Es ist bereits ein Tauchbadsterilisator für Flaschen aus Kunststoff bekannt, bei dem die Flaschen durch mehrere hintereinander geschaltete einreihige Förderer kontinuierlich durch ein mit flüssigem Desinfektionsmittel gefülltes Sterilisationsbad und danach durch ein mit sterilem Wasser gefülltes Spülbad transportiert werden (EP 261 745 B1). Beim Eintauchen in die Bäder werden die mit der Mündung nach unten weisend zugeführten Flaschen um 180 Grad gewendet, bis ihre Mündung nach oben weist und sie vollständig in das Bad eingetaucht sind. Danach füllt sich das Flascheninnere mit der Flüssigkeit. Beim Entnehmen aus dem Bad werden die mit der Mündung nach oben weisenden gefüllten Flaschen sofort um 180 Grad geschwenkt, bis ihre Mündung nach unten weist, worauf sich der Flascheninhalt in das jeweilige Bad entleert.

Dieser bekannte Tauchbadsterilisator sowie das mit ihm durchführbare Verfahren sind gut zum zuverlässigen, biologisch einwandfreien Sterilisieren von Kunststoffflaschen im Rahmen einer Sterilabfüllung geeignet. Dies gilt allerdings nur, solange die Kunststoffflaschen eine ausreichende Stabilität aufweisen, wie dies z. B. bei den üblichen-Getränke-Mehrwegflaschen aus PET der Fall ist. Bei relativ dünnwandigen, labilen Flaschen, insbesondere Einwegflaschen dagegen führen die unterschiedlichen Drücke zwischen Innen-und Aussenseite beim Eintauchen, insbesondere aber beim Entleeren der Flaschen zu bleibenden Veränderungen, die die Flaschen für eine Abfüllung unbrauchbar machen.

Derartige Flaschen konnten bisher nur durch eine Innen-und Aussenspritzung mit flüssigem Desinfektionsmittel sterilisiert werden. Der maschinentechnische Aufwand hierfür ist jedoch sehr hoch und die Keimabtötungsrate ist begrenzt, nicht zuletzt wegen der flüssigkeitsabweisenden Oberfläche von Flaschen aus Kunststoff.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der auch labile Flaschen aus Kunststoff mit geringem Aufwand und hoher mikrobiologischer Zuverlässigkeit sterilisiert werden können.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 10 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelangt in der horizontalen Entleerungslage sehr schnell und weitgehend ungehindert Luft in die Flaschen, so dass während des Auslaufens der Flüssigkeit nur ein sehr geringes Vakuum in den Flaschen entsteht und diese sich nicht verformen. Dabei sind je nach Flaschenart und Transportgeschwindigkeit Neigungen der Flaschenmittelachse von ca. 20 Grad gegenüber der Horizontalen nach oben und unten möglich. Die in etwa zur Hälfte entleerten Flaschen können dann in die normale senkrechte Entleerungslage gebracht werden, ohne dass bleibende Verformungen der Flaschen entstehen. Der zusätzliche Aufwand für die erfindungsgemäße Entleerung der Flaschen ist relativ gering und es können so auch Einwegflaschen aus PET und dgl. labile Gefäße zuverlässig nach dem Tauchprinzip in einer Desinfektionsmittellösung und ggf. in einer Spülflüssigkeit sterilisiert werden.

Der weniger kritische Einlaufbereich in das Tauchbad wird erforderlichenfalls dadurch entschärft, dass die Flaschen vor dem Eintauchen mit der Mündung nach oben weisend bereits ganz oder teilweise mit der Flüssigkeit gefüllt werden, so dass beim anschließenden vollständigen Eintauchen in das Bad die bestehenden Druckunterschiede nicht ausreichen, um bleibende Verformungen zu bewirken.

Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 die perspektivische, schematische Darstellung eines Tauchbadsterilisators für Flaschen Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht des Flaschenförderers des Tauchbadsterilisators nach Fig. 1 Fig. 3 den Schnitt A B nach Fig. 2 Fig. 4 die vergrößerte Seitenansicht des Eintauchbereichs des Tauchbadsterilisators nach Fig. 1 Fig. 5 die vergrößerte Seitenansicht des Auftauchbereichs des Tauchbadsterilisators nach Fig. 1.

Der Tauchbadsterilisator 1 nach Fig. 1 bis 5 ist zum Sterilisieren von Einweg-Getränkeflaschen 2 aus PET, im Nachstehenden kurz Flaschen 2 genannt, eingerichtet. Er weist ein kastenförmiges, weitgehend geschlossenes Gehäuse 3 auf, in dessen unterem Bereich ein längliches Tauchbad 4 angeordnet ist. Dieses ist mit einem flüssigen Desinfektionsmittel, z. B. einer wässrigen Lösung mit Peressigsäure, gefüllt. An der rechten Stirnseite des Gehäuses 3 ist ein Einlass 5 für die unreinen Flaschen 2 ausgebildet, während an der linken Stirnseite ein Auslass 6 für die reinen Flaschen 2 angeordnet ist. Einlass 5 und Auslass 6 sind durch eine Trennwand 7 hermetisch voneinander getrennt.

Im Gehäuse 3 ist über mehrere, nur teilweise dargestellte Antriebs-und Umlenkräder 8 bis 12 mit horizontalen Drehachsen sowie über parallele Führungsschienen 13,14 eine endlose Förderkette 15 geführt, die mit Zellen 16 für die Flaschen 2 bestückt ist. Die Förderkette 15 ist kontinuierlich antreibbar und bewegt die Flaschen 2 in einer Reihe von einer Aufgabestation 17 nacheinander durch das Tauchbad 4, eine erste Spritzstation 18, eine zweite Spritzstation 19 und eine Abgabestation 20. Von dieser läuft die Förderkette 15 leer zurück zur Aufgabestation 17. Die Förderkette 15 bewegt sich dabei in mehreren Spiralen und Schleifen, die im wesentlichen in senkrechten Ebenen und in Längsrichtung des Gehäuses 3 verlaufen.

Die unreinen und evtl. verkeimten Flaschen 2 werden mittels eines bandförmigen Zuförderers 21 durch den Einlass 5 hindurch der Aufgabestation 17 zugeführt, wo sie in die Zellen 16 eingesetzt und dort fixiert werden. Die reinen, sterilen Flaschen 2 werden in der Abgabestation 20 von den Zellen 16 freigegeben, auf einem bandförmigen Abförderer 22 abgesetzt und von diesem durch den Auslass 6 hindurch und weiter zu einer nicht gezeigten Steril-Abfüllanlage transportiert.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist jede Zelle 16 mit ihrem die Flaschenmündung aufnehmenden Endbereich an einem Paar von U- förmigen Halteblechen 23 befestigt, die von zwei mit Abstand zueinander parallel angeordneten Lagerbolzen 24 durchgriffen werden. Jeder der Lagerbolzen 24 trägt an beiden Enden eine drehbar gelagerte Rolle 31, die in den U-förmigen Führungsschienen 13,14 geführt ist. Die U-förmigen Haltebleche 23 benachbarter Flaschenzellen 16 sind über Kettenlaschen 25 verbunden und bilden so mit diesen zusammen die Förderkette 15.

Aus der Schnittdarstellung in Fig. 3 ist zu erkennen, dass die Flaschenzellen 16 einen zylindrischen Abschnitt 16a zur Aufnahme eines Teils des Flaschenrumpfes besitzen, an den sich ein konisch verjüngt ausgebildeter Abschnitt 16b anschließt, der sich bis zu einer Einschnürung 16c erstreckt, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Tragrings 2b einer Flasche 2.

