DE102006004657A1

DE102006004657A1 - Reinigungsmaschine für Mehrweg-Getränkebehälter mit modulierter Geschwindigkeit

Info

Publication number: DE102006004657A1
Application number: DE200610004657
Authority: DE
Inventors: Klaus Jendrichowski
Original assignee: KHS Maschinen und Anlagenbau AG
Current assignee: KHS Maschinen und Anlagenbau AG
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2007-08-09
Also published as: BRPI0700060A; EP1813358A3; EP1813358A2; CN101011701A

Abstract

Vorgestellt wird eine Reinigungsmaschine für die Reinigung von Mehrweg-Getränkebehältern wie Flaschen oder dergleichen, mit an Transportketten geführten Flaschenträgern für die Aufnahme von Flaschenzellen, wobei die Flaschenträger durch mehrere, in Transportrichtung aufeinander folgende Behandlungsstationen geführt werden und für den Antrieb der Transportketten Mittel vorgesehen sind, welche es gestatten, die Transportgeschwindigkeit der Transportketten innerhalb eines Arbeitstaktes der Reinigungsmaschine für zumindest ein Zeitintervall zu verändern, wobei die jeweilige Transportgeschwindigkeit frei und variabel zwischen einem unteren und einem oberen Grenzwert wählbar ist.

Description

Ein nicht unerheblicher Teil der in den Handel gelangenden Getränke wird in Mehrwegbehältern aus Glas oder Kunststoff angeboten.

Zur Reinigung dieser Behälter für ihre Wiederverwendung werden innerhalb der Abfüllbetriebe so genannte Reinigungsmaschinen verwendet. Derartige Reinigungsmaschinen sind in unterschiedlichsten Bauarten bekannt.

Weit verbreitet sind Ausführungen, bei welchen die Flaschen in so genannten Flaschenzellen aufgenommen werden. Mehrere dieser Flaschenzellen werden in einer Reihe angeordnet von so genannten Flaschenträgern aufgenommen. Diese Flaschenträger wiederum sind an zwei endlos umlaufenden Transportketten gehalten, von welchen sie durch mehrere, in Transportrichtung aufeinander folgende Behandlungsstationen geführt werden. In der Regel sind diese Transportketten permanent angetrieben.

Die Zufuhr der Behälter zu einer Reinigungsmaschine erfolgt durch eine so genannte Aufgabe, die Abfuhr der Behälter durch eine so genannte Abgabe. Der Zeitraum zwischen zwei Zufuhr- bzw. Abgabevorgängen wird als Arbeitstakt bezeichnet. Die Transportkette wird über einen längeren Zeitraum, d.h. über eine Vielzahl von Arbeitstakten hinweg mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben.

Die Behandlung der Behälter innerhalb der Reinigungsmaschine erfolgt im Wesentlichen in so genannten Tauch- oder Laugebädern unterschiedlichster Temperaturen und – zum Abschluss der Behandlung – innerhalb so genannter Spritzzonen. Innerhalb dieser Spritzzonen wird das Innere der Behälter mehrfach ausgespritzt, um Fremdkörper oder aber auch Laugerückstände vollständig aus dem Inneren der Behälter zu entfernen. Zur vollständigen Reinigung der Behälter werden hinreichend große Zeiträume für Laugebehandlung und/oder Spritzung benötigt.

Bei Reinigungsmaschinen mit großer Mengenleistung, beispielsweise 100.000 Behältern je Stunde, werden diese Behandlungszeiten dadurch erreicht, dass solche Reinigungsmaschinen mit großen Laugenbädern und großen Spritzzonen ausgebildet werden, wobei diese Spritzzonen in solchen Fällen dann in der Regel mehrere rotierende Einzelspritzungen aufweisen.

Derartige Reinigungsmaschinen bauen sehr groß und stellen einen beträchtlichen Kostenfaktor dar.

