本发明涉及一种用于以液态至膏状的食物和饮品灌装包装件、尤其是瓶子或杯子的设备。
背景技术
例如由de2919015c2已知这种类型的用于以食物灌装容器的设备。为了无菌地灌装而设置消毒室，在该消毒室中布置有消毒站、灌装站和封口站。正好在小尺寸的工作空间的情况下，用于维护和检查工作站的入口通常困难地并且在差的人体工程学条件下构型。特别的问题存在于配量区域，因为该站由于它的复杂性和在无菌灌装机中的特殊意义而具有提高的要求。所述入口通常要么通过侧面的狭窄的维护开口要么通过在机器上方横向地安装在配量器旁边的维护开口来确保。这些维护开口由于大部分复杂的密封结构形成卫生风险。这些维护开口的手动操纵显示出关于密封装置的损坏和服务人员的个人错误方面的附加风险。由此尤其在现在常用的、部分非常宽的机器中产生对于维护、检查和规格变换的极其狭窄的情况，所述情况进一步提高卫生风险。关于在难以接近的区域中的合格结果方面的视觉检查或者测试通常是不可能的。
技术实现要素：
根据本发明的用于灌装包装件的设备消除或者缓解上述问题。通向灌装机无菌区域的入口尤其更简单地构型。此外，所述设备允许更简单、更稳健和卫生安全的无菌密封系统。无菌密封系统尤其可以通过操纵可靠地限定的预应力来实施。通向无菌区域的入口能够以简单的途径自动化。所述入口区域(在服务位态中)可以全自动地锁止和解锁。根据本发明，这能够通过设置升降单元来实现，该升降单元使配量站在包装件可被灌装的生产位态和服务位态之间运动。通过整体升高配量站，能够符合人体工程学地实现非常大的、从所有侧可接近的维护和检查开口。尤其在配量模块优选沿竖直方向线性运动的情况下，能够实现相对于无菌区域的隔开部位的简单构型。由此可以使用非常简单构型的和经证明的无菌密封系统。
在符合目的的扩展方式中，配量站包括至少一个优选水平定向的规格板，该规格板构造为能与配量站一起运动。特别符合目的地，至少一个框架和/或一个膜片与配量站或规格板连接以至少在生产位态中隔离消毒室。由此确保无菌工作区域的安全和卫生的隔离。此外，能够实现到不同位态中的移动，尤其通过规格板相对于框架的可能的相对运动。根据本发明，这可以仅通过升降单元的驱动装置来实现。为此，特别优选设置将规格板与框架连接的携动件。
在符合目的的扩展方式中，在框架上设置有密封件，尤其用于使框架相对于消毒室的下框架密封。密封装置在服务位态中布置在升高的框架上降低了损坏的风险。所述密封装置可以相对简单地并且也可以通过操纵可靠地限定的预应力实施。根据本发明，这能够通过锁止装置来实现。由此，一方面，两个框架相互锁止，由此另一方面限定的压力也可以施加到框架上并且从而施加到密封装置上。尤其在气动地激活锁止装置的情况下，能够全自动地实施从服务位态到生产位态中的移动。替代地，所述激活也可以手动地机械式进行或机电式自动化地进行。这尤其也能够借助机电驱动单元、例如伺服驱动装置实现，而不需要操作者的手动动作。由此降低错误操作的风险，该风险尤其在无菌的机器中对灌装线的总效率具有非常持久的影响。
在符合目的的扩展方式中，设置有至少一个槽，密封装置优选不会丢失地接收在该槽中，例如优选接收在梯形槽中。特别优选地，密封装置可消毒地布置在槽中。这能够通过以下方式实现：槽至少部分相邻于消毒室地布置，使得供应给消毒室的消毒剂也可以通过所述槽作用到密封装置上。由此可以进一步改进所述设备的卫生方面的设计质量。
由另外的从属权利要求和说明得到其他符合目的的扩展方式。
附图说明
下面参照附图详细说明本发明的优选实施例。在附图中：
图1以侧视图示出灌装机；
图2以从上方看的立体示图示出灌装机的配量模块，
图3以从下方看的立体示图示出灌装机的配量模块，
图4示出在生产位态中的配量模块，
图5示出在服务位态中的配量模块，
图6以截面示出在生产位态中的配量模块的局部，
图7示出在冲洗板移入时根据图6的示图，
图8示出在清洁位态中的根据图6的示图，
