Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 14.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 14.
Bekannt ist die Herstellung von Behältern durch Blasformen aus Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise aus Vorformlingen aus PET (Polyethylenterephthalat), wobei die Vorformlinge innerhalb einer Blasmaschine unterschiedlichen Bearbeitungsstationen zugeführt werden ( DE-OS 43 40 291 ). Typischerweise weist eine Blasmaschine eine Heizeinrichtung zum Temperieren oder Vorerhitzen (thermisches Konditionieren) der Vorformlinge sowie eine Blaseinrichtung mit wenigstens einer Blasstation auf, in deren Bereich der jeweils zuvor temperierte Vorformling biaxial oder multiaxial zu einem Behälter expandiert wird Die Expansion erfolgt mit Hilfe eines Druckgases (Druckluft) als Druckmedium, das mit einem Formdruck in den zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der DE-OS 43 40 291 erläutert.It is known to produce containers by blow molding from preforms made of a thermoplastic material, for example preforms made of PET (polyethylene terephthalate), the preforms being fed to different processing stations within a blow molding machine (US Pat. DE-OS 43 40 291 ). Typically, a blow molding machine has a heating device for tempering or preheating (thermal conditioning) of the preforms and a blowing device with at least one blowing station, in the region of which the previously tempered preform is biaxially or multiaxially expanded to a container. The expansion takes place with the aid of a compressed gas (compressed air) ) as a pressure medium which is introduced with a molding pressure in the preform to be expanded. The procedural sequence in such an expansion of the preform is in the DE-OS 43 40 291 explained.
Der grundsätzliche Aufbau einer Blasstation ist in der DE-OS 42 12 583 beschrieben. Möglichkeiten der Temperierung der Vorformlinge sind in der DE-OS 23 52 926 erläutert.The basic structure of a blowing station is in the DE-OS 42 12 583 described. Possibilities of tempering the preforms are in the DE-OS 23 52 926 explained.
Gemäß einem typischen Weiterverarbeitungsverfahren werden die durch Blasformen hergestellten Behälter einer nachfolgenden Fülleinrichtung zugeführt und hier mit dem vorgesehenen Produkt oder Füllgut gefüllt. Es werden also eine separate Blasmaschine und eine separate Füllmaschine verwendet. Bekannt ist es dabei auch, die separate Blasmaschine und die separate Füllmaschine zu einem Maschinenblock, d. h. zu einer verblockte Blas-Füll-Einrichtung zusammen zu fassen, wobei weiterhin das Blasformen und das Füllen an gesonderten Maschinenkomponenten und zeitlich nacheinander erfolgen.According to a typical further processing method, the containers produced by blow molding are fed to a subsequent filling device and filled here with the intended product or filling material. Thus, a separate blowing machine and a separate filling machine are used. It is also known, the separate blowing machine and the separate filling machine to a machine block, d. H. to summarize a blocked blow-filling device, wherein further the blow-molding and filling on separate machine components and take place in succession.
Es wurde weiterhin bereits vorgeschlagen, Behälter, insbesondere auch in Form von Flaschen aus thermisch konditionierten bzw. vorerhitzten Vorformlingen herzustellen und dabei gleichzeitig mit einem flüssigen Füllgut zu füllen, welches als hydraulisches Druckmedium zum Expandieren des Vorformlings bzw. zum Ausformen des Behälters mit einem Form- und Fülldruck zugeführt wird, sodass zeitgleich mit dem Füllen der jeweilige Vorformling in den Behälter verformt wird. Derartige Verfahren, bei denen ein gleichzeitige Formen und Füllen des jeweiligen Behälters erfolgt, können auch als hydraulische Ausformverfahren oder hydraulischen Behälterformung bezeichnet werden.It has also been proposed to produce containers, in particular also in the form of bottles from thermally conditioned or preheated preforms, while at the same time filling them with a liquid product which is used as a hydraulic pressure medium for expanding the preform or for molding the container with a molded product. and filling pressure is supplied, so that at the same time as the filling of the respective preform is deformed into the container. Such methods, in which a simultaneous molding and filling of the respective container takes place, can also be referred to as hydraulic molding or hydraulic container molding.
Bei einem Formen der Behälter aus den Vorformlingen durch das Füllgut selbst, d. h. unter Verwendung des Füllgutes als hydraulisches Druckmedium wird für das Formen und Füllen der Behälter nur noch eine Maschine benötigt, die dafür allerdings eine erhöhte Komplexität aufweist. Erste Versuchsergebnisse mit derartigen Einrichtungen zeigen allerdings, dass die Qualität der hergestellten Behälter noch deutlich unterhalb der Qualität von konventionell hergestellten blasgeformten Behältern liegt. Ursache hierfür ist u. a., dass eine Vielzahl von Prozessparametern, die bei der Durchführung des üblichen Blasformens verfügbar sind, bei der hydraulischen Behälterformung entweder nicht vorliegen oder noch nicht erschlossen werden konnten.In a molding of the container from the preforms by the filling itself, d. H. using the contents as a hydraulic pressure medium only one machine is required for the molding and filling of the container, which, however, has an increased complexity. Initial test results with such devices, however, show that the quality of the containers produced is still well below the quality of conventionally produced blow-molded containers. The reason for this is u. a., That a variety of process parameters that are available in the implementation of the usual blow molding, in the hydraulic container molding either not present or could not be opened.
Eine Problematik besteht bei hydraulischen Behälterformung auch darin, dass eine Verschmutzung der jeweiligen Form- und Füllstation bzw. der diese Station bildenden Form, die ähnlich einer Blasform einer Blasformmaschine zum Herstellen von Behältern aus thermisch konditionierten Vorformlingen durch Blasen mit einem Druckgas ausgeführt ist, vermieden werden muss. Speziell im Falle einer Voll- oder Teilkarbonisierung des Füllgutes besteht im besonderem Maße die Gefahr einer Verschmutzung der jeweiligen Form- und Füllstation durch Füllgutverluste, insbesondere bei der Absenkung des Innendrucks des Behälters, d. h. bei der Entlastung des Behälters von dem recht hohen Form- und Fülldruck auf den Umgebungsdruck. Derartige Füllgutverluste sind insbesondere durch eine massive Schaumbildung beim Entlasten bedingt, sodass das gleichzeitige Formen und Füllen von Behältern unter Verwendung von Vorformlingen und unter Verwendung des Füllgutes als Druckmedium (hydraulische Ausformtechnik), insbesondere für CO2-haltige Produkte bisher nicht zum Einsatz kommen konnte.One problem with hydraulic container molding is also that contamination of the respective forming and filling station or the mold forming this station, which is similar to a blow mold of a blow molding machine for producing containers of thermally conditioned preforms by blowing with a compressed gas, are avoided got to. Especially in the case of full or partial carbonation of the filling material, there is a particular risk of contamination of the respective forming and filling station due to product losses, in particular when lowering the internal pressure of the container, d. H. in relieving the container from the rather high forming and filling pressure to the ambient pressure. Such product losses are in particular due to a massive foaming during unloading, so that the simultaneous molding and filling of containers using preforms and using the filling material as a pressure medium (hydraulic molding), especially for CO2-containing products could not be used.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches es ermöglicht, ein hydraulisches Ausformverfahren bzw. eine hydraulische speziell auch bei hohen Durchsatzraten (Anzahl der geformten und gefüllten Behälter je Zeiteinheit) und/oder bei einem hohen CO2-Gehalt des in den jeweiligen Behälter einzubringenden Füllgutes in optimaler Weise zu gestalten, insbesondere auch die Gefahr eines Verschmutzens der jeweiligen Form- und Füllstation durch das Füllgut, beispielsweise durch ein CO2-haltiges Füllgut wirksam zu vermeiden Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung von mit einem flüssigen Füllgut gefüllten Behältern entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Vorrichtung zur Herstellung von mit einem flüssigen Füllgut gefüllten Behältern ist Gegenstand des Patentanspruchs 14.The object of the invention is to provide a method which makes it possible, a hydraulic molding or a hydraulic especially at high throughput rates (number of molded and filled containers per unit time) and / or at a high CO2 content of the in the respective container To be introduced in an optimal manner, in particular to avoid the risk of contamination of the respective mold and filling station by the contents, for example by a CO2-containing filling material to solve this problem is a method for producing containers filled with a liquid filling material formed according to claim 1. An apparatus for producing containers filled with a liquid filling material is the subject of patent claim 14.
Bei der Erfindung werden das Füllgut oder die Anteile bzw. Komponenten des Füllgutes in wenigstens einer Prozessphase zeitgleich oder zeitlich überlappend oder in zu mindest zwei Prozessphasen oder Teilphasen zeitversetzt dem Vorformling und/oder dem sich formenden Behälter und/oder dem ausgeformten Behälter zugeführt, und zwar auf wenigstens zwei unterschiedlichen Höhenniveaus, beispielsweise mit unterschiedlichen Gehalten an Kohlendioxid und/oder mit unterschiedlichen Temperaturen und/oder mit unterschiedlichem Druck, beispielsweise mit einem ersten, beispielsweise höheren Druck, z. B. mit einem Druck im Bereich zwischen 8 bar und 15 bar, auf einem oberen Höhenniveau oder auf diesem oberen Höhenniveau zeitgleich oder zeitlich überlappend auch auf wenigstens einem tieferen Höhenniveau und mit einem zweiten, beispielsweise niedrigeren Druck, z. B. mit einem Druck kleiner 6 bar, auf dem wenigstens einen tieferen Höhenniveau.In the invention, the contents or the proportions or components of the filling material in at least one process phase at the same time or in time overlapping or at least two process phases or partial phases fed to the preform and / or the forming container and / or the molded container, namely at least two different height levels, for example with different levels of carbon dioxide and / or with different temperatures and / or with different pressure, for example with a first, for example, higher pressure, z. B. with a pressure in the range between 8 bar and 15 bar, at an upper level or at this upper height level at the same time or overlapping in time to at least a lower height level and with a second, for example lower pressure, z. B. with a pressure less than 6 bar, on the at least one lower height level.
Um eine möglichst hohe Produktqualität sicherzustellen, erfolgt bevorzugt eine Führung des jeweiligen Vorformlings bei seiner Umformung in eine sich entwickelnde Behälterblase und anschließend in den die endgültigen Kontur oder Formgebung aufweisenden Behälter, so dass ein typischerweise im Bereich einer Vorformlingskuppe angeordnetes Zentrum definiert und reproduzierbar positioniert wird. Eine derartige definierte Positionierung ist wichtig, da bei der Umformung bzw. Aufweitung des Vorformlings in den Behälter eine biaxiale Orientierung des Materials des Vorformlings durchgeführt wird und hierfür eine gezielte und vorgebbare Materialverteilung innerhalb der Wandung des geformten Behälters erforderlich ist. Bei einer unkontrollierten Behälterformung sind hingegen unerwünschte und insbesondere ungleichmäßige Materialverteilungen zu erwarten.In order to ensure the highest possible product quality, it is preferred to guide the respective preform as it is being formed into a developing container bladder and then into the container having the final contour or shape so that a center typically arranged in the region of a preform tip is defined and reproducibly positioned. Such a defined positioning is important because during the deformation or expansion of the preform into the container, a biaxial orientation of the material of the preform is performed and for this purpose a specific and predeterminable material distribution within the wall of the molded container is required. In the case of uncontrolled container molding, however, undesirable and, in particular, uneven material distributions are to be expected.
Eine besonders wirkungsvolle Führung während der Form- und Füllphase ist durch die Verwendung eines Reckstabes oder einer Reckstange möglich, wobei das Füllgut beispielsweise mindestens teilweise durch die Reckstange hindurch zugeführt wird. Alternativ oder ergänzend kann das Füllgut auch mindestens teilweise an der Reckstange vorbei zugeführt wird.A particularly effective guidance during the molding and filling phase is possible by the use of a stretching rod or a stretching rod, wherein the filling material is supplied for example at least partially through the stretching rod. Alternatively or additionally, the filling material can also be supplied at least partially past the stretching rod.
Eine gleichmäßige hydraulische Behälterformung wird dadurch erreicht, dass das Füllgut mindestens zeitweilig mit einem konstanten Volumenstrom zugeführt wird. Möglichkeiten zur Beeinflussung der Materialverteilung innerhalb der Wandung des entstehenden oder ausgeformten Behälters werden dadurch erschlossen, dass das Füllgut mindestens zeitweilig mit einem variablen Volumenstrom zugeführt wird.A uniform hydraulic container molding is achieved in that the medium is at least temporarily supplied with a constant volume flow. Possibilities for influencing the material distribution within the wall of the resulting or formed container are obtained by feeding the contents at least temporarily with a variable volume flow.
Eine äußerst kompakte Konstruktion wird dadurch unterstützt, dass die Behälter auf einem rotierenden Prozessrad oder Rotor geformt, gefüllt und verschlossen werden.An extremely compact design is supported by the fact that the containers are formed, filled and sealed on a rotating process wheel or rotor.
Eine weitere Ausführungsvariante besteht darin, dass eine generierte Reckkraft gemessen wird. Lediglich geringe von der Reckstange aufzubringende Reckkräfte können dadurch gewährleistet werden, dass ein Volumenstrom des Füllgutes in Abhängigkeit von einer gemessenen Reckkraft gesteuert wird.A further embodiment variant is that a generated stretching force is measured. Only slight stretching forces to be applied by the stretching rod can be ensured by controlling a volume flow of the filling material as a function of a measured stretching force.