Am Markt werden aber nicht nur Reinigungsmaschinen in der o.g. Leistungsklasse nachfragt, sondern vielmehr auch Reinigungsmaschinen mit kleiner Mengenleistung, beispielsweise 8.000 bis 25.000 Behälter pro Stunde. Reinigungsmaschinen für dieses Marktsegment weisen in der Regel einen vergleichbaren Aufbau auf, wobei jedoch z.B. die Größe der Laugenbäder und die Anzahl der Einzelspritzungen reduziert sind. Um auch bei derartigen Reinigungsmaschinen die erforderlichen Behandlungszeiten erreichen zu können, ist es bekannte und übliche Praxis, die Transportketten je Arbeitstakt einmal anzuhalten, und zwar in dem Augenblick in welchem sich zumindest eine Flaschenreihe genau oberhalb der Spritzdüsen einer Einzelspritzung befindet.

Innerhalb der Reinigungsmaschinen sind mehrere Bauarten von Spritzungen bekannt geworden, so z.B. rotierende Spritzungen, bei denen der Spritzstrahl durch eine rotierende Ventil- oder Düsenanordnung dem Behälter folgt, unbeweglich starre Spritzungen welche fest und ortsfest angeordnet sind, und verfahrbare Spritzungen, welche auf einem beweglichen, eine Vor- und Rückwärtsbewegung ausführen Element angeordnet sind, und somit der Transportbewegung der Behälter zeitweise folgen.

Zwar werden durch diese Vorgehensweise die gewünschten Behandlungszeiten auch bei Reinigungsmaschinen kleiner Baugröße erreicht, doch hat sich herausgestellt, dass die Anwendung dieses Stop-and-go-Verfahrens einen erhöhten Verschleiß der Antriebs- und Kraftübertragungskomponenten und einen erhöhten Energieverbrauch bedingt. Ebenfalls ist es erforderlich, die elektrischen Antriebe stärker zu dimensionieren. Des Weiteren ist es bei Vorrichtungen, die dem Stand der Technik entsprechenden, von besonderem Nachteil, dass die Transportgeschwindigkeiten der Transportketten nicht zwischen Null und einem Maximalwert frei wählbar ist.

Aufgabe und Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Dazu sieht die vorliegende Erfindung vor, die Transportgeschwindigkeit der Transportketten während eines Arbeitstaktes frei wählbar und variabel zu verändern.

