DE69226288T2 - Behälterkühlgerät - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Kühlen von Behältern wie Ampullen, Flakons und Flaschen.
• Die Figur 7 der beigefügten Zeichnungen zeigt ein typisches Behälterkühigerät gemäß dem Stand der Technik. An einem Aufgabe-Ende eines Förderers 61 wird ein Behälter 62 zugeführt und in aufrechter Stellung auf dem Förderer plaziert, der die Behälter der Reihe nach in einen Wassertank bewegt. Während der Bewegung wird der Behälter mit Wasser gekühlt, daß von oben über eine Düse 64 eingeleitet wird. Anschließend wird der Behälter 62 an einem Entnahme-Ende des Förderers von dem Förderer auf eine Trägerplatte 65 übergeben, die mit einem Ultraschall-Übertrager 66 verbunden ist, um eine Mischwirkung zu erreichen. Nach Abschluß der Kühlung wird der Behälter 62 mittels eines Hebeförderers 67 an einen Förderer 68 übergeben, der dazu dient, die Behälter 62 zu einem nachfolgenden Prozeß zu fördern.
• Es sind jedoch bei dem zuvor genannten Kühlgerät gemäß dem Stand der Technik verschiedene Probleme aufgetreten, die nachfolgend beschrieben werden.
• Die Ultraschallwellen wirken auf eine bestimmte Zahl von Behältern ein, die sich ungleichmäßig bewegen, wenn sie in einer Gruppe gefördert werden. Deshalb ist nicht nur die Zeit, während derer die Ultraschallwellen auf einzelne Behälter einwirkt, unterschiedlich, sondern auch die Menge an Ultraschallwellen, die auf die Bodenwandung jedes einzelnen Behälters einwirkt, was in einer ungleichmäßigen Kühlung resultiert.
• Die Trägerplatte 65, die zwischen dem Behälter 62 und dem Ultraschall-Vibrator 66 angeordnet ist, schwächt unvermeidlich die Ultraschallwellen und reduziert deren Mischwirkung.
• Schließlich werden die Ultraschallwellen in den Behälter 62 von dessen Boden aus eingeleitet und folglich ist der untere Bereich den Ultraschallwellen intensiver ausgesetzt als der obere Bereich des Behälters 62. Daher treten auf Ultraschallwellen zurückzuführende Glas-Absplitterungen oftmals im unteren Bereich des Behälters auf.
• Die US-Patentschrift 2 494 864 beschreibt ein Kühlgerät zum Kühlen dünner Dosen, die gekochte Nahrungsmittel enthalten. Dieses Kühlgerät umfaßt einen Förderer zum Fördern der Behälter in einen Tank, in dem der Förderer und die durch ihn be wegten Behälter wenigstens teilweise in eine Kühlflüssigkeit eingetaucht sind und eine Kühleinheit im Tank angeordnet ist, die einen Einlaß und einen Auslaß für die Kühlflüssigkeit aufweist. In der Anordnung, die in der Beschreibung des US- Patents offenbart ist, umfaßt der Förderer eine Anzahl von frei drehbaren Rollen, deren Achsen im allgemeinen horizontal angeordnet sind, sowie ein angetriebenes Band, um die Rotation der frei drehbaren Rollen zu bewirken und die Behälter nacheinander um ihre Achsen zu rotieren.
• Gemäß der Erfindung ist das Behälterkühlgerät dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer Heb- und Senkvorrichtungen besitzt und die Behälter in einer im wesentlichen aufrechten Position entlang einem umlaufenden Weg in den Tank hinein, entlang des Tanks und aus ihm heraus fördert, und daß Führungen außerhalb des Förderers vorhanden sind, die so nahe zueinander stehen, daß ein Reibschluß zwischen den Seitenwänden der Behälter und den Führungen erzeugt wird, so daß der Behälter um seine Achse rotiert.
• Die Europäische Patentschrift 0 536 920 B, von der der vorliegende Gegenstand als Teilanmeldung abgetrennt wurde, offenbart ein verbessertes Kühlgerät, in dem die Ultraschallwellen auf die Seiten der Behälter einwirken, wobei die Behälter rotieren.
• Besondere Ausführungsformen eines Kühlgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobei:
• Fig. 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß konstruierten Ampullen-Kühlgeräts in einer Draufsicht zeigt;
