Behandlungsvorrichtung sowie Verfahren zum Transportieren und Behandeln von Behältern

Die Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung für Behälter, insbesondere für Getränkebehälter, mit einem um eine zentrale Drehachse rotierend antreibbaren Transportkreisel und an dem Transportkreisel angeordneten Behälteraufnahmen, welche dazu eingerichtet sind, Behälter entlang einer sich über einen Umfangsabschnitt des Transportkreisels erstreckenden Transportstrecke zu transportieren, wobei die Behälteraufnahmen zumindest abschnittsweise entlang der Transportstrecke rotierend antreibbar sind und wobei den Drehtellern jeweils eine Bremseinrichtung zugeordnet ist.

Entsprechend sind sowohl der Transportkreisel als auch die Behälteraufnahmen selbst rotierbar ausgebildet, so dass sie Behälteraufnahmen nicht nur aufgrund der Rotation des Transportkreisels entlang der Transportstrecke transportiert werden können. Vielmehr kann während des Transportes auch eine Rotation der Behälteraufnahmen um sich selbst bzw. eine Rotation bezogen auf den Transportkreisel erfolgen.

Die Erfindung bezieht sich hierbei insbesondere auf Behandlungsvorrichtungen in der Getränkeindustrie. Entsprechend handelt es sich bei den Behältern in diesem Fall um Getränkedosen, insbesondere um Dosen z.B. aus Metall oder aber um Flaschen, welche beispielsweise aus Glas oder aus Plastik gebildet sein können. Diese Behälter werden dann üblicherweise mehreren Behandlungsschritten unterzogen. Hierbei kann es sich beispielsweise um das Befüllen, Pasteurisieren, Etikettieren oder aber auch um die Bildung von einzelnen Gebinden handeln.

Die Behälter werden hierzu zwischen einzelnen Behandlungsvorrichtungen transportiert, wobei innerhalb der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung nicht nur eine Behandlung, sondern auch ein Weitertransport der Behälter erfolgt. Hierzu weist die Behandlungsvorrichtung einen rotierend ausgebildeten Transportkreisel auf, wobei die Behälter üblicherweise mittels einer konstanten Drehzahl rotierend bewegt werden.

Eine gattungsgemäße Behandlungsvorrichtung ist beispielsweise aus der Druckschrift EP 2 785 596 B1 bekannt, wobei die Behälter während des Transports auf dem Transportkreisel über als Drehteller ausgebildeten Behälteraufnahmen an einer Vorrichtung zum Aufbringen von Haftmittel vorbei transportiert werden. Mithilfe dieses Haftmittels ist es dann möglich, die Behälter zur Bildung von Gebinden aneinanderzufügen.

Bei derartigen Behandlungsvorrichtungen ist es üblich, die Behälteraufnahmen zumindest entlang der Transportstrecke mit einer bestimmten Bremskraft zu beaufschlagen, um hierdurch die Drehbewegung der Behälteraufnahmen zu beruhigen. Insbesondere können hierdurch Ungenauigkeiten, welche durch die Antriebseinrichtung eingebracht werden, gedämpft bzw. vollständig ausgeglichen werden.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass durch eine permanente Anlage einer Bremskraft ein hoher Verschleiß der hierfür vorgesehenen Bremsbeläge erfolgt. Darüber hinaus führt die permanente Bremsung auch dazu, dass die Behälteraufnahmen die Transportstrecke in einer annährend gleichbleibenden Ausrichtung durchlaufen, sodass gerade bei einem zusätzlichen Aufbringen von Haftmittel eine ungleichmäßige Verschmutzung der Behälteraufnahmen mit dem Haftmittel erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Behandlungsvorrichtungen derart zu verbessern, dass bei diesen eine längere Betriebsdauer und eine geringere bzw. gleichmäßigere Verschmutzung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Behandlungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 13. Demnach ist vorgesehen, dass die jeweilige Bremseinrichtungen dazu eingerichtet sind, die Rotation der Behälteraufnahmen in einem sich in zumindest abschnittsweise entlang der Transportstrecke erstreckenden Bremsabschnitt variierbar zu bremsen. Mit einer variierbaren Bremsung ist im Rahmen der Erfindung gemeint, dass die von den Bremseinrichtungen auf die Behälteraufnahmen mit einer unterschiedlich großen Bremskraft entlang des Bremsabschnittes einwirken.

