特許 7608375 電子ビームによって包装及び／又はプリフォームを照射するための方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-20

(45)【発行日】2025-01-06

(54)【発明の名称】電子ビームによって包装及び／又はプリフォームを照射するための方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   A61L 2/08 20060101AFI20241223BHJP

   B65B 55/04 20060101ALI20241223BHJP

   B65B 55/08 20060101ALI20241223BHJP

【ＦＩ】

A61L2/08 108

B65B55/04 C

B65B55/08 B

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021575460

(86)(22)【出願日】2020-05-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-06

(86)【国際出願番号】 EP2020062566

(87)【国際公開番号】W WO2021004678

(87)【国際公開日】2021-01-14

【審査請求日】2023-03-08

(31)【優先権主張番号】102019118238.7

(32)【優先日】2019-07-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】506040652

【氏名又は名称】クロネス アクティェンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123995

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅一

(72)【発明者】

【氏名】ミッコ， クリストフ

(72)【発明者】

【氏名】ヴィンツィンガー， フランク

【審査官】岡田 三恵

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２８０１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７０１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０４１６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／０１１０４８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０９９１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８０１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２０７９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１１４０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２２０１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１８２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１３７６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５０３５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５０６３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０７５７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｌ ２／０８

Ｂ６５Ｂ ５５／０４

Ｂ６５Ｂ ５５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

包装（２）及び／又は包装のためのプリフォームを照射する方法であって、
前記包装及び／又は前記プリフォームが、少なくとも１つの電子ビーム（６、２６、３６）に曝露され、前記包装及び／又は前記プリフォーム、及び／又は、前記電子ビームが、プロセス中にロボットアーム（４）上で取り扱われ、
前記ロボットアーム（４）は、多関節アームロボット又はデルタキネマティックロボットの形態のプログラム可能な産業用ロボットの一部であり、
前記ロボットアーム（４）が、前記ロボットアーム（４）上で支持された前記電子ビーム（６、２６）のエミッタ（５、２５）を交換するために、保管部（４３）に移動し、前記保管部（４３）で交換されるべき前記エミッタを取り外し、前記保管部（４３）で利用可能に保持されたエミッタ（５、２５）を適所で受け取る、方法。

【請求項2】

前記包装（２）が、内部照射のために少なくとも１つの第１の電子ビームに曝露され、及び／又は、外部照射のために少なくとも１つの第２の電子ビーム（２６）に曝露され、前記第２の電子ビームは前記ロボットアーム（４）上に沿って生成されそれぞれ移動される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１の電子ビーム（６）及び／又は前記第２の電子ビーム（２６）と前記ロボットアーム（４）上の前記包装とが互いに対して移動される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記包装（２９）が、前記ロボットアーム（４）の旋回、傾動及び／又は直線運動によって、前記包装（２９）の外部照射のために第３の、特に静止した、電子ビーム（３６）の領域内に誘導される、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

少なくとも２つの前記包装（２）が、前記ロボットアーム（４）上で同時に取り扱われ、プロセス中に少なくとも１つの電子ビーム（６、２６、３６）に曝露される、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記ロボットアーム（４）が、クリーンルーム条件に従う保管領域（４４）に不十分に照射された包装（２’）を配置し、特に搬送間隔及び／又は搬送中断が入口側にある場合に、さらなる包装（２）を処理した後に、前記保管領域（４４）から前記包装（２’）を再びピックアップし、前記包装（２’）を再び電子ビーム（６、２６、３６）に曝露する、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

電子照射後の前記ロボットアーム（４）が、前記包装（２）を逆さまの位置状態に回転させ、及び／又は異なる製造ラインに分配する、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記ロボットアーム（４）を取り囲むクリーンルーム（４２）に存在する機械表面（４６）が、前記ロボットアーム上に沿って生成され移動される少なくとも１つの電子ビームによって、特に第１の電子ビーム（６）及び／又は第２の電子ビーム（２６）によって滅菌される、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項による包装（２）及び／又は包装のためのプリフォームを照射する方法のための装置（１、２１、３１、４１）であって、
前記包装（２）及び／又は前記プリフォームが照射されている間に前記包装及び／又は前記プリフォームを取り扱うためのロボットアーム（４）を有する多関節アームロボット又はデルタキネマティックロボットの形態のプログラム可能な産業用ロボット（３）と、
前記電子ビームを生成するために、静止した態様において、前記ロボットアーム上に沿って及び／又は前記ロボットアームの取り扱い領域の中にて、移送される少なくとも１つのエミッタ（５、２５、３５）と
を備え、
第１のエミッタ（５）及び／又は第２のエミッタ（２５）用の保管部（４３）をさらに有し、
前記保管部（４３）が、前記ロボットアーム（４）の取り扱い領域に配置され、前記ロボットアームが、前記第１のエミッタ（５）及び／又は前記第２のエミッタ（２５）をピックアップ及びセットダウンするためのモータ制御ホルダ（７）を備える、装置。