图9示出在服务位态中的根据图6的示图，
图10示出配量模块的局部用于阐明密封装置和锁止装置，
图11示出图2的放大局部用于阐明升降单元。
具体实施方式
根据图1的实施例示出用于以液态至膏状的食物和饮品灌装包装件、尤其是瓶子或杯子的灌装机8或者说设备8。包装件如杯子、瓶子或类似物通过包装件供应装置供应给消毒模块10。在此涉及已经预制的包装件。在此，例如可以将杯子堆垛自动地放入到包装件供应装置14中。装备有包装件的包装件载体通过输送系统运动至不同加工站，例如包装件供应装置、消毒装置、配量装置、封口装置、取出装置等。输送系统例如实施为循环的带或链。为此，输送系统例如包括驱动模块16，该驱动模块例如包括链轮或者偏转装置。在灌装机8的另一侧上设置有用于驱动或偏转输送系统的另一驱动模块16。在实施例中，驱动装置16放置在消毒模块10中。在灌装机8的下方区域中，在机器内室中，空的包装件载体被引导回。在消毒模块10中，包装件的消毒例如通过由热的无菌空气和蒸发的过氧化氢(双氧水)构成的混合物实现。
作为下一工作步骤，为了灌装包装件，在包装件消毒之后设置配量。为此，输送系统使经消毒的包装件运动到配量模块26的工作区域中。配量模块26包括至少一个配量站28。可选地，还可以设置沿着输送路径布置的另外的配量站30。在根据图2和3的实施例中，例如总共设置三个配量站28。配量站28在配量区域中被上消毒室33包围，在包装件的下方区域中，所述包装件被下消毒室33包围。下消毒室33的底部或底壳63形成相对于机器的位于所述底部或底壳下方的内室的无菌分界部。在配量模块26的前方区域中(相邻于消毒模块10)设置无菌空气供应装置。通过该无菌空气供应装置，无菌空气被供应给消毒室33，使得在消毒室33中产生过压。由此防止空气由未消毒区域到达消毒室33中。在配量站28、30中，液态至粘稠浓度的食物(所述食物可能还包含颗粒例如水果块)例如能够以所希望的量被配量到包装件中。但是也可以灌装药品例如营养补充剂，或者固体产品例如谷物或饼干。
密封装置位于配量站28的配量器和消毒室33之间。密封装置允许，配量器接管在高度方面竖直地移动，而周围环境空气不侵入到消毒室33中。通过下消毒室33附加地避免，被污染的空气(含菌的空气、含过氧化物的空气)到达灌装的区域中。这通过将消毒室33也布置在配量站28的区域中的已灌装的包装件载体下方来实现。消毒室33完全包围灌装区域。因此，经配量的产品连续地布置在无菌区中。在对无菌级别要求较低的情况下，可以可选地取消下消毒室33。上消毒室33和/或下消毒室33在空间上配属于支架65或者说支架框并且被固定。所述上消毒室33和/或所述下消毒室33位于配量模块26的支架65或者说支架框内部或者说位于配量模块26内部。与消毒模块10的连接通过一个接口实现。尤其在该区域中在所述接口上又布置有至少一个竖直的支架板。此外，设置配量模块26的至少一个水平的支架板。机器内室又通过底壳63限界。
紧接着配量模块26的是封口模块38。在封口模块38中使已灌装的包装件封口。为此，一个没有详细标明的装置设置为用于放置封口件、例如盖，并且封印站(siegelstation)39设置为用于封印或者说封闭包装件上的封口件。所述放置和封口装置布置在消毒室内部。此外，根据在消毒室中的清洁度要求进行盖或薄板的消毒。在紧接着该封口模块的封印站39中，对放置到包装件开口上的盖以合适的封印温度、封印时间和封印压力进行封印。具有无菌空气的气闸位于在盖供应装置和盖放置装置之间。
紧接着封印站39的是盖控制器40。在此，检验按照规定的封口。随后，检验和封口后的包装件到达打印装置42的检测区域中。在那里，灌装后的包装件将设有印记，例如有关的制造日期、批次等。接着可选地也可以有另外的站，例如卷边盖站44。在那里，可以根据需求将盖卷边到已封口的包装件上。所述盖例如用于应用再封口盖、饮料盖或具有食物或其他添加物(汤匙、吸管、配料插件)的所谓顶杯(top-cups)。与该卷边盖站邻接的是取出设备48，该取出设备用于取出已填充的和已封口的包装件。在随后的驱动模块16中例如又布置有偏转装置或者链轮，必要时带有独立的驱动装置。此外，能够实现单个的、不可销售的包装件的分选。
