DE102008013529B4

DE102008013529B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Kontrollieren einer Innenraumbehandlung eines Behälters

Info

Publication number: DE102008013529B4
Application number: DE102008013529.1A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Davidson
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2028-03-12
Also published as: DE102008013529A1

Abstract

Verfahren zum Kontrollieren einer Innenraumbehandlung eines Behälters (2) mittels eines Behandlungsfluids, wobei vor dem Einleiten eines durch eine Düse (4) erzeugten Behandlungsstrahls des Behandlungsfluids in den Innenraum ein Kontrollstrahl durch die Düse (4) gegen ein Kontrollelement (6) einer Kontrolleinrichtung (5) gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Auftreffen des Kontrollstrahls auf das Kontrollelement (6) bewirkte Temperaturänderung festgestellt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kontrollieren einer Innenraumbehandlung eines Behälters, der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 3 erläuterten Art.
Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus der WO 99/28043 bekannt. Die bekannte Vorrichtung enthält eine Düse, durch die ein Behandlungsstrahl eines Behandlungsfluids in den Innenraum eines zu behandelnden Behälters abgegeben werden kann. Vor der Innenraumbehandlung des Behälters wird die Düse betätigt, so dass bei korrekter Funktion ein Kontrollstrahl abgegeben wird. Die Tatsache, dass ein Kontrollstrahl abgegeben wird und das korrekte Ausmaß dieses Kontrollstrahls wird durch eine Kontrolleinrichtung festgestellt. Die Kontrolleinrichtung enthält ein Kontrollelement, auf das der Kontrollstrahl gerichtet wird. Das Kontrollelement ist eine Platte, die durch die Auftreffkraft des Kontrollstrahls mechanisch belastet wird. Diese mechanische Belastung wird entweder über eine Druckmessdose oder dergleichen oder über die Feststellung einer Positionsverlagerung des Kontrollelementes festgestellt. Die Kontrolle der korrekten Arbeitsweise der Düse über die mechanische Auftreffkraft des Kontrollstrahls funktioniert jedoch nur dort zufriedenstellend, wo der Kontrollstrahl von unten auf das Kontrollelement prallt, so dass sich auf dem Kontrollelement keine Behandlungsflüssigkeit ansammeln kann, die das Ergebnis verfälschen könnte. Darüber hinaus ist das System relativ träge.
Weitere Verfahren und Vorrichtungen zum Kontrollieren einer Innenraumbehandlung eines Behälters sind aus der WO 98/45060 bekannt. Bei diesen Vorrichtungen und Verfahren wird der Behandlungsstrahl überwacht. In einem ersten Ausführungsbeispiel geschieht dies optisch, wobei ein Lichtstrahl auf den Weg gerichtet wird, den der Behandlungsstrahl nach dem Verlassen der Düse nehmen muss. Muss die Düse zur Innenraumbehandlung in den Behälter eingeführt werden, so erfolgt die Überwachung der korrekten Funktion der Düse in der Zulaufleitung über einen dort angeordneten, beweglichen Drosselkörper, dessen Stellung überwacht wird. Zwar arbeiten beide Ausführungsbeispiele mit zufriedenstellendem Ergebnis und sehr schnell, erfordern jedoch einigen Bauaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, preisgünstiges, verschleißfreies und einfach auszuwertendes Verfahren zum Kontrollieren einer Innenraumbehandlung eines Behälters und eine dafür geeignete Vorrichtung zu schaffen.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 und bei einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 4 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird auf konstruktiv einfache Weise ein preiswertes, kleines, verschleißfreies und sehr einfach auszuwertendes Kontrollinstrument für die Kontrolle einer Innenraumbehandlung eines Behälters bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Kontrolleinrichtung hat eine sehr kurze Ansprechzeit und bietet somit ein optimales Instrument zur Überwachung einer korrekten Funktion einer Behandlungsdüse. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung unabhängig von der Orientierung des Behälters im Raum einzusetzen, d. h. sie funktioniert sowohl mit einem nach unten gerichteten als auch mit einem nach oben gerichteten Behandlungsstrahl.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in stark schematisierter Darstellung, und
2 eine Temperatur-Zeit-Kurve, wie sie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt wird.
1 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine Vorrichtung 1 zur Innenraumbehandlung eines Behälters 2, der hier als Flasche dargestellt ist. Die Innenraumbehandlung kann in einer Reinigung, einer Sterilisierung oder in einer Kombination aus beiden Verfahren bestehen, die üblicherweise in einem sog. Rinser durchgeführt werden. Dabei werden die zu behandelnden Behälter 2 durch eine Fördereinrichtung 3 bewegt. An einem vorbestimmten Punkt ihres Bewegungsweges wird eine Behandlungsdüse 4 mit einer Austrittsöffnung 4a in den Bereich einer Behälteröffnung 2a des Behälters 2 gebracht, so dass ein aus der Austrittsöffnung 4a der Düse 4 austretender Strahl eines Behandlungsfluids durch die Öffnung 2a in den Innenraum des Behälters 2 eingespritzt werden kann. Dabei bewegt sich bevorzugt die Düse 4 zunächst relativ zum Behälter 2 und anschließend, wenn die Austrittsöffnung 4a der Düse 4 mit der Behälteröffnung 2a ausgerichtet ist, d. h. über, in oder unter der Behälteröffnung 2a liegt, bevorzugt zusammen mit dem Behälter 2 mit gleicher Geschwindigkeit über einen vorbestimmten Förderweg, wobei wenigstens ein Behandlungsstrahl eines Behandlungsfluids aus der Düse 4 in den Innenraum des Behälters 2 abgegeben wird. Beim Einsatz der Erfindung für einen Rinser, der z. B. einem Füller zum Befüllen der Behälter 2 mit Getränken vorgeschaltet ist, enthält der als Karussell ausgebildete Transportweg 3 eine Mehrzahl von Behältern 2, und es sind eine Mehrzahl von Düsen 4 vorgesehen, die sich jeweils in den Weg der Behälter 2 hinein bewegen und eine vorbestimmte Strecke mit den Behältern 2 synchron mitlaufen.
