Behandlungsmaschine für Flaschen, Dosen oder dergleichen Behälter

Die Erfindung betrifft eine Behandlungsmaschine für Flaschen, Dosen oder dergleichen Behälter, mit wenigstens einem Identifizierungselement.

Behandlungsmaschinen dienen in der Regel dazu, Flaschen, Dosen oder vergleichbare Gefäße bzw. Behälter zu manipulieren, unter anderem dergestalt, dass ein Etikett angebracht wird, die Flasche einen Verschluss erhält, gereinigt wird usw.. Das heißt, bei der Behandlungsmaschine handelt es sich beispielsweise um eine Etikettiervorrichtung, eine Verschließmaschine, eine Flaschenreinigungsanlage usw.. Daneben gehören hierzu auch Sortiervorrichtungen, wie sie im gattungsbildenden Stand der Technik nach der DE 10 2004 048 515 A1 verfolgt werden.

Tatsächlich weist die bekannte Sortiervorrichtung wenigstens eine Identifika- tionserfassungseinrichtung zur Erfassung der Identifikation einer Transporteinheit auf. Im Einzelnen können mehrere Transporteinheiten auf einer in sich geschlossenen Förderbahn umlaufen. Dabei sind die jeweiligen Transporteinheiten mit Mitteln ausgestattet, um verschiedene Flaschen halten zu können. Um einzelne Transporteinheiten identifizieren zu können, kann jede Transporteinheit mit einer Identifikation bzw. einem Identifizierungselement beispielsweise in Form eines Strichcodes ausgerüstet werden. Die Identifikation wird mit Hilfe der Identifikationserfassungseinrichtung ausgelesen und erfasst.

Die bekannte Sortiervorrichtung entsprechend der DE 10 2004 048 515 A1 hat sich grundsätzlich bewährt, ist jedoch hinsichtlich der erreichten Flexibilität verbesserungsbedürftig. Tatsächlich wird bei den meisten Behandlungsmaschinen für Flaschen, Dosen oder dergleichen Behälter so vorgegangen, dass die jeweilige Maschine dem aktuell zur Bearbeitung anstehenden Behälter respektive der Flasche angepasst werden muss. Dazu werden sogenannte Flaschenführungsteile, auch Formatteile genannt, ausgetauscht, um den unterschiedlichen Dimensionen der zu behandelnden Behälter Rechnung tragen zu können. Im einfachsten Fall verfügen die betreffenden Behälter über unterschiedliche Durchmesser, welchen die Formatteile Rechnung tragen (müssen).

Da die diversen Behandlungsmaschinen wie beispielsweise Reinigungsvorrichtungen, Abfüllanlagen, Verschließmaschinen, Inspektionseinrichtungen, Etikettieraggregate usw. eine Vielzahl von Flaschen mit nicht nur unterschiedlichem

Durchmesser, sondern auch ganz verschiedenen Behälterformen, beispielsweise rund, viereckig oder dreieckig verarbeiten müssen, ist es erforderlich, für die jeweilige Behandlungsmaschine eine Vielzahl ganz unterschiedlich gestalteter Formatteile zu bevorraten. Hierzu gehören nicht nur Flaschenführungsteile, sondern auch sogenannte Transportsterne, Einlaufschnecken, Geländerführungen, Führungsbögen etc.. Außerdem etikettenabhängige Formatteile wie Leimaggregate, Grsiferzyünder, Etikettenmagazine, Schneidwerke _: Vakuumtrommeln für die Etikettenzufuhr usw.. bei einem Etikettieraggregat.

Jedenfalls erfordert der Betrieb der jeweiligen Behandlungsmaschine in Abhängigkeit von dem zu verarbeitenden Typ des Behälters ggf. eine Anpassung der beschriebenen Formatteile. Dabei ist der Austausch und die Anbringung besonders fehlerträchtig, weil eine Vielzahl von Formatteilen ausgetauscht werden muss und die Unterscheidung oftmals schwerfällt. Der Einbau eines falschen Formatteiles kann nun dazu führen, dass im günstigsten Fall lediglich die Funktionsweise der jeweiligen Behandlungsmaschine gestört wird. Im schlimmsten Fall können sogar einzelne Maschinenteile oder Anlageteile beschädigt werden.