在根据图2的立体示图中从上方示出配量模块26。在配量模块26中设置有至少一个升降单元36，该升降单元可以使配量站28运动到不同运行位态中。该升降单元36包括驱动装置18，该驱动装置通过在图11中更详细示出的部件移动所述配量站28。该配量站在它的下端部上包括灌装喷嘴24，通过该灌装喷嘴将由产品存储器20通过产品供应装置22所供应的产品灌装到等待的包装件中。
配量站28布置在规格板70上，升降装置通过滑块82和可运动的板84(参见图11)作用到该规格板上。规格板70包括开口，灌装喷嘴24被引导经过所述开口，使得灌装喷嘴24相对于规格板70向下突出。规格板70相对于框架35可运动。下框架27是配量站28的底板或者说可以是配量站28的组成部分。框架35包围规格板70。在框架35和规格板70之间布置有环绕的膜片72。膜片72是消毒室33的膜片隔离装置的组成部分。通过升降单元36产生的规格板70连同配量站28的运动可以通过至少一个携动件74、优选多个携动件74传递到框架35上。为此，携动件74与框架35固定地连接。在框架35的输送位态中，携动件74的上端部作用到规格板70的边缘上。以这种方式，规格板70的运动被传递到框架35上。
框架35呈环绕的边缘的形式构造。所述框架35由金属、尤其不锈钢制成并且刚性地构造。通过框架35在所述框架的内侧布置有同样环绕的膜片72。该膜片72柔性地构造。所述膜片72密封了框架35和规格板70之间的间隙。在另一方面，膜片72之所以柔性地构造，以便使得能够实现框架35和规格板70或者说配量站28之间的相对运动。在膜片35的内侧上设置有规格板70。
框架35、膜片72和规格板70(连同齐平地伸出的灌装喷嘴24)构成闭合面并且使位于其下的消毒室33相对于位于其上方的部件如配量站28、升降单元36、产品储存器20、产品供应装置22和可能的其他部件密封。由此没有消毒剂等到达所述上方区域中。柔性的膜片72在还保证密封的情况下允许框架35相对于规格板70的一定的相对运动。升降单元36使规格板70与布置在该规格板上的配量站28、框架35和膜片72一起移动。框架35和规格板70之间的相对运动也可以通过升降单元36产生，如之后所说明的那样。
在可运动的框架35下方，下框架27与支架65固定地连接。通过下框架27形成的开口通常在确定状态、例如生产状态和清洁状态中通过框架35、膜片72和规格板70封口。下框架27基本上布置在水平平面内并且作为环绕的边缘与配量模块26的支架65连接。下框架27的尺寸与框架35相协调，使得能够在框架35下降的情况下实现可靠的密封。在下框架27下方，将待灌装的包装件供应给包装件载体。这在上消毒室33中进行，该上消毒室33又通过板材向下与机器的下消毒室33隔开。下消毒室33的下侧通过底壳63限界。
此外，在图2中示出冲洗板34，通过用于接收灌装喷嘴24的向上敞开的开口可看到所述冲洗板，在图11中更详细地示出。在清洁位置中，在冲洗板34已经被插入之后，灌装喷嘴24被引入到冲洗板34的开口中并且借助清洁剂冲洗和清洁。
在根据图3的示图中以从下方的视图示出配量模块26。在此可看出，框架35、膜片72以及规格板70连同灌装喷嘴24显示出朝着配量站28的闭合面。在该视图中，也看到环绕的密封装置52，该密封装置基本上在框架35的面向下框架27的一侧上布置在所述开口附近。如之后结合图10更详细示出的那样，密封装置52与下框架27的上侧密封地共同作用。
