegenüber den Behälter gleichsam über das Spritzelement zu stülpen, so dass das Spritzelement bis vorzugsweise in die Nähe des Behälterbodens in das Behälterinnere einfährt. Natürlich ist es ebenso möglich, sowohl das Spritzelement als auch den Behälter jeweils in der Höhe zu verändern, so dass im Ergebnis die beschriebene Reiativbewegung zwischen Spritzelement und Behälter erreicht wird.

Es hat sich bewährt, wenn das Spritzelement während einer Reinigungs- /Desinfektionsroutine mehrfach in das Behälterinnere ein- und aus diesem ausfährt. Denn durch diese Vorgehensweise besteht die Möglichkeit, während einer Reinigungs-/Desinfektionsroutine mit mehreren verschiedenen Desinfektions- /Reinigungsmittel zu arbeiten, die getrennt voneinander in das Behälterinnere eingebracht werden. Bei diesen Desinfektions-/Reinigungsmitteln mag es sich beispielsweise um Wasser und/oder Luft handeln. Selbstverständlich ist auch Dampf denkbar und wird umfasst.

Im Einzelnen mag das Spritzelement zunächst mit einem ersten Desinfektions- /Reinigungsmittel beaufschlagt werden und in den Behälter einfahren bzw. als erstes in den Behälter einfahren und dann mit dem ersten Desinfektions-/Reinigungsmittel beaufschlagt werden. Danach fährt das Spritzelement aus und anschließend erneut in das Behälterinnere ein, um mit einem zweiten Desinfektions-/Reinigungsmittel beaufschlagt zu werden.

In diesem Zusammenhang ermöglicht die Erfindung grundsätzlich auch einen wasserlosen bzw. flüssigkeitslosen Betrieb, indem die Reinigung des Behälters durch Ausblasen mit einem Gas, beispielsweise Luft oder Sterilluft vorgenommen wird, wobei das Ausblasen beginnend beim Flaschenboden in Richtung der Mündung vorgenommen wird. Das heißt, nach vorteilhafter Ausgestaltung wird das Spritzelement während der Reinigungs-/Desinfektionsroutine relativ zum Behälter bewegt. Hier hat es sich bewährt, zunächst das Spritzelement in die Nähe des Behälterbodens in das Behälterinnere einzufahren und dann im Zuge der Reinigungs-/Desinfektionsroutine den Ausfahrvorgang zu beginnen. Hierbei wird das Behälterinnere gleichsam vom Behälterboden ausgehend bis hin zur Mündung abgefahren.

Um die Desinfektionswirkung zu erhöhen, kann das Behälterinnere vorteilhaft ergänzend mit einer UV-Lichtquelle bestrahlt werden. Zu diesem Zweck mag das Spritzelement mit einer entsprechenden UV-Lichtquelle bzw. der Abgabeöffnung einer solchen UV-Lichtquelle zur Keimtötung ausgerüstet werden, die zusammen mit dem Spritzelement in das Behälterinnere einfährt. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die UV-Lichtquelle so anzubringen, dass sie das Behälterinnere von außen bestrahlt. Das setzt allerdings voraus, dass die Behälterwandung UV-Licht durchlässt.

Unter besonderen Einsatzbedingungen, beispielsweise in Ländern mit relativem Wassermangel und entsprechend hohen Kosten für Wasser, kann es besonders vorteilhaft sein, auf ein Ausspritzen mit Wasser vollständig oder nahezu vollständig zu verzichten. Dabei bietet es sich an, die Reinigungs- und/oder Desinfektionswirkung des Wassers durch die keimabtötende Wirkung einer Strahlung, beispielsweise einer UV-Strahlung zu ersetzen, zumindest aber zu ergänzen. Dabei versteht es sich von selbst, dass anstatt einer UV-Strahlung auch andere geeignete Strahlungen, beispielsweise Röntgen- oder Infrarotstrahlungen Anwendung finden können.

Darüber hinaus liegt es im Rahmen der Erfindung, zunächst eine Reinigung mit Wasser als erstem Desinfektions-/Reinigungsmittel durchzuführen und dann einen etwaigen Wasserfilm von oben nach unten mit Hilfe von Luft als zweitem Desinfektions-/Reinigungsmittel im Zuge einer erneuten Einfahrprozedur zu entfernen.

