Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Behältern

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen von Behältern, bei dem von einer Blaseinrichtung hergestellte flaschenförmige Behälter einer Fülleinrichtung zugeführt und im Bereich einer Eingabestrecke der Fülleinrichtung von einem Medium beaufschlagt werden.

[0002] Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zum Füllen von Behältern, die eine Fülleinrichtung sowie eine Eingabestrecke aufweist und bei der im Bereich der Eingabestrecke eine Behandlungseinrichtung zur Beaufschlagung der Behälter mit einem Medium angeordnet ist.

[0003] Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden beispielsweise eingesetzt, um streckblasgeformte Behälter aus einem thermoplastischen Kunst- stoff mit einem flüssigen Füllgut zu befüllen und gegebenenfalls anschließend zu verschließen. Als thermoplastische Materialien können beispielsweise PET oder PEN verwendet werden. Typische Anwendungen betreffen die Abfüllung von Getränken oder Haushaltschemikalien.

[0004] Besonders leistungsfähige und zugleich kompakte Abfüllanlagen können dadurch bereitgestellt werden, dass eine direkte Kopplung der Blaseinrichtung und der Fülleinrichtung vorgenommen wird, eine sogenannten Verblockung. Es erfolgt hierbei keine Zwischenlagerung der geblasenen Behälter oder ein Transport der Behälter über räumlich ausgedehnte Förderstre- cken, sondern die Blaseinrichtung und die Fülleinrichtung werden in unmittelbarer räumlicher Nähe nebeneinander angeordnet und es findet eine direkte übergabe der geblasenen Behälter von der Blaseinrichtung zur Fülleinrichtung statt.

[0005] Diese kurzen Transportstrecken für die blasgeformten Behälter führen dazu, dass die Behälter im Bereich einer Eingabestrecke der Fülleinrichtung noch nicht auf Umgebungstemperatur heruntergekühlt sind, sondern noch Temperaturen deutlich oberhalb der Umgebungstemperatur und hierdurch eine weichere Materialkonsistenz aufweisen. Diese relativ weiche Mate- rialkonsistenz würde im Bereich der Fülleinrichtung dazu führen, dass bei der Durchführung des Füllvorganges nur geringe Vorspannkräfte zwischen dem Füllorgan und dem zu füllenden Behälter aufgebracht werden können. Zur

Vermeidung dieses Nachteiles ist es bereits bekannt, die geblasenen Flaschen vor ihrer Befüllung zusätzlich herunterzukühlen. Dies kann durch ein Besprühen oder Spülen mit einem geeigneten Medium von innen und/oder außen erfolgen.

[0006] Die Effektivität der verfügbaren Kühleinrichtungen wird jedoch dadurch beeinträchtigt, dass unbedingt vermieden werden muß, dass Reste des Kühlmediums sich noch während des Füllvorganges im Innenraum des Behälters befinden oder am Mündungsabschnitt anhaften und hierdurch das Füllgut kontaminieren.

[0007] Bei der Durchführung des Füllvorganges sind die zu füllenden Behälter mit ihrer Mündung in lotrechter Richtung nach oben orientiert und die Behälter werden in dieser räumlichen Orientierung durch die gesamte Füllma- schine transportiert. Bei dem typischerweise im Bereich der Eingabestrecke der Fülleinrichtung durchgeführten Kühlvorgang ist somit gemäß dem Stand der Technik zu vermeiden, dass insbesondere ein flüssiges Kühlmedium in den Behälter hineinläuft bzw. in den Behälter eingebrachtes flüssiges Kühlmedium, beispielsweise in Form eines Kühlmediums, nicht wieder vollständig aus dem Flascheninnenraum entfernt wird.

[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, dass eine hohe Kühleffektivität unterstützt wird.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Behälter im Bereich der Eingabestrecke während der Beaufschlagung mit dem Medium mit offenen Mündungen im wesentlichen in lotrechter Richtung nach unten positioniert werden.

[0010] Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, dass ein effektiver Kühlvorgang unterstützt wird.

[0011] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Eingabestrecke mit Halterungselementen zur Positionierung der Behälter wenigs-

tens im Bereich der Behandlungseinrichtung mit Mündungsabschnitten in lotrechter Richtung nach unten weisend versehen ist.