Unabhängig von den vorgenannten Merkmalen oder zusätzlich zu diesen Merkmalen ist das erfindungsgemäße Verfahren in Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise so ausgebildet,
dass zum Einbringen des Füllgutes auf wenigstens zwei unterschiedlichen Höhenniveaus wenigstes eine Komponente des Füllgutes an der Reckstange vorbei und wenigstens eine weitere Komponente durch die Reckstange hindurch zugeführt werden, und/oder
dass das Füllgut aus wenigstens zwei Anteilen oder Komponenten mit unterschiedlicher Konzentration an Kohlendioxid besteht,
und/oder
dass auf den mindestens zwei unterschiedlichen Höhenniveaus das Füllgut oder Anteile oder Komponenten hiervon mit unterschiedlicher Konzentration an Kohlendioxid zugeführt werden, vorzugsweise der Anteil des Füllgutes, welcher im Vergleich zu wenigstens einem weiteren Anteil des Füllgutes eine höhere Konzentration an Kohlendioxid enthält, auf dem tieferen Höhenniveau,
und/oder
dass das Füllgut oder Anteile oder Komponenten hiervon mit der höheren Konzentration an Kohlendioxid gekühlt oder gekühlt zugeführt wird, vorzugsweise mit einer Temperatur kleiner als die Temperatur desjenigen Anteils an Füllgut, welches kein Kohlendioxid oder eine geringere Konzentration an Kohlendioxid aufweist,
und/oder
dass der Anteil des Füllgutes mit der höheren Konzentration an Kohlendioxid durch die Reckstange hindurch zugeführt wird,
und/oder
dass das Einleiten des Füllgutes auf den wenigstens zwei unterschiedlichen Höhenniveaus zeitversetzt oder zeitgleich oder zeitlich überlappend erfolgt,
und/oder
dass das Einleiten des Füllgut oder der Anteile des Füllgutes auf den wenigstens zwei Höhenniveaus mit unterschiedlichen Drücken erfolgt,
und/oder
dass die Reckstange zumindest bereichsweise gegenüber dem Füllgut thermisch isoliert wird, und zwar vorzugsweise in einem Bereich, in welchem das Füllgut oder der Anteile des Füllgutes zugeführt wird, das oder der die höhere Konzentration an Kohlendioxid und/oder die niedrigere Füllguttemperatur aufweist,
und/oder
dass zumindest ein Teilstrom des Füllgutes turbulenzarm in den Innenraum des Vorformlings oder des sich formenden Behälters eingeleitet wird,
und/oder
dass das Füllgut oder der Anteil des Füllgutes mit der höheren Konzentration an Kohlendioxid erst dann auf dem tieferen Höhenniveau eingeleitet wird, wenn das in den Vorformling oder in den sich bildenden Behälter bereits eingebrachte Füllgut einen Füllguteinlass, der zum Einbringen des Füllgutes mit der höheren Konzentration an Kohlendioxid bestimmt ist, zumindest vollständig oder im Wesentlichen vollständig überdeckt,
dass der Kohlendioxidgehalt bzw. CO2-Gehalt des Füllgutes oder des Anteils bzw. der Komponente des Füllgutes mit der höheren CO2-Konzentration 30 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 100 Gew.-% über dem CO2-Gehalt des Füllgutes oder des Anteils bzw. der Komponente des Füllgutes ohne CO2-Gehalt oder mit reduziertem CO2-Gehalt liegt,
und/oder
dass die Temperatur des Füllgutes oder des Anteils bzw. der Komponente des Füllgutes mit der höheren CO2-Konzentration weniger als 10°C beträgt, insbesondere zwischen 4°C und 8°C liegt,
und/oder
dass der Druck des Füllgutes oder des Anteils bzw. der Komponente des Füllgutes mit der höheren CO2-Konzentration mindestens zeitweise während des Ausformungsprozesses höher ist, als mindestens ein anderer Anteil des Füllgutes, und zwar insbesondere um mindestens 1 bar höher ist,
und/oder
dass auf dem Strömungsweg des innerhalb der Reckstange fließenden Füllgutes oder des Anteils des Füllgutes, eine Drosselelement oder Querschnittsverengung vorgesehen ist, wobei das Drosselelement insbesondere kurz vor wenigstens einem an der Reckstange gebildeten Auslass angeordnet ist,
wobei die vorgenannten Merkmale jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination vorgesehen sein können.Regardless of the features mentioned above or in addition to these features, the method according to the invention in the development of the invention is preferably designed such that
that for introducing the filling material at least two different height levels at least one component of the filling material past the stretching rod and at least one further component are fed through the stretching rod, and / or
the filling material consists of at least two parts or components with different concentration of carbon dioxide,
and or
that the contents or components or components thereof with different concentration of carbon dioxide are supplied to the at least two different height levels, preferably the proportion of the filling material, which contains a higher concentration of carbon dioxide compared to at least one further portion of the filling material, at the lower height level,
and or
that the contents or components or components thereof are cooled or cooled supplied with the higher concentration of carbon dioxide, preferably with a temperature lower than the temperature of that portion of contents which has no carbon dioxide or a lower concentration of carbon dioxide,
and or
that the proportion of the filling material with the higher concentration of carbon dioxide is fed through the stretching rod,
and or
that the introduction of the contents on the at least two different height levels is delayed in time or at the same time or overlapping in time,
and or
that the introduction of the contents or the proportions of the contents on the at least two height levels with different pressures,
and or
that the stretch rod is thermally insulated at least in regions relative to the filling material, preferably in a region in which the filling material or the portions of the filling material is supplied which has the higher concentration of carbon dioxide and / or the lower product temperature,
and or
that at least a partial flow of the filling material is introduced with little turbulence into the interior of the preform or the forming container,
and or
that the filling material or the proportion of the filling material with the higher concentration of carbon dioxide is introduced only at the lower level, if the already introduced into the preform or in the forming container contents a Füllguteinlass that for introducing the filling material with the higher concentration Carbon dioxide is determined, at least completely or substantially completely covered,
that the carbon dioxide content or CO2 content of the contents or the proportion or the component of the contents with the higher CO2 concentration 30 wt .-%, preferably 50 to 100 wt .-% above the CO2 content of the filling or the proportion or the component of the filling material without CO2 content or with reduced CO2 content,
and or
that the temperature of the contents or of the proportion or component of the contents with the higher CO2 concentration is less than 10 ° C, in particular between 4 ° C and 8 ° C,
and or
that the pressure of the contents or of the proportion or of the component of the contents with the higher concentration of CO2 is at least temporarily higher during the molding process, than at least one other portion of the contents, in particular by at least 1 bar higher,
and or
a throttling element or cross-sectional constriction is provided on the flow path of the filling material flowing within the stretching rod or of the portion of the filling material, wherein the throttling element is arranged in front of at least one outlet formed on the stretching rod, in particular
wherein the aforementioned features can be provided individually or in any combination.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise so ausgebildet,
dass eine Kühleinrichtung entlang einer Leitung oder entlang eines Leitungsabschnitts für dasjenige Füllgut vorgesehen ist, in welchem stromabwärts, d. h. nach dem Kühlen und Durchströmen der Leitung oder des Leitungsabschnittes Kohlendioxid gelöst wird oder welches der Leitung oder dem Leitungsabschnitt von einer Karbonisierungseinheit zuströmt,
und/oder
dass die wenigstens eine Form- und Füllstation mit wenigstens einem ersten Füllgutauslass zum Einleiten des Füllgutes auf dem höheren Höhenniveau und mit wenigstens einem zweiten Füllgutauslass zum Einleiten des Füllgutes auf dem tieferen Höhenniveau ausgebildet ist, dass der wenigstens eine erste und der wenigstens eine zweite Füllgutauslass so vorgesehen sind, dass sie während des Form- und Füllprozesses in den Innenraum des Vorformlings oder des sich bildenden Behälters münden,
und/oder
dass der wenigstens eine zweite Füllgutauslass an dem füllrohrartig wirkenden Element vorgesehen und/oder von wenigstens einer Auslassöffnung gebildet ist, die mit abgerundeten Kanten, vorzugsweise an beiden Seiten mit abgerundeten Kanten ausgebildet und/oder trichter- oder kelchförmig ausgeformt ist,
und/oder
dass die Achse der Hauptströmungsrichtung des wenigstens einen zweiten Füllgutauslasses oder der diesen Auslass bildenden Öffnung gegenüber einer senkrecht zur Ebene der Anlage orientierten Achse in einem Winkel kleiner 80°, vorzugsweise in einem Winkel von 60–75° geneigt ist, der (Winkel) sich zu der einer Anlage für ein offenes Ende des jeweiligen Vorformlings abgewandten Seite hin öffnet,
und/oder
dass das füllrohrartig wirkende Element durch axiales Verschieben derart steuerbar ist, dass durch den an diesem Element vorgesehenen wenigstens einen Füllgutauslass das Einleiten auf den wenigstens zwei unterschiedlichen Höhenniveaus erfolg,
und/oder
dass mindestens ein Leitungsabschnitt, in dem das Füllgut oder der Anteil des Füllgutes mit dem hohen CO2-Gehalt geführt wird, isolierend ausgekleidet ist, beispielsweise mit Teflon oder aus einem teflonhaltigem Material,
wobei die vorgenannten Merkmale jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination vorgesehen sein können.The device according to the invention is preferably designed in a further development of the invention,
a cooling device is provided along a line or along a line section for that filling material in which carbon dioxide is dissolved downstream, ie after cooling and flowing through the line or line section, or which flows into the line or line section from a carbonating unit,
and or
in that the at least one forming and filling station is designed with at least one first filling material outlet for introducing the filling material at the higher height level and at least one second filling material outlet for introducing the filling material at the lower height level, that the at least one first and the at least one second Füllgutauslass so are provided that they open into the interior of the preform or the forming container during the molding and filling process,
and or
the at least one second Füllgutauslass is provided on the tube element and / or formed by at least one outlet opening which is formed with rounded edges, preferably on both sides with rounded edges and / or funnel-shaped or cup-shaped,
and or
that the axis of the main flow direction of the at least one second Füllgutauslasses or the outlet forming this opening is inclined relative to a plane oriented perpendicular to the plant axis at an angle of less than 80 °, preferably at an angle of 60-75 °, the (angle) to the side facing away from a plant for an open end of the respective preform,
and or
that the filler pipe-like element is controllable by axial displacement in such a way that the at least one filling material outlet provided on this element makes it possible to initiate the at least two different height levels,
and or
that at least one line section, in which the filling material or the portion of the filling material is guided with the high CO2 content, is lined in an insulating manner, for example with Teflon or a Teflon-containing material,
wherein the aforementioned features can be provided individually or in any combination.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.Further developments, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and from the figures. In this case, all described and / or illustrated features alone or in any combination are fundamentally the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency. Also, the content of the claims is made an integral part of the description.
Der Ausdruck „im Wesentlichen” oder „etwa” bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen von jeweils exakten Werten um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.The term "essentially" or "approximately" in the sense of the invention means deviations from respectively exact values by +/- 10%, preferably by +/- 5% and / or deviations in the form of changes insignificant for the function.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the figures of exemplary embodiments. Show it:
1 eine schematische Darstellung eines Grundaufbaus einer Einrichtung oder Form- und Füllmaschine zur Durchführung der hydraulischen Behälterformung unter Verwendung eines Füllgutes, 1 a schematic representation of a basic structure of a device or forming and filling machine for carrying out the hydraulic container forming using a filling material,
2 einen schematischen Längsschnitt durch einen Vorformling mit teilweise eingeführter Reckstange sowie einer Entlüftungseinrichtung, 2 a schematic longitudinal section through a preform with partially inserted stretch rod and a venting device,
3 einen schematischen Längsschnitt durch einen geformten Behalter mit teilweise eingeführter Reck- und Fülleinrichtung, 3 a schematic longitudinal section through a molded container with partially introduced stretching and filling device,
4 in vereinfachter Darstellung einen Vertikalschnitt durch ein Anschlusselement der Form- und Fülleinrichtung der 2 und 3, 4 in a simplified representation of a vertical section through a connecting element of the forming and filling device of 2 and 3 .
5 einen Längsschnitt durch eine Form- und Fülleinrichtung oder -station bei einer abgewandelten Ausführungsform, 5 a longitudinal section through a forming and filling device or station in a modified embodiment,
6 einen Längsschnitt durch eine Form- und Fülleinrichtung oder -station mit einer Abdichtung zur Verhinderung eines Nachtropfens, 6 a longitudinal section through a forming and filling device or station with a seal to prevent dripping,
7 eine Ausführungsform mit steuerbarer Zuführung des Füllgutes und separater steuerbarer Entlüftung, 7 an embodiment with controllable feed of the contents and separate controllable vent,
8 eine schematische Darstellung einer kombinierten Form-, Füll- und Verschließeinrichtung oder -station und 8th a schematic representation of a combined form, fill and seal or station and
9 eine andere Ausführungsform der kombinierten Form-, Füll- und Verschließeinrichtung oder -station gemäß 8, 9 another embodiment of the combined forming, filling and sealing device or station according to 8th .
10–12 jeweils in schematischer Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform der Reckstange einer Form- und Füllmaschine oder -station gemäß der Erfindung in unterschiedlichen Prozessphasen, 10 - 12 in each case a schematic sectional illustration of a further embodiment of the stretching rod of a forming and filling machine or station according to the invention in different process phases,
13 in ähnlicher Darstellung wie 10–12 eine weitere modifizierte Ausführungsform der Reckstange der erfindungsgemäßen Form- und Füllmaschine oder -station. 13 in a similar representation as 10 - 12 a further modified embodiment of the stretching rod of the forming and filling machine or station according to the invention.