【請求項10】

前記包装（２）及び／又は前記プリフォームの内部照射用の少なくとも１つの第１のエミッタ（５）及び／又は外部照射用の少なくとも１つの第２のエミッタ（２５）が、前記ロボットアーム（４）に取り付けられている、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記第１のエミッタ（５）が、指形状であり、前記包装（２）及び／又は前記ロボットアーム（４）に保持された前記包装（２）及び／又は前記プリフォーム内にモータによって移動することができる、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記第２のエミッタが前記ロボットアーム上に保持された前記包装（２）及び／又は前記プリフォームの周りで回転運動（２７）を実行することができ、プロセス中に前記包装及び／又は前記プリフォーム上に導かれるように、前記第２のエミッタ（２５）が前記ロボットアーム（４）上のモータによって回転可能に取り付けられている、請求項１０又は１１に記載の装置。

【請求項13】

前記包装（２）及び／又は前記プリフォームの外部照射のために、前記ロボットアーム（４）の前記取り扱い領域に特に静止した態様で配置された第３のエミッタ（３５）をさらに有する、請求項９～１２のいずれか一項に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子ビームによって包装及び／又は包装のためのプリフォームを照射する、特に滅菌するための方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、欧州特許第３４１５３０２号明細書から、電子ビームによってプラスチック容器をコーティング及び／又は滅菌することが知られている。この目的のために、容器は、回転ホルダのカルーセル上に配置され、カルーセルの周囲に静止して配置された電子ビームエミッタの取り扱い領域を通って誘導される。カルーセル及び生成された電子ビームの両方は、食品製造のための関連する衛生規則によりクリーンルームによって囲まれている。

【0003】

しかしながら、問題は、静止して配置されたエミッタが、プラスチック容器の外部滅菌及び内部滅菌の両方の役割を担い、したがって相応に強力で、比較的大きな空間を必要としなければならないことである。加えて、容器は、静止電子ビームによって固定基準円に沿って搬送され、これは、滅菌が異なる包装に不十分にしか適合され得ないことを意味する。

【0004】

別の問題は、カルーセル上の容器が電子ビームを通る製品の連続的な流れとして誘導され、進行中の製造プロセス中の個々の容器の不十分な滅菌は、下流に排出されるという点でしか反応できないことである。これは、製品の損失又は不十分に滅菌されたプラスチック容器の製品の流れへの複雑な戻りを引き起こす。

【0005】

例えば、滅菌性能が低下したときの電子ビームエミッタの修理は、望ましくないほど長い生産ダウンタイムに関連付けられる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、上述の問題の少なくとも１つに関して改善された、包装及び／又はプリフォームを照射し、特に滅菌するための方法及び装置が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記目的は、請求項１に記載の方法及び独立装置請求項に記載の装置によって満たされる。

【0008】

本方法は、包装及び／又は包装のためのプリフォームを照射するため、特に滅菌するために使用されるが、代わりに又は加えて、原理として既知の、適切なコーティング剤の作用を受けて包装やプリフォームをコーティングするのにも適している。いずれの場合でも、包装及び／又はプリフォームは、少なくとも１つの電子ビームを受け、プロセス中においてロボットアームで取り扱われる。追加的又は代替的に、電子ビームは、照射中にロボットアーム上で取り扱うことができる。

【0009】

包装は、特に、例えば飲料などの食品用の製品容器である。包装は、ボトル、缶、カップ、ボウルなどであり得る。これはまた、蓋、スクリューキャップなどのような包装の個々の構成要素を含むことが好適である。

【0010】

包装は、好適にはプラスチックボトル、特にＰＥＴ製のボトルである。プリフォームもまた、好適にはＰＥＴから作製される。そのような包装及びプリフォームは、電子ビームによって特に効率的な方法で滅菌及び／又はその他の場合、処理、例えばコーティングすることができる。

【0011】

既知のように、プリフォームは、さらなる製造プロセス、特にブロー成形プロセスで包装に形成されるプラスチックブランクを意味すると理解されるべきである。次いで、プリフォーム及びそこからブロー加工される包装、特にボトルは、既知のように同一のネック仕上がり部を有し、その結果、特にネック仕上がり部を外部及び／又は内部から把持することによって（いわゆるネック取り扱いで）本明細書に記載のロボットアーム上で包装やプリフォームを取り扱うことは、包装及びプリフォームに等しく適している。

【0012】

プリフォームが以下に明示的に言及されていない場合、「包装」という用語は、より読みやすいように「包装及び／又はプリフォーム」を表すものとする。

【0013】

ロボットアームは、プログラム可能な産業用ロボットの一部である。プログラム可能な産業用ロボットは、例えば、多関節アームロボット、ポータルロボット、又はデルタキネマティックロボット（例えば、「三脚型」）であり得る。

【0014】

「取り扱い」とは、電子照射のために包装及び／又は少なくとも１つのエミッタを保持して移動させることを意味する。この目的のために、ロボットアームは、好適には、各々１つの包装のための少なくとも１つの外部グリッパ及び／又は内部グリッパを備える。外部グリッパ及び内部グリッパの場合、この組み合わせを使用して、グリッパのそれぞれ露出した接触領域を処理（滅菌）することができるように、同じ包装を内側及び外側で交互に把持することができる。