• Fig. 2 das Kühlgerät in einer Seitenansicht und teilweise in einer Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in Figur 1 zeigt;
• Fig. 3a die Beziehungen zwischen oberer Schiene 22, geneigter Schiene 23 und unterer Schiene 24 in einer Seitenansicht zeigt;
• Fig. 3b die Beziehungen zwischen oberer Schiene 22 und unte-
• rer Schiene 24 in einer Seitenansicht von einer Ausführungsform zeigt, die von der in Fig. 3a gezeigten Ausführungsform abgewandelt ist;
• Fig. 4 die Beziehungen zwischen der Führung 25 und einem Aufgabe-Ende 27 der anliegenden Führung 26 in einer Draufsicht zeigt;
• Fig. 5 in einer Draufsicht zeigt, wie die Führung 26 in Reibschluß mit der Seitenwand des Behälters gebracht ist;
• Fig. 6 in einer Übersicht ein erfindungsgemäßes Kühlgerät zeigt, das zusammen mit relevanten Peripheriegeräten angeordnet ist; und
• Fig. 7 ein Spülbad gemäß dem Stand der Technik in einer schematischen Übersicht zeigt.
• Obwohl die Erfindung zunächst anhand des Beispiels einer Ampulle beschrieben werden wird, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern auf Behälter anderer Art anwendbar wie Flakons (vials), Flaschen und Fläschchen (phials), soweit sie einen im wesentlichen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweisen.
• Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein Ampullen-Kühigerät und Fig. 2 eine Seitenansicht, die eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in Figur 1 einschließt.
• Unter Bezug auf diese Figuren wird das erfindungsgemäße Kühlgerät detailliert beschrieben. Ein Förderer 41 mit einer relativ großen Breite ist in einem Wassertank 40 um Teile zeitgesteuerter Riemenscheiben (timing pulleys) 12, 13 gespannt und wird angetrieben durch die Riemenscheibe 12, so daß er umlaufend gegen den Uhrzeigersinn (d. h. in der in Figur 1 durch den Pfeil bezeichneten Richtung) bewegt wird. In Figur 1 kennzeichnen das Bezugszeichen (I) ein Aufgabe-Ende und das Bezugszeichen (O) ein Entnahme-Ende des Förderers 41.
• Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird die Rotation eines Elektromotors 14, der unterhalb des Wassertanks 40 angeordnet ist, über Riemen 15,16 auf einer Seite zu einer Hauptwelle 17 und über einen Riemen 18 zu einer Abtriebswelle 19 der Riemenscheibe 12 übertragen.
• Der Förderer 41 ist an seiner peripheren Außenseite mit flossenartigen Vorsprüngen 20 versehen, die sich vertikal erstrecken und umlaufend gegenseitig in festen Intervallen beabstandet sind, so daß eine Ampulle 21 zwischen einem Paar benachbarter Vorsprünge 20 gehalten ist und sich in der durch die Pfeile in den Figuren 1 und 2 bezeichneten Richtung bewegt, wenn der Förderer 41 umläuft.
• Um den Förderer 41 herum sind obere Schienen 22, geneigte Schienen 23 und untere Schienen 24 angeordnet, so daß die Ampulle 21 an ihrem Boden durch die Schienen 22, 23, 24 getragen ist, wenn die Ampulle gefördert wird.
• Bezugnehmend auf Fig. 3a erstrecken sich die oberen Schienen auf einem relativen hohen Niveau, so daß sie mit dem oberen Teil des Förderers 41 zusammenwirken und dadurch die Ampulle 21 oberhalb der Wasseroberfläche 39 tragen, während die unteren Schienen sich auf einem relativ niedrigen Niveau erstrecken, so daß sie mit dem unteren Teil des Förderers 41 zusammenwirken und dadurch die Ampulle 21 unterhalb der Wasseroberfläche 39 tragen. Die geneigten Schienen 23 dienen dazu, die Position der Ampulle 21 allmählich auf- oder abwärts zwischen den oberen Schienen 22 beziehungsweise unteren Schienen 24 zu verändern, wenn der Förderer auf seinem umlaufenden Weg läuft. Die Ausbildung der geneigten Schienen 23 ist unkritisch und kann auch nicht-linear sein.