Der prinzipielle Aufbau einer kombinierten Form- und Füllvorrichtung oder -maschine ist in 1 dargestellt. Von einer Zuführeinrichtung (1) werden schematisch dargestellte Vorformlinge (2), die auch als Preforms bezeichnet werden, unter Verwendung eines Übergaberades (3) von einer Heizeinrichtung (4) zugeführt. Im Bereich der Heizeinrichtung (4), in der die Vorformlinge (2) vorgeheizt bzw. thermisch konditioniert werden, können die Vorformlinge (2) anwendungsabhängig beispielsweise mit ihren Mündungsabschnitten (5) in lotrechter Richtung nach oben oder in lotrechter Richtung nach unten transportiert werden. Die Heizeinrichtung (4) ist beispielsweise mit Heizelementen (6) ausgestattet sein, die entlang einer Transporteinrichtung (7) angeordnet sind. Als Transporteinrichtung (7) kann beispielsweise eine umlaufende Kette verwendet werden. Als Heizelemente (6) eignen sich beispielsweise IR-Strahler oder Licht emittierende Dioden oder NIR-Strahler.The basic structure of a combined molding and filling device or machine is in 1 shown. From a feeder ( 1 ) are schematically shown preforms ( 2 ), also referred to as preforms, using a transfer wheel ( 3 ) from a heating device ( 4 ). In the area of the heating device ( 4 ), in which the preforms ( 2 ) are preheated or thermally conditioned, the preforms ( 2 ) depending on the application, for example with its mouth sections ( 5 ) are transported vertically upwards or vertically downwards. The heater ( 4 ) is, for example, with heating elements ( 6 ) provided along a transport device ( 7 ) are arranged. As a transport device ( 7 ), for example, a circulating chain can be used. As heating elements ( 6 ) are, for example, IR emitters or light-emitting diodes or NIR emitters.
Nach einer ausreichenden Temperierung (auch thermische Konditionierung) werden die Vorformlinge (2) von einem Übergaberad (8) zu einem rotationsfähig angeordneten, d. h. um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor oder Prozessrad (9) bzw. an Form- und Füllstationen (10) übergeben, die an dem Rotor oder Prozessrad (9) vorgesehen sind Das Prozessrad (9) ist mit einer Mehrzahl solcher Formstationen (19) ausgestattet, in deren Bereich sowohl eine Umformung der Vorformlinge (2) in die schematisch dargestellten Behälter (11) als auch eine Befüllung der Behälter (11) mit dem vorgesehenen Füllgut erfolgt. Das Formen jedes Behälters (11) erfolgt hierbei zeitgleich mit der Befüllung, wobei das Füllgut als Druckmedium beim Formen dient.After sufficient tempering (also thermal conditioning), the preforms ( 2 ) from a transfer wheel ( 8th ) arranged to be rotatable, that is rotatable about a vertical machine axis rotatably driven rotor or process wheel ( 9 ) or at forming and filling stations ( 10 ) connected to the rotor or process wheel ( 9 ) are provided The process wheel ( 9 ) is with a plurality of such forming stations ( 19 ), in whose area both a deformation of the preforms ( 2 ) in the schematically illustrated container ( 11 ) as well as a filling of the container ( 11 ) takes place with the intended contents. The molding of each container ( 11 ) takes place simultaneously with the filling, wherein the contents serve as a printing medium during molding.
Nach dem Formen und Füllen werden die Behälter (11) von einem Entnahmerad (12) vom Prozessrad (9) wegtransportiert und einer Ausgabestrecke (13) zugeführt.After forming and filling, the containers ( 11 ) from a picking wheel ( 12 ) from the process wheel ( 9 ) and a delivery line ( 13 ).
Gemäß der Ausführungsform in 1 ist es vorgesehen, dem Prozessrad (9) über eine Eingabeeinrichtung (14) schematisch dargestellte Verschlusselemente (15) zuzuführen. Hierdurch ist es möglich, auf dem Prozessrad (9) auch bereits ein Verschließen der Behälter (11) durchzuführen und unter Verwendung der Entnahmeeinrichtung (12) fertig geformte, gefüllte und verschlossene Behälter (11) zu handhaben. Das Verschlusselement (15) kann beispielsweise als aufschraubbare Verschlusskappe, als Kronkorken oder als Siegelfolie ausgebildet sein.According to the embodiment in FIG 1 is it intended, the process wheel ( 9 ) via an input device ( 14 ) schematically illustrated closure elements ( 15 ). This makes it possible, on the process wheel ( 9 ) already closing the container ( 11 ) and using the sampling device ( 12 ) prefilled, filled and sealed containers ( 11 ) to handle. The closure element ( 15 ) may be formed, for example, as a screw-on cap, as a bottle cap or as a sealing film.
Als Material für die Vorformlinge (1) können vorzugsweise unterschiedliche thermoplastische Materialien verwendet werden. Beispielhaft seien Polyethylenterephthalat (PET), Polyäthylen (PE), Polyäthylennaphthalat (PEN) oder Polypropylen (PP) genannt. Die Dimensionierung sowie das Gewicht der Vorformlinge (2) können an die Größe, das Gewicht und/oder an die Gestaltung der herzustellenden Behälter (11) angepasst werden.As material for the preforms ( 1 ), different thermoplastic materials may preferably be used. Examples include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polyethylene naphthalate (PEN) or polypropylene (PP) called. The dimensioning and the weight of the preforms ( 2 ) can be adapted to the size, weight and / or design of the containers ( 11 ) be adjusted.
Im Bereich der Heizeinrichtung (4) sind typischerweise eine Vielzahl von elektrischen und elektronischen Bauteilen angeordnet. Darüber hinaus sind die Heizelemente (6) mit feuchtigkeitsempfindlichen Reflektoren versehen. Da im Bereich des Prozessrades (9) unter Verwendung des flüssigen Füllgutes eine Befüllung und Formung der Behälter erfolgt, ist dafür zu sorgen, dass ein unbeabsichtigter Eintrag von Feuchtigkeit in den Bereich der Heizeinrichtung (4) vermieden wird. Dies kann beispielsweise durch eine Abschottung (16) erfolgen, die zumindest einen Spritzschutz bietet. Darüber hinaus ist es auch möglich, im Bereich des Übergaberades (8) verwendete Transportelemente für die Vorformlinge (2) geeignet zu temperieren oder mit Stößen von Druckgas derart zu beaufschlagen, dass anhaftende Feuchtigkeit nicht in den Bereich der Heizeinrichtung (4) gelangen kann.In the area of the heating device ( 4 ) are typically arranged a plurality of electrical and electronic components. In addition, the heating elements ( 6 ) provided with moisture-sensitive reflectors. Because in the area of the process wheel ( 9 ) is carried out using the liquid filling material filling and shaping of the container, it must be ensured that an inadvertent entry of moisture into the area of the heating device ( 4 ) is avoided. This can be done, for example, by a foreclosure ( 16 ), which provides at least one splash guard. In addition, it is also possible in the area of the transfer wheel ( 8th ) used transport elements for the preforms ( 2 ) suitable to temper or impact with collisions of compressed gas such that adherent moisture is not in the range of the heater ( 4 ) can get.
Eine Handhabung der Vorformlinge (2) und/oder der Behälter (11) erfolgt vorzugsweise unter Verwendung von Zangen und/oder den Mündungsabschnitt (5) wenigstens bereichsweise von innen oder von außen beaufschlagenden Klemm- oder Steckelementen.Handling of the preforms ( 2 ) and / or the container ( 11 ) is preferably carried out using pliers and / or the mouth section ( 5 ) at least partially from the inside or from outside acting on clamping or plug-in elements.
2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Vorformling (2), in den ein Reckstab oder eine Reckstange (17) eingeführt ist. Die Reckstange (17) dient der mindestens zeitweisen Führung des Vorformlings (1) während seiner Umformung zum Behälter (11). Typischerweise erfolgt ein Kontakt zwischen einer Kuppe (18) der Reckstange (17) und einem Boden (19) des Vorformlings (2). Bei einem weiteren Einfahren der Reckstange (17) in den Vorformling (2) hinein wird eine Längsreckung des Vorformlings (2) verursacht. Nach einem Abschluss des Reckvorganges oder zumindest zeitweilig auch bereits während der Durchführung des Reckvorganges wird einer Vorratseinrichtung (20) entnommenes Füllgut (21) in den Vorformling (2) eingeleitet. 2 shows a longitudinal section through a preform ( 2 ), in which a horizontal bar or a stretch rod ( 17 ) is introduced. The stretching rod ( 17 ) serves the at least temporary leadership of the preform ( 1 ) during its transformation to the container ( 11 ). Typically, there is contact between a dome ( 18 ) of the stretch rod ( 17 ) and a floor ( 19 ) of the preform ( 2 ). In a further retraction of the stretch rod ( 17 ) in the preform ( 2 ) into it is a longitudinal extension of the preform ( 2 ) caused. After completion of the stretching process or at least temporarily already during the execution of the stretching process, a storage device ( 20 ) withdrawn product ( 21 ) in the preform ( 2 ).
Eine Dosierung des Füllgutes (21) erfolgt unter Verwendung eines Mehrwegedosierventils (22). Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Reckstange (17) mindestens bereichsweise hohl bzw. mit einem Kanal ausgebildet Im Bereich einer Wandung der Reckstange (17) sind Ausströmöffnungen (24) angeordnet, die von einem Rückschlagventil (25) gegenüber dem Mehrwegedosierventil (22) absperrbar sind. Hierdurch kann ein unbeabsichtigtes Heraustropfen von Füllgut (21) aus der Reckstange (17) vermieden bzw. minimiert werden.A dosage of the filling material ( 21 ) is carried out using a reusable metering valve ( 22 ). In the illustrated embodiment, the stretch rod ( 17 ) at least partially hollow or with a channel formed in the region of a wall of the stretch rod ( 17 ) are outflow openings ( 24 ) arranged by a check valve ( 25 ) opposite the multi-way metering valve ( 22 ) are lockable. As a result, an inadvertent dripping of contents ( 21 ) from the stretch rod ( 17 ) can be avoided or minimized.
Eine Entlüftung des Vorformlings (2) kann unter Verwendung eines Entlüftungventils (26) erfolgen. Das Entlüftungsventil (26) ist mit einer Ausströmöffnung (27) verbunden, die im Bereich eines den Vorformlings (1) beaufschlagenden Anschlusselementes (28) angeordnet ist. Durch das Anschlusselement (28) hindurch ist die Reckstange (17) positionierbar. Der Vorformling (2) wird gegenüber dem Anschlusselement (28) von einer Dichtung (29) abgedichtet, die beispielsweise als ein O-Ring ausgebildet sein kann. Ein Innenraum (30) des Vorformlings (2) kann über einen Ringspalt (31) mit der Ausströmöffnung (27) verbunden sein Der Ringspalt (31) umschließt hierbei bereichsweise die Reckstange (17).A ventilation of the preform ( 2 ) can be carried out using a venting valve ( 26 ) respectively. The bleed valve ( 26 ) is with an outflow opening ( 27 ) in the region of the preform ( 1 ) acting on connecting element ( 28 ) is arranged. Through the connecting element ( 28 ) through is the stretch rod ( 17 ) positionable. The preform ( 2 ) is opposite the connection element ( 28 ) of a seal ( 29 ) sealed, which may be formed for example as an O-ring. An interior ( 30 ) of the preform ( 2 ) can via an annular gap ( 31 ) with the outflow opening ( 27 ) The annular gap ( 31 ) encloses here in some areas the stretch rod ( 17 ).
3 zeigt schematisch eine ähnliche Einrichtung wie in der Darstellung gemäß 2 unter Verwendung einer hohlen Reckstange (17) mit einem eingebauten Rückschlagventil (25). Dargestellt ist allerdings ein bereits fertig geformter Behälter (11). Zu erkennen ist sowohl in 2 als auch in 3, dass vorzugsweise eine Mehrzahl von Ausströmöffnungen (24) im Bereich der Reckstange (17) angeordnet wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind derartige Ausströmöffnungen (24) auf unterschiedlichen Höhenniveaus entlang einer Längsachse (32) der Reckstange (17) positioniert. Ebenfalls zeigt das dargestellte Ausführungsbeispiel eine Ausrichtung der Ausströmöffnungen (24) mit einer im Wesentlichen horizontalen Ausströmrichtung. Sowohl die Anordnung der Ausströmöffnungen (24) im Bereich der Reckstange (17) als auch die Ausrichtung der Ausströmöffnungen (24) ist aber variierbar. Angestrebt wird typischerweise ein möglichst ruhiges und spritzarmes Ausströmverhalten. 3 schematically shows a similar device as in the illustration according to 2 using a hollow stretch rod ( 17 ) with a built-in check valve ( 25 ). However, an already finished container is shown ( 11 ). It can be recognized both in 2 as well as in 3 in that preferably a plurality of outflow openings ( 24 ) in the area of the stretch rod ( 17 ) is arranged. In the illustrated embodiment, such outflow openings ( 24 ) at different height levels along a longitudinal axis ( 32 ) of the stretch rod ( 17 ). Also, the illustrated embodiment shows an orientation of the outflow openings ( 24 ) with a substantially horizontal outflow direction. Both the arrangement of the outflow openings ( 24 ) in the area of the stretch rod ( 17 ) as well as the orientation of the outflow openings ( 24 ) is variable. The aim is typically a quiet and low-emission discharge behavior.
Bei den Ausführungsformen der 2 und 3 ist der Ringspalt (31) in zwei Teilringkanäle (31.1) und (31.2) unterteilt, von denen in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise der eine Teilringkanal (31.1) als Rückgaskanal und der andere Teilringkanal (31.2) als Flüssigkeitskanal beim Formen und Fullen dienen. Selbstverständlich können der Ruckgaskanal und der Flüssigkeitskanal im Anschlusselement (28) auch anders ausgebildet sein. Das Mehrwegedosierventil (22) ist mit einem Auslass mit dem Kanal oder Innenraum (23) der Reckstange (17) und mit einem anderen Auslass mit dem Flüssigkeitskanal oder Teilringkanal (31.2) verbunden. Das Entlüftungsventil ist mit dem Auslass (27) des Rückgaskanals oder Teilringkanals (31.1) verbunden.In the embodiments of the 2 and 3 is the annular gap ( 31 ) into two partial ring channels ( 31.1 ) and ( 31.2 ), of which in the manner described in more detail below, a partial ring channel ( 31.1 ) as the return gas channel and the other partial ring channel ( 31.2 ) serve as a liquid channel during molding and filling. Of course, the return gas channel and the liquid channel in the connection element ( 28 ) be formed differently. The reusable metering valve ( 22 ) has an outlet with the duct or interior ( 23 ) of the stretch rod ( 17 ) and with another outlet with the liquid channel or partial ring channel ( 31.2 ) connected. The bleeder valve is connected to the outlet ( 27 ) of the return gas channel or partial ring channel ( 31.1 ) connected.