Um Beschädigungen durch falsche oder falsche eingestellte Formatteile zu vermeiden, wurden in der Vergangenheit bereits zahlreiche Vorschläge unterbreitet.

So stellt die DE 42 42 925 A1 , eine Vorrichtung vor, bei welcher die auszutauschenden Formatteile mit einer Identifikation versehen sind. Weiterhin ist vorgesehen, dass mittels dieser Identifikation dazu verwendet wird, um das ordnungsgemäße Austauschen und/oder Ablegen und/oder Entnehmen der Formatteile auf den bzw. von einem Belade- oder Entladetisch zu überwachen bzw. zu steuern.

Ebenfalls wurde eine Vorrichtung entsprechend der DE 103 59 479 A1 bekannt. Diese Schrift sieht vor, auszutauschende Werkzeuge, beispielsweise Tiefziehwerkzeuge, mir einer berührungslos lesbaren Identifikation zu versehen. Wird nun ein solches Werkzeug in eine Verarbeitungsmaschine eingesetzt, so wird dessen Identifikation ermittelt. Nachfolgend werden weitere, an der Verarbeitungsmaschine befindliche Werkzeuge automatisch passend zu dem eingesetzten Werkzeug eingestellt, so dass fehlerhafte Einstellungen sicher vermieden werden.

Weiterhin bekannt wurde eine Vorrichtung entsprechend der DE 10 2005 033 437 A1. Diese Schrift stellt eine Vorrichtung vor, bei welcher die Einstellungen weiterer Werkzeuge in Abhängigkeit von einem ersten, austauschbarem Werkzeug eingestellt oder kontrolliert werden.

Vergleichbare Probleme ergeben sich, wenn häufig auszutauschende Ersatzteile eingebaut werden müssen, wie beispielsweise Lager, Greifer etc.

Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Behandlungsmaschine für Flaschen so weiterzuentwickeln, dass die Umrüstung von einer Behältersorte auf eine andere Behältersorte einfach und ohne Funktionsstörungen gelingt und im übrigen der Einbau von Ersatzteilen keine Fehlfunktionen verursacht.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Behandlungsmaschine vor, dass das Identifizierungselement einem während der Maschinenlebensdauer zumindest einmalig ersetzten Austauschteil zugeordnet ist. Vorteilhaft handelt es sich bei dem fraglichen Austauschteil um ein insbesondere stark belastetes und häufig getauschtes Ersatzteil und/oder ein an den jeweils zu behandelnden Behälter angepasstes Formatteil.

Im Rahmen der Erfindung wird also mit dem wenigstens einen Identifizierungselement ein Austauschteil gekennzeichnet. Austauschteil meint dabei erfindungsgemäß einen Bestandteil der Behandlungsmaschine, welcher während der Maschinenlebensdauer wenigstens einmalig ersetzt wird. Dadurch unterscheidet sich die Erfindung von dem gattungsbildenden Stand nach der DE 10 2004 048 515 A1 , welcher das Identifizierungselement keinem Austauschteil, sondern vielmehr einem festen und während der Maschinenlebensdauer nicht ersetzten Bestandteil, nämlich der Transporteinheit, zuordnet.

Dagegen nutzt die Erfindung das Identifizierungselement, um häufig ersetzte Austauschteile der Behandlungsmaschine eindeutig zu kennzeichnen, die in der Regel mehrfach während der Maschinenlebensdauer ersetzt werden. Dabei kann es sich bei dem fraglichen Austauschteil sowohl um ein durch Verschleiß auszutauschendes Ersatzteil als auch ein zuvor bereits definiertes Formatteil handeln, welches an den jeweils zu behandelnden Behälter angepasst ist. Selbstverständlich ist auch eine alternative Kennzeichnung von einerseits Ersatzteilen und andererseits Formatteilen denkbar und wird umfasst.