• Entlang der Außenseite des Förderers 41 sind Führungen 25,26 angeordnet, von denen die erstere dazu dient, die von den oberen Schienen 22 oder den geneigten Schienen 23 getragenen Ampullen 21 zwischen einem Paar benachbarter Vorsprünge 20 zu halten, welche an der peripheren Außenseite des Förderers 41 angeordnet sind, und von denen die letztere dazu dient, die von den unteren Schienen 24 getragenen Ampullen 21 zwischen einem Paar benachbarter Vorsprünge 20 zu halten, welche an der peripheren Außenseite des Förderers 41 angeordnet sind.
• Figur 4 zeigt ein Aufgabe-Ende 27 der Führung 26, das leicht nach außen gebogen ist, damit die Ampulle 21 sanft von der Führung 25 auf die Führung 26 übergeben werden kann. Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, wird die Führung 26 in Reibschluß mit den Seitenwänden der Ampulle 21 gebracht, so daß die Ampulle 21 um ihre eigene Achse rotiert, wenn der Förderer auf seinem umlaufenden Weg läuft.
• Mit nochmaligem Bezug auf die Figuren 1 und 2 kann ein Paar von Ultraschall-Vibratoren 28 in dem Wassertank 40 auf beiden Seiten des Förderers 41 angeordnet sein, so daß die Ampulle 21, die zwischen dem Förderer 41 und der Führung 25 gehalten ist und bewegt wird, mit ihrer Seitenwand Ultraschall- Wellen ausgesetzt und dadurch gespült werden kann.
• Für einen unverschlossenen Behälter kann eine Düse an dem Aufgabe-Ende (I) des Förderers 41 unmittelbar über der geneigten Schiene 23 angeordnet sein; der sich abwärts bewegende Behälter kann mit Spülwasser gefüllt werden, das aus den Düsen eingesprüht wird, wenn der Förderer 41 umläuft, wie in Fig. 3a) gezeigt.
• Alternativ können die geneigten Schienen 23 auch entfernt werden, so wie in der in Fig. 3b) gezeigten Ausführungsform, in welcher die oberen Schienen 22 so angeordnet sind, daß sie mit dem oberen Bereich des Förderers 41 zusammenwirken und dadurch die Ampulle 21 oberhalb der Wassereoberfläche 39 tragen, während die unteren Schienen 24 so angeordnet sind, daß sie mit dem unteren Bereich des Förderers 41 zusammenwirken und dadurch die Ampulle 21 unterhalb der Wassereoberfläche 39 tragen. In dieser Ausführungsform fällt die Ampulle 21 vertikal zwischen einem Paar benachbarter, an die äußere periphere Außenseite des Förderers 41 angeformter Vorsprünge, wenn die Ampulle 21 von der oberen Schiene 22 auf die untere Schiene 24 überführt wird. In dieser alternativen Ausführungsform ist erforderlichenfalls - obschon das im Tank enthaltene Wasser selbst eine stoßdämpfende Wirkung aufweist - ein Teil der unteren Schiene 24, auf welche die Ampulle 21 fällt, mit einem stoßdämpfenden Belag aus Gummi oder ähnlichem versehen.
• Wiederum unter Bezug auf Fig. 1 ist neben dem Aufgabe- Ende (I) des Förderers 41 ein Sternrad 46 angeordnet, das dazu dient, die von einer Zuführeinheit aufgenommene Ampulle 21 auf den Förderer 41 des Kühlgeräts zu überführen; neben dem Entnahme-Ende (O) des Förderers 41 ist ein Sternrad 47 angeordnet, das dazu dient, die von dem Förderer 41 aufgenommene Ampulle 21 dem nachfolgenden Prozeß zuzuführen.
• Das erfindungsgemäße, in seiner Ausführung zuvor beschriebene Kühlgerät kann, beispielsweise so wie in Fig. 6 gezeigt, mit verschiedenen anderen Einheiten, wie einer Zuführeinheit 39, einer Strahl-Spüleinheit 36, einer sterilisierenden Trokkungseinheit 37 und einer Wasserversorgungseinheit 38 angeordnet sein, um eine wirkungsvolle Reinigung eines Behälters wie einer Ampulle zu erreichen.
• Die erfindungsgemäße Spülung arbeitet wie nachfolgend beschrieben, wobei Bezug auf Figur 1 genommen wird. Die von der Zuführeinheit 39 zu dem Sternrad 46 gelieferten Ampullen 21 werden an dem Aufgabe-Ende (I) des Förderers 41 in Zwischenräume gefördert, die durch die jeweiligen Paare benachbarter, an die äußere periphere Außenseite des Förderers 41 angeformter Vorsprünge gebildet sind.