Gemäß der Ausführungsform in 5 wird eine massive Reckstange (17) verwendet. Eine Zuführung des Füllgutes (21) erfolgt entlang mindestens eines Strömungskanals an der Reckstange (17) vorbei. Vorzugsweise wird hierzu der Ringspalt (31) verwendet. Auch bei dieser Ausführungsform ist es möglich, ein gezieltes Entlüften durchzuführen.According to the embodiment in FIG 5 becomes a massive stretch rod ( 17 ) used. A feed of the filling material ( 21 ) takes place along at least one flow channel on the stretch rod ( 17 ) past. Preferably, for this purpose, the annular gap ( 31 ) used. Also in this embodiment, it is possible to perform a targeted venting.
6 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Reckstange (17) eine zur Verhinderung eines Nachtropfens optimierte Ausführungsform besitzt. Im Bereich der Kuppe (17) ist hierzu ein Dichtelement (33) angeordnet. Das Dichtelement (33) kann beispielsweise durch eine Durchmesservergrößerung der Reckstange (17) bereitgestellt werden. Ebenfalls ist eine geeignete Materialauswahl denkbar. Beim Zurückziehen der Reckstange (17) aus dem Behälter (11) heraus gelangt das Dichtelement (33) in Kontakt mit einem Gegenelement (33), das im Bereich des Anschlusselementes (28) angeordnet ist. Das Gegenelement (34) ist vorzugsweise als eine Dichtung ausgeführt. Die Ausströmöffnungen (24) der Reckstange (17) sind nach einer entsprechenden Positionierung der Reckstange (17) abgedichtet vom Behälter (11) getrennt angeordnet, so dass ein Nachtropfen aus dem Innenraum (23) der Reckstange (17) heraus sicher vermieden werden kann Im Bereich des Anschlusselementes (28) ist typischerweise mindestens ein Lager (35) zur Führung der Reckstange (17) angeordnet. 6 shows an embodiment in which the stretch rod ( 17 ) has an optimized for preventing a drip off embodiment. In the area of the dome ( 17 ) is a sealing element ( 33 ) arranged. The sealing element ( 33 ) can, for example, by an increase in diameter of the stretch rod ( 17 ) to be provided. Also, a suitable material selection is conceivable. When retracting the stretch rod ( 17 ) from the container ( 11 ) out the sealing element ( 33 ) in contact with a counter element ( 33 ), which in the region of the connecting element ( 28 ) is arranged. The counter element ( 34 ) is preferably designed as a seal. The discharge openings ( 24 ) of the stretch rod ( 17 ) are after a corresponding positioning of the stretch rod ( 17 ) sealed from the container ( 11 ) arranged separately, so that dripping from the interior ( 23 ) of the stretch rod ( 17 ) can be safely avoided in the area of Connection element ( 28 ) is typically at least one warehouse ( 35 ) for guiding the stretch rod ( 17 ) arranged.
7 zeigt eine Ausführungsform, bei der wiederum eine massive Reckstange (17) verwendet wird. Durch an der Reckstange (17) vorbeilaufende Strömungskanäle, insbesondere durch den Ringspalt (31) hindurch, ist sowohl das Mehrwegedosierventil (22) für das Füllgut (21) als auch das Entlüftungsventil (26) mit dem Ringkanal (31) und über diesen bei Formen und Füllen mit dem Innenraum (30) des Vorformlings (2) bzw. des Behälters (11) verbunden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausströmöffnung (27) in einer radialen Richtung des Anschlusselementes (28) gegenüberliegend zu einer Zuführöffnung (36) angeordnet, die mit dem Mehrwegedosierventil (22) verbunden ist. 7 shows an embodiment in which in turn a massive stretching rod ( 17 ) is used. By on the stretch rod ( 17 ) passing flow channels, in particular through the annular gap ( 31 ), both the reusable metering valve ( 22 ) for the product ( 21 ) as well as the vent valve ( 26 ) with the annular channel ( 31 ) and above it during molding and filling with the interior ( 30 ) of the preform ( 2 ) or the container ( 11 ) connected. In the illustrated embodiment, the outflow opening ( 27 ) in a radial direction of the connecting element ( 28 ) opposite to a feed opening ( 36 ) arranged with the reusable metering valve ( 22 ) connected is.
8 zeigt eine Ausführungsform, bei der im Bereich des Prozessrades (9) gemäß 1 auch ein Verschließen der Behälter (11) erfolgt. Der Behälter (11) ist hierbei noch im Bereich einer Form (37) angeordnet, die einen Teil der Formstation (10) gemäß 1 ausbildet. Eine Verschließeinrichtung (38) ist bei dieser Ausführungsform bezüglich der Längsachse (32) koaxial zum Anschlusselement (28) angeordnet. Die Verschließeinrichtung (38) besitzt beispielsweise verschwenkbar angeordnete Greifer (39), die zur Beaufschlagung des Verschlusselementes (15) vorgesehen sind. Insbesondere ist daran gedacht, die Verschließeinrichtung (38) drehbeweglich relativ zum Anschlusselement (28) anzuordnen. Hierdurch kann das Verschlusselement (15) mit einem Innengewinde auf ein Außengewindes des Mündungsabschnittes (5) aufgeschraubt werden 8th shows an embodiment in which in the region of the process wheel ( 9 ) according to 1 also closing the containers ( 11 ) he follows. The container ( 11 ) is still in the range of a shape ( 37 ) which forms part of the forming station ( 10 ) according to 1 formed. A closing device ( 38 ) is in this embodiment with respect to the longitudinal axis ( 32 ) coaxial with the connecting element ( 28 ) arranged. The closing device ( 38 ) has, for example, pivotable grippers ( 39 ), which for applying the closure element ( 15 ) are provided. In particular, it is intended that the closing device ( 38 ) rotatably relative to the connecting element ( 28 ). This allows the closure element ( 15 ) with an internal thread on an external thread of the mouth section ( 5 ) are screwed
9 zeigt eine alternative Ausführungsform zur Konstruktion gemäß 8. Die Verschließeinrichtung (38) und das Anschlusselement (28) sind hier nicht koaxial relativ zueinander angeordnet, sondern werden von einem Werkzeugträger (40) abwechselnd in einer Arbeitsanordnung bzw. einer Ruheanordnung positioniert. Der Werkzeugträger (40) kann beispielsweise revolverartig ausgebildet und mit einer Drehachse (41) versehen sein. 9 shows an alternative embodiment of the construction according to 8th , The closing device ( 38 ) and the connecting element ( 28 ) are not arranged coaxially relative to each other here, but are from a tool carrier ( 40 ) alternately positioned in a work arrangement or a rest arrangement. The tool carrier ( 40 ), for example, revolver-like and with a rotation axis ( 41 ) be provided.
Bei den Ausführungsformen der 8 und 9 sind im Anschlusselement (28) jeweils zusätzlich zu dem Kanal oder Innenraum (23) der Reckstange (17) ein in diesen Figuren nicht dargestellter Flüssigkeitskanal, beispielsweise in Form des Teilringkanals (31.2), sowie bevorzugt auch ein Rückgaskanal, beispielsweise in Form des Teilringkanals (31.2), vorgesehen.In the embodiments of the 8th and 9 are in the connecting element ( 28 ) each in addition to the channel or interior ( 23 ) of the stretch rod ( 17 ) a liquid channel, not shown in these figures, for example in the form of the partial ring channel ( 31.2 ), and preferably also a return gas channel, for example in the form of the partial ring channel ( 31.2 ), intended.
Nachfolgend werden einige Prozesstypische Parameter beispielhaft näher erläutert. Das Füllgut (21) wird dem Anschlusselement (28) vorzugsweise mit einer Temperatur des umgebenden Raumes, beispielsweise im Bereich von 20°C bis 30°C, zugeführt. Das Füllgut (21) kühlt hierdurch das Material des Behälters (11) und unterstützt eine schnelle Formstabilität des geformten Behälters (11) Hierdurch wird eine sehr kurze Zykluszeit unterstützt. Ebenfalls ist es aber möglich, das Füllgut (21) stärker gekühlt oder erwärmt zuzuführen.In the following, some typical process parameters are explained in more detail by way of example. The filling material ( 21 ) is the connection element ( 28 ), preferably at a temperature of the surrounding space, for example in the range of 20 ° C to 30 ° C supplied. The filling material ( 21 ) thereby cools the material of the container ( 11 ) and supports a fast dimensional stability of the molded container ( 11 ) This supports a very short cycle time. However, it is also possible, the contents ( 21 ) supplied more cooled or heated.
Während der Formung des Behälters (11) kann das Füllgut (21) zumindest zeitweilig mit einem konstanten Volumenstrom in den Vorformling (2) bzw. den Behälter (11) eingeleitet werden. Es ist aber auch möglich, für den Volumenstrom ein geeignetes zeitliches Profil derart vorzugeben, dass zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedlich große Volumenströme generiert werden.During the molding of the container ( 11 ), the filling material ( 21 ) at least temporarily with a constant volume flow into the preform ( 2 ) or the container ( 11 ) be initiated. However, it is also possible to specify a suitable time profile for the volume flow in such a way that differently sized volume flows are generated at different times.
Vor einer Einleitung des Füllgutes (21) ist es möglich, innerhalb des Vorformlings (1) befindliche Luft abzusaugen und/oder durch ein Inertgas zu ersetzen Dies empfiehlt sich insbesondere bei oxidationsempfindlichen Füllmedien (21) Als Füllgut (21) können entweder reine Flüssigkeiten oder mit Zusätzen versehene Flüssigkeiten verwendet werden. Insbesondere ist an eine Zuführung von karbonisierten Füllmedien gedacht. Da das Füllgut (21) dem Vorformling (1) bzw. dem Behälter (2) unter Druck zugeführt wird, beispielsweise mit einem Druck von 10 bar, erweist es sich als zweckmäßig, sämtliche Strömungswege für das Füllgut (21) derart zu gestalten, dass lokale Dekompressionen durch die Strömungsvorgänge vermieden werden. Eine lokale oder zeitweilige Dekompression könnte ansonsten zu einem Ausgasen von Kohlendioxid führen.Before an introduction of the contents ( 21 ) it is possible within the preform ( 1 ) and / or replace it with an inert gas. This is particularly recommended for oxidation-sensitive filling media ( 21 ) As filling material ( 21 ) either pure liquids or with added liquids can be used. In particular, it is intended to supply carbonated filling media. Since the filling material ( 21 ) the preform ( 1 ) or the container ( 2 ) is supplied under pressure, for example, with a pressure of 10 bar, it proves useful, all flow paths for the product ( 21 ) such that local decompressions are avoided by the flow processes. Local or temporary decompression could otherwise lead to outgassing of carbon dioxide.
Alternativ zu der in 1 dargestellten Beheizung von vorzugsweise spritzgegossenen Vorformlingen (2) ist es auch möglich, die Vorformlinge (2) unmittelbar vor ihrer Umformung in die Behälter (11) herzustellen. Dies kann beispielsweise durch einen Spritzgussvorgang wie bei einem sogenannten einstufigen Spritz-Blas-Verfahren erfolgen, ebenfalls ist eine Kompressions-Formung möglich. Eine derartige Formung der Vorformlinge (2) vermeidet die Verwendung von elektrischen und elektronischen Bauteilen im Bereich einer Heizeinrichtung oder reduziert zumindest wesentlich den Umfang einer Verwendung derartiger Teile, da diese dann nur noch für eine eventuell erforderliche Temperaturprofilierung benötigt werden.Alternatively to the in 1 illustrated heating of preferably injection-molded preforms ( 2 ) it is also possible to use the preforms ( 2 ) immediately before its transformation into the containers ( 11 ). This can be done for example by an injection molding process as in a so-called single-stage injection-blow molding process, also a compression molding is possible. Such a shaping of the preforms ( 2 ) avoids the use of electrical and electronic components in the region of a heating device or at least substantially reduces the extent of use of such parts, since these are then required only for a possibly required temperature profiling.
Als Materialien für die Bauteile des Prozessrades (9) werden vorzugsweise korrosionsfeste Stoffe verwendet. Gedacht ist insbesondere an die Verwendung von nichtrostenden Stählen sowie Kunststoffen. Insbesondere ist daran gedacht, die Formen (37) ganz oder teilweise aus einem geeigneten Kunststoff auszubilden.As materials for the components of the process wheel ( 9 ) are preferably used corrosion-resistant materials. In particular, it is intended to use stainless steels and plastics. In particular, the forms ( 37 ) completely or partially form of a suitable plastic.
Zur Minimierung der erforderlichen Reckkräfte ist daran gedacht, den Reckvorgang durch eine Zufuhr des Füllgutes (21) zu unterstützen. Bei einer derartigen Unterstützung ist allerdings dafür zu sorgen, dass die Führung des Vorformlings (2) durch die Reckstange (17) sichergestellt ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die einwirkende Reckkraft gemessen wird und eine Steuerung des Volumenstromes des Füllgutes (21) derart erfolgt, dass immer eine Mindestreckkraft aufrecht erhalten bleibt. Die Größe der Reckkraft lässt sich insbesondere sehr einfach bei elektrisch angetriebenen Recksystemen durch die Messung des Antriebsstromes oder bei pneumatischen Recksystemen durch eine Druckmessung ermitteln. In order to minimize the required stretching forces is thought to the stretching process by supplying the filling material ( 21 ) to support. However, such support should ensure that the leadership of the preform ( 2 ) by the stretching rod ( 17 ) is ensured. This can be done, for example, by measuring the acting stretching force and controlling the volume flow of the filling material ( 21 ) takes place in such a way that always a minimum stretching force is maintained. The size of the stretching force can be determined very easily in electrically driven stretching systems by the measurement of the drive current or in pneumatic stretching systems by a pressure measurement.