Der Erfinder hat hierbei erkannt, dass es nicht erforderlich ist, die Behälteraufnahmen über die gesamte Transportstrecke mit einer konstanten Bremswirkung zu beaufschlagen. Vielmehr ist insbesondere am Ende der Transportstrecke für der Übergabe in die nachfolgende Behandlungsvorrichtung oder das nachfolgende Transportmittel eine stärkere Bremskraft erforderlich als in den Abschnitten davor. Zugleich können auch die Bereiche des Transportkreisels, welche außerhalb der Transportstrecke liegen, im Wesentlichen ungebremst sein, sodass die Behälteraufnahmen zu einem gewissen Maße frei rotieren können, wodurch sich insbesondere bei einem Applizieren von einem Haftmittel, die Verschmutzung mit dem Haftmittel auf einen breiteren Bereich der Behälteraufnahme konzentriert. Selbstverständlich liegt es aber im Rahmen der Erfindung, dass die Behälteraufnahmen auch in Bereichen außerhalb der Transportstrecke zumindest minimal gebremst werden können.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich der Bremsabschnitt über zumindest 10 %, bevorzugt zumindest 15 % der Transportstrecke. Darüber hinaus sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass sich der Bremsabschnitt über höchstens 40 %, bevorzugt höchstens 30 % der Transportstrecke erstreckt. Demnach erfolgt eine variierbare Bremsung bzw. eine Bremsung mit variierbarer Bremskraft nur über einen vordefinierten Abschnitt der Transportstrecke, wobei dieser Bremsabschnitt bevorzugt am hinteren Ende der Transportstrecke angeordnet ist. Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass in Bereichen außerhalb des Bremsabschnittes eine Bremsung der Behälterführungen erfolgt. Diese kann dann allerdings konstant und/oder auf einem sehr viel niedrigeren Niveau als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Behandlungsvorrichtungen erfolgen.

Bevorzugt sind die Bremseinrichtungen so eingerichtet, dass die von den Bremseinrichtungen erzeugte Bremskraft bevorzugt entlang des Bremsabschnittes zunimmt. Die Bremskraft kann dann beispielsweise entlang des Bremsabschnittes zumindest bereichsweise linear und/oder exponentiell zunehmen.

Sofern auch in Bereichen der Transportstrecke außerhalb des Bremsabschnittes eine Bremskraft vorliegt, so kann diese zumindest um den Faktor 2, bevorzugt den Faktor 4, ganz besonders bevorzugt um den Faktor 8, in dem Bremsabschnitt zunehmen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Bremseinrichtung über einer Bremssteuerkurve betätigbar ist. Entsprechend ist entlang eines Abschnittes der Transportstrecke bzw. entlang des Bremsabschnittes eine Bremssteuerkurve angeordnet, über welche die Bremswirkung der Bremseinrichtungen einstellbar ist. Die Bremseinrichtungen weisen hierzu jeweils ein entlang der Bremssteuerkurve geführtes Stellelement auf, welches dazu eingerichtet ist, die Behälteraufnahmen über ein Bremselement zu bremsen. Dieses Stellelement kann über die Bremssteuerkurve verstellt, z.B. verdreht, werden, wodurch die von den Bremseinrichtungen erzeugte Bremskraft eingestellt wird. Beispielsweise kann durch das Verstellen der Stellelemente zumindest eine Bremsbacke an eine rotierende Antriebswelle der Behälteraufnahmen angepresst werden, wobei das Maß der Anpressung die resultierende Bremskraft bestimmt.