• Die von der oberen Schiene 22 getragenen Ampullen 12 werden, wenn der Förderer 41 umläuft, in einer Linie bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit in die Richtung gefördert, die durch den Pfeil bezeichnet ist. Nachdem sie von den oberen Schienen 22 auf die geneigten Schienen 23 überführt worden sind, werden diese Ampullen 21 durch den Förderer 41 allmählich abwärts zur unteren Schiene 24 gefördert, wie Fig. 3a) gezeigt Mit der Anordnung ohne eine geneigte Schiene 23, fallen die Ampullen 21 abrupt auf die untere Schiene 24, wie in Fig. 3b) gezeigt.
• Nach der Überführung auf die untere Schiene wird der Behälter 21 mit Hilfe der Führung 26 in dem Zwischenraum gehalten, der jeweils durch ein Paar benachbarter, an die äußere periphere Außenseite des Förderers 41 angeformter Vorsprünge gebildet ist, wie in Fig. 5 gezeigt. In diesem Stadium kommt die Führung 26 in Reibkontakt mit der Seitenwand des Behälters 21 und, aufgrund des Reibungseffekts, beginnen die Behälter 21 um ihre eigene Achse zu rotieren, wenn der Förderer läuft. Auf die Seitenwand des geförderten Behälters 21 können Ultraschallwellen wirken, die von einem Paar von Ultraschall- Vibratoren 28 erzeugt werden, welche auf beiden Seiten des Förderers 41 angeordnet sind. Auf diese Weise können auf die Behälter 21, die durch den Förderer 41 gefördert und gleichzeitig aufgrund des Reibschlusses mit der Führung 26 um ihre eigene Achse gedreht werden, Ultraschallwellen gleichmäßig einwirken, wodurch eine effiziente Ultraschallreinigung bewirkt wird. Darüberhinaus kanndie Ultraschallreinigung für eine bestimmte Größe des zu reinigenden Behälters optimiert werden, wozu lediglich der Abstand zwischen dem Behälter 21 und den Ultraschall-Vibratoren 28 angepaßt werden muß. Auch wird kein Schaden an dem Behälter auftreten, wenn die Zeit und Intensität der Einwirkung der Ultraschallwellen kontrolliert werden, während die Behälter 21 in einer Linie bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit gefördert werden und Ultraschallwellen für eine vorbestimmte Zeitspanne auf ihre Seitenwände einwirken.
• Der Behälter 21, der auf diese Weise ausreichend gereinigt worden ist, wird durch den Förderer 41 weiter gefördert, dann auf die geneigte Schiene 23 überführt, die auf der entgegengesetzten Seite angeordnet ist, und an das Sternrad 47 am Entnahme-Ende (O) des Förderers 41 geliefert.
• Schließlich wird der Behälter 21 an einen nachfolgenden Prozeß überführt, wie die Strahl-Spüleinrichtung 36 oder die sterilisierende Trocknereinheit 37. Für versiegelte Behälter kann die Düse, die für die Befüllung des Behälters mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit benutzt wird, entfallen, da ein versiegelter Behälter aufgrund seines Eigengewichts unter Wasser sinkt.
• Innerhalb des Wassertanks 40 ist eine Kühleinrichtung angeordnet, die einen Einlaß 44 und einen Auslaß 45 für Kühlwasser aufweist. Der versiegelte Container 42 ist zuvor mit einer Flüssigkeit gefüllt worden und kann in dem Wassertank absinken wenn der Förderer 41 ohne die Düse betrieben wird, die für die Befüllung des Behälters mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit vorgesehen ist.
• Bei einem solchen Kühler sinkt der versiegelte Behälter 21, der von einem Zuführ-Sternrad 46 auf den Förderer 41 überführt worden ist, in den Wassertank 40, wenn der Förderer 41 läuft; der versiegelte Behälter 21 und die Menge der darin enthaltenen Flüssigkeit werden während der Förderung durch das Kühlwasser gekühlt, das von einer Kühlungseinheit 43 entnommen wird. Der auf diese Weise gekühlte versiegelte Behäl ter 21 wird von dem Förderer 41 zu einen Entnahme-Sternrad 47 geliefert, welches die Behälter 21 nacheinander einem nachfolgenden Prozeß zuführt.