Im Nachfolgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Im Einzelnen zeigt die
1 in einer vereinfachten Schnittdarstellung eine Reinigungsmaschine, die
2 in einer ebenfalls vereinfachten. Schnittdarstellung beispielhaft einen zu reinigenden Mehrweg-Behälter, die
3 in einer Schnittdarstellung mehrere Flaschenträger mit von diesen gehaltenen Behältern in Verbindung mit einem Geschwindigkeits-Weg-Diagramm und die
4 ein weiteres Geschwindigkeits-Weg-Diagramm.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Gleichzeitig wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Wie in der 1 dargestellt, werden die Behälter 1 anhand einer Aufgabe 19 der Reinigungsmaschine und somit dem Behandlungsprozess zugeführt und an einer Abgabe 20 der Reinigungsmaschine wieder entnommen. Die Flaschenträger mit den Flaschenzellen 13 und mit den Behältern 1 werden durch die Transportketten 21 durch die Reinigungsmaschine bewegt, und dabei durch die Behandlungsstationen, Laugebäder und Spritzzonen 16 geführt.
Wie der 2 deutlich zu entnehmen ist, weisen übliche, im Mehrwegeinsatz befindliche Behälter 1 einen, im Vergleich zu ihrem Maximaldurchmesser kleinen Öffnungsdurchmesser D auf. Dieser beträgt beispielsweise 17 bis 23 Millimeter. Im Gegensatz dazu beträgt das Teilungsmaß TM, also der Abstand zwischen zwei an den Transportketten 21 gehaltenen Flaschenkörben beispielsweise 125 Millimeter.
Erfindungsgemäß ist nun zunächst vorgesehen, die Transportgeschwindigkeit der Transportketten 21 während eines Arbeitstaktes einer Reinigungsmaschine nicht konstant zu halten, sondern variabel und frei wählbar zu verändern, wodurch es ermöglicht wird, die für einen Arbeitstakt zur Verfügung stehende Zeit vorteilhafter aufzuteilen, d.h. die Zeitspanne für den reinen Transport zu reduzieren, bei gleichzeitiger Verlängerung der für die Spritzung der Behälter zur Verfügung stehenden Zeitspanne. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Transportgeschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt einen Wert größer Null aufweist.
Wie in der 3a im Detail dargestellt, bewegen sich die in den Flaschenzellen 13 und den Flaschenträgern 14 aufgenommenen Behälter 1 oberhalb der entlang ihres Transportwegen angeordneten Einzelspritzungen 17. Dabei wird die Spritzflüssigkeit mit erheblichem Druck durch die Behälteröffnung in das Innere der Behälter gespritzt, wodurch unerwünschte Inhalts- oder Rückstandsstoffe aus den Behältern ausgetragen werden.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Modulation der Transportgeschwindigkeit wird es ermöglicht, diese dann abzusenken, wenn sich eine Behälteröffnung oberhalb oder im Wesentlichen oberhalb einer Spritzdüse 18 befindet. Ebenfalls wird es ermöglicht, die Transportgeschwindigkeit dann anzuheben, wenn sich gerade keine Behälteröffnung im Wirkungsbereich der Spritzdüsen befindet.
Diese Vorgehensweise wird in der 3b in einem qualitativen Geschwindigkeits-Weg-Diagramm (V-S-Diagramm) dargestellt. Befindet sich beispielsweise eine Behälteröffnung im Wirkungsbereich einer Spritzdüse 18, so wird die Geschwindigkeit reduziert, Abschnitt A. Befindet sich anschließend keine Behälteröffnung im Wirkungsbereich einer Spritzdüse 18, so wird die Transportgeschwindigkeit erhöht, Abschnitt B. Durch diese Vorgehensweise wird es ermöglicht, die Einwirkzeit zumindest einer Einzelspritzung 17 bei unveränderter Taktzeit der Reinigungsmaschine zu erhöhen. Bei dieser Vorgehensweise ist es von besonderem Vorteil, alle Einzelspritzungen 17 derart anzuordnen, dass sich im Zeitintervall der abgesenkten Transportgeschwindigkeit mehreren oder aber sogar allen Einzelspritzungen 17 eine auszuspritzende Behälterreihe zugeordnet ist.
Ebenfalls ist es wünschenswert, dass zeitgleich zu den Spritzvorgängen, also während der reduzierten Transportgeschwindigkeit, auch die Aufgabe- und Abgabevorgänge stattfinden. Durch diese Vorgehensweise steht für diese Vorgänge mehr Zeit zur Verfügung, wodurch die Überschubbewegungen mit einer optimierten, d.h. in der Regel verminderten Geschwindigkeit erfolgen können, wodurch eine besonders schonende Behandlung der Behälter 1 erreicht wird, was sich auch in einer verlängerten Lebensdauer der Flaschenzellen 13 niederschlägt.
Bedingt durch die, sich während des Reinigungsprozesses zwangsläufig ergebende Dehnung der Transportketten kann die räumliche und/oder zeitliche Zuordnung der Spritzdüsen 18 zu den vorbeibewegten Behältermündung konstruktiv nicht genau bestimmt werden. Da aber eine ausreichende Spritzzeit gewährleistet werden muss ist weiterhin vorgesehen, die Spritzzonen 16 und/oder die Einzelspritzungen 17 relativ zur Transportrichtung verstellbar auszuführen.