In einem Bereich der Vorrichtung 1, an der sich die Düse 4 vor dem Ausrichten der Öffnung 4a mit der Behälteröffnung 2a befindet, bevorzugt unmittelbar bzw. mit einem eine Abstand, der noch eine Reaktion auf einen festgestellten Fehler gestattet, ist eine Kontrolleinrichtung 5 angeordnet. Die Kontrolleinrichtung enthält ein Kontrollelement 6 aus einem wärmeleitenden Werkstoff. Das Kontrollelement 6 ist mit einer äußerst geringen Wärmekapazität ausgebildet, d. h. seine Wärmespeicherfähigkeit ist gering. Bevorzugt wird dies durch eine geringe Masse des Kontrollelementes 6 erreicht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kontrollelement 6 eine dünne Platte aus Metall, deren mechanische Festigkeit jedoch ausreicht, der Auftreffkraft eines Kontrollstrahls, der bevorzugt aus Behandlungsfluid besteht, zu widerstehen. Das Kontrollelement 6 ist so angeordnet, dass ein die Düse 4 verlassender Strahl im Wesentlichen senkrecht auf dessen Oberfläche auftrifft.
Das Kontrollelement 6 ist fremdbeheizt, d. h. mit einer Heizung 7 versehen, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine geregelte elektrische Heizung ist.
Die Temperatur des Kontrollelementes 6 wird überwacht, beispielsweise über einen üblichen Temperaturfühler 8. Der Temperaturfühler 8 ist bevorzugt nahe des Auftreffpunktes des Kontrollstrahls auf das Kontrollelement 6, d. h. bevorzugt nahe des Schnittpunktes der Mittellinie der Düse 4 mit dem Kontrollelement 6, angeordnet. Die Auswertung erfolgt in Form eines Näherungsinitiators inklusive Auswerteelektronik mit binärem Ausgang.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Halterung 3 für den Behälter 2 als Förderer ausgebildet, der die Behälter 2 stehend transportiert. Demgemäß ist die Öffnung 4a der Düse 4 nach unten gerichtet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann jedoch auch in jeder anderen Position des Behälters 2, insbesondere bei einer Über-Kopf-Anordnung und Einspritzung von unten, eingesetzt werden.
Als Behandlungsfluid dient insbesondere eine Flüssigkeit, kalt oder warm, jedoch kann auch ein Gas, kalt oder warm, oder Dampf oder dergleichen eingesetzt werden.
Die Annäherung von Behälter 2 und Düse 4 kann durch eine Bewegung beider Partner oder nur eines der Partner geschehen. Auch kann die Kontrolleinrichtung 5 bewegt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 arbeitet wie folgt. Bevor eine Düse 4 einen Behandlungsstrahl eines Behandlungsfluids in den Behälter 2 abgibt, wird zunächst ein Kontrollstrahl des Behandlungsfluids in die Kontrolleinrichtung 5 abgegeben. Zu diesem Zweck bewegen sich die Düse 4 und die Kontrolleinrichtung 5 relativ zueinander, bis sich das Kontrollelement 6 in einem vorbestimmten Abstand zur Öffnung 4a der Düse 4 und senkrecht zu ihrer Mittellinie befindet. Das Kontrollelement 6 wird auf eine vorbestimmte Solltemperatur T_S erhitzt (2), die so ausgewählt wurde, dass sie durch das Behandlungsfluid sicher und gut erkennbar beeinflussbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Temperatur des Behandlungsfluids niedriger als die Temperatur T_S des Kontrollelementes 6. Die Temperatur wird über den Temperaturfühler 8 überwacht. Trifft nun der Kontrollstrahl aus der Düse 4 auf das Kontrollelement 6 auf, so bewirkt dies durch Verdampfung und/oder Wärmeableitung einen plötzlichen Temperaturabfall auf eine Temperatur T_A. Durch vorangegangenes Eichen kann festgestellt werden, wie hoch der Temperaturunterschied zwischen T_S und T_A ist, wenn der von der Düse 4 erzeugte Strahl den Kriterien für einen Behandlungsstrahl entspricht. Wird T_A erreicht, so ist dies ein Zeichen, dass die Düse 4 korrekt funktioniert, und die Düse 4 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel in Richtung des Pfeils F bewegt und mit der Behälteröffnung 2a in Ausrichtung gebracht. Zwischenzeitlich hat sich bereits eine nachfolgende Düse 4 mit dem Kontrollelement 6 ausgerichtet und kann ihren Kontrollstrahl abgeben. Dadurch wird die Temperatur des Kontrollelementes 6, die sich während des Wegführens der Düse 4 in Richtung des Pfeils F wieder erhöht hat, erneut erniedrigt, so dass sich der in 2 dargestellte, im Wesentlichen sägezahnartige Verlauf der Temperatur T über der Zeit t ergibt. Aus diesem sehr übersichtlichen Verlauf ist auf den ersten Blick erkennbar, dass und welche Düse nicht oder nicht korrekt funktioniert, weil z. B. die Düsenöffnung 4a verstopft ist oder die Nachlieferung des Behandlungsfluid nicht korrekt arbeitet usw..
In Abwandlung des beschriebenen Ausführungsbeispiels muss nicht unbedingt vor jeder Behandlung oder vor jedem Behandlungsstrahl ein Kontrollstrahl abgegeben werden. Die korrekte Funktion der Düse kann insbesondere bei einem heißen Behandlungsfluid auch über eine Erwärmung des vorher kühleren Kontrollelements festgestellt werden. Hierzu kann eine aktive Kühlung des Kontrollelements in Form eines Peltier-Elementes, oder dgl. erfolgen und die Erwärmung durch das Behandlungsfluid überwacht und ausgewertet werden.