Claims (6)

1. Kühlgerät zum Kühlen von Behältern (21), umfassend:

- einen Förderer (41) zum Fördern der Behälter in einem Tank (40), in dem der Förderer (41) und der durch ihn geförderte Behälter (21) wenigstens teilweise in eine Kühlflüssigkeit getaucht sind,

- eine Kühleinheit (43), die innerhalb des Tankes (40) vorgesehen ist und die einen Einlaß (44) und einen Auslaß (45) für die Kühlflüssigkeit hat, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Förderer (41) Heb- und Senkvorrichtungen besitzt und die Behälter (21) in einer im wesentlichen aufrechten Position entlang einem umlaufenden Weg in den Tank (40) hinein, entlang des Tanks und aus ihm heraus fördert, und

- daß Führungen (25,26) außerhalb des Förderers vorhanden sind, die so nahe zueinander stehen, daß ein Reibungschluß zwischen den Seitenwänden der Behälter (21) und den Führungen (25, 26) erzeugt wird, so daß der Behälter um seine Achse rotiert.

2. Behälterkuhlgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ultraschall-Vibratoren (28), die derart angeordnet sind, daß Ultraschall-Wellen auf die Seitenwände des Behälters (21) einwirken, wenn sich dieser um seine Achse dreht.

3. Behälterkühlgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer (41) an seiner peripheren Außenseite mit flossenartigen Vorsprüngen (20) versehen ist, die sich vertikal erstrecken und umlaufend gegenseitig in festen Intervallen beabstandet sind und sich oberhalb und unterhalb des Kühlflüssigkeitsspiegels im Tank (40) erstrecken.

4. Behälterkühlgerät nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß um den Förderer (41) herum obere (22) und untere Schienen (24) angeordnet sind, die beide so angeordnet sind, daß sie den Boden des Behälters (21) tragen, wobei die unteren Schienen (24) in der Kühlflüssigkeit im Tank (40) untergetaucht liegen.

5. Behälterkühlgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine geneigte Schiene (23) zwischen der unteren (24) und der oberen Schiene (22) angeordnet ist.

6. Behälterkühlgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (25, 26) mit den oberen (22) und unteren (24) Schienen zusammenwirken, und dort, wo vorhanden, mit den geneigten Schienen (23) zusammenwirken.