【0015】

ロボットアーム上で取り扱われるエミッタは、例えば、ロボットアームとは独立して取り扱われる／搬送される包装上に／包装の中に配置することができる。例えば、内部照射のためにこのようにして取り扱われる包装にロボットアームによってエミッタを導入するために、包装の別個の、特にクロック的な搬送が考えられる。外部照射のためにこのようにして取り扱われる包装に沿って、ロボットアームによってエミッタを誘導するために、包装の別個の、特に連続的な搬送も考えられる。

【0016】

さらに、ロボットアームは、少なくとも入口側で包装をピックアップし、電子ビームの領域に包装を配置し、照射後のさらなる処理のために出口側で包装を再び排出するために、原理として既知の方法でいくつかの自由度を伴う運動を可能にする。特に、ロボットは、３つ以上、特に４つ以上の軸を有することができる。

【0017】

包装の内部照射のために、包装は、好適には、ロボットアーム上で生成され、特にロボットアームに沿って移動される第１の電子ビームに曝露される。次いで、包装の内部を、比較的低い照射エネルギー、照射出力及び／又は照射持続時間を伴う電子ビームによって滅菌及び／又はコーティングすることができる。加えて、包装の内部は、実質的にロボットアームでの取り扱いの全持続時間中に第１の電子ビームに曝露される可能性があり、次いで取り扱いの持続時間は、それぞれ効率的に利用されるか、又は全体的に最小化される可能性がある。

【0018】

第１の電子ビーム及びロボットアーム上の包装は、特にロボットアームからロボットアーム上に保持された包装内への指形状／棒状のエミッタのモータ駆動延長部によって、互いに対して移動されることが好適である。後者は、例えば、外部グリッパによって包装のネック仕上がり部に保持することができる。

【0019】

指形状エミッタは、直線駆動装置、スピンドル駆動装置などによって包装に拡張することができる。処理される包装の長さに応じて、指形状エミッタは、照射中に包装の長手方向軸線に沿って異なる延長部に延伸され、及び／又は移動され得る。

【0020】

エミッタ及び／又は駆動装置にエネルギーを供給するためのリード線は、ロボットアームのハウジングの中、すなわち内側に通すことができる。これにより、ロボットアームの清掃が容易になる。

【0021】

特に、ロボット自体が、ロボットのハウジングの部品、特に存在するエミッタを洗浄及び／又は滅菌することができる。

【0022】

２つのそのようなロボットが互いに近接している場合には、ロボットは、特に存在するエミッタを用いて、互いに洗浄及び／又は滅菌することができる。

【0023】

包装の外部照射のために、包装は、好適には、ロボットアーム上で生成され、特にロボットアームに沿って移動される第２の電子ビームに曝露される。次いで、包装の外壁を、比較的低い照射エネルギー、照射出力及び／又は照射持続時間を伴う電子ビームによって滅菌及び／又はコーティングすることができる。加えて、包装の外壁は、実質的にロボットアームでの取り扱いの全持続時間中に第２の電子ビームに曝露される可能性があり、次いで取り扱いの持続時間は、それぞれ効率的に利用されるか、又は全体的に最小化される可能性がある。したがって、比較的小型で安価なエミッタを包装の外部照射に採用することができる。

【0024】

第２の電子ビーム及びロボットアーム上の包装は、特に包装の周りの第２の電子ビームの部分的に円周方向の循環によって、互いに対して移動されることが好適である。次いで、関連するエミッタは、例えばモータによって、ロボットアームに回転可能に取り付けられたブームなどの上で包装の周りを移動する。次いで、包装は、ロボットアームに対して一定の及び／又は任意の回転位置で比較的容易に取り扱うことができるが、例えば側面から、及び下方から斜めに完全に照射することができる。次いで、包装の側壁及び基部領域を効率的に滅菌及び／又はコーティングすることができる。

【0025】

外部照射のために、包装は、ロボットアームの旋回、傾動、及び／又は直線運動によって、第３の、特に静止、電子ビームの領域に誘導されることが好適である。次いで、第３の電子ビームの領域の異なる位置に包装を柔軟に配置することができる。

【0026】

加えて、第３の電子ビームの領域の包装は、ロボットアーム上に存在する回転可能なホルダによって包装の長手方向軸線を中心に回転させることができ、及び／又はそれに対して垂直に、例えば上下逆さまの位置状態まで傾動させることができる。

【0027】

例えば、ロボットアームに沿って搬送される指形状エミッタによる内部照射、及び固定エミッタによる外部照射が考えられる。

【0028】

少なくとも２つの包装は、好適には、ロボットアーム上で、及び少なくとも１つの電子ビームに曝露されるプロセスにおいて同時に取り扱われる。これにより、機械性能を最適化することができる。

【0029】

ロボットアームに沿って搬送される電子ビームのエミッタを交換するために、ロボットアームは、好適には、保管部に移動し、そこで交換されるべきエミッタを取り外し、取り外されたエミッタの代わりに、保管部で利用可能にされたエミッタを受け取る。取り扱い領域／ロボットの範囲内で利用可能にされたエミッタは、迅速にアクセスされ、例えばエミッタの性能が低下したときの交換のために、又は型式の切り替えのために、クリーンルーム条件を受けることができる。