Diese gesamten Reinigungsroutinen lassen sich vorteilhaft dann realisieren, wenn das Spritzelement an einer höhenveränderlichen Stellvorrichtung befestigt wird.

Diese höhenveränderliche Stellvorrichtung ist meistens zweiteilig ausgebildet. Sie setzt sich im Wesentlichen aus einem Basisteil und einem Steuerteil zusammen, wobei das Basisteil das Spritzelement trägt und das Steuerteil das Basisteil in seinem relativen Abstand gegenüber dem Behälter verstellt. Insgesamt mag das Spritzelement als Spritzrohr ausgeführt sein und kopfseitig mit einer optionalen Rundumdüse ausgerüstet werden. Durch diese Rundumdüse wird der Spüleffekt deutlich erhöht. - Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung, wie sie im geltenden Anspruch 7 und den daran anschließenden Ansprüchen beschrieben wird.

Bei der beschriebenen Rundumdüse kann es sich auch um eine Mehrkanaldüse handeln, bei welcher im Bereich der Düsenspitze zwei oder mehr Abgabeöffnungen für Fluide und/oder Strahlungen vorgesehen sind. Vorteilhaft ist für jede Abgabeöffnung eine eigene Zuleitung für das abzugebende Medium, bzw. die abzugebende Strahlung vorgesehen, wobei diese Zuleitung zumindest teilweise im Innern des Spritzelementes 2 verläuft.

Im Ergebnis werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Behältern, insbesondere zu ihrer Reinigung in überkopfposition vorgestellt. Das beschriebene Verfahren und die Vorrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass die Menge an erforderlichem Desinfektions-/Reinigungsmittel gegenüber bisherigen Vorgehensweisen deutlich reduziert ist. Das lässt sich u. a. darauf zurückführen, dass das Spritzelement während der Reinigung-/Desinfektionsroutine relativ zum Behälter bewegt wird und so mit der vorteilhaft rotierenden kopfseitigen Düse gleichsam alle Bereiche der Behälterinnenwandung eine unmittelbare Beaufschlagung erfahren.

Die Erfindung setzt also auf ein direktes Besprühen der jeweiligen Behälterinnenwandung und nicht darauf, dass das Desinfektions-/Reinigungsmittel bei seinem schwerkraftunterstützten Weg entlang der Behälterinnenwandung vom Flaschenboden bis zur Mündung etwaige Schmutzpartikel auflöst und mitnimmt. Dadurch kann die Menge an Desinfektions-/Reinigungsmittel insgesamt deutlich reduziert werden. Als Folge hiervon verringert sich auch die so genannte Austropfzeit, wenn mit einem flüssigen Desinfektions-/Reinigungsmittel gearbeitet wird und stellt sich ein besserer Spüleffekt durch die optionale Rundumdüse bzw. rotierende Düse ein. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

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Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer

Seitenansicht,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung zur Behandlung von Behältern im Ganzen und

Fig. 3a bis 3d verschiedene Phasen bei der Reinigung.

In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Behandlung von Behältern 1 , vorliegend zur überkopfreinigung von Flaschen 1 dargestellt. Grundsätzlich kann die Vorrichtung auch für andere Behälter 1 als Flaschen 1 eingesetzt werden und im übrigen nicht notwendigerweise zu ihrer Reinigung. Die dargestellte Vorrichtung verfügt in ihrem grundsätzlichen Aufbau über ein Spritzelement 2, das im Rahmen des Ausführungsbeispiels und nicht einschränkend als Spritzrohr 2 ausgeführt ist. Mit Hilfe des Spritzelementes bzw. Spritzrohres 2 lässt sich das Behälterinnere bzw. Innere der jeweiligen Flasche 1 mit einem Desinfektions-/Reinigungsmittel 3, wie angedeutet, beaufschlagen.

Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist der Umstand, dass das Spritzelement bzw. Spritzrohr 2 und/oder der Behälter 1 respektive die Flasche 1 hinsichtlich ihres relativen Abstandes A zueinander verfahrbar ausgebildet sind. Dieser Abstand A wird im Rahmen des Ausführungsbeispiels anhand der Distanz zwischen einem kopfseitigen Ende des Spritzelementes bzw. Spritzrohres 2 und dem Flaschenboden 1a der Flasche 1 gemessen.

Um den vorgenannten Abstand A zu variieren, verfügt das Spritzelement 2 im Rahmen des Ausführungsbeispiels über eine höhenveränderliche Stellvorrichtung 4, 5, 6, 7. Die höhenveränderliche Stellvorrichtung 4, 5, 6, 7 setzt sich ausweislich der Fig. 1 im Wesentlichen aus einem Basisteil 4, 5 und einem Steuerteil 6, 7 zusammen. Das Basisteil 4, 5 trägt das Spritzelement 2, während das Steuerteil 6, 7 das Basisteil 4, 5 und damit das Spritzelement 2 in seinem relativen Abstand A gegenüber dem Behälter 1 respektive der Flasche 1 verstellt.

Man erkennt, dass das Basisteil 4, 5 über eine Haltevorrichtung 4 verfügt, an welche nicht nur das Spritzrohr 2 sondern auch eine Zuleitung 8 zum Zuführen des Desinfektions-/Reinigungsmittels 3 angeschlossen ist. Darüber hinaus weist das Basisteil 4, 5 einen drehbare Rolle 5 auf, die mit einer ortsfesten, nicht umlaufenden Hubkurve 7 des Steuerteils 6, 7 wechselwirkt. Dabei ist die Hubkurve 7 an einen Linearstelltrieb 6 des Steuerteils 6, 7 angeschlossen, welcher es ermöglicht die Lage der, durch die Hubkurve 7 gesteuerten, durch einen Doppelpfeil angedeuteten

Hubbewegung zu verstellen. Die Hubbewegung der Rolle 5 ermöglicht es dass das Spritzelement bzw. Spritzrohr 2 in die Flasche 1 bzw. das Behälterinnere ein- und ausfahren kann und im übrigen auch seine Position innerhalb des Behälterinneren eine Veränderung erfährt, wobei sich durch die Gestaltung der Kontur der Hubkurve unterschiedlichste Verfahrensabläufe realisieren lassen, wie sie beispielhaft und im Detail in den Fig. 3a bis 3d dargestellt sind und nachfolgend noch näher erläutert werden.

Durch die Funktionsweise der Hublagenverstellung, bei welcher die absolute Höhe der in ihrer Größe konstanten Hubbewegung eingestellt werden kann, können auch verschiedenste Flaschensorten mit unterschiedlichen Längen verarbeitet werden, wobei das Spritzelement jeweils bis zum optimalen Punkt in die Flaschen eintaucht.

Insgesamt ist folglich das Spritzelement bzw. Spritzrohr 2 in das Behälterinnere einfahrbar ausgeführt und wird üblicherweise beim Einfahren bis vorzugsweise in die Nähe des Behälterbodens bzw. Flaschenbodens 1a bewegt. Tatsächlich mag in dieser Position eine kopfseitig des Spritzelementes 2 vorgesehene Rundum- oder Mehrkanaldüse bzw. rotierende Düse 9 zu einem Abstand A vom Flaschenboden 1a korrespondieren, welcher im Bereich von einigen Millimetern liegt, so dass auf jeden Fall eine Beschädigung des Flaschenbodens 1a ausgeschlossen werden kann. Im übrigen ist das aus der Rundumdüse 9 austretende Desinfektions-/Reinigungsmittel 3 wie angedeutet in der Lage, den Flaschenboden 1a zu beaufschlagen. Tatsächlich tritt das Desinfektions-/Reinigungsmittel 3 aus der Rundumdüse 9 in etwa in Gestalt einer bis auf einen Kegel 10 nahezu geschlossenen Sprühkugel K aus.