Dabei hat es sich besonders bewährt, wenn das Identifizierungselement vorzugsweise als selbstklebendes Identifizierungsetikett ausgeführt ist, welches unmittelbar auf dem Austauschteil angebracht wird. Ein solches selbstklebendes Identifizierungsetikett mag als Strichcode oder Barcode ausgeführt sein, welches mit einer üblichen Scannervorrichtung als Lesegerät ausgelesen wird. Nach besonders bevorzugter Ausführungsform ist das Identifizierungselement jedoch als

Transponder ausgebildet. Tatsächlich ist ein solcher Transponder bzw. eine kombinierte Sende-/Empfangseinheit wie ein Strichcode dadurch gekennzeichnet, dass ein berührungsloses Auslesen gelingt.

Im Gegensatz zum Strichcode zeichnet sich der Transponder ergänzend dadurch aus, dass das Auslesen der zugehörigen Kennung drahtlos und über eine gewisse Entfernung bis zu mehreren Metern oder sogar bis zu 100 Metern oder mehr erfolgen kann. Dadurch sind Transponder für den beschriebenen Anwendungszweck besonders prädestiniert, weil das Lesegerät zum Auslesen der Kennung bzw. Transponderkennung einer ohnehin vorhandenen zentralen Steuereinheit zugeordnet werden kann und dennoch in der Lage ist, sämtliche zur Behandlungsmaschine gehörigen und möglicherweise entfernt platzierten Formatteile und/oder Ersatzteile und ihre Kennung auszulesen.

Gleichzeitig gelingt die Kennzeichnung der Formatteile und der Ersatzteile bzw. allgemein der Austauschteile problemlos dadurch, dass der Transponder vorteilhaft als selbstklebendes Transponderetikett unmittelbar hierauf angebracht wird. Dabei versteht es sich, dass jeweils verschiedene Austauschteile von einem einzigen Lesegerät ausgelesen werden.

In diesem Zusammenhang hat es sich weiter bewährt, wenn das Auslesen der Kennung bzw. Transponderkennung und folglich des Identifizierungselementes im Allgemeinen die sogenannte Identifizierungsmethode mit Hilfe von Radiowellen verfolgt, die sogenannte RFID (Radio Frequency Identification)-Methode. Hierdurch lassen sich die einzelnen Transponder berührungslos und ohne direkten Sichtkontakt hinsichtlich ihrer Kennung auslesen und erfassen. Die Kennung ist wenigstens mit einem Identifizierungscode ausgerüstet, welcher das jeweilige Austauschteil eindeutig festlegt. Beispielsweise mag dieser Identifizierungscode ausdrücken, dass es sich bei dem solchermaßen gekennzeichneten Austauschteil um eine Geländerführung für eine bestimmte viereckige Flasche handelt.

Neben diesem Identifizierungscode kann die Kennung auch einen Maschinencode umfassen, welche angibt und ausdrückt, zu welcher Behandlungsmaschine das zugehörige Austauschteil gehört. Auf diese Weise lässt sich mit der Hilfe der Kennung respektive Transponderkennung eine eindeutige Zuordnung im Sinne von Behälter - Austauschteil (insbesondere Formatteil und/oder Ersatzteil) - Behandlungsmaschine erreichen. Das gilt natürlich ebenso für stark belastete und häufig getauschte Ersatzteile, die in der Regel allerdings nur den Maschinencode

als Kennung beinhalten, weil sie im Allgemeinen für sämtliche unterschiedlichen Behältertypen zum Einsatz kommen bzw. Verwendung finden.

