Behandlungsmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Behandlungsmaschine zum Behandeln von Behältern gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Unter „Behälter" sind im Sinne der Erfindung insbesondere Flaschen, Dosen, Tuben sowie andere Behälter zu verstehen, die als Verpackungsmittel für Füllgüter unterschiedlichster Art, insbesondere auch für flüssige und/oder pastöse Füllgüter geeignet sind und/oder verwendet werden.

Unter „Behandlung" ist im Sinne der Erfindung die unterschiedlichste Art einer Behandlung von Behältern zu verstehen, beispielsweise das Reinigen von Behältern bei Ausbildung der Behandlungsmaschine z.B. als Rinser, das Sterilisieren von Behältern bei Ausbildung der Behandlungsmaschine als Sterilisator, das Füllen von Behältern bei Ausbildung der Behandlungsmaschine als Füllmaschine, das Etikettieren- und/oder Bedrucken von Behältern bei Ausbildung der Maschine als Etikettiermaschine, das Verschließ- und/oder Versiegeln von Behältern bei Ausbildung der Maschine als Verschließmaschine usw. Auch andere Arten der Behandlung sind denkbar.

Bei der Behandlung derartiger Verpackungsmittel oder Behälter werden insbesondere bei hohen Leistungen Behandlungsmaschinen umlaufender Bauart verwendet, und zwar Maschinen mit einem kontinuierlich oder aber getaktet um eine vertikale Maschinenachse umlaufend angetriebenen Rotor, auf dem die Behandlung der Behälter an Behandlungsstationen während der Drehbewegung des Rotors zwischen einem Behältereinlauf und einem Behälterauslauf erfolgt. Die Behandlungsstationen sind dabei in gleichmäßigen Winkelabständen um die vertikale Maschinenachse verteilt angeordnet. Da die Behandlung der Behälter während der Drehbewegung des Rotors zwischen dem Behältereinlauf und dem Behälterauslauf erfolgt, steht für die Behandlung grundsätzlich nur ein Winkelbereich kleiner als 360° der Drehbewegung des Rotors zur Verfügung, d.h. selbst bei optimierten Verhältnissen liegt dieser Winkelbereich etwa in der Größenordnung von 330°.

Bei hohen Leistungen, wie sie für Behandlungsmaschinen umlaufender Bauart gefordert werden, führt dieser begrenzte, für die Behandlung zur Verfügung stehende Winkelbereich der Drehbewegung des Rotors zu extrem großen Rotordurchmessern, um bei hoher Leistung und damit bei einer hohen Rotordrehzahl eine ausreichende Behandlungsstrecke zu ermöglichen. So sind beispielsweise bei Füllmaschinen mit

höherer Leistung Rotordurchmesser in der Größenordnung von 7,5 m durchaus üblich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Behandlungsmaschine aufzuzeigen, die bei kompakter Ausbildung und geringem Platzbedarf eine Behandlung von Behältern mit hoher Leistung ermöglicht, und zwar bei einer betriebssicheren konstruktiven Ausbildung. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Behandlungsmaschine entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.

Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass die Behandlungsstationen an dem wenigstens einen, um die vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor nicht, wie bei herkömmlichen Behandlungsmaschinen üblich, in einer einzigen Behandlungsebene oder -etage vorgesehen sind, sondern in wenigstens zwei Behandlungsebenen, die in vertikaler Richtung, d.h. in der Achsrichtung der Maschinenachse gegeneinander versetzt, d.h. übereinander angeordnet sind.

Für jede Behandlungsebene sind ein Behältereinlauf sowie ein Behälterauslauf vorgesehen, die dann den verschiedenen Behandlungsebenen entsprechend ebenfalls in vertikaler Richtung gegeneinander versetzt sind, und zwar beispielsweise derart, dass sämtliche Behältereinläufe und auch sämtliche Behälterausläufe jeweils in vertikaler Richtung unmittelbar übereinander angeordnet sind und somit von einem gemeinsamen Transport- und/oder übergabeelement, beispielsweise von einer gemeinsamen Transportsternanordnung gebildet werden können, an der in den Behandlungsebenen entsprechenden unterschiedlichen Ebenen Behälteraufnahmen vorgesehen sind.

Die Erfindung bietet u.a. den Vorteil, dass durch die Behandlung der Behälter in mehreren Behandlungsebenen oder -etagen hohe Leistungen bei kompakter Ausbildung der Behandlungsmaschine und insbesondere auch bei akzeptablem Rotordurchmesser möglich ist, und dass insbesondere die einzelnen Behandlungsebenen und die dortigen Behandlungsstationen sowie die Behältereinläufe und -auslaufe in einer bereits bewährten Technik ausgeführt werden können.