【0030】

例えば、保管部に新しいエミッタを装備するために、保管部を外部から開いた後、ロボットは、保管部の一部（特に内壁）又は新しいエミッタをそれぞれ滅菌することができる。

【0031】

２つのそのようなロボットが互いに隣接して配置されている場合には、両方が同じ保管部にアクセスすることができる。

【0032】

ロボットアームは、好適には、クリーンルーム条件を受ける保管領域に不十分に照射された包装を配置し、特に搬送間隔及び／又は搬送中断が入口側にある場合には、他の包装を取り扱い／照射した後に、保管領域から、これらの包装を再び取り出すだけである。次いで、不十分に照射された包装は、電子ビームに再曝露される。ロボットの取り扱い領域の無菌中間保管部は、不十分に照射された包装の製品の流れへの戻りを単純化し、製品の損失を低減する。特に、この目的のために、ロボットの近傍にレールが存在することができ、このレールには、特にレールの上に存在する支持リング上に包装を吊り下げるか又は引っ掛けることができる。包装の基部表面上への配置も可能である。

【0033】

ロボットアームは、特に第１、第２、及び／又は第３の電子ビームの照射後に、包装を逆さまの位置状態に回転させることが好適である。例えば、後続のリンサー（洗い流し機）では、逆さまの位置状態が必要である。したがって、ロボットはまた、後続の処理ステップのための包装の位置を変更するために使用するのが有効であり得る。次いで、他の場所での位置の対応する変更のための追加のアセンブリは不要である。追加的又は代替的に、ロボットアームは、例えばプリフォームの下流で異なる包装を製造するために、又は異なる充填ステーションに包装を供給するために、特に電子照射後にプリフォームを異なる製造ラインに分配する。

【0034】

ロボットアームを取り囲むクリーンルームに存在する機械表面は、好適には、ロボットアーム上に沿って生成及び搬送される少なくとも１つの電子ビームによって、特に第１及び／又は第２の電子ビームによって滅菌される。機械表面は、例えば、ロボットの表面、包装の入口側及び／又は出口側の搬送装置の表面、並びに隣接する処理機械及び／又は検査機械の表面であり得る。回転機械の表面の照射は、ロータ上の機械表面が電子ビームを通って移動する場合に特に効率的である。

【0035】

次いで、ロボットアームは、包装の取り扱い、配置、及び／又は分配、並びに機械表面のメンテナンスの実行、又は衛生生産規制の遵守のために、様々な作業に柔軟に使用することができる。

【0036】

特許請求される装置は、特に上述の実施形態の少なくとも１つにより、電子ビームによって包装を照射し、特に滅菌するために使用される。装置は、電子ビームを受けたときに包装を取り扱うためのロボットアームを有するプログラム可能なロボット、並びに電子ビームを生成するために、ロボットアームに沿って搬送され、及び／又はロボットアームの取り扱い領域に、特に固定して配置された少なくとも１つのエミッタを備える。したがって、本発明による方法に関して説明した利点を達成することができる。

【0037】

包装の内部照射のための第１のエミッタ及び／又は包装の外部照射のための第２のエミッタは、好適にはロボットアームに取り付けられる。エミッタと包装との間の照射距離が小さいため、これにより、少なくとも１つの電子ビームへの比較的効率的な照射、並びに内部照射及び／又は外部照射のためのロボットアームでの取り扱い時間の効率的な利用が可能になる。加えて、ロボットアーム上の包装は、電子ビームで比較的短い配置動作を用いて正確に配置することができる。

【0038】

第１のエミッタは、好適には指形状又は棒状であり、モータによってロボットアームに保持された包装内に移動させることができる。次いで、第１のエミッタは、第１の電子ビームの作用の領域を適合させるために、及び／又は包装の内部全体を電子放射に適切にさらすために、包装の長手方向に柔軟に移動させることもできる。次いで、包装は、好適には、外部グリッパによってロボットアームに保持される。しかしながら、包装のための内部グリッパの使用も考えられ、第１のエミッタは、その後、内部グリッパに形成された凹部を通して包装に導入される。

【0039】

第２のエミッタは、好適には、エミッタがそれぞれ円周方向に、ロボットアームに保持された包装の周りで移動することができるように、モータによって回転可能であるようにロボットアームに取り付けられる。これにより、ロボットアーム上の包装のピックアップ及びセットダウンを妨げることなく、部分的に円周方向又は完全に円周方向の外部照射を可能にする。次いで、包装は、好適には、内部グリッパによってロボットアームに保持される。しかしながら、原理として、外部グリッパの使用も考えられる。

【0040】

装置は、好適には、包装の外部照射のために特にロボットアームの固定取り扱い領域に配置された第３のエミッタをさらに備える。包装は、ロボットアームを活用して第３のエミッタの取り扱い領域に比較的柔軟に配置することができる。そのような固定エミッタはまた、回転非対称であるか、又は例えば成形表面などの他の何らかの複雑な形状を有する包装に特に適している。