Anhand der übersichtsdarstellung in Fig. 2 erkennt man, dass zahlreiche Vorrichtungen entsprechend der Fig. 1 über den Umfang eines Behandlungsförderers 12 angeordnet sind. Der Behandlungsförderer 12 arbeitet mit einem Einlaufförderer 11 und einem Auslaufförderer 13 zusammen. Bei sämtlichen Förderern 11 , 12, 13 mag es sich um sternförmige Karussellförderer handeln, was jedoch nicht zwingend ist. Für die Erfindung ist von Bedeutung, dass die Behälter bzw. Flaschen 1 jeweils nur im Einlaufförderer 11 und/oder Auslaufförderer 13 und/oder davor in ihre Behandlungsposition überführt werden. Das heißt, die Flaschen 1 erreichen den Behandlungsförderer 12 vorteilhaft bereits in ihrer überkopfsteilung bzw. überkopfposition (Behandlungsposition). Dadurch lässt sich die beschriebene Vorrichtung mit einer hohen Drehzahl der jeweiligen Förderer 11 , 12, 13 betreiben, wobei gleichzeitig die nachfolgend und in den Fig. 3a bis 3d im Detail dargestellten Verfahrensschritte auf dem Weg durch den Behandlungsförderer 12 vorgenommen werden können. Anders ausgedrückt, werden die Flaschen 1 vorteilhaft in ihrer überkopfposition von dem Einlaufförderer 11 an den Behandlungsförderer 12 übergeben und können hier bei ihrem Durchlauf durch den

Behandlungsförderer 12 die in den Fig. 3a bis 3d gezeigten Behandlungsschritte absolvieren. Zum Abschluss werden die gereinigten Flaschen 1 in ihrer überkopfposition an den Auslaufförderer 13 weitergereicht, welcher dann dafür sorgt, dass die Flaschen 1 (wieder) ihre aufrechte Position mit aufrecht stehender Mündung 1 b aufweisen.

In den Fig. 3a bis 3d sind nun verschiedene Verfahrensschritte dargestellt, die sich beispielhaft mit der vorgenannten Vorrichtung durchführen lassen. Man erkennt zunächst einmal, dass das Spritzelement 2 während einer gesamten und in den Fig. 3a und 3d dargestellten Reinigungs-/Desinfektionsroutine mit mehreren verschiedenen Desinfektions-/Reinigungsmitteln 3, 3 ¹ beaufschlagt wird. Beispielsweise zeigt der Verfahrensschritt in der Fig. 3b die Beaufschlagung des Behälterinneren mit Wasser 3, während im Verfahrensschritt nach der Fig. 3d eine Behandlung mit Luft 3' erfolgt. Das ist selbstverständlich nicht zwingend und hier kann auch mit Dampf oder in anderer Reihenfolge vorgegangen werden.

Außerdem entnimmt man den Fig. 3a bis 3d, dass das Spritzelement 2 während der dort dargestellten Reinigungs-/Desinfektionsroutine mehrfach in das Behälterinnere ein- und aus diesem ausfährt. Dabei wird das Spritzelement 2 zunächst mit dem ersten Desinfektions-/Reinigungsmittel, vorliegend Wasser 3, beaufschlagt, und fährt in den Behälter ein. Nach dem Ausfahren und dem erneuten Einfahren in das Behälterinnere erfolgt die Beaufschlagung mit dem zweiten Desinfektions- /Reinigungsmittel 3 ¹ , bei dem es sich vorliegend um Luft handelt. Bei den einzelnen Reinigungsvorgängen wird das Spritzelement 2 während der Reinigungs- /Desinfektionsroutine relativ zum Behälter bzw. der Flasche 1 bewegt. Das heißt, während einzelner Phasen innerhalb der Reinigungs-/Desinfektionsroutine beaufschlagt der Steuernocken 7 den Anschlagnocken 5, so dass sich der Abstand A zwischen dem Kopf des Spritzrohres 2 und dem Flaschenboden 1a verändert.

Man erkennt, dass im Rahmen des Beispiels nach den Fig. 3a bis 3d das Spritzrohr 2 zunächst bis in die Nähe des Behälterbodens 1a in die Flasche 1 einfährt. Während dieses Vorganges findet noch keine Beaufschlagung mit den Desinfektions- /Reinigungsmitteln 3, 3 ¹ statt. Sobald der gewünschte Abstand A zum Flaschenboden 1 a eingestellt ist, wird das Behälterinnere mit dem ersten Desinfektions- /Reinigungsmittel 3, vorliegend Wasser 3, beaufschlagt. Gleichzeitig wird das Spritzelement 2 aus dem Behälterinneren herausgefahren, so dass das aus der Rundumdüse 9 austretende erste Desinfektions-/Reinigungsmittel 3 Schritt für Schritt die Behälterinnenwandung 1c der Flasche 1 besprüht. Das zeigt die Fig. 3b.