Bei der Abfüllung von Behältern (11) mit dem Füllgut (21) ist es häufig erwunscht, nach einem Verschließen des Behälters (11) einen gasgefüllten Kopfraum bereitzustellen. Dieser freie Kopfraum kann durch die Volumenverminderung generiert werden, die aus dem Zurückziehen der Reckstange (17) resultiert.When filling containers ( 11 ) with the contents ( 21 ), it is often desirable, after closing the container ( 11 ) provide a gas-filled headspace. This free headspace can be generated by the volume reduction resulting from the retraction of the stretch rod (FIG. 17 ) results.
Die oben bereits erläuterte Materialauswahl erfolgt insbesondere auch unter Berücksichtigung von gegebenen Hygieneanforderungen. Es wird hierbei eine Entkeimbarkeit bzw. Sterilisierbarkeit gewährleistet. Ebenfalls erfolgt ein konstruktiver Aufbau derart, dass die Anforderungen an eine gute Reinigbarkeit erfüllt sind.The material selection already explained above takes place in particular taking into account given hygiene requirements. In this case, a sterilizability or sterilizability is ensured. Also, a structural design is made such that the requirements for good cleanability are met.
Eines oder mehrere der Übergaberäder können mit Servoantrieben ausgestattet sein.One or more of the transfer wheels may be equipped with servo drives.
Hierdurch wird es insbesondere unterstützt, eine vollstandige Trennung der Heizeinrichtung (4) vom Prozessrad (9) während der Durchführung von Reinigungsvorgängen zu realisieren. Ebenfalls ist daran gedacht, im Bereich mindestens eines der Übergaberäder zurückziehbare Handhabungselemente anzuordnen. Ein weiterer Feuchtigkeitsschutz kann durch die Verwendung eines Trockenlufttunnels erfolgen.In this way it is particularly supported, a complete separation of the heater ( 4 ) from the process wheel ( 9 ) during the execution of cleaning operations. It is also conceivable to arrange retractable handling elements in the region of at least one of the transfer wheels. Further moisture protection can be achieved by using a dry air tunnel.
Nachfolgend wird beispielhaft ein konkreter Prozessablauf beschrieben Vor oder nach dem Einsetzen des Vorformlings (2) in die Form (37) erfolgt zunächst ein Gasaustausch im Innenraum des Vorformlings, um insbesondere Sauerstoff zu verdrängen oder den Anteil von Sauerstoff zu vermindern. Ein Vorgang des Spülens und/oder Evakuierens dauert typischerweise höchstens 0,1 Sekunde. Das Recken des Vorformlings (2) unter Verwendung der Reckstange (17) dauert typischerweise etwa 0,2 Sekunden. Ebenfalls ist für das Füllen und die hieraus resultierende Umformung des Vorformlings (2) in den Behälter (11) ein Zeitraum von etwa 0,2 Sekunden vorgesehen. Für das anschließende Schaffen eines Kopfraumes wird typischerweise maximal ein Zeitraum von 0,2 Sekunden benötigt. Der Vorgang des Beruhigens und Entlastens des abgefüllten Behälters erfolgt bestillen Getränken äußerst schnell, bei kohlensäurehaltigen Getränken kann dieser Vorgang einen Zeitraum bis zu 5 Sekunden in Anspruch nehmen.A concrete process flow is described below by way of example before or after the insertion of the preform ( 2 ) in the form ( 37 ) first gas exchange takes place in the interior of the preform, in particular to displace oxygen or to reduce the proportion of oxygen. An operation of purging and / or evacuating typically takes at most 0.1 second. Stretching the preform ( 2 ) using the stretch rod ( 17 ) typically takes about 0.2 seconds. Likewise, for the filling and the resulting deformation of the preform ( 2 ) in the container ( 11 ) provided a period of about 0.2 seconds. For the subsequent creation of a headspace typically a maximum of 0.2 seconds is needed. The process of calming and relieving the bottled container is carried out very rapidly with carbonated beverages, this process can take up to 5 seconds to complete.
Eine Behandlung des Kopfraumes kann anschließend beispielsweise unter Verwendung einer Hochdruckaufschäumung oder einer Zudosierung von Stickstoff erfolgen. Das anschließende Zuführen einer Verschlusskappe kann bei karbonisierten Getränken einen Zeitraum bis zu 1,5 Sekunden in Anspruch nehmen. Ebenfalls nimmt der Vorgang des Verschließens bzw. Aufschraubens beispielsweise einen Zeitraum von 1,5 Sekunden in Anspruch.A treatment of the headspace can then be carried out, for example, using a high-pressure foaming or a metered addition of nitrogen. The subsequent feeding of a cap may take up to 1.5 seconds for carbonated drinks. Also, the process of closing or screwing, for example, a period of 1.5 seconds to complete.
Nach dem fertigen Verschließen des Behälters (11) öffnet die Form (37) und der abgefüllte Behälter (11) wird entnommen und abtransportiert.After the finished closing of the container ( 11 ) opens the form ( 37 ) and the filled container ( 11 ) is removed and transported away.
Während der Einleitung des Füllgutes in den umzuformenden Vorformling (2) bzw. den noch in der Formung befindlichen Behälter (11) ergibt sich in der Regel ein typischer Druckverlauf im Füllsystem bzw. im Vorformling (2) bzw. den noch in der Formung befindlichen Behälter (11). Aufgrund der Aufweitung des Behälters (11) liegt zunächst ein vergleichsweise geringer Druck vor, der zum Ende des Formungsvorgangs ansteigt. Der entsprechende Druckanstieg bzw. die Höhe des Druckanstieges im Füllsystem, insbesondere in der Füllleitung, kann als Steuergröße für einen folgenden Prozessschritt verwendet werden und gegebenenfalls den Zeitpunkt der Einleitung dieses nächsten Prozessschrittes bestimmen. Alternativ oder ergänzend ist auch daran gedacht, als Steuergrößen die Charakteristik des Druckverlaufes und/oder des Volumenstromes des Füllgutes zu verwenden.During the introduction of the contents into the preform to be formed ( 2 ) or the still in the forming container ( 11 ) results in a typical pressure curve in the filling system or in the preform ( 2 ) or the still in the forming container ( 11 ). Due to the widening of the container ( 11 ) is initially a comparatively low pressure, which increases at the end of the molding process. The corresponding increase in pressure or the amount of pressure increase in the filling system, in particular in the filling line, can be used as a control variable for a subsequent process step and optionally determine the time of initiation of this next process step. Alternatively or additionally, it is also intended to use as control variables the characteristic of the pressure profile and / or the volume flow of the filling material.
Hinsichtlich der Temperatur des Füllgutes ist insbesondere daran gedacht, das Füllgut mit einer Umgebungstemperatur zuzuführen. In Abhängigkeit von den jeweiligen Anwendungsrandbedingungen ist aber gegenüber einer Befüllung mit Umgebungstemperatur auch eine Temperaturerhöhung oder eine Temperaturerniedrigung denkbar.With regard to the temperature of the filling is especially thought to supply the contents with an ambient temperature. Depending on the respective application boundary conditions, however, an increase in temperature or a reduction in temperature is also conceivable in comparison with a filling with ambient temperature.
Gemäß einer weiteren Variante ist daran gedacht, den Füllvorgang zweistufig durchzuführen, wobei während der ersten Prozessstufe das Füllgut mit einer Temperatur zugeführt wird, die größer ist als die Temperatur während des zweiten Prozessschrittes. Der erste Prozessschritt kann beispielsweise durchgeführt werden, wenn über die Reckstange (11) die Längsreckung des Vorformlings (2) durchgeführt wird. Der zweite Prozessschritt schließt sich dann an die Durchführung des Reckvorganges an und entspricht der Queraufweitung des Behälters (11).According to a further variant, it is intended to carry out the filling process in two stages, wherein during the first process stage, the filling material is supplied at a temperature which is greater than the temperature during the second process step. The first process step can be carried out, for example, if, via the stretching rod ( 11 ) the longitudinal extension of the preform ( 2 ) is carried out. The second process step then follows the execution of the stretching process and corresponds to the transverse expansion of the container ( 11 ).
Bei der vorstehend bereits kurz erwähnten Beruhigung im Kopfraum nach der Druckentlastung ist auch daran gedacht, gegebenenfalls eine Absaugung von sich bildenden Gasen und/oder Schaum durchzuführen. In the already briefly mentioned calming in the head space after the pressure relief, it is also intended, if appropriate, to perform an extraction of forming gases and / or foam.
Hinsichtlich des Verschließens der fertig geformten und befüllten Behalter (11) sind ebenfalls unterschiedliche Varianten realisierbar. Bei einer Variante ist es möglich, einen Teil der Behandlungs- oder Form- und Füllstationen (10) auf dem Rotor oder Prozessrad (9) mit einem Revolverkopf zu versehen. Der Revolverkopf umfasst einerseits einen Blas- bzw. Form- und Füllkopf und andererseits einen Verschließkopf. Dies entspricht der schematischen Darstellung in 9. Ebenfalls ist es aber denkbar, eine integrierte Konstruktion zu verwenden, bei der der jeweilige Kopf sowohl den Blas-, den Füll- und den Verschließvorgang durchführt.With regard to the closure of the finished molded and filled containers ( 11 ) Different variants are also feasible. In one variant, it is possible to use a part of the treatment or forming and filling stations ( 10 ) on the rotor or process wheel ( 9 ) with a turret. The turret comprises on the one hand a blowing or forming and filling head and on the other hand a closing head. This corresponds to the schematic representation in FIG 9 , However, it is also conceivable to use an integrated construction in which the respective head performs both the blowing, the filling and the closing process.
Gemäß einer weiteren Variante sind zwar der Form- und Füllkopf und der Verschließkopf als separate Bauteile ausgebildet, jedoch verschwenkbar an jeder Form- und Füllstation (10) angeordnet. Gemäß einer dritten Variante ist lediglich der Form- und Füllkopf auf dem Rotor oder Prozessrad (9) angeordnet und es erfolgt eine Übergabe des noch offenen Behälters an eine separate Verschließvorrichtung, beispielsweise an ein Transportrad, das mit einem Verschließkopf ausgestattet ist.According to another variant, although the forming and filling head and the closing head are formed as separate components, but pivotable at each forming and filling station ( 10 ) arranged. According to a third variant, only the forming and filling head on the rotor or process wheel ( 9 ) is arranged and there is a transfer of the still open container to a separate closing device, for example to a transport wheel, which is equipped with a capping.
Die Applikation der Verschlusselemente (15), beispielsweise der Verschlusskappen, kann beispielsweise unmittelbar nach der Öffnung der jeweiligen Form (37) und Erfassung des Behälters (11) durch ein Halte- und Greifelement erfolgen Eine vorteilhafte Variante besteht darin, die Form (37) geschlossen zu halten und damit den Behälter (11) lagerichtig zu fixieren, wobei nur die Mündung für eine Verschließelement freigegeben wird. Diese Freigabe erfolgt in dem entweder die Form (37) für eine Winkelstrecke auf eine radial unterschiedliche Position verfahren wird oder der Form- und Füllkopf verschwenkt und oder verfahren wird, so dass die Behältermündung für eine Verschließelement frei wird.The application of the closure elements ( 15 ), for example, the closure caps, for example, immediately after the opening of the respective form ( 37 ) and detection of the container ( 11 ) by a holding and gripping element An advantageous variant consists in the shape ( 37 ) and thus keep the container ( 11 ) to fix in the correct position, wherein only the mouth is released for a closing element. This release takes place in either the form ( 37 ) is moved for an angular distance to a radially different position or the forming and filling head is pivoted and or moved, so that the container mouth is free for a closing element.
Hierdurch würde somit eine Aufgabe der Verschlusskappen auf dem Rotor oder Prozessrad (9) erfolgen. Insbesondere ist daran gedacht, vor einer Aufgabe der Verschlusselemente (15) den Mündungsraum des gefüllten Behälters (11) mit einem Inertgas zu beaufschlagen.This would thus be a task of the caps on the rotor or process wheel ( 9 ) respectively. In particular, it is thought, before a task of the closure elements ( 15 ) the mouth space of the filled container ( 11 ) to apply an inert gas.
Vorstehend wurde der einfacheren Beschreibung wegen davon ausgegangen, dass nur eine Vorratseinrichtung (20) für das Füllgut (21) vorgesehen ist. Tatsächlich weist die Form- und Füllvorrichtung oder -maschine aber eine weitere Vorratseinrichtung (20.1) für einen weiteren Anteil oder eine weitere Komponente des Füllgutes auf, der bzw. die einen höheren CO2-Gehalt aufweist als das Füllgut (21) und nachfolgend mit (21.1) bezeichnet ist.In the foregoing, it has been assumed for the sake of simpler description that only one storage device ( 20 ) for the product ( 21 ) is provided. In fact, however, the forming and filling device or machine has a further storage device ( 20.1 ) for a further proportion or a further component of the filling material, which has a higher CO2 content than the filling material ( 21 ) and subsequently with ( 21.1 ).