【0041】

装置は、好適には、少なくとも１つ、特に複数の第１及び／又は第２のエミッタ用の保管部をさらに備え、保管部は、ロボット／ロボットアームの取り扱い領域に配置され、ロボットアームは、第１、第２のエミッタをピックアップ及びセットダウンするためのモータ制御ホルダを備える。ホルダは、例えば、第１／第２のエミッタ用の機械式、空気圧式、油圧式、及び／又は電気式の迅速交換式結合器であり得る。摩耗及び／又は型式の切り替えの場合には、エミッタは、自動化された方法で、製造作業をほとんど又は全く中断することなく、比較的迅速に任意選択的に変更することができる。エミッタの型式のメンテナンス／適合を実行するための追加の装置は不要である。

【0042】

エミッタの動作のモードを監視することができる監視装置は、ロボットの近くに配置されることが好適である。監視装置は、エミッタが故障したときにエラーメッセージを出力するか、又はエミッタの自動交換を開始する制御装置に信号を出力することができる。

【0043】

制御装置はまた、１つ又は複数のロボットが配置されるルームの滅菌のための滅菌プロセスを制御するように構成される。

【0044】

１つ又は複数のロボットのアクセス領域にも配置された保管部又はさらなる保管部は、内部及び／又は外部グリッパの供給部を有することができ、供給部の各々は異なる型式、例えば異なる受入直径を有する。

【0045】

特に、ロボットは、ロボット上に配設されたグリッパをこの保管部に置いて、新しい型式を有する別のグリッパを独立してピックアップすることができる。

【0046】

エミッタを用いて照射する代わりに、方法及び装置は、ガス又は液体で包装を滅菌することもできる。エミッタの代わりに、噴射流をさらに使用して気体又は液体を排出し、ロボット上に配置することができる。

【0047】

方法の部分で開示されたすべての要素を装置に使用することもでき、逆もまた同様である。

【0048】

本発明の好適な実施形態が図面によって示されている。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】包装の内部照射のための第１のエミッタを有するロボットアームの概略図である。

【図2】包装の外部照射のための第２のエミッタを有するロボットの概略図である。

【図3】包装の外部照射のための第３のエミッタを有するロボットの概略図である。

【図4】ロボット及びエミッタ用の保管部を有するクリーンルームを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0050】

図１の概略図に見られるように、電子ビームによって包装２及び／又はプリフォーム（図示せず）を照射し、特に滅菌するための装置１は、照射中に包装２を取り扱うためのロボットアーム４を有するプログラム可能なロボット３及び第１の電子ビーム６によって包装２を内部照射するためにロボットアーム４に沿って移動される第１のエミッタ５を備える。

【0051】

ロボットアーム４は、例えば、上部アーム４ａ、下部アーム４ｂ、及び把持ハンド４ｃを備える（これらの構造的用語は説明のためにのみ使用される）。上部アーム４ａは、例えば第１のピボットジョイント４ｄによって、ロボット３のコラム３ａに取り付けられている。上部アーム４ａ及び下部アーム４ｂは、例えば第２のピボットジョイント４ｅによって互いに連結されている。

【0052】

把持ハンド４ｃ上には、好適には、外部グリッパ７が配置され、外部グリッパ７は、例えば、把持ハンド４ｃ上に形成された支持リングなどによって包装のネック仕上かせり部２ａで把持ハンド４ｃ上に包装２を保持する。グリッパ７は、好適には、包装２をピックアップするためにアクティブに閉じ、包装２を解放するために再び開く制御可能なグリッパである。このようなグリッパ７の動作のモードは原理として既知であり、したがってこれ以上説明しない。原理的には、グリッパ７はまたさらに、図１の図示とは異なり、ネック仕上がり部２ａにおいて内側から係合する内部グリッパであり得る。

【0053】

第１のエミッタ５は、好適には迅速交換式結合器８によって、ロボットアーム４に取り付けられる。第１のエミッタ５とロボットアーム４との間の機械的連結に加えて、迅速交換式結合器８はまた、ロボットアーム４を介して第１のエミッタ５に駆動エネルギー、制御信号、冷却剤などの動作リソースを供給するために、電気的、空気圧的、及び／又は油圧的連結を確立することもできる。

【0054】

第１のエミッタ５は、特に、好適には関連する持ち上げ駆動装置９によってロボットアーム４に対して電気的に制御された方法で移動させることができる。これにより、包装２の長手方向軸線２ｂに沿ったロボットアーム４に対する第１のエミッタ５の持ち上げ動作１０が可能になる。持ち上げ動作１０は、例えば、第１のエミッタ５をホルダ７によって保持された包装２に導入し、包装の内部照射に適した方法で配置するために使用される。

【0055】

第１のエミッタ５の異なる持ち上げ位置は、特定の包装２の内部照射中に、並びに持ち上げ動作１０の最大ストロークを処理される包装２のそれぞれの型式に適合させるために、持ち上げ駆動装置９によって近づくことができる。包装２の供給及びグリッパ７の動作のモードに応じて、第１のエミッタ５は、原理として、ロボットアーム４に対して定められた高さ位置に配置することもでき、それによって持ち上げ駆動装置９は不要になる。

