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Title:
DEVICE FOR REGENERATING ELASTIC CONTAINERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/061194
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for regenerating elastic containers (5), especially plastic bottles, so that they can be refilled later on. The device comprises a burring tool (6) for piercing a container closure (2) and for introducing a fluid into the interior of a container. The device is characterized by comprising an element (1) for sealing the container interior from the surrounding atmosphere.

Inventors:
LINDENKAMP BENNO (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/013140
Publication Date:
July 07, 2005
Filing Date:
November 19, 2004
Export Citation:
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Assignee:
KRONES AG (DE)
LINDENKAMP BENNO (DE)
International Classes:
B29B17/00; B30B9/32; B65B21/18; B65B31/00; B67B7/18; (IPC1-7): B29B17/00; B65B31/00; B30B9/32; B65B21/18; B67B7/18
Domestic Patent References:
WO1998017416A11998-04-30
Foreign References:
DE29922623U12000-02-24
FR2822750A12002-10-04
DE10056520C12002-04-18
FR2691648A11993-12-03
DE19708976A11998-09-17
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 08 30 August 1996 (1996-08-30)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2002, no. 02 2 April 2002 (2002-04-02)
Attorney, Agent or Firm:
KRONES AG (Neutraubling, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Regenerieren von elastischen Behältern (5), insbesondere Kunststoffflaschen, für eine spätere Wiederbefüllung mit wenigstens einem Stechwerkzeug (6,7) zum Durchstoßen eines Behälterverschlusses (2) und Mitteln zum Einleiten eines Fluids in den Innenraum eines Behälters, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Einrichtung (la bis le) zum Abdichten des Behälterinnenraumes gegenüber der Umgebungsatmosphäre aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Dichtkörper (la bis le) aufweist, der den Mündungsund/oder Kopfbereich eines Behälters (5) hermetisch abdichtet, bevor das Fluid in den Behälterinnenraum eingeleitet wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (la, lb, ld, le) so ausgebildet ist, dass er mit dem Mündungsrand eines unverschlossenen Behälters (5) abdichtend in Anlage bringbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (la, le) an seiner zum Behälter (5) weisenden Seite eine konkave Oberfläche aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (lb, ld) als Kegelstumpf mit einer zur Mündungsebene eines Behälters (5) parallelen Stirnfläche ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (1c) so ausgebildet ist, dass er mit einer Schulterfläche oder einem unterhalb der Mündung radial nach außen abstehenden Halsring (4) eines Behälters (5) abdichtend in Anlage bringbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (tic) haubenoder glockenartig ausgebildet ist und den Kopfbereich eines Behälters (5) vollumfänglich abdichtet, wenn der mit einem Behälter in Anlage gebracht wird.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung des Behälterinnenraumes durch eine Relativbewegung zwischen Behälter (5) und Dichtkörper (la bis le) längs zur Behälterachse erfolgt.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stechwerkzeug (6,7) durch eine steuerbare Betätigungseinrichtung längs zur Behälterachse relativ bewegbar und der Dichtkörper (la bis le) mit dem Stechwerkzeug (6,7) bewegungsverbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (la bis le) vom Stechwerkzeug (6,7) koaxial durchgriffen wird und gegenüber diesem abgedichtet ist.
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stechwerkzeug eine Kanüle (6), ein Dorn (7) oder ein Laserstrahl ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der vorzugsweise zylindrische Dorn (7) eine Mantelfläche mit vollumfänglicher Taillierung und/oder Nuten aufweist.
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (ld) eine Fluidleitung verschließt, wenn er nicht mit einer Behälteröffnung oderverschluss in Berührung kommt, und die Fluideinleitung in einen Behälter freigibt, wenn er mit einer Behälteröffnung oderverschluss in Berührung kommt.
14. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochbildung in einem Verschluss (2) durch thermische Einwirkung, insbesondere Beheizung des Stechwerkzeugs (6,7), herbeigeführt oder unterstützt wird.
15. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (7) oder die Kanüle (6) einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist und vorzugsweise Bestandteil einer Verschlussabschraubeinrichtung ist.
16. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Bestandteil einer Packtulpe zum Auspacken von Behältern, insbesondere elastische Kunststoffflaschen ist.
Description:
Vorrichtung zum Regenerieren von elastischen Behältern Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regenerieren von elastischen Behältern, insbesondere Kunststoffflaschen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Kunststoffmehrwegflaschen für Getränke besteht das Problem, dass die zum Abfüllbetrieb zurückkehrenden und erneut zu befüllenden Flaschen häufig eine Verformung aufweisen. Insbesondere bei einem Temperaturabfall während des Rücktransports und/oder der Lagerung der leeren Behälter verkleinert sich das Volumen des gasförmigen Behälterinhalts.