Des Weiteren ist zur Erzielung einer ausreichenden Spritzzeit vorgesehen, die Transportgeschwindigkeit bereits dann abzusenken, wenn sich die Behälteröffnung noch vor der zugeordneten Spritzdüse 18 befindet, und dem entsprechend erst dann wieder anzuheben, wenn sich die Behälteröffnung bereits hinter der zugeordneten Spritzdüse 18 befindet.
Sollten es die räumlichen Verhältnisse einer Reinigungsmaschine nicht gestatten, die innerhalb eines Arbeitstaktes erforderlichen Aufgabe-, Abgabe- und Spritzvorgänge innerhalb einer Phase reduzierter Transportgeschwindigkeit erfolgen zu lassen, so ist vorgesehen, die Transportgeschwindigkeit innerhalb eines Arbeitstaktes mehrfach zu verändern, wobei die Transportgeschwindigkeit jeweils unterschiedliche Größen aufweisen kann.
Eine derartige Vorgehensweise wird in der 4 dargestellt. So kann z.B. die Aufgabe der Behälter 1 mit einer ersten Transportgeschwindigkeit, Abschnitt C, die zeitlich später erfolgende Abgabe der Behälter 2 mit einer zweiten Transportgeschwindigkeit, Abschnitt D, der ohne weitere Behandlung der Behälter 1 erfolgende Transport mit einer dritten Transportgeschwindigkeit, Abschnitt E, und der Spritzvorgang bei einer vierten Transportgeschwindigkeit, Abschnitt F, erfolgen.
Zur Ausführung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, den Antrieb der Transportketten 21 durch Mittel erfolgen zu lassen, welche es gestatten, die Wegstrecke und die Geschwindigkeit der Transportkette auch innerhalb eines Arbeitstaktes genau vorgegebenen Werten folgen zu lassen, wobei es von besonderem Vorteil ist, wenn die Einhaltung der vorgegebenen Werte anhand eines Regelkreises überwacht und sichergestellt wird. Dazu bieten sich z.B. bekannte Servo-, Schritt- oder Synchronmotoren an, bei welchen die gewünschten Soll-Werte für z.B. (Gesamt) Drehwinkel, Winkelgeschwindigkeit, Beschleunigung, Drehmoment usw. durch geeignete Steuerungen vorgegeben werden und wobei die bei der Ausführung der übermittelten Steuerungsbefehle erreichten Ist-Werte durch Meßsysteme für Drehwinkel, Drehmoment usw. erfasst und rückgemeldet werden, und wobei die Steuerungen eventuelle Abweichungen zwischen Ist- und Soll-Werten ermittelt und erforderliche Korrekturen automatisch ausführt.
Durch die Anwendung derartiger Mittel wird es ermöglicht, die Transportgeschwindigkeit zwischen einem unteren und einem oberen Grenzwert frei und variabel auszuwählen, wodurch die einzelnen Prozess- und Behandlungsschritte innerhalb einer Reinigungsmaschine optimiert werden können.
Es ist bekannt, die zuvor beschriebenen Servo-, Schritt- oder Synchronmotoren für den Antrieb von Aufgaben 19 und Abgaben 20 vorzusehen, wodurch es ermöglicht wird die entsprechenden Bewegungen mit variablen, beliebig programmierbaren Geschwindigkeitsprofilen erfolgen zu lassen, wodurch die Bewegungen besonders vorteilhaft, d.h. schonend gestaltet werden können.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die variablen Geschwindigkeitsprofile von Aufgabe 19 und/oder Abgabe 20 und/oder Transportketten 21 miteinander zu koppeln, so dass die im Rahmen der Behälterreinigung erfolgenden Bewegungsabläufe besonders vorteilhaft aufeinander abgestimmt sind.
Des Weiteren ist vorgesehen, die Transportgeschwindigkeit dann zu verändern, wenn sich zumindest eine Behälterreihe im Wirkungsbereich der Etikettenschwallung befindet um die Ablösung der Etiketten von den Behältern 1 und/oder den Austrag der Etiketten aus den Flaschenzellen 13 zu verbessern.
Ebenfalls kann es sich bei den Mitteln zum Antrieb der Transportketten 21 auch um andere geeignete Antriebselemente handeln. So ist z.B. auch die Anwendung von Getriebeelementen mit im laufenden Betrieb stufenlos änderbarer Übersetzung, z.B. Keilriemengetriebe denkbar.
In besonderen Anwendungsfällen kann auch die Anwendung eines unteren Grenzwertes für die Transportgeschwindigkeit von Vorteil sein, welcher Null oder sogar negativ ist. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre und der diesbezüglich vorgeschlagenen Mittel, erlaubt auch die Realisierung derartiger Profile für die Transportgeschwindigkeit, wobei die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile – beispielweise durch langsames, gesteuertes Anfahren und Anhalten – sicher vermieden werden.