[0012] Durch die Positionierung des zu kühlenden Behälters während des Kühlvorganges mit der Mündung nach unten wird die Gefahr von Verschmutzungen in der Flasche, beispielsweise durch Raumluft oder das Kühlmedium, deutlich reduziert. Die Kühlwirkung läßt sich durch die entsprechende Positionierung der Behälter deutlich erhöhen und es stehen gegenüber dem Stand der Technik zusätzliche Kühlungsvarianten zur Verfügung. Insbesondere kön- nen höhere Volumenströme der Kühlmedien realisiert werden. Ebenfalls ist es möglich, die Kühlung durch eine Beschwallung des Behälters mit dem Kühlmedium oder durch eine Beaufschlagung mit einem Nebel des Kühlmediums durchzuführen. Ebenfalls ist es möglich, eine Innenspülung des zu kühlenden Behälters mit dem Kühlmedium zu realisieren, ein sogenanntes Rinsen. Hier- durch kann der Kühlvorgang in äußerst kurzer Zeit und mit hoher Effektivität durchgeführt werden.

[0013] Eine besonders kompakte Realisierung der Erfindung ist dann möglich, wenn in der Blaseinrichtung der Blasvorgang mit Vorformlingen und Be- hältern durchgeführt wird, deren Mündungen in lotrechter Richtung nach unten orientiert sind. Eine typischerweise in die Blasmaschine integrierte Wendeeinrichtung, die die geblasenen Behälter in der Ausgabestrecke der Blasmaschine derart dreht, dass die Behälter mit ihren Mündungen in lotrechter Richtung nach oben orientiert sind, kann bei dieser kompakten Ausführungs- form in die Eingabestrecke der Fülleinrichtung hinter die Kühlstation verlegt werden. Die Behälter werden somit nicht nur während des Blasvorganges, sondern auch während ihres gesamten Transportweges zur Kühleinrichtung mit den Mündungen in lotrechter Richtung nach unten orientiert gefördert. Es wird hierdurch eine sehr hohe Sicherheit vor Verschmutzungen erreicht.

[0014] Gemäß einer anderen Erfindungsvariante ist es aber auch möglich, die Behälter mit ihren Mündungen in lotrechter Richtung nach oben orientiert blaszuformen bzw. zumindest in dieser Orientierung aus der Blasmaschine auszugeben und eine Wendung der Behälter derart, dass diese mit ihren Mündungen in lotrechter Richtung nach unten orientiert sind, vor der Kühleinrichtung durchzuführen. Diese Ausführungsform erreicht allerdings nicht die Kompaktheit der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform.

[0015] Hohe Durchsatzraten werden dadurch unterstützt, dass die Behälter während ihrer Beaufschlagung mit dem Medium transportiert werden.

[0016] Eine besonders kompakte Ausführungsform kann dadurch bereitgestellt werden, dass die Beaufschlagung mit dem Medium im Bereich einer Koppelstrecke der Blaseinrichtung mit der Fülleinrichtung durchgeführt wird.

[0017] Eine typische Anwendung besteht darin, dass die Behälter mit dem Medium gekühlt werden.

[0018] Eine hohe Behandlungsintensität läßt sich dadurch erreichen, dass die Behälter mit dem Medium gespült werden.

[0019] Eine Verwendung geringer Mengen des Mediums kann dadurch erreicht werden, dass das Medium auf die Behälter aufgesprüht wird.

[0020] Gemäß einer anderen Anwendungsvariante ist vorgesehen, dass durch das Medium eine Keimreduzierung im Bereich der Behälter durchge- führt wird.

[0021] Ein besonders einfacher Materialtransport läßt sich dadurch realisieren, dass die Behälter mit ihren Mündungsabschnitten in lotrechter Richtung nach unten sowohl im Bereich der Blaseinrichtung als auch im Bereich einer die Blaseinrichtung mit der Fülleinrichtung verbindenden Transportstrecke transportiert werden und dass nach einer Beaufschlagung der Behälter mit dem Medium die Behälter mit ihren Mündungen in lotrechter Richtung nach oben weisend gedreht werden.