Der ehemals kreisrunde Querschnitt einer Flasche wird verformt (oval, annähernd drei-oder viereckig) oder die Mantelfläche der Flasche bekommt nach innen gewölbte Beulen, wenn in Folge eines auf der Flaschenmündung sitzenden Verschlusses ein Gasaustausch zwischen dem Flascheninnenraum und der Umgebung ausgeschlossen ist. Einer Ovalisierung des Flaschenquerschnitts folgt häufig eine Krümmung des Flaschenbodens. Die Krümmungsachse ist dabei parallel zur kleinen Achse des ovalen Querschnitts.

Die beschriebenen Verformungen verhindern eine problemlose Handhabung dieser Flaschen auf den Transporteinrichtungen bekannter Füllanlagen oder in flaschenaufnehmenden Transportkästen. Auf den bekannten Transporteinrichtungen kann es zu Verklemmungen zwischen den seitlichen Führungen oder zum Umfallen der Flaschen kommen, weil der Flaschenboden nicht mehr planparallel zur Oberfläche der Transporteinrichtung verläuft. Im Flaschenkasten können deformierte Flaschen festklemmen und nicht mehr leicht entnommen werden, so dass Störungen in der Auspackmaschine der Fülllinie auftreten. Zur Lösung dieser bekannten Probleme sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Vorrichtungen bekannt geworden.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 299 22 623 U1 beschreibt eine Möglichkeit, durch den Behälterverschluss hindurch ein Medium in einen Kunststoffbehälter einzuleiten und den Innendruck dabei zu erhöhen. In einer eigens dafür vorgesehenen Vorrichtung wird der Kunststoffverschluss einer Flasche mit einer Kanüle (Hohlnadel) durchstochen. Am vorderen Kanülenende tritt ein flüssiges oder gasförmiges Medium in den Behälterinnenraum ein und kann diesen unter Druck setzen.

Der Kanülenmantel dichtet dabei gegen den beim Einstechen entstandenen Lochrand im Behälterverschluss ab. zur Vorrichtung gehören ferner eine Leergutkontrolle und eine Sortierung. Die Vorrichtung befindet sich in einer Förderstrecke außerhalb eines Packers, d. h. sie ist kein Bestandteil einer Vorrichtung zur Entnahme von Flaschen aus Transportkästen.

Das deutsche Patent DE 100 56 520 Cl offenbart ebenfalls eine Vorrichtung, bei der mit Hilfe einer Kanüle Luft oder Wasser durch einen Verschluss hindurch in einen Behälter eingebracht werden kann. Diese Vorrichtung ist als integraler Bestandteil eines Packkopfes einer Auspackmaschine ausgeführt.

Den bekannten Vorrichtungen haftet der Nachteil an, dass bei Behältern ohne einen Verschluss oder nur lose aufsitzendem Verschluss kein nennenswerter Innendruckaufbau möglich ist.

Dies ist insofern problematisch, weil das in eine Abfüllanlage zurückkehrende Leergut nicht nur aus verschlossenen Behältern besteht. Der nicht auszuschließende Anteil an offenen oder fehlenden Behältern im Leergutkasten verursacht demzufolge einen erhöhten Druckluftverbrauch beim Passieren einer Vorrichtung zum Regenerieren deformierter Flaschen. Ein erhöhter Druckluftverbrauch reduziert den erreichbaren maximalen Fülldruck für die Behälter mit Verschluss oder zur Vermeidung dieses Problems entsteht ein nicht unerheblicher Mehraufwand um mit Hilfe steuerungstechnischer Maßnahmen die Zuleitungen zu unverschlossenen Behältern selektiv zu sperren. Ferner können Schallschutzeinrichtungen erforderlich sein, um den durch das ungehinderte Einblasen von Druckluft in offene Behälter entstehenden Lärmpegel in der Abfüllanlage zu begrenzen.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Regenerieren von elastischen Behältern anzugeben, die nicht mit den vorhergehend genannten Nachteilen behaftet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik wird der Innenraum aller Behälter während des Regeneriervorgangs zur Umgebungsatmosphäre gasdicht abgeschlossen gehalten und zwar unabhängig davon, ob ein Verschluss vorhanden ist oder nicht.