【0056】

把持ハンド４ｃ（又はロボットアーム４の同様の端部）は、グリッパ７及びそれによって保持された包装２を例えば逆さまの位置状態などにする（概略的に示された）回転運動１１を実行するために、把持ハンド４ｃの長手方向軸線４ｆを中心に回転可能であり得る。

【0057】

さらに、把持ハンド４ｃ（又はロボットアーム４の同様の端部）を内外に移動させるため、すなわちロボットアーム４を後退及び延長するために、直線運動１２が考えられる。

【0058】

任意選択の回転運動１１及び／又は直線運動１２を実行するために必要なモータ駆動装置１３は、原理として既知であり、したがって詳細には説明しない。

【0059】

包装２を取り扱うために、ロボットアーム４は、原理として既知の方法で装置構成に応じて必要とされる自由度を伴う選択的な方法で設計することができる。ジョイント４ｄ、４ｅ（例として示す）は、ロボットアーム４の傾動１４、１５を可能にする。ロボット３の基部３ｂに対するロボットアーム４の水平旋回運動１６（例として示す）は、コラム３ａ及び／又は基部３ｂの水平及び／又は垂直並進運動１７と全く同様に可能である。

【0060】

最後に、照射のための包装２の取り扱いは、ロボット３用のプログラム可能な制御装置１８、例えば、ロボットアーム４上の包装２の軌道、グリッパ７の機能、迅速交換式結合器８、及び／又は持ち上げ駆動装置９によって柔軟に適合させることができる。

【0061】

原理として、いくつかのグリッパ７、把持ハンド４ｃ、又は説明した機能を伴う同様の端部は、ロボット３と同時にいくつかの包装２を取り扱い、プロセスで包装を少なくとも１つの電子ビームに曝露するために、ロボットアーム４上に存在することができる。これは、説明したすべての実施形態に当てはまる。

【0062】

図２は、電子ビームによって包装２及び／又はプリフォーム（図示せず）を照射し、特に滅菌するためのさらなる利点となる装置２１を示す。簡単にするために、装置２１は、ロボットアーム４の自由端領域に非常に単純化された態様で示されており、原理として、把持ハンド４ｃの領域に図１に示す装置の特徴及び機能のすべてが存在することが可能である。例えば、第１のエミッタ５、ホルダ７、迅速交換式結合器８、及び／又は持ち上げ駆動装置９が存在することができる。

【0063】

したがって、長手方向軸線２ｂを有する１つの包装２、及び第２の電子ビーム２６による包装２の外部照射のための第２のエミッタ２５のみが、表現として示されている。第２のエミッタ２５はまた、ロボットアーム４上に配置され、包装２がロボットアームの上に保持された状態で、第２の電子ビーム２６への照射作用中に必要に応じて搬送され得る。

【0064】

第２のエミッタ２５は、好適には、例えば把持ハンド４ｃ上のロボットアーム４上で回転可能であるように取り付けられ、その結果、第２のエミッタ２５を少なくとも部分的に、好適には包装２の周りに完全に移動させることができる。次いで、第２のエミッタ２５は、包装２の長手方向軸線２ｂの周りで略回転運動２７を行う。

【0065】

包装２の外部照射用の第２のエミッタ２５も、好適には迅速交換式結合器２８によってロボットアーム４に取り付けられている。例えば、回転運動２７を実行するために、第２のエミッタ２５用の回転駆動装置２９がロボットアーム４に設けられる。例えば、回転駆動装置２９は、公知の方法で、電気的などで駆動することができる。

【0066】

次いで、第２のエミッタ２５は、好適には包装２の側壁及び基部領域の両方を外側から第２の電子ビーム２６にさらすために、例えば、ロボットアーム４に保持された包装２の全周の周りを移動することができる。

【0067】

次いで、包装は、好適には、内部グリッパ（図示せず）によってロボットアームに保持される。

【0068】

さらに、回転駆動装置２９は、包装２の取り扱いを最適化するために、包装２をピックアップしてセットダウンするため、第２のエミッタ２５を特定の回転位置に任意選択的に移動させることを可能にする。

【0069】

図３は、電子ビームによって包装２及び／又はプリフォーム（図示せず）を照射し、特に滅菌するためのさらなる利点を有する装置３１を示す。図１に示される装置の特徴及びこれに関して説明されるロボット３の機能の大部分は、明確にするために図３では同様に省略されている。ここでも、例えば、第１のエミッタ５、ホルダ７、迅速交換式結合器８、及び／又は持ち上げ駆動装置９が存在することができる。

【0070】

包装２の外部照射のための第２のエミッタ２５の代替として、又は加えて、装置３１は、第３の電子ビーム３６による包装２の外部照射のために、特にロボット３の取り扱い領域に、すなわちロボットアーム４の実質的に到達範囲内に静止して配置される第３のエミッタ３５を備える。

【0071】

次いで、ロボットアーム４に対して一定の回転位置に包装２を保持するように構成された、図１に示すホルダ７を、包装２の長手方向軸線２ｂを中心に回転させることができるホルダ３７と任意選択的に交換することができる。その結果、例えば、包装２の全周外部照射を容易にするために、第３のエミッタ３５の領域又は第３の電子ビーム３６の領域で、包装２をそれぞれの長手方向軸線２ｂを中心に回転させることができる。関連する回転運動３８は、よりよく理解するために概略的に示されている。