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung besteht die Möglichkeit das Füllgut (21) durch entsprechende Ansteuerung des Mehrwegedosierventils (22) auf wenigstens zwei unterschiedlichen Höhenniveaus in den jeweiligen Vorformling (2) einzubringen, und zwar in den mit seiner Öffnung dicht an die Dichtung (29) angepressten, d. h. in Dichtlage mit dem Anschlusselement (28) befindlichen Rohling (2), und/oder in den mit seiner Behältermündung in Dichtlage gegen die Dichtung (29) anliegenden Behälter (11) auf einem höheren Höhenniveau über den Ringspalt (31) oder den Teilringkanal (31.2) sowie auf einem tieferen oder unteren Höhenniveau über die in den Vorformling (2) oder in den Behälter (11) eingeführten Reckstange (17) bzw. über den in dieser Reckstange (17) ausgebildeten Kanal oder Innenraum (23) und die Auslassöffnungen (24), die sich dabei im unteren Bereich oder in der Nähe des Bodens (19) des Vorformlings (2) oder des entstehenden Behälters (11) befinden.The inventive construction is the possibility of filling ( 21 ) by appropriate control of the Mehrwegedosierventils ( 22 ) on at least two different height levels in the respective preform ( 2 ), in the opening with its close to the seal ( 29 ), ie in sealing position with the connecting element ( 28 ) blank ( 2 ), and / or in its with its container mouth in sealing position against the seal ( 29 ) adjacent containers ( 11 ) at a higher height level over the annular gap ( 31 ) or the partial ring channel ( 31.2 ) and at a lower or lower height level above that in the preform ( 2 ) or in the container ( 11 ) inserted stretch rod ( 17 ) or over in this stretch rod ( 17 ) trained channel or interior ( 23 ) and the outlet openings ( 24 ), which are located in the lower area or near the ground ( 19 ) of the preform ( 2 ) or the resulting container ( 11 ) are located.
Durch die Verwendung von zwei Vorratseinrichtungen (20) und (20.1) besteht insbesondere die Möglichkeit, unterschiedliche Komponenten oder Anteile des Füllgutes (21) bzw. (21.1) durch entsprechende Ansteuerung des Mehrwegedosierventils (22) auf unterschiedlichem Höhenniveau in dem Vorformling (2) oder in den sich formenden Behälter (11) einzubringen, beispielsweise eine oder beide Füllgutkomponenten (21) und (21.1) über den Ringspalt (31) oder den Teilringkanal (31.2) auf dem höheren Niveau und eine oder beide Komponenten über den Kanal oder den Innenraum (30) der Reckstange (17) und die Auslassöffnungen (24) auf dem niedrigeren Höhenniveau. Das Einbringen des Füllgutes (21) bzw. (21.1) auf den unterschiedlichen Höhenniveaus erfolgt bei entsprechender Ausbildung und Ansteuerung des Mehrwegedosierventils (22) beispielsweise zeitgleich oder zeitlich überlappend oder aber zeitversetzt, und zwar im letzten Fall bevorzugt in der Weise, dass zunächst beispielsweise in der jeweiligen Form- und Füllphase das Füllgut, beispielsweise das Füllgut (21) über den Ringspalt (31) oder den Teilringkanal (31.2) oder einen anderen Flüssigkeitskanal oder -weg an der Reckstange (17) vorbei in den Innenraum (30) des Vorformlings (2) und des sich bildenden Behälters (11) auf dem ersten höheren Höhenniveau eingebracht wird und erst dann zeitversetzt das Einbringen des Füllgutes, beispielsweise des Füllgutes (21.1) über den Kanal oder Innenraum (23) der Reckstange (17) auf dem zweiten, niedrigeren Höhenniveau erfolgt, und zwar bevorzugt erst dann, wenn die Auslassöffnung (24) von dem auf den höheren Niveau eingebrachten Füllgut, beispielsweise Füllgut (21) vollständig überdeckt ist.By using two storage devices ( 20 ) and ( 20.1 ) is in particular the possibility of different components or proportions of the filling material ( 21 ) respectively. ( 21.1 ) by appropriate control of the Mehrwegedosierventils ( 22 ) at different height levels in the preform ( 2 ) or in the forming container ( 11 ), for example, one or both Füllgutkomponenten ( 21 ) and ( 21.1 ) over the annular gap ( 31 ) or the partial ring channel ( 31.2 ) at the higher level and one or both components via the channel or the interior ( 30 ) of the stretch rod ( 17 ) and the outlet openings ( 24 ) at the lower height level. The introduction of the filling material ( 21 ) respectively. ( 21.1 ) on the different height levels is carried out with appropriate training and control of Mehrwegedosierventils ( 22 ), for example, at the same time or overlapping in time or delayed, in the latter case preferably in such a way that initially, for example, in the respective molding and filling phase, the contents, such as the contents ( 21 ) over the annular gap ( 31 ) or the partial ring channel ( 31.2 ) or another liquid channel or path on the stretch rod ( 17 ) in the interior ( 30 ) of the preform ( 2 ) and the forming container ( 11 ) is introduced at the first higher height level and only then delayed the introduction of the filling material, such as the contents ( 21.1 ) over the canal or interior ( 23 ) of the stretch rod ( 17 ) takes place at the second, lower height level, preferably only when the outlet opening ( 24 ) of the introduced to the higher level contents, such as contents ( 21 ) is completely covered.
Um Turbulenzen beim Einbringen des Füllgutes, beispielsweise des Füllgutes (21.1) über die Auslassöffnung (24) zu vermeiden, ist diese vorzugsweise innen und/oder außen mit abgerundeten Kanten und/oder trichter- oder kelchförmig ausgeführt, und zwar mit einem sich zur Außen- oder Mantelfläche der Reckstange (17) erweiternden Querschnitt. To turbulence during introduction of the filling, for example, the filling ( 21.1 ) via the outlet opening ( 24 ), this is preferably executed inside and / or outside with rounded edges and / or funnel-shaped or kelchförmig, with a to the outer or outer surface of the stretch rod ( 17 ) expanding cross-section.
Weiterhin ist die Auslassöffnung (24) bevorzugt so ausgebildet, dass ihre Achse und damit auch die Achse der Hauptströmungsrichtung des aus der Auslassöffnung (24) austretenden Füllgutes (21) bzw. (21.1) gegenüber der Achse der Reckstange (17) geneigt ist, und zwar in einem Winkel kleiner 80°, bevorzugt in einem Winkel zwischen 60 und 75°, der sich nach unten, d. h. zu der der Ebene der Dichtung (29) abgewandten Seite hin öffnen.Furthermore, the outlet opening ( 24 ) is preferably formed so that its axis and thus also the axis of the main flow direction of the outlet opening (( 24 ) leaking ( 21 ) respectively. ( 21.1 ) with respect to the axis of the stretch rod ( 17 ) is inclined, at an angle of less than 80 °, preferably at an angle between 60 and 75 °, which is downwards, ie to the plane of the seal ( 29 ) on the opposite side.
Durch die Verwendung von zwei Vorratseinrichtungen (20) und (20.1) besteht weiterhin die Möglichkeit, das Füllgut (21) bzw. (21.1) mit unterschiedlicher Temperatur und/oder mit unterschiedlichem Druck und/oder mit unterschiedlicher Konzentration an Kohlendioxid bereit zu stellen und in den jeweiligen Vorformling (2) oder den sich bildenden Behälter (11) einzuleiten.By using two storage devices ( 20 ) and ( 20.1 ), it is still possible, the contents ( 21 ) respectively. ( 21.1 ) with different temperature and / or with different pressure and / or with different concentration of carbon dioxide and in the respective preform ( 2 ) or the forming container ( 11 ).
Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, bei entsprechender Ansteuerung und Ausbildung des Mehrwegedosierventils (22) das Einleiten des Füllgutes (21) und/oder (21.1) auf dem ersten, höheren Höhenniveau und dem zweiten niedrigeren Höhenniveau zeitgleich vorzunehmen.Furthermore, it is also possible, with appropriate control and training of Mehrwegedosierventils ( 22 ) the introduction of the filling material ( 21 ) and or ( 21.1 ) at the first higher altitude level and the second lower altitude level at the same time.
Als besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn bei den vorgenannten Verfahren eine Unterschichtung erreicht wird, und zwar insbesondere in Bezug auf das Einbringen des Anteils oder der Komponente des Füllgutes (21.1) mit CO2-Gehalt oder mit dem höheren CO2-Gehalt. Es hat sich nämlich als problematisch herausgestellt, im Falle einer voll- oder teilkarbonatisierung des Füllgutes die rapide Druckentlastung nach dem Ausformen und Füllen der Behälter (11) von dem hohen Form- und Fülldruck bis zum Verschließen des jeweiligen Behälters beispielsweise bei Umgebungsdruck ohne Produktverlust zu gestalten. Eine hierbei auftretende massive Schaumbildung mit Produktverlust hindert bisher den Einsatz dieser hydraulischen Ausformtechnik für CO2-haltige Produkte.It has proven to be particularly advantageous if a sublayering is achieved in the abovementioned methods, in particular with regard to the introduction of the portion or the component of the filling material ( 21.1 ) with CO2 content or with the higher CO2 content. It has been found to be problematic, in the case of full or teilkarbonatisierung the contents of the rapid pressure relief after molding and filling the container ( 11 ) from the high forming and filling pressure to closing the respective container, for example, at ambient pressure without product loss. A massive foam formation with product loss that has hitherto prevented the use of this hydraulic molding technology for CO2-containing products.
Nach einer der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis, ist es u. a. zur Vermeidung derartiger Produktverluste besonders vorteilhaft, wenn das Füllgut (21) bzw. (21.1) oder die Anteile des Füllgutes (21) bzw. (21.1) an zu mindestens zwei Zeitpunkten oder in zu mindest zwei Prozessphasen mit unterschiedlichen CO2-Gehalten und/oder mit unterschiedlichen Temperaturen zugeführt wird. Hierbei ist es zweckmäßig, in einer zweiten oder nachfolgenden Prozessphase das Füllgut oder die Füllgutkomponente (21.1) mit der höheren Konzentration an Kohlendioxid zuzuführen. Dies hat den Vorteil, dass zwar das Füllgut (21) und (21.1) im entstehenden Behälter (11) zusammengeführt das hydraulische Druckmedium zum Formen des Behälters (11) bilden, sich aber das in den sich bildenden Behalter (11) bereits eingebrachte Füllgut (21) beruhig hat oder im Wesentlichen beruhigt hat und beim Einbringen des Füllgutes (21.1) oder des Anteils an Fullgut (21.1) mit der höheren CO2-Konzentration zuerst weitere Lösungsprozess im Flüssigkeitsvolumen ablaufen. Die zweite oder nachfolgende Prozessphase ist dabei beispielsweise eine die Form- und Füllphase abschließende Prozessphase. Das Einleiten des Füllgutes (21.1) oder des Anteils an Füllgut (21.1) mit der höheren CO2-Konzentration in das bereits vorhandene Flüssigkeitsvolumen erfolgt bevorzugt unterschichtig, d. h. z. B. im Bereich des Bodens des sich bildenden Behälters (11). Das Einbringen der Füllgutkomponenten bzw. des Füllgutes (21) und (21.1) erfolgt gesteuert durch das Mehrwegedosierventil (22).According to one of the invention underlying knowledge, it is, inter alia, to avoid such product losses particularly advantageous if the contents ( 21 ) respectively. ( 21.1 ) or the proportions of the filling material ( 21 ) respectively. ( 21.1 ) is supplied to at least two times or in at least two process phases with different CO2 levels and / or with different temperatures. It is expedient in a second or subsequent process phase, the filling material or the Füllgutkomponente ( 21.1 ) with the higher concentration of carbon dioxide. This has the advantage that, although the contents ( 21 ) and ( 21.1 ) in the resulting container ( 11 ) brought together the hydraulic pressure medium for molding the container ( 11 ), but that in the forming container ( 11 ) already introduced contents ( 21 ) has calmed or substantially calmed down and when introducing the filling ( 21.1 ) or the proportion of full ( 21.1 ) with the higher CO2 concentration first proceed to further dissolution process in the liquid volume. The second or subsequent process phase is, for example, a process phase concluding the molding and filling phase. The introduction of the filling material ( 21.1 ) or the proportion of contents ( 21.1 ) with the higher concentration of CO2 in the already existing liquid volume is preferably carried out underlayer, ie, for example, in the region of the bottom of the forming container ( 11 ). The introduction of the Füllgutkomponenten or the contents ( 21 ) and ( 21.1 ) is controlled by the reusable metering valve ( 22 ).
Eine Variante besteht darin, das Füllgut (21.1) oder den Anteil an Füllgut (21.1) mit der höheren Konzentration an Kohlendioxid vor dem Einleiten zu kühlen, und dann in der vorgenannten zweiten Prozessphase dieses Füllgut (21.1) oder den entsprechenden Anteil mit der höheren Konzentration an Kohlendioxid mit einer tieferen Temperatur als das Füllgut (21) oder der Anteil an Füllgut (21) der ersten Prozessphase in den sich bildenden Behälter (11) einzuleiten. Auch allein hierdurch stellt sich eine Unterschicht mit CO2-reichem Füllgut ein, wodurch eine Schaumbildung, auch eine Schaumbildung beim Entlasten soweit zumindest verringert wird, dass nachteilige Produktverluste nicht auftreten.A variant consists in the filling ( 21.1 ) or the proportion of contents ( 21.1 ) with the higher concentration of carbon dioxide to be cooled prior to introduction, and then in the aforementioned second process phase of this product ( 21.1 ) or the corresponding proportion with the higher concentration of carbon dioxide at a lower temperature than the product ( 21 ) or the proportion of contents ( 21 ) of the first process phase in the forming container ( 11 ). This alone also provides an underlayer with CO2-rich filling material, whereby foaming, even foaming during relieving is at least reduced so far that adverse product losses do not occur.