Claims

Reinigungsmaschine für die Reinigung von Mehrweg-Getränkebehältern wie Flaschen oder dergleichen, mit an Transportketten (21) geführten Flaschenträgern (14) für die Aufnahme von Flaschenzellen (13), wobei die Flaschenträger durch mehrere, in Transportrichtung aufeinander folgende Behandlungsstationen geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass für den Antrieb der Transportketten (21) Mittel vorgesehen sind, welche es gestatten, die Transportgeschwindigkeit der Transportketten (21) innerhalb eines Arbeitstaktes der Reinigungsmaschine für zumindest ein Zeitintervall zu verändern, wobei die jeweilige Transportgeschwindigkeit frei und variabel zwischen einem unteren und einem oberen Grenzwert wählbar ist.
Reinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei diesen Mitteln um mindestens einen Servo- und/oder Schritt- und/oder Synchronmotor handelt.
Reinigungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei diesen Mitteln um Getriebe mit im Betrieb stufenlos veränderbarer Übersetzung handelt.
Reinigungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitsverlauf der Transportgeschwindigkeit und die Bewegungsabläufe der Aufgabe (19) und/oder der Abgabe (20) mit einander gekoppelt sind.
Reinigungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelung des Geschwindigkeitsverlaufs der Transportgeschwindigkeit mit den Bewegungsabläufen von Aufgabe (19) und/oder Abgabe (20) ausschließlich elektronisch erfolgt.
Reinigungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzzonen (16) und/oder die Einzelspritzungen (17) in Transportrichtung verschiebbar sind.
Verfahren zum Betrieb einer Reinigungsmaschine für die Reinigung von Mehrweg-Getränkebehältern wie Flaschen oder dergleichen, mit an Transportketten (21) geführten Flaschenträgern (14) für die Aufnahme von Flaschenzellen (13), wobei die Flaschenträger durch mehrere, in Transportrichtung aufeinander folgende Behandlungsstationen geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit der Transportketten (21) innerhalb eines Arbeitstaktes der Reinigungsmaschine für zumindest ein Zeitintervall verändert wird, wobei die jeweilige Transportgeschwindigkeit frei und variabel zwischen einem unteren und einem oberen Grenzwert wählbar ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Grenzwert der Transportgeschwindigkeit der Transportketten (21) zu jedem Zeitpunkt einen Wert größer Null aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Grenzwert der Transportgeschwindigkeit der Transportketten (21) zu mindestens einem Zeitpunkt einen Wert kleiner Null oder eine negativen Wert aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit der Transportketten (21) dann verändert wird, wenn sich zumindest die Behälteröffnungen einer, von einem Flaschenträger (14) gehaltenen Behälterreihe im Einflussbereich einer Einzelspritzung (17) befinden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsveränderung zu einem Zeitpunkt beginnt, bei dem sich die Behälteröffnungen zumindest einer Behälterreihe in Transportrichtung gesehen vor einer Spritzdüse (18) befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsveränderung zu einem Zeitpunkt endet, bei dem sich die Behälteröffnungen zumindest einer Behälterreihe in Transportrichtung gesehen nach einer Spritzdüse (18) befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit der Transportketten (21) dann verändert wird, wenn sich zumindest die von einem Flaschenträger (14) gehaltenen Behälter im Einflussbereich der Aufgabe (19) befinden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit der Transportketten (21) dann verändert wird, wenn sich zumindest die von einem Flaschenträger (14) gehaltenen Behälter im Einflussbereich der Abgabe (20) befinden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit der Transportketten (21) dann verändert wird, wenn sich zumindest die von einem Flaschenträger (14) gehaltenen Behälter im Einflussbereich der Etikettenschwallung befinden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Veränderung der Transportgeschwindigkeit um eine Geschwindigkeitserhöhung oder um eine Geschwindigkeitsreduzierung handelt.