Daraus ergibt sich der Vorteil, dass alle Behälter einen annähernd gleich hohen Innendruck erreichen, wodurch sogar unverschlossene Flaschen mit Deformationen zuverlässig wieder ihre ursprüngliche Gestalt erreichen. Ferner wird bei offenen Flaschen ein Abblasen der Druckluft ins Freie vermieden.

Damit ist günstiger weise eine Lärmbegrenzung sichergestellt.

Ein positiver Nebeneffekt ist ferner der reduzierte Druckluftverbrauch, der eine Energieeinsparung bewirkt.

Vorteilhaft ist eine Weiterbildung, bei der eine bevorzugt selbsttätige Steuerung der Druckluft in Abhängigkeit der Anwesenheit einer Flasche erfolgt. Bei fehlenden Flaschen im Leergutkasten unterbleibt eine Druckluftabgabe an den entsprechend zugeordneten Stellen.

Als Stechwerkzeug kann eine Kanüle (Hohlnadel) zum Einsatz kommen. Stabiler und weniger störungsanfällig ist jedoch ein Dorn, der massiv ausgebildet sein kann. Durch eine taillierte oder mit Längsnuten versehene Formgebung der Mantelfläche des Dorns kann in einem Verschluss ein Durchbruch freigelegt und Platz für eine Fluideinleitung geschaffen werden. Im Gegensatz zu einer Kanüle besteht somit nicht die Gefahr von Spänebildung oder einer Verstopfung eines in Durchstoßrichtung offenen Hohlkanals durch Verschlussmaterial. Die Dornspitze dringt dabei tief in den Behälter ein und bleibt stehen, sobald der taillierte oder genutete Bereich des Dornschafts im Bereich des Verschlusses angekommen ist. Zwischen dem Dornschaft und der Lochwand im Verschluss befindet sich ein Ringspalt, durch den ein Fluid in den Behälter gedrückt werden kann. Nach dem Füllen des Behälters kann der Dorn problemlos wieder aus dem Loch im Verschluss herausgezogen werden. Der Dorn kann auch vor dem Füllen aus dem Loch gezogen werden, um den gesamten Lochquerschnitt beim Füllen zu nutzen.

An Stelle eines rotationssymmetrischen Dornes kann ein ovaler, dreikantiger oder sternförmiger Dornquerschnitt gewählt werden, der nach dem Durchstechen des Verschlusses die Übertragung eines Drehmoments auf den Verschluss zum Abschrauben desselben erlaubt. Bei geeigneter Ausformung des Dornes und Ausnutzung der Elastizität des Verschlussmaterials bleibt der Verschluss auf dem Dorn hängen bis er gezielt abgestreift wird.

Auch thermische Einflussnahme kann die Lochbildung herbeiführen oder unterstützen. Ein beheizter Dorn kann sich leichter in ein thermoplastisches Verschlussmaterial eindrücken. Als Stechwerkzeug kann auch ein auf den Verschluss fokussierter Licht-oder Laserstrahl zum Einsatz kommen, der den Verschluss so weit erweicht, dass der Druck des Fluids selbst das Loch im Verschluss ausformt. Das benötigte Loch kann auch drucklos in den Verschluss gelasert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der verbleibenden, Unteransprüche.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt : Fig. 1 eine Seitenansicht mit einem vertikalen Teilschnitt einer Vorrichtung zum Regenerieren von elastischen Kunststoffflaschen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 eine Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Anwendung bei einer verschlossenen Flasche, Fig. 5 eine Vorrichtung gemäß Fig. 2 welche Ventilfunktionen enthält und Fig. 6 eine Vorrichtung gemäß Fig. 3 mit einem taillierten Dorn anstatt einer Kanüle.

Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist ein koaxial zur Mittelachse der Flaschenmündung einer elastischen Kunststoffflasche 5 ein-und ausfahrbares Stechwerkzeug, z. B. eine Kanüle 6 zum Einleiten eines Fluids, vorzugsweise Druckluft. Wie beim bekannten Stand der Technik erfolgt die Betätigung der Kanülen 6 in an sich bekannter Weise durch nicht dargestellte steuerbare Stellorgane, z. B.

Pneumatikzylinder oder dgl.

Zum Durchstoßen von einen Verschluss 2 aufweisenden Flaschen 5 ist das zur Flasche weisende Ende der Kanüle angespitzt bzw. mit einem schrägen Anschnitt versehen.