Wie bei dem RFID-Verfahren üblich, erfolgt das Auslesen der Kennung bzw. Transponderkennung im Nahfeld einer Antenne des Lesegerätes. Dabei hängt die Reichweite der zugehörigen Radiowellen vom Frequenzband, der Sendeleistung und selbstverständlich topologischen Faktoren der Behandlungsmaschine ab. Im Allgemeinen wird man die Auslegung so wählen, dass die Reichweite der Antenne des Lesegerätes unter allen Umständen auch den entferntesten Transponder bzw. das vom Lesegerät entfernteste Austauschteil sicher erreicht.

Der Transponder bzw. die Sende-/Empfangseinheit oder das Identifizierungselement an sich kann sowohl aktiv als auch passiv ausgelegt sein. Im erstgenannten Fall und auch ansonsten verfügt der Transponder nicht nur über einen obligatorischen Mikrochip, sondern zusätzlich auch über einen Energiespeicher, beispielsweise eine integrierte Batterie. Passive Transponder zeichnen sich jedoch dadurch aus, dass sie mit einem aufladbaren Kondensator als Energiespeicher ausgerüstet sind, welcher insbesondere beim Lesevorgang aufgeladen wird. Diese Ausgestaltung ist im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt.

Die Funktionsweise ist dergestalt, dass das Lesegerät ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt, welches von der Antenne des Lesegerätes ausgestrahlt und von einer integrierten Antenne des RFID-Transponders empfangen wird. In der Antennenspule des Transponders entsteht folglich ein Induktionsstrom, sobald sich der Transponder im Nahfeld der Antenne des Lesegerätes befindet, was bei den erfindungsgemäßen Behandlungsmaschinen üblicherweise der Fall ist.

Durch den mit Hilfe des Lesegerätes in der Antenne bzw. Antennenspule des Transponders erzeugten Induktionsstrom wird der Chip im Transponder aktiviert und zugleich bei einem passiven Transponder der Kondensator als Energiespeicher aufgeladen. Dadurch kann der Kondensator für eine dauerhafte Stromversorgung des Chips bzw. Mikrochips und auch eines Speichers sorgen, welchen der Transponder beinhaltet. Denn in dem fraglichen Speicher ist der bereits angesprochene Identifizierungscode und ggf. der Maschinencode abgelegt.

Ist der Mikrochip mit Hilfe des Lesegerätes aktiviert, so moduliert er das vom Lesegerät erzeugte hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld in Abhängigkeit

von dem im Speicher hinterlegten Identifizierungscode und/oder Maschinencode. Im Allgemeinen wird an dieser Stelle im MHz-Bereich gearbeitet, wobei das Lesegerät die beschriebenen und vom Transponder erzeugten Modulationen ausliest sowie auf diese Weise den Identifizierungscode und ggf. den Maschinencode ermittelt und vorzugsweise an die Steuereinheit weitergibt.

Meistens wird das einzelne Identifizierungselement bzw. der Transponder in vorgegebenen Zeitabständen mittels der Steuereinheit bzw. dem an die Steuereinheit angeschlossenen Lesegerät dahingehend überprüft, ob ein mit dem Identifizierungselement bzw. Transponder gekennzeichnetes und während der Maschinenlebensdauer wenigstens einmalig ersetztes Austauschteil den Betriebsanforderungen genügt. Das heißt, die Steuereinheit übernimmt in Verbindung mit dem Lesegerät eine Prüfung dergestalt, dass der Identifizierungscode zum aktuell verarbeiteten Behälter "passt" und im übrigen das Austauschteil zu der zugehörigen Behandlungsmaschine gehört (Maschinencode). Die turnusgemäße überprüfung stellt in diesem Zusammenhang nicht nur sicher, dass eine störungsfreie Funktion gewährleistet ist. Sondern sie sorgt auch dafür, dass bei Verwendung von passiven Transpondern eine kontinuierliche Energieversorgung durch die jeweils bei jedem Lesevorgang aufgeladenen Kondensatoren gewährleistet ist. Dabei lässt sich die beschriebene überprüfungsroutine bei jedem Start der Behandlungsmaschine durchführen. Das heißt, jeder Maschinenstart oder Neustart korrespondiert dazu, dass die Steuereinheit überprüft, ob alle Formatteile und/oder Ersatzteile, die für die Verarbeitung des gewünschten Behälters erforderlich sind, vorhanden sind und den Behälteranforderungen entsprechen sowie zu der betreffenden Behandlungsmaschine gehören.