Nach Ausfahren des Spritzrohres 2 aus dem Behälterinneren der Flasche 1 bzw. bei Erreichen der Mündung 1b wird die Zufuhr des ersten Desinfektions- /Reinigungsmittels 3 abgestellt. Das Spritzrohr 2 fährt entsprechend der Darstellung in Fig. 3c erneut in das Behälterinnere der Flasche 1 ein, und zwar bis wiederum ein vorbestimmter Abstand A zum Flaschenboden 1a erreicht ist. Dabei mag durchaus mit unterschiedlichen Abständen A gearbeitet werden, die in den Figuren mit Ai und A ₂ gekennzeichnet sind. Das hängt selbstverständlich von der Konsistenz und dem Druck des jeweils zugeführten Desinfektions-/Reinigungsmittel 3, 3' und letztendlich der Größe der sich bildenden Sprühkugel K ab.

Sobald im Ausführungsbeispiel der Abstand A ₂ zwischen dem Kopf des Spritzrohres 2 respektive der dort vorhandenen Rundumdüse 9 und dem Flaschenboden 1a erreicht ist, wird das zweite Desinfektions-/Reinigungsmittel 3', beispielsweise durch eine separate, in die Spritzdüse 2 reichende Leitung, zugeführt, bei dem es sich vorliegend um Luft 3' handelt. Mit Hilfe der zugeführten Luft 3' wird der im Behälterinneren etwaig vorhandene Wasserfilm ausgeblasen und es erfolgt gleichsam ein Trocknungsvorgang des Behälterinneren. Bei diesem Vorgang bewegt sich die Rundumdüse 9 und mit ihr das Spritzrohr 2 wiederum entlang der Behälterinnenwandung 1c in Richtung Ausfahren des Spritzrohres 2.

Es versteht sich, dass die einzelnen Verfahrensschritte durch entsprechende Ansteuerung des Linearstelltriebes 6 und/oder der Rolle 7 des Steuerteils 6, 7 vorgegeben und eingestellt werden können. Das mag nach einem variablen Programmschema erfolgen, welches in einer nicht dargestellten Steueranlage abgelegt ist, die den fraglichen Linearstelltrieb 6 und/oder der Rolle 7 - gemeinsam oder alternativ - beaufschlagt.

Im Ausführungsbeispiel dient der Linearstelltrieb 6 dazu, das Spritzrohr 2 in Abhängigkeit von der gewünschten Größe der zu behandelnden Flasche 1 zu positionieren. Demgegenüber sorgt der unabhängig antreibbare und exzentrisch ausgeführte Steuernocken 7 dafür, die einzelnen Verfahrensschritte in den Fig. 3a bis 3d darzustellen. Selbstverständlich kann auch nur gleichsam ein Antrieb, nämlich der Linearstelltrieb 6, ohne zusätzlichen (exzentrischen) Steuernocken 7 bzw. mit feststehendem Steuernocken 7 realisiert werden. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, anstelle des Linearstelltriebes 6 eine Exzenterscheibe oder einen anderen rotierenden Antrieb zu nutzen.

Immer kommt es darauf an, den Anschlagnocken 5 des Basisteils 4, 5 so zu beaufschlagen, dass das Spritzrohr 2 unterschiedlichen Größen und/oder Gestaltungen der Behälter respektive Flaschen 1 Rechnung trägt und im übrigen die

Verfahrensschritte nach den Fig. 3a bis 3d dargestellt werden können. Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, die Verstellung des Spritzrohres 2 mit Hilfe eines Wegmessers zu messen, dessen Messwerte durch die Steueranlage im Sinne einer Regelung ausgewertet werden, um das Spritzrohr 2 bzw. die Rundumdüse 9 zu positionieren bzw. zu verfahren.