[0022] Gemäß einer anderen Anwendungsvariante ist auch daran gedacht, dass die Behälter mit ihren Mündungsabschnitten in lotrechter Richtung nach oben weisend geblasen und anschließend mit ihren Mündungsabschnitten in lotrechter Richtung nach unten weisend gedreht werden, in diesem Zustand mit dem Medium beaufschlagt und anschließend wieder mit ihren Mündungs- abschnitten in lotrechter Richtung nach oben weisend gedreht werden und dass abschließend in dieser Positionierung eine Befüllung der Behälter durchgeführt wird.

[0023] In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer mit einer Blaseinrichtung gekoppelten Fülleinrichtung mit zugeordneter Kühlstrecke und

Fig. 2 eine detailliertere Darstellung der Eingabestrecke einer Füllein- richtung mit zugeordneter Kühlstrecke.

[0024] Gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 1 ist eine Fülleinrichtung (1) über eine Transportstrecke (2) mit einer Blaseinrichtung (3) gekop- pelt. Die Transportstrecke setzt sich zusammen aus einer Ausgabestrecke (4) der Blaseinrichtung (3) sowie einer Eingabestrecke (5) der Fülleinrichtung (1). Im Bereich der Eingabestrecke (5) ist eine Behandlungseinrichtung (6) für zu befüllende Behälter angeordnet. Die Behandlungseinrichtung (6) ist typischerweise als eine Kühlstrecke realisiert, um das Material der zu befüllenden thermoplastischen Behälter herunterzukühlen.

[0025] Fig. 2 zeigt insbesondere den Bereich der Eingabestrecke (5) der Fülleinrichtung (1) mit zugeordneter Behandlungseinrichtung (6) in einer stärker detaillierten Darstellung. Die Fülleinrichtung (1) weist ein rotierendes Füll- rad (7) mit einer Vielzahl nicht dargestellter Füllstationen auf. Die als Kühlstrecke ausgebildete Behandlungseinrichtung (6) besteht im wesentlichen aus drei Transferrädern (8) mit jeweils nicht dargestellten typischerweise zangenartigen Halteelementen für die zu kühlenden Behälter. In einer Transportrichtung (9) hinter den Transferrädern (8) ist eine Wendeeinrichtung (10) ange- ordnet, um die heruntergekühlten Behälter derart zu positionieren, dass die

Füllöffnungen bzw. die Mündungsabschnitte in lotrechter Richtung nach oben orientiert werden. Die Wendeeinrichtung (10) kann beispielsweise als eine Schwenkkurve ausgeführt sein, entlang derer die zu wendenden Behälter entlang geführt werden.

[0026] Nach ihrer Befüllung im Bereich des Füllrades (7) werden die befüllten Behälter über ein Ausgaberad (11) einem Verschließer (12) zugeführt, der

die befüllten Behälter in Abhängigkeit von der jeweiligen Behälterkonstruktion beispielsweise mit aufgeschraubten Verschlußkappen, Kronkorken oder Versiegelungen versieht.

[0027] Im Bereich der Behandlungseinrichtung (6) können anwendungsabhängig unterschiedliche Kühleinrichtungen realisiert werden. Gemäß einer Variante erfolgt eine Luftspülung mit Kühlluft. Die Luftzuführung kann entweder durch eine stationär angeordnete Düse oder durch eine zumindest bereichsweise in einen Innenraum des Behälters einfahrbare Düse realisiert werden.

[0028] Gemäß einer weiteren Kühlvariante wird in den Behälterinnenraum ein vernebeltes Kühlmedium zugeführt. Insbesondere kann auch eine Beaufschlagung eines Bodenbereiches des Behälters mit dem Kühlnebel erfolgen. Gemäß einer Ausführungsvariante ist daran gedacht, nach einer Beaufschlagung des Behälters mit dem Kühlmittelnebel eine gasförmige Trocknungsströmung zu generieren, um insbesondere eine verbleibende Benetzung eines Mündungsabschnittes der Behälter mit dem Kühlmedium zu vermeiden. Alternativ zur Generierung einer Trocknungsströmung kann auch eine Absau- gung erfolgen. Sowohl die Trocknungsströmung als auch die Absaugung kann anwendungsabhängig permanent, zeitweise, zyklisch oder bedarfsabhängig gesteuert erfolgen.