Dazu kann in der Steuereinheit eine Liste der für die Behälterverarbeitung notwendigen Austauschteile hinterlegt werden, die Schritt für Schritt dergestalt abgearbeitet wird, ob die einzelnen Austauschteile vorhanden sind und ob es sich um die richtigen Austauschteile handelt. Hierdurch besteht im Gegensatz zum Stand der Technik nicht mehr die Gefahr, dass mit dem Behältertyp beispielsweise nicht kompatible Formatteile unbeabsichtigt verbaut sind und daraus Funktionsstörungen resultieren. Des Weiteren lässt sich verhindern, dass Ersatzteile beispielsweise bei einer "falschen" Behandlungsmaschine eingebaut werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Behandlungsmaschine, wie es im Anspruch 7 beschrieben wird. Ebenso die Verwendung eines Identifizierungselementes zur Kennzeichnung eines während der

Maschinenlebensdauer zumindest einmalig ersetzten Austauschteiles bei einer Behandlung von Flaschen, Dosen oder dergleichen Behältern in einer Behandlungsmaschine nach Anspruch 9. In jedem Fall werden die mit den Identifizierungselementen ausgerüsteten Austauschteile nach einem vorgegebenen Prüfmuster auf übereinstimmung mit den Betriebsanforderungen überprüft. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Behandlungsmaschine schematisch.

In der Figur ist eine Behandlungsmaschine dargestellt, welche vorliegend als Inspektionsvorrichtung ausgebildet ist und in diesem Zusammenhang eine Kamera K aufweist. Zu diesem Zweck werden Flaschen 1 mit Hilfe einer Einlaufschnecke 2 unter Berücksichtigung einer Geländerführung 3 und einem bzw. mehreren Transportsternen 4 der betreffenden Kamera K zugeführt. Die Einlaufschnecke 2, die Geländerführungen 3 und die Transportsterne 4 stellen im Rahmen der Erfindung Austauschteile 2, 3, 4 dar, die bei einem Wechsel von einer Flasche 1 zu einer anderen Flasche 1 mit beispielsweise anderem Durchmesser ausgetauscht werden müssen.

Damit bei dem Wechsel der beschriebenen Austauschteile 2, 3, 4 die "richtigen" Austauschteile 2, 3, 4 für den betreffenden Behältertyp respektive Flaschentyp Verwendung finden und um Fehlfunktionen zu vermeiden, sind die sämtlichen Austauschteile 2, 3, 4 mit jeweils einem Identifizierungselement 5, 6, 7 ausgerüstet.

Dabei gehört das Identifizierungselement 5 zur Einlaufschnecke 2, während die Geländerführung 3 mit dem Identifizierungselement 6 ausgerüstet ist und schließlich der Transportstern 4 das Identifizierungselement 7 aufweist. Bei dem jeweiligen Identifizierungselement 5, 6, 7 handelt es sich im dargestellten Beispiel jeweils um einen Transponder 5, 6, 7, also eine Sende-/Empfangseinheit, welche den in der Figur angedeuteten Detailaufbau aufweist. Tatsächlich ist das Identifizierungselement 5, 6, 7 bzw. der Transponder 5, 6, 7 im Einzelnen mit einem Mikrochip 8, einem Speicher 9, einer Energiequelle bzw. einem Energiespeicher 10 und schließlich einer Antenne 11 ausgerüstet. Vorliegend handelt es sich um einen passiven Transponder 5, 6, 7, dessen als Kondensator ausgebildeter Energiespeicher 10 bei jedem Lesevorgang aufgeladen wird.