Die Behälter werden der Behandlungsmaschine oder einer diese Behandlungsmaschine aufweisende Anlage den verschiedenen Behandlungsebenen entsprechend bereits in unterschiedlichen, in vertikaler Richtung gegeneinander versetzten Ebenen zugeführt und ebenfalls in unterschiedlichen, in vertikaler Richtung gegeneinander versetzten Ebenen aus der Behandlungsmaschine oder einer diese Maschine aufweisende Anlage abgeführt. Das hierfür notwendige

Aufteilen bzw. Zusammenführen des Behälterstromes in die verschiedenen Ebenen bzw. aus den verschiedenen Ebenen erfolgt außerhalb der Behandlungsmaschine, wodurch sich u.a. eine vereinfachte und sehr betriebssichere Konstruktion für diese Maschine ergibt.

Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Draufsicht eine Anlage zum Behandeln, d.h. bei der dargestellten Ausführungsform zum Füllen und Verschließen von

Behältern in Form von Flaschen; Fig. 2 in schematischer Darstellung zwei, in unterschiedlichen Behandlungsebenen an einem Rotor angeordnete Behandlungsstationen bzw. Füllstationen, zusammen mit jeweils einem Behälter; Fig. 3 in vereinfachter schematischer Darstellung zwei, unterschiedlichen

Behandlungsebenen zugeordnete Füllelemente zusammen mit jeweils einem für jede Behandlungsebene eigenständigen Kessel.

In den Figuren ist 1 eine Anlage zum Behandeln von Behältern 2 in Form von Flaschen, die bei der dargestellten Ausführungsform aus Kunststoff (beispielsweise PET) bestehen und an ihrem Flaschen- oder Behälterhals unterhalb der Behältermündung 2.1 mit einem überstehenden Behälterflansch 2.2 gefertigt sind.

Die Anlage 1 dient bei der dargestellten Ausführungsform zum Füllen der Behälter 2 mit einem flüssigen Füllgut und zum anschließenden Verschließen dieser Behälter 2. Die Anlage 1 weist für diesen Zweck u.a. eine Behandlungsmaschine in Form einer Füllmaschine 3 sowie zwei Verschließmaschinen 4 und 5 auf. Um bei möglichst kompakter Ausbildung der Anlage 1 und möglichst geringem Platzbedarf für diese Anlage sowie speziell auch für die Füllmaschine 3 hohe Leistungen zu erreichen, erfolgt das Füllen der Behälter 2 gleichzeitig in zwei in vertikaler Richtung übereinander angeordneten Behandlungsebenen E1 und E2. Die Behälter 2 werden hierfür jeweils als einspuriger Behälterstrom über zwei Transporteure 6 und 7 in unterschiedlichen, in vertikaler Richtung gegeneinander versetzten und den Behandlungsebenen E1 und E2 entsprechenden Ebenen einem von einer Transportsternanordnung 8 gebildeten Behältereinlauf zugeführt. Zur Verdeutlichung sind die beiden Transporteure 6 und 7 in der Figur 1 so dargestellt, dass sie in Draufsicht auf die Anlage 1 einen Winkel miteinander einschließen. In der praktischen Ausführung sind die Transporteure 6 und 7 jedoch beispielsweise in vertikaler Richtung übereinander angeordnet, wobei der Transporteur 6 der oberen

Behandlungsebene E1 und der Transporteur 7 der unteren Behandlungsebene E2 zugeordnet ist.

Die Transportsternanordnung 8 besteht u.a. aus zwei in vertikaler Richtung übereinander angeordneten und um eine gemeinsame vertikale Achse umlaufend angetriebenen Transportsternen 9 und 10, von denen der Transportstern 9 der oberen Behandlungsebene E1 und der Transportstern 10 der unteren Behandlungsebene E2 zugeordnet ist. Zum gemeinsamen Antrieb der beiden Transportsterne 9 und 10 dient ein drehzahlgesteuerter Antriebsmotor 11 , der diese Transportsterne synchron mit dem um eine vertikale Maschinenachse MA umlaufend angetriebenen Rotor 12 der Füllmaschine 3 antreibt.