An jeder Kanüle 6 ist entweder ein Dichtkörper la, lb, lc oder Id aus einem geeigneten Dichtwerkstoff, z. B. Hartgummi unverrückbar gasdicht befestigt. Zwischen dem Dichtkörper und der Kanüle kann wenigstens ein Dichtring vorgesehen sein. Der Dichtkörper ist so gestaltet, dass er bei einem fehlenden Flaschenverschluss mit einer Flasche 5 zum gasdichten Abschließen des Flascheninnenraums gegenüber der Atmosphäre in Eingriff bringbar ist. Die Abdichtung kann in Verbindung mit dem oberen Mündungsrand 3 einer offenen Flasche 5 erfolgen oder im Zusammenwirken mit dem axial unterhalb der Flaschenmündung 3 radial abstehend angeformten Halskragen 4 von Kunststoffflaschen.

Bei der in Fig. 1 erkennbaren Ausführung weist der Dichtkörper la an seiner Unterseite, d. h. an der zur Flaschenmündung weisenden Seite eine konkav gewölbte Dichtfläche auf, die von der Kanüle 6 axial durchgriffen wird, wobei das offene Ende der Kanüle diese Fläche in axialer Richtung zum Eintauchen in eine Flaschenmündung überragt.

Bei einem Vergleich der Fig. 1 und 4 ist ersichtlich, dass im Falle eines fehlenden Verschlusses 2 die konkave Dichtfläche am Flaschenmündungsrand 3 abdichtend anliegt, während bei Vorhandensein eines Verschlusses 2 die gleiche Dichtfläche am oberen Verschlussrand anliegt, wenn die Kanüle 6 die Verschlussoberseite durchstoßen hat.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besitzt der Dichtkörper 1b die Form eines geraden Kegelstumpfes, der an der zur Flaschenmündung weisenden Seite eine zur Mündungsebene planparallele Stirnfläche aufweist, die beim Vorhandensein eines Verschlusses an dessen Oberseite anliegt. Wenn jedoch eine offene Flasche 5 mit diesem Dichtkörper lb in Eingriff gelangt, taucht dessen kegelige bzw. konische oder ggf. konvexe Mantelfläche teilweise durch die Mündungsebene axial in den Flaschenhals ein, wobei dann der obere Mündungsrand der Flasche 5 an seiner inneren Umfangsfläche gasdicht verschlossen ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besitzt der Dichtkörper lc eine hauben-oder glockenförmige Kontur, die den Kopfbereich einer Flasche vollumfänglich mit radialem Zwischenabstand umgibt und eine Abdichtung am Halskragen 4 einer Flasche 5 herbeiführt. Der Innendurchmesser des Dichtkörpers lc ist größer als der Außendurchmesser eines Verschlusses 2 bemessen.

Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist im Falle von fehlenden Flaschen in einem Flaschenkasten eine Einzelabschaltung der Druckluftzuführung zu den einzelnen Kanülen 6 vorgesehen. Die Vorrichtung enthält einen Dichtkörper Id mit einem schräg zur Kanüle 6 verlaufenden Kanal, der das Fluid zu einer Bohrung in der Kanülenwand hinführt. Ober-und unterhalb dieser Bohrung sind axial beabstandete Dichtringe zwischen der Kanüle und dem Dichtkörper 1d angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Dichtkörper auf der Kanüle axial verschiebbar gelagert. Wenn der Dichtkörper ld bei einer gesteuerten Absenkbewegung auf eine Flasche 5 oder deren Verschluss trifft und dabei entlang der Kanüle 6 gegen den Widerstand einer nicht dargestellten Rückstellfeder nach oben verschoben wird, entsteht über die genannte seitliche Bohrung in der Kanüle eine leitende Verbindung zwischen einer äußeren Druckluftzuleitung und dem Flascheninnenraum. Wird der Dichtkörper 1d bei fehlenden Flaschen nicht durch eine Dichtkraft. verschoben, bleibt die Fluidzufuhr unterbrochen.

Die Ausführung nach Fig. 6 zeigt einen taillierten Dorn 7 an Stelle einer hohlen Kanüle. Die Druckluftzuführung erfolgt in einen zur Atmosphäre abgedichteten Bereich zwischen einem Dichtkörper le und der Flasche 5 bzw. deren Verschluss 2. Der Dorn 7 kann zur Unterstützung der Durchstoßwirkung bei thermoplastischen Verschlüssen beheizbar ausgebildet sein.

Besonders vorteilhaft ist eine Integration der beschriebenen Vorrichtungen in die Greiforgane eines Auspackkopfes. Eine Verwendung der Regeneriervorrichtung ist aber auch in Verbindung mit einem Verschlussabschrauber, einer Vorrichtung mit Leergutkontrolle oder in einer Vorrichtung mit Sortier- oder Ausschleusmöglichkeit in einer Förderstrecke vor oder nach einem Packer möglich.