Hierbei sollte nach Möglichkeit der Kohlendioxidgehalt in der zweiten Prozessphase 30 Gew.-% über dem Kohlendioxidgehalt in der ersten Prozessphase liegen, insbesondere 50 Gew.-% bis 100 Gew.-% über dem Kohlendioxidgehalt in der ersten Phase. Idealerweise werden in der ersten oder vorausgehenden Prozessphase eine stille, d. h. CO2-freie Füllgutkomponente, d. h. das Füllgut (21) und in der zweiten Prozessphase eine CO2-reiche Füllgutkomponente, d. h. das Füllgut (21.1) in den sich bildenden Behälter (11) eingeleitet.In this case, if possible, the carbon dioxide content in the second process phase should be 30% by weight above the carbon dioxide content in the first process phase, in particular from 50% by weight to 100% by weight above the carbon dioxide content in the first phase. Ideally, in the first or previous process phase, a silent, ie CO2-free Füllgutkomponente, ie the contents ( 21 ) and in the second process phase, a CO2-rich Füllgutkomponente, ie the contents ( 21.1 ) in the forming container ( 11 ).
Eine Variante besteht darin, dass die Temperatur des Füllgutes (21.1) oder des Anteils des Füllgutes (21) der zweiten Prozessphase gekühlt ist, beziehungsweise mindestens 10°C unter der Temperatur der ersten oder einer vorausgegangenen Prozessphase liegt, insbesondere weniger als 10°C beträgt und idealer Weise zwischen 4°C und 8°C liegt.A variant consists in that the temperature of the filling material ( 21.1 ) or the proportion of the contents ( 21 ) of the second process phase is cooled, or is at least 10 ° C below the temperature of the first or a previous process phase, in particular less than 10 ° C and ideally between 4 ° C and 8 ° C.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Druck des Füllgutes (21.1) oder des Anteils des Füllgutes (21.1), welches bzw. welcher die hohere Kohlendioxidkonzentration und/oder die tiefere Temperatur aufweist, mindestens während des Ausformungsprozesses bzw. während der Form- und Füllphase zeitweise höher ist als der Druck mindestens eines anderen Anteils oder des restlichen Anteils des Füllgutes (21), und zwar bevorzugt um mindestens 1 bar.It has proved to be advantageous if the pressure of the filling material ( 21.1 ) or the share of the Filling material ( 21.1 ), which or which has the higher carbon dioxide concentration and / or the lower temperature, at least during the molding process or during the molding and filling phase temporarily higher than the pressure of at least one other portion or the remaining portion of the filling material ( 21 ), preferably by at least 1 bar.
Weiterhin sollte der Druck auf einer Leitungsstrecke (42) oder einem Teil der Leitungsstrecke, über die das Füllgut (21.1) oder der Anteil des Füllgutes (21.1) mit der höheren Kohlendioxidkonzentration und/oder mit der tieferen Temperatur zugeführt wird, höher als der Druck des restlichen Füllgutes (21) oder des restlichen Anteils des Füllgutes (21) sein, und zwar während des Ausformungsprozesses zumindest zeitweise um 2 bar bis 5 bar höher.Furthermore, the pressure on a line ( 42 ) or a part of the line over which the product ( 21.1 ) or the proportion of the contents ( 21.1 ) is supplied with the higher carbon dioxide concentration and / or at the lower temperature, higher than the pressure of the remaining filling material ( 21 ) or the remaining portion of the contents ( 21 ), during the molding process at least temporarily by 2 bar to 5 bar higher.
Eine Ausführung sieht vor, dass auf dem Strömungsweg des innerhalb des Reckstabes (17) fließenden Füllgutes (21) und (21.1) eine Drosselelement oder Querschnittsverengung vorgesehen ist, wobei das Drosselelement in Strömungsrichtung des Füllgutes (21) und (21.1) beispielsweise kurz vor mindestens einem Auslass (24) der des Reckstange (17) angeordnet ist. Somit wird der vorteilhafte hohe Druck bis kurz vor der ersten Entspannung beibehalten. Dies kann noch gesteigert werden, wenn ein Teil des Füllgutes (11) an der Reckstange (17) vorbei und ein Teil des Füllgutes (11) durch die Reckstange hindurch zugeführt wird. Dabei sollte zweckmäßiger Weise das starker kohlendioxidhaltige Füllgut (21.1) durch die Reckstange (17) hindurch zugeführt werden. Vorteilhaft ist auch, wenn die Reckstange (17) mindestens bereichsweise relativ zum Füllgut (21) und (21.1) thermisch isoliert wird.One embodiment provides that on the flow path of the inside of the stretching rod ( 17 ) flowing contents ( 21 ) and ( 21.1 ) a throttle element or cross-sectional constriction is provided, wherein the throttle element in the flow direction of the filling material ( 21 ) and ( 21.1 ), for example shortly before at least one outlet ( 24 ) that of the stretch rod ( 17 ) is arranged. Thus, the advantageous high pressure is maintained until shortly before the first relaxation. This can be further increased if a part of the contents ( 11 ) on the stretch rod ( 17 ) and part of the contents ( 11 ) is fed through the stretching rod. It should expediently the strong carbon dioxide-containing contents ( 21.1 ) by the stretching rod ( 17 ) are fed through. It is also advantageous if the stretch rod ( 17 ) at least partially relative to the product ( 21 ) and ( 21.1 ) is thermally isolated.
Die Form- und Füllvorrichtung bzw. -maschine umfasst somit zur Herstellung von gefüllten Behältern (11) aus einem thermoplastischen Material u. a. die mindestens eine entlang eines Transportweges eines Vorformlings (2) angeordnete Heizstrecke oder Heizvorrichtung (4) und wenigstens eine mit einer Form versehene Form- und Füllstation (10).The forming and filling device or machine thus comprises for the production of filled containers ( 11 ) of a thermoplastic material, inter alia, the at least one along a transport path of a preform ( 2 ) arranged heating section or heating device ( 4 ) and at least one shaped forming and filling station ( 10 ).
Weiterhin umfasst die Form- und Füllvorrichtung bzw. -maschine u. a. eine Zuführeinrichtung (1) für das in den Behälter (11) abzufüllendes Füllgut (21) und (21.1) sowie eine Karbonatisierungseinheit (43), die beispielsweise in der Leitungsstrecke (42) vorgesehen ist und mit der mindestens in dem Teilstrom des Füllgutes (21.1) Kohlendioxid gelöst werden kann, wobei die Form- und Füllstation (10) eine den Vorformling (2) während seiner Umformung in den Behalter (11) mindestens zeitweilig beaufschlagende Führungseinrichtung in Form einer Reckstange (17) aufweist und durch den Kanal oder Innenraum (23) der Reckstange (17) mindestens ein Teil des Füllgutes (21) leitbar ist. Am unteren Ende der Reckstange (17) ist wenigstens eine Auslassöffnung (24) des Kanals oder Innenraumes (23) vorgesehen sind.Furthermore, the forming and filling device or machine comprises, inter alia, a feed device ( 1 ) for the in the container ( 11 ) to be filled ( 21 ) and ( 21.1 ) and a carbonation unit ( 43 ), for example, in the line ( 42 ) is provided and with the at least in the partial flow of the filling ( 21.1 ) Carbon dioxide can be dissolved, the forming and filling station ( 10 ) one the preform ( 2 ) during its transformation into the container ( 11 ) at least temporarily acting guide means in the form of a stretch rod ( 17 ) and through the channel or interior ( 23 ) of the stretch rod ( 17 ) at least a portion of the contents ( 21 ) is conductive. At the lower end of the stretch rod ( 17 ) is at least one outlet opening ( 24 ) of the canal or interior ( 23 ) are provided.
Vorteilhafterweise ist eine Kühlungseinheit (44) zumindest entlang der Leitungsstrecke (42) für das Füllgut (21.1) vorgesehen, in welchem stromabwärts Kohlendioxid gelöst wird oder welches von der Karbonatisierungseinheit (43) zuströmt.Advantageously, a cooling unit ( 44 ) at least along the line ( 42 ) for the product ( 21.1 ), in which carbon dioxide is dissolved downstream or which of the carbonation unit ( 43 ) flows in.
Hierbei sollte mindestens der Leitungsabschnitt (42), in dem das kohlendioxidreiche Füllgut (21.1) oder ein Anteil hiervon geführt wird, zumindest auf einer Teillänge thermisch isoliert, beispielsweise mit einer Isolierung aus Teflon oder aus einem teflonhaltigem Material, und/oder thermisch isoliert ausgekleidet sein, beispielsweise mit Teflon oder einem teflonhaltigem Material.At least the line section ( 42 ), in which the carbon dioxide-rich filling material ( 21.1 ) or a portion of which is thermally insulated, at least on a partial length, for example, with an insulation made of Teflon or of a teflon-containing material, and / or thermally insulated be lined, for example with Teflon or a teflon-containing material.
Die 10–12 zeigen in einer Teildarstellung und im Schnitt eine Reckstange 17a, die von ihrer grundsätzlichen Funktion her der Reckstange 17 entspricht, d. h. beim Formen und Füllen des jeweiligen Behälters (11) zur Führung und zur Steuerung insbesondere der axialen Streckung des jeweiligen Vorformlings (2) bzw. des sich formenden Behälters (11) dient. Die Reckstange (17a) besteht im Wesentlichen aus einem stabförmigen Reckstangenkörper (45) mit abgerundeten freien Reckstangenende (45.1). In dem Reckstangenkörper (45) sind mehrere Kanäle ausgebildet, und zwar ein innerer, achsgleich mit der Längsachse der Reckstange (17a) angeordneter Kanal (46), der in der Nähe des Endes (45.1) an mehreren um die Achse der Reckstange (17a) verteilten Auslassöffnungen (47) auf dem unteren Niveau N1 mündet, sowie eine den inneren Kanal (46) umschließender und von diesem inneren Kanal getrennter äußerer ringförmiger Kanal (48), der an mehreren um die Achse der Reckstange (17a) verteilten oberen Auslassöffnungen (49) an der Umfangs- bzw. Mantelfläche der Reckstange (17a) auf dem oberen Niveau N2 mündet. Im Inneren der Reckstange (17a) ist weiterhin ein in der 10 allgemein mit (50) bezeichnetes Steuerventil vorgesehen, mit welchem gesteuert eine Verbindung zwischen dem inneren Kanal (46) und dem äußeren Kanal (48) hergestellt bzw. unterbrochen werden kann. Das Steuerventil (50) ist bei der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen von einem axial bewegbaren Verschlussring (51) gebildet, der beispielsweise durch eine nicht näher dargestellte Feder in seine in der 10 angehobene und die Verbindung zwischen den Kanälen (46) und (48) freigebende Stellung vorgespannt ist. Durch eine Betätigungseinrichtung, beispielsweise durch eine in der Reckstange (17a) untergebrachte Magnetspule (52) ist der Verschlussring (51) gegen die Wirkung der Feder in seine untere, die Verbindung zwischen den Kanälen (46) und (48) unterbrechende Stellung bewegbar.The 10 - 12 show in a partial view and on average a stretch rod 17a , of their basic function of the stretch rod 17 corresponds, ie when forming and filling the respective container ( 11 ) for guiding and for controlling in particular the axial extension of the respective preform ( 2 ) or the forming container ( 11 ) serves. The stretching rod ( 17a ) consists essentially of a rod-shaped stretching rod body ( 45 ) with rounded free stretching rod end ( 45.1 ). In the stretching bar body ( 45 ) are formed a plurality of channels, namely an inner, coaxial with the longitudinal axis of the stretch rod ( 17a ) channel ( 46 ), which is near the end ( 45.1 ) at several around the axis of the stretch rod ( 17a ) distributed outlet openings ( 47 ) opens at the lower level N1, as well as the inner channel ( 46 ) surrounding and separated from this inner channel outer annular channel ( 48 ), which at several around the axis of the stretch rod ( 17a ) distributed upper outlet openings ( 49 ) on the circumferential or lateral surface of the stretch rod ( 17a ) opens at the upper level N2. Inside the stretch rod ( 17a ) is still one in the 10 generally with ( 50 ) control valve is provided, with which controlled a connection between the inner channel ( 46 ) and the outer channel ( 48 ) can be made or interrupted. The control valve ( 50 ) is in the illustrated embodiment essentially of an axially movable locking ring ( 51 ) formed, for example, by a spring not shown in his in the 10 raised and the connection between the channels ( 46 ) and ( 48 ) releasing position is biased. By an actuating device, for example by a in the stretch rod ( 17a ) accommodated magnetic coil ( 52 ) is the locking ring ( 51 ) against the action of the spring in its lower, the connection between the channels ( 46 ) and ( 48 ) interrupting position movable.
Dargestellt ist in den 10–12 weiterhin das von einer elektronischen Steuereinheit (53) gesteuerte Mehrwegedosierventil (22), welches wiederum als Mehrwegeventil ausgeführt ist, welches mit einem ersten Anschluss oder Eingang mit der in der 10 nicht dargestellten Vorratseinrichtung (20) für das Füllgut (21 und mit einem zweiten Anschluss mit der in der 10 ebenfalls nicht dargestellten Vorratseinrichtung (20.1) für das Füllgut (21.1) in Verbindung steht. Die Ausgänge des Mehrwegedosierventils (22) sind über eine Flüssigkeitsverbindung (54) mit dem inneren Kanal (46) bzw. über eine Flüssigkeitsverbindung (55) mit dem äußeren ringförmigen Kanal (48) verbunden in der Flüssigkeitsverbindung (54) ist die Kühleinheit (44) angeordnet. Über die Steuereinheit (53) wird auch das Steuerventil (50) bzw. dessen Magnetspule (52) gesteuert, wobei das Steuerventil (50) in der dargestellten Variante als elektromagnetisch, linear angetriebenes System ausgeführt ist. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Verschluss- und Öffnungsgeschwindigkeiten stufenlos geregelt werden können. Es ist dabei nicht erforderlich, dass das Steuerventil (50) zu 100% dichtend ausgelegt ist, eine geringe Leckagemenge kann toleriert werden. Shown in the 10 - 12 continue that of an electronic control unit ( 53 ) controlled multiway dosing valve ( 22 ), which in turn is designed as a multi-way valve, which with a first connection or input with in the 10 not shown storage device ( 20 ) for the product ( 21 and with a second connection with the one in the 10 storage device (also not shown) ( 20.1 ) for the product ( 21.1 ). The outputs of the reusable metering valve ( 22 ) are via a fluid connection ( 54 ) with the inner channel ( 46 ) or via a fluid connection ( 55 ) with the outer annular channel ( 48 ) connected in the fluid connection ( 54 ) is the cooling unit ( 44 ) arranged. About the control unit ( 53 ), the control valve ( 50 ) or its magnetic coil ( 52 ), wherein the control valve ( 50 ) is executed in the illustrated variant as electromagnetically, linearly driven system. This has the particular advantage that the closing and opening speeds can be controlled continuously. It is not necessary that the control valve ( 50 ) is designed to be 100% sealed, a small amount of leakage can be tolerated.