Damit in Bereichen außerhalb der Bremssteuerkurve die Bremswirkung auf ein Minimum reduziert bzw. vollständig abgebaut werden kann, ist es darüber hinaus zweckmäßig, ein Federelement vorzusehen, welches die Bremsbacken von der Antriebswelle löst, solange das Stellelement nicht über die Bremssteuerkurve betätigt wird. Die Bremsbacken weisen darüber hinaus auch einen Bremsbelag insbesondere aus einem Kunststoff auf. Um eine variierbare Bremskraft entlang des Bremsabschnittes erzeugen zu können, ist die Bremssteuerkurve entsprechend ausgebildet. Bevorzugt weist die Bremssteuerkurve daher entlang des Bremsabschnittes einen sich ändernden Abstand gegenüber der zentralen Drehachse auf. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung liegt jeweils das Stellelement radial außenliegend in dem Bremsabschnitt an der Bremssteuerkurve an, wobei die Bremssteuerkurve einen entlang des Bremsabschnittes zunehmenden Abstand gegenüber der zentralen Drehachse aufweist. Durch den zunehmenden Abstand rotiert das Stellelement und drückt eine Bremsbacke an die Antriebswelle der Behälteraufnahme. Wenngleich sich eine solche Ausgestaltung als besonders vorteilhaft erwiesen hat, so ist die Erfindung auf eine solche Ausgestaltung nicht beschränkt. So kann das Stellelement auch jeweils radial innenliegend an der Bremssteuerkurve anliegen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist den Behälteraufnahmen jeweils eine Antriebseinrichtung zum Rotieren der Behälteraufnahmen zugeordnet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtungen jeweils ein Antriebsstellelement aufweisen, welche an einer zumindest abschnittsweisen entlang der Transportstrecke angeordneten Antriebssteuerkurve geführt sind. Somit erfolgt vorzugsweise nicht nur die Bremsung, sondern auch der Antrieb kurvengesteuert. Dies hat den Vorteil, dass allein durch die Rotation des Transportkreisels auch eine Rotation der Behälteraufnahmen bewirkt werden kann.

Die Antriebsstellelemente wirken hierzu jeweils auf eine Antriebswelle der Behälteraufnahmen, wobei die Antriebswellen eine Antriebsdrehachse aufweisen, welche parallel zu der zentralen Drehachse des Transportkreisels angeordnet ist. Bevorzugt ist ferner jeweils zwischen den Antriebsstellelementen und den zugeordneten Behälteraufnahme ein Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe, angeordnet, welches so ausgebildet ist, dass die Drehgeschwindigkeit der Behälteraufnahmen gegenüber der Rotation des Antriebsstellelementes verstärkt wird. Insbesondere ist eine Übersetzung zwischen 1 :10 und 7:10 vorgesehen. Mithilfe einer solchen Übersetzung ist es dann möglich, dass die Behälteraufnahmen und damit auch die Behälter entlang der Transportstrecke zwischen 300 und 800°, bevorzugt zwischen 340 und 740° rotiert werden können. Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der eine Rotation um 720° erfolgt. Die Erfindung ist allerdings nicht auf eine Einbeziehung eines Getriebes beschränkt. So ist es ausreichend, wenn die Antriebseinrichtungen so eingerichtet und angeordnet sind, dass die zuvor genannte Rotation der Behälteraufnahmen bewirkt werden kann. Eine Ausgestaltung mit zusätzlichem Planetengetriebe hat sich jedoch als besonders wirksam erwiesen. Durch die Übersetzung erfolgt jedoch gleichzeitig auch eine Verstärkung der Ungenauigkeiten und Instabilitäten, sodass eine wirksame Bremsung, insbesondere am Ende der Transportstrecke, erforderlich ist.

Die Behälteraufnahmen sind ferner gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung als Drehteller ausgebildet. Bei einer solchen Ausgestaltung werden die Behälter auf den Behälteraufnahmen angeordnet und stützen sich somit allein über den Behälterboden auf den Behälteraufnahmen ab.