Wenn eine Flasche 2 mit ihrer Mündung 2a nach unten weisend ausgerichtet ist, stützt sich der Tragring 2b auf der Einschnürung 16c ab, während der Flaschenkopf die Einschnürung durchgreift und in einen die Flaschenmündung 2a voll umfänglich umgebenden Kragen 26 hineinragt. Der Kragen 26 ist so ausgebildet, dass er die Flaschenmündung 2a in axialer Richtung überragt, vorzugsweise drei bis fünfzehn Millimeter. Der Krageninnendurchmesser ist im Vergleich zum Flaschenmündungsdurchmesser vergrößert ausgeführt. Besonders vorteilhaft ist ein Krageninnendurchmesser, der annähernd das doppelte des Innendurchmessers der Flaschenmündung beträgt.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kragen 26 einstückig an der Einschnürung 16c der Flaschenzelle 16 angeformt.

Der konisch verjüngte Abschnitt 16b der Flaschenzelle 16 ist nahe der Einschnürung 16c mit einem quer zur Flaschentransportrichtung F verlaufenden Schlitz versehen, in dem eine Klemmplatte 27 mit einer schlüssellochartig geformten Öffnung 32 für den Flaschenkopf zwischen zwei Endpositionen verschiebbar geführt ist. Derartige Klemmplatten sind aus dem europäischen Patent 0 529 387 (Fig.

4) bekannt und so ausgeführt, dass in einer Endposition der Klemmplatte der Flaschenkopf und dessen Tragring 2b durch einen ersten, einen größeren Durchmesser als der Tragring aufweisenden Abschnitt der Öffnung 32 ungehindert in die Einschnürung 16c und den Kragen 26 der Flaschenzelle 16 in axialer Richtung ein-oder ausführbar ist, während in einer zweiten Endposition der Klemmplatte 27 ein zweiter, einen geringeren Durchmesser als der Tragring 2b aufweisender Abschnitt der Öffnung 32 den Tragring hintergreift, wodurch die Flasche 2 in der Flaschenzelle 16 verriegelt gehalten ist (Fig. 3).

Die Überführung der Klemmplatten 27 zwischen ihren beiden Endpositionen erfolgt durch ortsfeste, schräg zur Flaschentransportrichtung F verlaufende Kurvenstücke 28 und 29. Das Kurvenstück 28, welches die Klemmplatten 27 aus einer Klemmstellung in eine Freigabestellung überführt, ist im Bereich der Abgabestation 20 des Tauchbadsterilisators 1 angeordnet. Das andere Kurvenstück 29, welches die Klemmplatten 27 aus der Freigabestellung in die Klemmstellung überführt, ist im Bereich der Aufgabestation 17 positioniert.

Die Kurvenstücke 28,29 greifen an einer Steuerrolle 30 der Klemmplatte 27 an.

Nachdem die vom Zuförderer 21 zugeführten leeren Flaschen 2 innerhalb der Aufgabestation 17 in der vorbeschriebenen Weise in den Zellen 16 fixiert worden sind, läuft die Förderkette 15 ein Stück senkrecht nach oben und dann zurück in Richtung Einlass 5 zum dortigen rechten Ende des Tauchbads 4. Dabei weisen die Flaschenmündungen 2a nach unten. Es folgt eine Umlenkung um 180 Grad durch das Antriebsrad 8, so dass die Flaschenmündung 2a nunmehr wieder nach oben weist. In dieser Position fahren die Flaschen zunächst horizontal und dann schräg nach unten durch den Eintauchbereich E wobei sie allmählich in das Tauchbad 4 abgesenkt werden, bis die Flaschenmündung 2a vollständig unterhalb des Flüssigkeitsspiegels S liegt.