Am Umfang des Rotors 12 ist in den beiden in vertikaler Richtung gegeneinander versetzten Behandlungsebenen E1 und E2 jeweils eine Vielzahl von Behandlungsoder Füllpositionen 13 (in der oberen Behandlungsebene E1 ) bzw. 14 (in der unteren Behandlungsebene E2) gebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Anzahl der Behandlungspositionen 13 in der oberen Behandlungsebene E1 gleich der Anzahl der Behandlungsstationen 14 in der unteren Behandlungsebene E2 und in jeder Ebene sind die Behandlungsstationen 13 bzw. 14 jeweils in gleichmäßigen Winkelabständen verteilt um die Achse MA vorgesehen, und zwar beispielsweise in der Art, dass sich unter jeder Behandlungsstation 13 eine Behandlungsstation 14 befindet. Sämtliche Behandlungsstationen 13 und 14 sind bei der dargestellten Ausführungsform identisch ausgebildet und dienen zum Füllen identischer Flaschen bzw. Behälter 2, d.h. jede Behandlungsstation 13 bzw. 14 besteht aus einem Füllelement 15 zur gesteuerten Abgabe des flüssigen Füllgutes in den jeweiligen, an der Behandlungsstation befindlichen Behälter 2 sowie aus einem Behälterträger 16, an welchem der jeweilige Behälter 2 an seinem Behälterflansch 2.2 hängend gehalten ist, sodass er sich mit seiner Behältermündung 2.1 unter dem Füllelement 15 bzw. unter einer an diesem ausgebildeten Abgabeöffnung für das flüssige Füllgut befindet. Die Behandlungsebenen E1 und E2 sind beispielsweise diejenigen Ebenen, in denen sich die Behälterträger während des Füllens befinden.

Die Füllelemente 15 können in unterschiedlichster weise ausgeführt sein, und zwar beispielsweise für ein Freistrahlfüllen, bei dem der jeweilige Behälter 2 mit seiner Behältermündung 2.1 vom Füllelement 15 bzw. von der an der Unterseite des Füllelementes 15 gebildeten Abgabeöffnung beabstandet ist, oder für ein Füllen insbesondere auch Gegendruckfüllen, bei dem der jeweilige Behälter 2 mit seiner Behältermündung beispielsweise durch gesteuertes Anheben des Behälterträgers 16 in Dichtlage gegen das Füllelement 15 anliegt. Auch andere Ausbildungen des

Füllprozesses bzw. der Füllelemente 15 sind möglich, beispielsweise die Verwendung von Füllelementen 15 mit Füllrohr usw.

Die Füllelemente 15 der Behandlungsstationen 13 und 14 stehen über Flüssigkeitsverbindungen 17 und 18 mit einem am Rotor 12 für sämtliche Behandlungsstationen 13 und 14 gemeinsam vorgesehenen Kessel 19 (beispielsweise Ringkessel) für das flüssige Füllgut in Verbindung. Der Kessel 19 befindet sich dabei auf einem Niveau oberhalb der Abgabeöffnungen der Füllelemente 15 der Behandlungsstationen 13 und damit auf einem Niveau deutlich oberhalb der Abgabeöffnung der Füllelemente 15 der unteren Behandlungsstationen 14. In den Flüssigkeitsverbinden 17 und 18 ist für jedes Füllelement 15 der Behandlungsstationen 13 und 14 individuell ein Durchflussmesser 20 vorgesehen, und zwar beispielsweise in Form eines Magnet-Induktion-Durchflussmessers. Mit Hilfe der von diesen Durchflussmessern gelieferten Signale wird der Füllvorgang an jeder Behandlungsstation 13 bzw. 14 volumenabhängig gesteuert.

Den Behandlungsstationen 13 der oberen Behandlungsebene und den Behandlungsstationen 14 der unteren Behandlungsebene sind weiterhin mehrere Ringkanäle 21 bzw. 22 zugeordnet, die abhängig von der jeweiligen Art des Füllprozesses die unterschiedlichsten Funktionen aufweisen, beispielsweise als Vakuumkanäle, als Rückgaskanäle, als Dampfkanäle usw. dienen.

Jeder über den Transporteur 6 bzw. 7 zugeführte Behälter 2 gelangt über den diesem Transporteur bzw. der entsprechenden Behandlungsebene E1 und E2 zugeordneten Transportstern 9 bzw. 10 an eine Behandlungsstation 13 (über den Transporteur 6 zugeführte Behälter 2) bzw. an eine Behandlungsstation 14 (über den Transporteur 7 zugeführte Behälter 2). Auf dem Winkelbereich der Drehbewegung A des Rotors 12 zwischen dem von der Einlaufsternanordnung 8 gebildeten Behältereinlauf und einem von einer Transportsternanordnung 23 gebildeten Behälterauslauf der Füllmaschine 3 werden die Behälter 2 volumengesteuert gefüllt und danach den Behandlungsstationen 13 bzw. 14 an der Transportsternanordnung 23 entnommen. Letztere besteht wiederum aus zwei in vertikaler Richtung übereinander angeordneten und um eine gemeinsame vertikale Achse angetriebenen Transportsternen entsprechend den Transportsternen 9 und 10, an denen die Behälter 2 dann weiterhin in zwei unterschiedlichen, in vertikaler Richtung übereinander angeordneten und den beiden unterschiedlichen Behandlungsebenen E1 und E2 entsprechenden Ebenen vorgesehen sind.