【0072】

ロボット３を活用して、包装２は、外部照射のために第３のエミッタ３５／第３の電子ビーム３６の領域の異なる位置に柔軟に配置され、及び／又は異なる軌道に従って移動され得る。これは、特に、回転非対称断面、複雑な形状の壁の輪郭などを伴う包装２にも当てはまり、第２のエミッタ２５が沿って搬送された状態で外部から不十分にしか照射されない可能性がある。

【0073】

図４は、電子ビームによって包装２及び／又はプリフォーム（図示せず）を照射し、特に滅菌するためのさらなる利点となる装置４１を示す。したがって、装置４１は、ロボット３がロボット３のロボットアーム４（非常に簡略化された形態で示されている）と共に配置されるクリーンルーム４２を備える。さらに、第１及び／又は第２のエミッタ５、２５用の保管部４３が、ロボット３の取り扱い領域に配置されている。

【0074】

包装２の内部照射用の第１のエミッタ５及び包装の外部照射用の第２のエミッタ２５は、好適には、上述の迅速交換式結合器８、２８によってロボットアーム４に取り付けられる。迅速交換式結合器８、２８は、第１及び／又は第２のエミッタ５、２５の比較的簡単な、特に工具不要の交換を可能にする。

【0075】

交換のために、ロボットアーム４は、ロボットアームの上に保持されたエミッタ５、２５を保管部４３の領域に移動させる。迅速交換式結合器８、２８の少なくとも１つを機械的に作動させることにより、交換されるそれぞれの第１及び／又は第２のエミッタ５、２５がそれぞれ保管部４３に配置され、保管部４３に利用可能に保持されている第１及び／又は第２のエミッタ５、２５が交換品として取り外され、迅速交換式結合器８、２８によってロボットアーム４に機械的に固定される。

【0076】

第１及び／又は第２のエミッタ５、２５の交換は、例えば、摩耗、滅菌性能の低下、及び／又は型式の切り替えのため、例えば、異なる長さ、異なる断面、異なる側壁輪郭などを有する包装タイプを使用するときに必要であり得る。

【0077】

エミッタ５、２５の交換は機械によるものであり、制御装置１８（図４には図示せず）によって完全に自動的にトリガすることができ、ロボットアーム４と保管部４３との間のエミッタ５、２５用の追加の移送機構及び搬送装置はない。加えて、エミッタ５、２５の交換は、生産を比較的わずかに中断することなく、又は比較的わずかに中断して生産プロセスに統合することができる。

【0078】

加えて、電子ビームによって適切に処理されていない、包装２’用の保管領域４４が、図４に概略的に示されている。包装はそこで利用可能に保持され、電子ビームによる処理のために再び供給され得る。

【0079】

保管領域４４は、クリーンルーム４２及びロボット３の取り扱い領域に配置され、その結果、誤って照射された包装２’は、第１に、適切な衛生条件下で待機位置に保持することができ、電子ビームによる再処理のための任意の期間にわたって保持することができ、第２に、待機中の包装２’へのロボットアーム４による迅速なアクセスが与えられる。

【0080】

加えて、電子照射、特に機械表面４６の滅菌のための少なくとも１つの第４のエミッタ４５をロボットアーム４上に配置することができ、ロボット３を制御することによって機械表面４６上に選択的に向けることができる。機械表面４６は、追加的又は代替的に、包装２を処理するためにロボットアーム４に沿って搬送されるエミッタ５、２５の少なくとも１つで照射され得る。機械表面４６は、クリーンルーム４２に配置され、及び／又はクリーンルーム４２から適切なロック（図示せず）を通してロボットアーム４にアクセス可能である。

【0081】

機械表面４６は、例えば、包装２用の少なくとも１つの処理機械４７及び／又は包装２を検査するための少なくとも１つの検査ユニット４８及び／又はクリーンルーム４２で包装２を搬送するための少なくとも１つの搬送装置４９の構成要素とすることができる。これは、図４に概略的に例として示されている。クリーンルーム４２の内壁もこのように処理することができる。

【0082】

ロボット３は、第１の電子ビーム５／第２の電子ビーム６を用いて包装２に照射するために必要とされない、機械表面４６を照射するための追加の自由度及び／又はカバー処理領域を有することができる。

【0083】

そして、装置１、２１、３１、４１の製造及びメンテナンス用の異なるタスクを、説明したロボット３を用いて実行することができることが特に有効であり得る。例えば、グリッパ、充填バルブ、閉鎖ヘッドは、ロボットアーム４に配置されたエミッタ５、２５、４５を通して、ちょうど保管部４３と同様に、滅菌電子線を受けることができる。

【0084】

例えば、ロボットアーム４は、少なくとも１つのエミッタ５、２５、４５を回転機械の領域に移動させ、その結果、例として上述したように、ロボットアーム４の上に存在する構成要素は、回転機械の回転運動の結果としてそれぞれのエミッタ５、２５、４５を通って連続的に移動し、電子放射を受けることが考えられる。