Die Erfindung sieht darüber hinaus bevorzugt vor, dass dem Transportkreisel zumindest eine Appliziereinrichtung zugeordnet ist, welche dazu eingerichtet ist, den Behältern innerhalb der Transportstrecke ein Haftmittel, ein Etikett und/oder ein Dekor zu applizieren. Dies erfolgt bevorzugt während des Transports entlang der Transportstrecke, aber nicht innerhalb des Bremsabschnittes. Beispielsweise wird der Behälter in rotierender Weise an der Appliziereinrichtung vorbeigeführt und erst dann die entsprechende Behälteraufnahme sukzessive gebremst. Entlang des Bremsabschnittes kann dann zusätzlich beispielsweise eine Prüfvorrichtung angeordnet sein, welche die korrekte Applikation bzw. das korrekte Aufbringen der Applikation überprüft, welche aber selbst nicht in die Behandlung der Behälter eingreift.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Transportieren und Behandeln von Behältern in einer erfindungsgemäßem Behandlungsvorrichtung, bei dem die Behälter der Behandlungsvorrichtung zugeführt und an den Behälteraufnahmen angeordnet werden, wobei die Behälter über den Transportkreisel entlang der Transportstrecke bewegt und auf den Behälteraufnahmen rotierend angetrieben werden und wobei die Rotation der Behälteraufnahmen entlang des Bremsabschnittes variierend gebremst wird.

Die bereits zuvor im Rahmen mit der Behandlungsvorrichtung genannten Merkmale können selbstverständlich auch auf das Verfahren übertragen werden.

Bevorzugt rotieren die Behälteraufnahmen während der Bewegung entlang der Transporterstrecke zwischen 300° und 800°, besonders bevorzugt zwischen 340° und 740°.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden den Behältern innerhalb der Transportstrecke jeweils ein Haftmittel, ein Etikett und/oder ein Dekor appliziert, wozu die Behälter vorzugsweise in rotierender Weise an einer Appliziereinrichtung vorbei geführt werden und wobei eine variierende Abbremsung erst nach dem Aufbringen der entsprechenden Applikation erfolgt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausschnitt aus einer Gebindebildevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Draufsicht,

Fig. 3 die Bremseinrichtung in einer Detailansicht,

Fig. 4 einer Detailansicht der Behandlungsvorrichtung gemäß Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Gebindebildevorrichtung, in der Behälter 1 in Produktionsrichtung P entlang zweier paralleler Spuren transportiert werden, wobei die Spuren am Ende zusammengeführt werden, um die Behälter 1 zu Gebinden zusammenzufassen. Hierzu werden die Behälter 1 in der jeweiligen Spur zunächst in einer Ausrichtvorrichtung 2 in einer vorgegebenen Weise ausgerichtet und über einen Transportstern 3 an die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung 4 übergeben. Insbesondere anhand der Fig. 2 wird dann deutlich, dass eine (in Fig. 1 nicht dargestellte) Appliziereinrichtung 5 vorgesehen ist, über die ein Haftmittel auf die Behälter 1 appliziert wird und wobei die Behälter 1 am Ende der Behandlungsvorrichtung 4 aus beiden Spuren zusammengeführt und über diese Haftmittelpunkte miteinander zu Gebinden fixiert werden.

Bei den dargestellten Behältern 1 handelt es sich exemplarisch um Dosen aus Metall. Die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung 4 kann aber auch für Flaschen, z.B. aus Glas oder Kunststoff, insbesondere PET, eingesetzt werden.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weisen die beiden Behandlungsvorrichtungen 4 jeweils eine zentrale Drehachse D auf, um die ein Transportkreisel 6 rotierend angetrieben wird. Wenngleich gemäß den dargestellten Abbildungen für beide Spuren jeweils eine Behandlungsvorrichtung 4 vorgesehen ist, so wird im Folgenden die Beschreibung auf die Behandlungsvorrichtung 4 lediglich einer Spur beschränkt, wobei beide Behandlungsvorrichtungen 4 analog ausgebildet sind.

An dem Transportkreisel 6 sind Behälteraufnahmen 7 in Form von Drehtellern angeordnet, wobei die Behälter 1 zu Beginn der Transportstrecke T auf diesen Drehtellern abgestellt werden und sodann infolge der Rotation des Transportkreisels 6 entlang der Transportstrecke T transportiert werden.