über die Transportsternanordnung 23 gelangen die Behälter 2 der oberen Ebene E1 zum Verschließen an die Verschließmaschine 4 bzw. an dort gebildete

Behandlungsstationen und werden dann nach dem Verschließen über einen den Behälterauslauf der Anlage 1 bildenden Transportstern 24 einem Transporteur 25 zum Abtransportieren der gefüllten und geschlossenen Behälter 2 zugeführt. Die an den Behandlungsstationen 14 der unteren Behandlungsebene E2 gefüllten und an den unteren Transportstern der Transportsternanordnung 23 übergebenen Behälter 2 werden von dort zum Verschließen an die Verschließmaschine 5 bzw. an Behandlungsstationen dieser Maschine weitergeleitet und dann über einen Transportstern 26 einem Transporteur 27 zum Abtransport zugeführt.

Um bei Verwendung eines gemeinsamen Kessels 19 für die Füllelemente 15 der oberen Behandlungsstationen 13 und der unteren Behandlungsstationen 14 den geodätischen Höhenunterschied auszugleichen, ist in der Flüssigkeitsverbindung 18 ein entsprechendes Element 18.1 vorgesehen. Vorzugsweise ist dieses Element 18.1 für alle Füllelemente 15 der Behandlungsstationen 14 gemeinsam vorgesehen. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, für jedes Füllelement 15 der Behandlungsstationen 14 jeweils ein eigenständiges Element 18.1 vorzusehen. Ebenfalls sind Lösungen ausführbar, bei denen je ein Element 18.1 für eine Gruppe von Füllelementen 15 vorgesehen ist.

Bei den Elementen 18.1 kann es sich beispielsweise um eine Drossel handeln, welche den durch den geodätischen Höhenunterschied unterschiedlichen Energieinhalt abbaut. Ebenfalls kann es sich um Stromregelventile oder Strombegrenzungsventile handeln. Vorzugsweise sind alle Elemente 18.1 in ihrer Wirkung manuell oder durch (zentrale) Fernsteuerung einstellbar.

Ebenso wie an den einzelnen Behandlungsstationen 13 und 14 sind die Behälter 2 bei der dargestellten Ausführungsform an sämtlichen mit diesen Behältern tragend bzw. führend zusammenwirkenden Elementen, d.h. insbesondere auch an den Transporteuren 6, 7, 25, 27, an den Transportsternanordnungen 8 und 23 bzw. an den dortigen Transportsternen, an den Behandlungsstationen der Verschließmaschinen 4 und 5 sowie an den Transportsternen 24 und 26 jeweils an ihrem Behälterflansch 2.2 hängend gehalten.

Die Figur 3 zeigt in sehr schematischer Darstellung eine Ausbildung der Füllmaschine 3, die sich von der in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform lediglich dadurch unterscheidet, dass jeder Behandlungsebene E1 und E2 ein eigenständiger Kessel 19 zugeordnet ist, sodass sich für beide Behandlungsebenen gleich geodätische Höhen ergeben.

Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So ist es beispielsweise möglich, die Behandlungsstationen auch in mehr als zwei, in vertikaler Richtung übereinander angeordneten Behandlungsebenen vorzusehen und/oder für eine von dem Füllen der Behälter 2 abweichende Behandlung, beispielsweise für eine Reinigung und/oder Sterilisation usw. der Behälter 2 auszubilden. Weiterhin besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, in den Behandlungsebenen Behälter 2 unterschiedlicher Art und/oder Größe zu behandeln und/oder in den Behandlungsebenen unterschiedliche Behandlungen vorzusehen.

Bezugszeichenliste

1 Anlage zum Behandeln von Behältern

2 Behältern

2.1 Behältermündung

2.2 Behälterflansch

3 Füllmaschine

4, 5 Verschließmaschine

6, 7 Transporteur

8 Transportsternanordnung

9, 10 Transportstern

11 Antriebsmotor

12 Rotor der Füllmaschine 3

13, 14 Behandlungsstation am Rotor 12

15 Füllelement

16 Behälterträger

17, 18 Flüssigkeitsverbindung

18.1 Element zum Ausgleich unterschiedlicher geodätischer Höhen, vorzugsweise einstellbar

19 Kessel

20 Durchflussmesser

21 , 22 Ringkanal

23 Transportsternanordnung

24 Transportstern

25 Transporteur

26 Transportstern

27 Transporteur

A Drehrichtung des Rotors 12

E1 , E2 Behandlungsebene oder -etage

MA Maschinenachse