Ein solcher Lesevorgang wird mit Hilfe eines Lesegerätes 12 initiiert, welches Bestandteil einer Steuereinheit 12 ist und über eine Antenne 13 verfügt. Mit Hilfe der Antenne 13 des Lesegerätes 12 wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt bzw. ein Radiosignal im MHz-Bereich ausgesandt. Dieses elektromagnetische Wechselfeld erzeugt in der Antenne bzw. Antennenspule 11 des Identifizierungselementes 5, 6, 7 einen Induktionsstrom, welcher den Mikrochip 8 aktiviert und im übrigen für eine Aufladung des Kondensators bzw. Energiespeichers 10 sorgt.

Der aktivierte Mikrochip 8 moduliert daraufhin das vom Lesegerät 12 ausgesandte elektromagnetische Feld nach Maßgabe eines Identifizierungscodes und/oder eines Maschinencodes, die im Speicher 9 abgelegt sind. Der Identifizierungscode charakterisiert eindeutig das zugehörige Austauschteil 2, 3, 4 hinsichtlich seiner Funktion und Eignung für die korrespondierende Flasche 1 bzw. allgemein den zu verarbeitenden Behälter. Im Maschinencode ist eine Kennung abgelegt, welche das Identifizierungselement 5, 6, 7 der zugehörigen Behandlungsmaschine eindeutig zuweist, im Ausführungsbeispiel der dargestellten Inspektionseinrichtung.

Bei dem Identifizierungselement 5, 6, 7 handelt es sich vorliegend um ein selbstklebendes Identifizierungsetikett, welches unmittelbar auf dem zugehörigen Austauschteil 2, 3, 4 angebracht wird. Dazu muss zuvor das Identifizierungselement 5, 6, 7 durch Programmieren dem jeweils gekennzeichneten Formatteil (und auch der zugehörigen Behandlungsmaschine) zugeordnet werden. Dann kann das Lesegerät 12 die betreffende Kennung (Identifizierungscode und/oder Maschinencode) anschließend drahtlos auslesen und zwar bei sämtlichen Austauschteilen 2, 3, 4 der zugehörigen Behandlungsmaschine.

Um eine gegenseitige Beeinflussung der beschriebenen Leseroutine bei verschiedenen beispielsweise nebeneinander stehenden Behandlungsmaschinen zu verhindern, empfiehlt es sich, dass jede Behandlungsmaschine mit einer eigenen Lesefrequenz arbeitet. Auch eine Codierung des jeweiligen Lesegerätes 12 und der zugehörigen Identifizierungselemente 5, 6, 7 für jede Behandlungsmaschine ist denkbar und wird von der Erfindung umfasst.

üblicherweise wird die beschriebene Prüfroutine in vorgegebenen Zeitabständen, beispielsweise bei jedem Start der Behandlungsmaschine, mittels der Steuereinheit bzw. dem kombinierten Lesegerät/Steuereinheit 12 durchgeführt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass vor einer beginnenden Manipulation bzw. Verarbeitung zugehöriger Flaschen 1 gewährleistet ist, dass sämtliche

erforderlichen Formatteile 2, 3, 4 einerseits vorhanden sind und andererseits die "richtigen" Formatteile 2, 3, 4 für die ausgewählte Flasche 1 zum Einsatz kommen. Schließlich wird hierdurch gewährleistet, dass die fraglichen Formatteile 2, 3, 4 auch zu der in Betrieb genommenen Behandlungsmaschine gehören. Das heißt, es wird überprüft, ob das jeweilige Austauschteil 5, 6, 7 insgesamt den Betriebsanforderungen genügt. Dabei kann nach einem vorgegebenen Prüfmuster gearbeitet werden, um die übereinstimmung der Austauschteile 2, 3, 4 mit den Betriebsanforderungen zu überprüfen.