Im Eintauchbereich E ist eine zweiteilige Füllvorrichtung 33 vorgesehen, durch welche die Flaschen 2 vor dem vollständigen Untertauchen im Tauchbad 4 zu ca. zwei Drittel mit dem flüssigen Desinfektionsmittel befüllt werden. Der erste Teil der Füllvorrichtung 33 umfasst ein konzentrisch zum Kettenrad 8 angeordnetes und synchron mit diesem mitlaufendes Düsenrohr 34, dessen Düsen exakt auf die Mündungen 2c der durch die Förderkette 15 vorbei bewegten Flaschen 2 gerichtet sind. Das Düsenrohr 34 ist über ca. drei Viertel seines Umfangs durch eine stationäre Blende 35 abgedeckt, so dass lediglich die Flaschen 2 beaufschlagt werden, die von der horizontalen Position in die aufrechte Normalposition bewegt werden.

Der zweite Teil der Füllvorrichtung 33 umfasst eine stationäre Wanne 36 deren Boden mit einer Vielzahl von Öffnungen 37 versehen ist, die mit geringem Abstand über der Bewegungsbahn der vorbeilaufenden Flaschenmündungen 2a sitzen. Sowohl das Düsenrohr 34 als auch die Wanne 36 werden über Rohrleitungen durch eine nicht gezeigte Pumpe aus dem Tauchbad 4 kontinuierlich mit dem flüssigen Desinfektionsmittel versorgt. Während des Befüllens durch das Düsenrohr 34 und die Wanne 37 wirken die Kragen 26 der Zellen 16 wie ein Trichter, so dass auf relativ kurzer Strecke problemlos die angestrebte Zwei-Drittel-Füllung erzielbar ist.

Wenn die Flaschenmündung 2a in das Tauchbad 4 eintaucht, sind somit die Flaschen 2 bereits zu ca. zwei Drittel gefüllt. Die Druckdifferenz zwischen Innen-und Aussenwand ist daher nur noch klein und reicht nicht aus um eine bleibende Verformung der Flaschen 2 zu bewirken. Nach dem vollständigen Untertauchen der Flaschenmündungen 2a werden die Flaschen 2 dann vollständig mit dem Desinfektionsmittel gefüllt, so dass dieses vollflächig auf die Aussen-und Innenseite der Flaschen 2 einwirkt.

Anschließend laufen die Flaschen 2 mit der Förderkette 15 weiter in aufrechter, untergetauchter Normalposition bis zum linken Endbereich des Tauchbads 4, werden um 180 Grad umgelenkt, laufen in gewendeter Position jedoch mit untergetauchter Mündung wieder zurück zum rechten Ende des Tauchbads 4, werden um 180 Grad gewendet und laufen schließlich untergetaucht zu dem etwa in der Mitte des Gehäuses 3 befindlichen Auftauchbereich A. Dabei erfolgt eine zuverlässige Sterilisation der Flaschen 2.

Im Auftauchbereich A werden die Flaschen 2 als erstes durch das Kettenrad 9 innerhalb des Tauchbads 4 um 90 Grad gewendet. Anschließend tauchen die Flaschen 2 in horizontaler Entleerungsposition aus dem Tauchbad 4 auf und werden eine vorgegebene Strecke unter Beibehaltung der horizontalen Entleerungsposition senkrecht nach oben transportiert. Dabei beginnt das flüssige Desinfektionsmittel langsam aus den Flaschen 2 auszulaufen, wobei gleichzeitig Luft problemlos ins Flascheninnere eindringen kann. Im Flascheninneren stellt sich daher keinen oder nur ein kleiner Unterdruck ein, der nicht ausreicht, um die Flaschen 2 bleibend zu verformen oder zu beschädigen. Anschließend erfolgt durch das Kettenrad 10 eine Umlenkung um 180 Grad unter Durchlaufen der senkrechten Normalposition der Flaschen 2. Danach nehmen die Flaschen wieder ihre horizontale Entleerungsposition ein und werden in dieser senkrecht nach unten zu einem weiteren Kettenrad 11 transportiert. Dabei kann wieder flüssiges Desinfektionsmittel langsam aus den Flaschen 2 auslaufen.