在根据图4的位置中，配量站28位于所谓的生产位态中。在清洁位态中配量站28也是下降的。在生产位态中，包装件如所说明的那样被灌装。下消毒室33位于包装件载体下方。上消毒室33位于包装件载体上方，在清洁位态中，配量站28如在图4中所示的那样也是下降的，而灌装喷嘴24为了清洁目的被冲洗板34接收。为此，冲洗板34能够在水平平面中移动。在生产位态中，冲洗板34向右移入，使得包装件又可以定位在该部位上以通过灌装喷嘴24灌装。
在图5中，配量模块26位于服务位态中。升降单元36已经使配量站28运动到上方的位态中。由此在配量站28下方产生用于服务运行的入口37。在服务位态中，例如在更换待灌装的产品时更换配量站28的一个灌装喷嘴24或多个灌装喷嘴24。对于操作人员而言，现在存在足够的空间，以便更换灌装喷嘴24。
在图6-9中示出配量模块26的不同位态。如已经结合图2和3所阐述的那样，现在以截面示出重要的部件。在根据图6的生产位态中，如之后结合图11所阐述的那样，驱动装置18使规格板70完全向下运动，该规格板通过携动件74与框架35连接。在中间位态中，框架35放置到下框架27上。框架35通过竖直的引导装置76被引导。由此保证位置精确地放置在下框架27上。
规格板70还进一步下降到框架35的高度以下。框架35的下侧放置在下框架27的上侧上。两个框架27、35之间的密封通过环绕的密封装置52实现。借助锁止装置31，密封装置52处于所希望的预应力下。这时两个框架27、35固定地相互连接。下框架27朝着上消毒室33的方向敞开如此大的开口，使得规格板70可以运动穿过并且位于下框架27下方。灌装喷嘴24伸出超过规格板70的下侧，使得可以灌装位于该规格板下方的包装件(未示出)。此外，在框架35上固定有空气接头58、59，需要所述空气接头58、59以操控锁止装置31。此外，在上侧上布置有优选l形的携动件74。所述布置对称地构造，使得在相对置的侧上也设置有携动件74。止挡74的外部下侧与规格板70的上侧共同作用。通过携动件74将规格板70的运动传递到框架35上。
在根据图7的位置中，冲洗板34移入。与根据图6的生产位态相比，升降单元36将规格板70如此远地向上抬升，直至灌装喷嘴24不再妨碍冲洗板34的移入。如所示的那样，规格板70被带到止挡74的检测区域中。尽管如此，两个框架27、35没有彼此松开或者说保持锁止。如果规格板70位于图7所示的位置中，那么冲洗板34移动到灌装喷嘴24下方。随后，规格板70再次下降。为此，升降单元36使规格板70向下运动。在此，灌装喷嘴24被带到冲洗板34的开口中。在冲洗板34中进行清洁时，由于所需空间小，冲洗板34能够被冲洗介质这样流经，使得没有形成死区，在所述死区中静止的冲洗介质促进细菌形成。
在根据图8的示图中，配量模块位于清洁位态中(cipcleaninginplace，定位清洁；sipsterilizinginplace，定位消毒)。在该位态中，消毒室33设有用于清洁或者消毒的清洁剂或消毒剂(例如蒸汽)，而不必拆除配量模块26的部件。在该位置中，规格板70不再与止挡74接合。规格板70的下侧基本上与下框架27的下侧位于一直线上。为此，膜片72稍微向内倾斜，该膜片分别与框架35的上侧和规格板70的上侧连接。此外，消毒室33的密封向上通过规格板70与在该规格板中齐平地布置的灌装喷嘴24、膜片72和框架35实现。
在根据图9的实施例中，配量站28位于服务位态中，如已经在图5中所示的那样。为此，规格板70与在该规格板上布置的配量站28与框架35和膜片72一起向上运动。首先进行锁止装置31的解锁。在此，可与规格板70可松开地布置的携动件74与规格板70的边缘接触并且这样将规格板70的运动传递到框架35上。框架35又借助引导装置76被位置精确地带到上方的位态中。在服务运行的终端位态中，规格板70位于在框架35上方的高度上。膜片72从外向内观察大致向上指向。由此使得能够为了服务目的实现特别大的入口37。如已经所说明的那样，可以在服务位态中更换灌装喷嘴24。