Claims

Verfahren zum Kontrollieren einer Innenraumbehandlung eines Behälters (2) mittels eines Behandlungsfluids, wobei vor dem Einleiten eines durch eine Düse (4) erzeugten Behandlungsstrahls des Behandlungsfluids in den Innenraum ein Kontrollstrahl durch die Düse (4) gegen ein Kontrollelement (6) einer Kontrolleinrichtung (5) gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Auftreffen des Kontrollstrahls auf das Kontrollelement (6) bewirkte Temperaturänderung festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollelement (6) beheizt oder gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (4) vor jedem Behandlungsstrahl einen Kontrollstrahl gegen das Kontrollelement (6) richtet.
Vorrichtung zum Kontrollieren einer Innenraumbehandlung eines Behälters (2) mittels eines Behandlungsfluids, mit einer Düse (4) zum Ausgeben eines Behandlungs- und eines Kontrollstrahls des Behandlungsfluids, und einer Kontrolleinrichtung (5) mit einem Kontrollelement (6), gegen das der Kontrollstrahl gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollelement (6) mit einem Temperaturfühler (8) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollelement (6) mit einer Heizung (7) oder einer aktiven Kühleinrichtung versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollelement (6) eine dünne Platte eines wärmeleitenden Materials ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (7) oder die Kühleinrichtung eine elektrische Heizung oder Kühlung ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (7) oder Kühleinrichtung regelbar ist.