Durch das Kettenrad 11 wird die Förderkette 15 mit den Flaschen 2 um 90 Grad umgelenkte wobei die Flaschen wieder teilweise in das Tauchbad 4 eintauchen und in ihre aufrechte Normalposition gebracht werden. Die Führungsschienen 13,14 sind hier derart angeordnet, dass die Flaschenmündung 2a über dem Flüssigkeitsspiegel S im Tauchbad 4 verbleibt, so dass keine Desinfektionsflüssigkeit mehr in die Flaschen 2 einlaufen kann und der Druck auf die Flaschen nicht zu groß wird.

Nach einer kurzen Horizontalbewegung wird die Förderkette 15 dann durch ein weiteres Kettenrad 12 um 90 Grad nach oben umgelenkt, so dass die Flaschen 2 ein drittes Mal ihre horizontale Entleerungsposition einnehmen. In dieser Position werden die Flaschen 2 ein kurzes Stück senkrecht nach oben bewegt und gehen dann allmählich durch eine entsprechende bogenförmige Gestaltung der Führungsschienen 13,14 in ihre senkrechte, mit der Mündung nach unten weisende Position zur vollständigen Entleerung über. Eine bleibende Verformung der Flaschen 2 kann durch den während der vollständigen Entleerung auftretenden Unterdruck nicht mehr bewirkt werden, da durch die drei vorausgehenden Bereiche mit horizontaler Entleerungsposition die Flaschen mindestens zur Hälfte entleert worden sind. Auch extrem dünne, materialsparende und leichte Einwegflaschen können daher beim Entleeren nicht deformiert oder beschädigt werden.

Anschließend laufen die Flaschen 2 mit der Mündung nach unten von der linken Stirnseite des Gehäuses 3 in horizontaler Richtung zur rechten Stirnseite des Gehäuses 3, wobei sie die aus mehreren Düsen und/oder Schwallrohren bestehende erste Spritzstation 18 passieren. In dieser wird das an der Aussenseite der Flaschen 2 noch haftende Desinfektonsmittel durch Sterilwasser abgespült. Anschließend werden die Flaschen um 180 Grad gewendet und laufen wiederum im wesentlichen horizontal zurück zur linken Stirnseite des Gehäuses 2, wo im Bereich eines Kettenrades die zweite Spritzstation 19 für das Ausspülen des Flascheninneren mit Sterilwasser angeordnet ist. Diese ist in gleicher Weise wie die Fülleinrichtung 34,35 als rotierendes, exakt auf die Flaschenmündung ausgerichtetes Düsenrohr ausgebildet. Dabei werden die Flaschen um 180 Grad gewendet und laufen nun kopfüber zur Abgabestation 20, wo sie nach Wendung in ihre Normalposition an den Abförderer 22 übergeben werden.

Sollten die durch die in Fig. 5 gezeigte Schleifenbildung der Förderkette 15 erzielbaren horizontalen Entleerungsphasen für die Flaschen 2 zu kurz sein, so kann das obere Kettenrad 10 weiter nach oben versetzt und in einem turmartigen Aufbau 38 des Gehäuses 3 untergebracht werden (siehe Fig. 1) Hierdurch wird auch bei einer schnell laufenden einreihigen Förderkette ausreichend Zeit für die erfindungsgemäße Vorentleerung der Flaschen 2 realisiert. Auch ist es möglich, die Förderkette mit mehreren nebeneinander liegenden Zellen 16 zu bestücken, wie dies in dem bereits genannten europäischen Patent 0529387 gezeigt ist. Die Geschwindigkeit der Förderkette 15 kann hier bei gleicher Leistung verringert werden. Ferner ist es möglich an Stelle einer einzigen durchgehenden Förderkette mehrere hintereinander geschaltete Transportorgane für die Flaschen einzusetzen.