【0085】

個々のエミッタ５、２５、３５の滅菌性能は、測定技術を通して原理として既知の方法で監視することができる。滅菌性能が許容できないレベルに低下した場合には、影響を受け、したがって許容できない照射が行われた包装２’は、選択的な方法で保管領域４４に供給され、例えば、それぞれのエミッタ５、２５が自動化された方法で交換された後に、再び照射され得る。

【0086】

ロボット３の取り扱い領域に照射される包装２を供給するための搬送装置４９が、図４に例として示されている。照射された包装をクリーンルーム４２内に転送するためのロボット３の取り扱い領域の対応する搬送装置は、明確にするために示されていない。従来の搬送装置、例えばコンベヤベルト、移送用星形ホイールなどは、包装２に適している。

【0087】

１つ又は複数の搬送装置４９はまた、例えば、ロボット３の取り扱い領域（図示せず）を通って延伸することができ、その結果、電子ビームを受けたときに包装２をロボット３とは独立して取り扱う／搬送することができる。

【0088】

次いで、ロボットアーム４は、例えば、搬送装置４９によって別々に取り扱われる包装２の中／上にエミッタ５、２５、４５の少なくとも１つを配置し、及び／又はエミッタ５、２５、４５に対して適切な方法でエミッタ５、２５、４５の少なくとも１つを移動させることができる。

【0089】

包装２が内側及び外側の表面全体にわたって照射されることを可能にするために、場合によっては包装２の異なる取り扱いを伴ういくつかの別個の搬送装置４９もまた、ロボット３の取り扱い領域において考えられる。

【0090】

したがって、記載されたロボット３の１つの利点は、記載された装置１、２１、３１、４１の入口及び出口における異なる搬送手段、及び／又は包装２、２’用の少なくとも１つの保管領域４４と相互作用することができることである。ロボットはまた、場合によってはプリフォームから異なる包装などを製造するために、特定の包装２、特にプリフォームを下流の搬送経路又は生産ラインにそれぞれ分配することができる。

【0091】

装置１、２１、３１、４１は、例えば、プラスチック包装、特にプラスチックボトルを製造するためのブロー成形機と下流の充填材との間に配置することができる。次いで、クリーンルーム４２は、例えば、少なくともブロー成形機から充填材まで延伸する。

【0092】

装置１、２１、３１、４１が、プリフォームを加熱するための炉と、プリフォームから、そして特にプラスチックボトルである、包装２をブロー成形するためのブロー成形機との間に配置されるシステム構成も考えられる。それから、クリーンルーム４２は、好適には炉からブロー成形機まで、好適にはブロー成形機の上を下流の処理機まで延伸する。

【0093】

本発明による方法では、包装は、従来の方法で、例えば、直線コンベヤ、移送用星形ホイールなどを通して、ロボット３の取り扱い領域に搬送することができる。次いで、包装２は、ロボットアーム４上のグリッパ７によって次々に、又はロボットアーム４の上に存在してもよく、それぞれの処理に十分な処理時間にわたってロボットアーム４上で取り扱われるとき、第１、第２、及び／又は第３の電子ビーム６、２６、３６を受けるグリッパ７によるグループでもピックアップされる。

【0094】

次いで、電子ビーム６、２６、３６による処理は、主に包装２を滅菌するのに役立つが、包装２のコーティング又は同様の処理にも使用することができる。

【0095】

ロボット３のプログラム可能な制御により、ロボットアーム４は、異なる包装２に柔軟に適合することができる、包装２及び電子ビーム６、２６、３６の互いに対する柔軟な配置、並びに関連する搬送装置への入口側及び出口側の包装２の移送を可能にする。例えば、エミッタ５、２５、３５の滅菌性能が徐々に低下するときにも、軌道、運動の速度、照射時間などを柔軟に適合させることができる。

【0096】

エミッタ５、２５のための少なくとも１つの保管部４３の統合及び自動化された包含はまた、摩耗したエミッタの迅速で衛生的に問題のない交換、又は包装２の特定の型式に適した異なるエミッタ５、２５の使用を可能にする。

【0097】

加えて、適切に照射されなかった包装２は、ロボットアーム４を用いて適時にかつクリーンルーム４２内で、場合によっては電子ビームによる正常な滅菌（又はコーティングも）が達成されるまで必要な回数だけ再照射することもできる。これにより、クリーンルーム４２からの照射が不十分な包装２のチャネリング及び／又は製造プロセス全体の煩雑さ及び／又は製品の損失を回避することができる。

【0098】

原理として、食品及び／又はそのような包装を製造するためのプリフォーム用のボトルなどの任意の包装は、方法及び装置１、２１、３１、４１を用いて処理することができる。ＰＥＴ製のプラスチックボトル及びボトルの製造に使用されるプリフォームに対する本発明の適用は、特に有効である。

【0099】

ロボット３／ロボットアーム４について説明した一連の動作は、プログラムされた制御装置１８によって柔軟に事前に定められ、異なる製造条件に適合させることができる。生産、システム滅菌、及び／又は他のメンテナンス対策のための関連プログラムは、エラーなしで迅速に検索することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】