Durch die Ausbildung als Drehteller sind die Behälteraufnahmen 7 ebenfalls in Bezug auf den Transportkreisel 6 rotierbar angetrieben. Dies erfolgt mithilfe einer Antriebssteuerkurve 8. Die genaue Funktionsweise wird insbesondere anhand eines Vergleiches mit der Fig. 4 deutlich. Demnach ist die Antriebssteuerkurve 8 so ausgebildet, dass sie in Bezug auf den radialen Abstand zur zentralen Drehachse D kontinuierlich entlang der Transportstrecke T abnimmt. Die als Drehteller ausgebildeten Behälteraufnahmen 7 sind ferner über ein Planetengetriebe jeweils mit einem Antriebsstellelement 9 verbunden, welches entlang der Antriebssteuerkurve 8 geführt wird und wobei der abnehmende Abstand zur zentralen Drehachse D eine Rotation der Antriebsstellelementen 9 und damit auch der Behälteraufnahmen 7 bewirkt. Infolge des dazwischengeschalteten Planetengetriebes wird diese Drehbewegung so verstärkt, dass die Behälter 1 entlang der Transportstrecke T um 720° gedreht werden.

Infolgedessen können Ungenauigkeiten und Instabilitäten, welche sich durch den Antrieb über die Antriebssteuerkurve 8 ergeben und durch das verstärkt werden, derart auf die Behälteraufnahmen 7 übertragen, dass die Behälter 1 insbesondere an dem Ende der Transportstrecke T ein unruhiges Verhalten aufweisen und hierdurch im schlimmsten Falle nicht positionsgetreu übergeben werden können. Da durch das Aufbringen der Haftmittelpunkte jedoch eine genaue Zuordnung erforderlich ist, um aus den Behältern 1 Gebinde bilden zu können, ist es erforderlich, die Bewegung bzw. die Rotation der Behälteraufnahmen 7 und damit auch der Behälter 1 durch eine Bremsung in einem gewissen Maße zu stabilisieren.

Die Fig. 3 zeigt in diesem Zusammenhang eine Bremseinrichtung 10, mit welcher es möglich ist, die Rotation der als Drehteller ausgebildeten Behälteraufnahmen 7 in einem sich zumindest abschnittsweise entlang der Transportstrecke T erstreckenden Bremsabschnitt B variierbar zu bremsen. Hierfür ist in der Behandlungsvorrichtung 4 eine Bremssteuerkurve 11 vorgesehen, an der ein Stellelement 12 der Bremseinrichtung 10 entlang geführt wird (vgl. Fig. 4).

Diese Bremssteuerkurve 11 ist so eingerichtet, dass das Stellelement 12 in Richtung einer nur schematisch angedeuteten Antriebswelle 13 der Drehteller betätigt wird, wodurch dann eine Bremsbacke mit einem Bremsbelag 14 an die Antriebswelle 13 gedrückt und der Drehteller somit gebremst werden kann.

Hierbei ist die Bremssteuerkurve 11 mit einem radial nach außen zunehmenden Durchmesser ausgebildet, sodass das Stellelement 12 entlang des Bremsab- Schnittes B zunehmend betätigt wird und die auf die Antriebswelle 13 einwirkende Bremskraft erhöht wird.

Anhand der Fig. 2 wird auch deutlich, dass sich der Bremsabschnitt B nicht ent- lang der gesamten Transportstrecke T erstreckt. Bevorzugt erstreckt sich der Bremsabschnitt B über zumindest 10 %, bevorzugt zumindest 15 % der Transportstrecke T und höchstens über 40 %, bevorzugt über höchstens 30 % der T ransportstrecke T. Dazu ist bei der jeweiligen Bremseinrichtung 10 ein Federelement 15 vorgesehen, welches sicherstellt, dass die Bremswirkung bei einem Nichtvorliegen der Bremssteuerkurve 8 auf ein Minimum gesenkt bzw. vollständig abgebaut werden kann.