为了密封和隔离消毒室33，框架35设有密封装置52，如在图10中详细示出的那样。在该示图中，框架35在清洁位态或生产位态中向下移动并且置于下框架27上。作为密封装置52例如使用可弹性变形的o型圈。密封装置52环绕地实施。所述密封装置用于框架35和下框架27之间的密封。密封装置52不会丢失地布置在槽53中。在实施例中例如涉及梯形槽。在此，槽53这样布置，使得消毒剂可以对密封装置52消毒。为此，槽53部分地朝着消毒室33敞开，以便消毒剂可以渗入到槽53中。槽53布置在框架35的下侧上。槽53相对于消毒室33至少部分地敞开。如果框架35相对于下框架27向上移动，那么槽53可靠地包围密封装置52，该密封装置与框架35一起被带向上。
此外，在图10中更详细地示出锁止装置31。锁止装置31用于使两个框架27、35之间存在限定的挤压力。通过该限定的挤压力确保，密封装置52以希望的方式预紧。锁止装置31可以被远程激活。在实施例中涉及气动的锁止装置31。在无菌的灌装设施中允许气动激活。空气接头58用于使两个框架27、35张紧或者说经受所希望的压力并且由此相互连接。另一空气接头59用于使处于预应力下的板27、35松开。空气接头58、59安装在可运动的框架35上。因而在由升降单元36变换运行方式时所述空气接头58、59也运动。锁止装置31的布置在框架35中的、未详细说明的组成部分在所示位态中与锁止栓共同作用，该锁止栓与下框架27固定地连接。在根据图4或5的示图中，该突出的栓作为锁止装置31的组成部分略微超过下框架27的上侧伸出。替代地，替代的锁止的激活也可以手动地机械式进行或机电自动化地进行。
在图11中示出图2放大的局部。由此，升降单元36的部件的确切的共同作用变得明显。升降单元36的驱动装置18与框架65或者布置在所述框架上的承载件86固定地连接。驱动装置18例如是伺服驱动装置。驱动装置18的主轴使多个在导轨80中可线性移动地布置的滑块82运动。通过相应的传动装置产生驱动装置18在两侧上沿着承载件86的运动。可运动的板84与滑块82连接。可运动的板84的下侧又与规格板70固定地连接。这些驱动机构优选设置在配量站28的两侧上，其中，驱动装置18的运动可以通过合适的传动装置等传递到另一侧上。如在实施例中所示的那样，规格板70具有环绕的边缘，止挡74可松开地置于所述边缘上并且因此将规格板70的运动传递到框架35上。为此，止挡74与框架35固定地连接。
此外，在图11中可看出运动装置88，通过该运动装置可以水平地调节冲洗板34。这样可以通过运动装置88使冲洗板34移动到间隙位置中，在该间隙位置中灌装喷嘴24布置在冲洗板34的开口中。在生产位态中，冲洗板34被带到停放位置中，在该停放位置中可以使待灌装的包装件移动到灌装喷嘴24下方。
通过仅线性的打开和关闭运动使得能够实现相对于无菌区域、消毒室33的隔开部位的简单构型。通过所选择的布置，同样能够使用特别简单地构型的经证明的无菌密封系统。
框架35借助锁止装置31相对于下框架27的自动锁止确保无菌工作区域或者消毒室33的安全和卫生的隔离。
通过具有机电驱动单元18或者伺服驱动装置的升降单元36的实施方案能够在没有操作人员的手动动作的情况下实现全自动的进入开口。由于锁止装置31的气动实施方案，也可以完全自动地实现锁止。由此降低错误操作的风险，该风险尤其在无菌的机器中对灌装线的总效率具有非常持久的负面影响。
通过由膜片72实施消毒室33的膜片隔离能够实现到不同配量位态的移动和灌装喷嘴24到冲洗板34中的移入和移出。消毒区域或者说消毒室33的打开通过用于移动到生产和清洁位置中的相同驱动装置实现。
这些机器主要使用在乳制品业中以及婴儿和医院膳食中用于灌装从液态至膏状的食物。越来越多地，灌装机也在冷饮、汤类的领域中使用并且在灌装酱料时使用。然而应用不局限于此。