Mit der Reckstange (17a) sind verschiedene Arbeitsweisen möglich, uns zwar beispielsweise das zeitgleiche Einbringen des Füllgutes, z. B. des Füllgutes (21) ohne CO2-Gehalt oder mit reduziertem CO2-Gehalt auf dem unteren Höhenniveau (N1) über die Auslassöffnungen (47) und auf dem höheren Höhenniveau (N2) über die Auslassöffnungen (49) in den Vorformling 2 bzw. in den sich formenden Behälter (11). Hierfür ist das Steuerventil (50) durch entsprechende Ansteuerung von der Steuereinheit (53) für eine Verbindung der beiden Kanäle (46) und (48) geöffnet und weiterhin das, Mehrwegedosierventil (22) durch die Steuereinheit (53) derart angesteuert, dass über dieses Dosierventil lediglich eine Verbindung zu der Flüssigkeitsverbindung (55) besteht. Dieser Betriebszustand ist in der 10 dargestellt.With the stretch rod ( 17a ) Different ways of working are possible, for example, although the simultaneous introduction of the filling material, for. B. of the contents ( 21 ) without CO2 content or with reduced CO2 content at the lower level (N1) via the outlet openings ( 47 ) and at the higher level (N2) via the outlet openings ( 49 ) in the preform 2 or in the forming container ( 11 ). For this purpose, the control valve ( 50 ) by appropriate control of the control unit ( 53 ) for a connection of the two channels ( 46 ) and ( 48 ) and continue the, reusable metering valve ( 22 ) by the control unit ( 53 ) controlled such that only a connection to the liquid connection (via this metering valve ( 55 ) consists. This operating state is in the 10 shown.
Bei geschlossenem Steuerventil (50) ist es weiterhin möglich, durch entsprechende Ansteuerung des Mehrwegedosierventils (22) über dieses Ventil für das Füllgut (21) eine Verbindung zu beiden Kanälen (46) und (48) herzustellen, sodass das Füllgut (21) wiederum entsprechend den Pfeilen über die Auslassöffnungen (47) und (49) auf den unterschiedlichen Höhenniveaus N1 und N2 in den Vorformling (2) bzw. in den sich formenden Behälter (11) eingebracht wird. In diesem in der 11 dargstellten Betriebszustand besteht weiterhin die Möglichkeit, die dem inneren Kanal (46) zugeführte und aus den unteren Austrittsöffnungen (47) austretende Teilmenge des Füllgutes (21) in der Kühleinheit (44) zu kühlen, oder aber die Flüssigkeitsverbindung (54) für einen zeitlich folgenden Verfahrensschritt mit dem Füllgut zu kühlen.With closed control valve ( 50 ), it is also possible, by appropriate control of the Mehrwegedosierventils ( 22 ) via this valve for the filling material ( 21 ) connect to both channels ( 46 ) and ( 48 ), so that the contents ( 21 ) again according to the arrows on the outlet openings ( 47 ) and ( 49 ) at the different height levels N1 and N2 in the preform ( 2 ) or in the forming container ( 11 ) is introduced. In this in the 11 In the illustrated operating state there is still the possibility that the inner channel ( 46 ) and from the lower outlet openings ( 47 ) leaking subset of the contents ( 21 ) in the cooling unit ( 44 ) or the liquid compound ( 54 ) for a temporally following process step with the contents to cool.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch entsprechende Ansteuerung des Mehrwegedosierventils (22) das Füllgut (21.1) über die Flüssigkeitsverbindung (54) im inneren Kanal (46) für den Austritt ausschließlich an den unteren Auslassöffnungen (47) bzw. auf dem Höhenniveau N1 und das Füllgut (21) für den Austritt ausschließlich an den oberen Auslassöffnungen (49) bzw. auf dem höheren Höhenniveau N2 auszubringen, wobei das Ausbringen des Füllgutes (21) und (21.1) entweder zeitgleich, zeitversetzt oder zeitlich überlappend erfolgt, und zwar bei einem zeitversetzten oder zeitlich überlappenden Ausbringen bevorzugt in der Form, dass zunächst über die oberen Auslassöffnungen (47) das Füllgut (21) und dann über die unteren Auslassöffnungen (49) das Füllgut (21.1) ausgebildet ausgebracht werden. Dieser Betriebszustand, bei dem wiederum ein Kühlen des Füllgutes (21.1) in der Kühleinheit (44) erfolgt, ist in der 12 dargestellt. Selbstverständlich können die verschiedenen, in den 10–12 dargestellten Betriebszustände in der jeweiligen Form- und Füllphase beliebig kombiniert werdenFurthermore, it is possible by appropriate control of the Mehrwegedosierventils ( 22 ) the contents ( 21.1 ) via the fluid connection ( 54 ) in the inner channel ( 46 ) for the outlet only at the lower outlet openings ( 47 ) or at the height level N1 and the contents ( 21 ) for the outlet exclusively at the upper outlet openings ( 49 ) or at the higher height level N2 deploy, the application of the filling ( 21 ) and ( 21.1 ) either at the same time, with a time offset or overlapping in time, namely in the case of a time-shifted or temporally overlapping deployment, preferably in the form that initially via the upper outlet openings ( 47 ) the contents ( 21 ) and then over the lower outlet openings ( 49 ) the contents ( 21.1 ) trained trained. This operating state, in turn, a cooling of the filling ( 21.1 ) in the cooling unit ( 44 ) is in the 12 shown. Of course, the different, in the 10 - 12 Operating states shown in the respective molding and filling phase are combined as desired
So ist es beispielsweise möglich, während der jeweiligen Form- und Füllphase in einer ersten Teilphase entsprechend der 10 das Füllgut (21) über die Auslassöffnungen (47) und (49) einzubringen, in einer zeitlich folgenden zweiten Teilphase entsprechend der 11 weiterhin das Füllgut (21) über die Auslassöffnungen (47) und (49) einzubringen und dabei zugleich die Flüssigkeitsverbindung (54) mit dem die Kühleinheit (44) durchströmenden Füllgut (21) vorzukühlen und dann entsprechend der 12 in einer dritten Teilphase über die unteren Auslassöffnungen (47) das Füllgut (21.1) einzubringen, wobei beispielsweise über die oberen Auslassöffnungen (49) weiterhin das Füllgut (21) ausgebracht wird.So it is possible, for example, during the respective molding and filling phase in a first sub-phase according to the 10 the filling material ( 21 ) via the outlet openings ( 47 ) and ( 49 ), in a subsequent second subphase according to the 11 continue the filling ( 21 ) via the outlet openings ( 47 ) and ( 49 ) and at the same time the liquid connection ( 54 ) with which the cooling unit ( 44 ) through-flowing product ( 21 ) and then according to the 12 in a third partial phase via the lower outlet openings ( 47 ) the contents ( 21.1 ), wherein, for example, via the upper outlet openings ( 49 ) the contents ( 21 ) is applied.
In jedem der Fälle bildet sich zwischen den Höhenniveaus N1 und N2 eine beruhigte Zwischenzone aus, die die Füllgutanteile voneinander abgrenzt. Einen vorteilhaften Einfluss hat dabei das vorgenannte elektromagnetisch angetriebene Steuerventil (50), weil es ein impulsarmes und damit vermischungsarmes Umschalten ermöglicht. Ein weiterer Vorteil besteht bei diesem elektromagnetisch angetriebenen Steuerventil (50) darin, dass es sehr robust ist und zu Reinigungszwecken bei entsprechenden Reinigungszyklen, durch schnelles ggf. mehrfaches Schalten sehr leicht gereinigt werden kann.In each case, between the height levels N1 and N2 forms a calmed intermediate zone, which separates the Füllgutanteile from each other. An advantageous influence thereby has the aforementioned electromagnetically driven control valve ( 50 ), because it allows a low-impulse and thus low-mix switching. Another advantage of this electromagnetically driven control valve ( 50 ) in that it is very robust and can be easily cleaned for cleaning purposes with appropriate cleaning cycles, by fast, possibly multiple switching.
Die 13 zeigt in vereinfachter Schnittdarstellung als weitere Ausführungsform eine Reckstange (17b), die sich von der Reckstange (17a) im Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass zusätzlich zu den beiden Kanälen (46) und (48) in einem oberen, dem Reckstangenende (45.1) weiter entfernt liegenden Bereich ein dritter ringförmiger Kanal (56) vorgesehen ist, der an mehreren um die Achse der Reckstange (17b) verteilten Auslass- oder Entlastungsöffnungen (57) an der Umfangs- oder Mantelfläche der Reckstange (17b) mündet. Über den Kanal (56) erfolgt beispielsweise gesteuert durch ein von der Steuereinheit (53) angesteuertes Steuerventil (58) nach dem Formen und Füllen des jeweiligen Behälters (11) das Entlasten des in dem Behälter (11) über dem Füllgutspiegel gebildeten Kopfraumes (59). Über die Auslassöffnungen (47) und bei geöffnetem Steuerventil (50) auch über die Auslassöffnungen (49) ist beispielsweise gesteuert durch ein z. B. von der Steuereinheit (53) angesteuertes Steuerventil (60) eine weitere Entlastung des Behälters (11) nach dem Formen und Füllen möglich.The 13 shows in simplified sectional view as another embodiment, a stretch rod ( 17b ) extending from the stretch rod ( 17a ) differs essentially only in that in addition to the two channels ( 46 ) and ( 48 ) in an upper, the Reckstangenende ( 45.1 ) further away a third annular channel ( 56 ) provided at several around the axis of the stretch rod ( 17b ) distributed outlet or Relief openings ( 57 ) on the circumferential or lateral surface of the stretch rod ( 17b ) opens. About the channel ( 56 ) is controlled, for example, by a control unit ( 53 ) controlled control valve ( 58 ) after forming and filling the respective container ( 11 ) relieving the in the container ( 11 ) above the filling level formed headspace ( 59 ). Via the outlet openings ( 47 ) and with open control valve ( 50 ) also via the outlet openings ( 49 ) is controlled for example by a z. From the control unit ( 53 ) controlled control valve ( 60 ) a further relief of the container ( 11 ) after forming and filling possible.
Die in den 10–13 dargestellten Reckstangen (17a) bzw. (17b) bzw. die diese Reckstangen aufweisenden Form- und Füllvorrichtungen oder -maschinen ermöglichen es auch, vor Einleitung der eigentlichen Form- und Füllphase jeweiligen Vorformling (2) zu evakuieren und/oder mit einem beispielsweise auch heißen Inert-Gas zu Spülen, und zwar bevorzugt über die unteren Auslassöffnungen (47).The in the 10 - 13 illustrated stretching bars ( 17a ) respectively. ( 17b ) or the forming and filling devices or machines having these stretching bars also make it possible, prior to the initiation of the actual forming and filling phase, to have the respective preform ( 2 ) to evacuate and / or rinsing with a hot inert gas, for example, preferably via the lower outlet openings ( 47 ).
Wie die 10–13 zeigen, sind die Auslassöffnungen (47) und (49) bzw. die Reckstange (17a) an ihrer Umfangs- oder Mantelfläche so ausgebildet, dass die Hauptstrahlrichtung des aus den Auslassöffnungen (47) bzw. (49) austretenden Mediums gegenüber der Längsachse der Reckstange (17a) in einem Winkel kleiner als 90° geneigt ist, und zwar an den unteren Auslassöffnungen (47) derart, dass dieser Winkel sich zu dem unteren Reckstangenende (45.1) offnet und an den oberen Auslassöffnungen (49) derart, dass sich dieser Winkel zu der dem unteren Reckstangenende (45.1) abgewandten Ende der Reckstange (17a) öffnet.As the 10 - 13 show, the outlet openings ( 47 ) and ( 49 ) or the stretching rod ( 17a ) is formed on its peripheral or lateral surface so that the main jet direction of the out of the outlet openings ( 47 ) respectively. ( 49 ) emerging medium with respect to the longitudinal axis of the stretch rod ( 17a ) is inclined at an angle smaller than 90 °, namely at the lower outlet openings ( 47 ) such that this angle is towards the lower stretch rod end ( 45.1 ) and at the upper outlet openings ( 49 ) such that this angle to the lower stretch rod end ( 45.1 ) facing away from the stretch rod ( 17a ) opens.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass der jeweilige Vorformling (2) während des Formens und Füllens mit seiner offenen Seite nach oben weisend in Dichtlage gegen die Dichtung (29) anliegt. Es sind aber auch Ausführungen der Form- und Füllstation (10) möglich, bei denen der jeweilige Vorformling (2) während des Formens und Füllens mit seiner offenen Seite nach unten weisend in Dichtlage gegen die Dichtung (29) oder eine entsprechende Dichtung des Anschlusselementes (28) anliegt. In diesem Fall bilden dann der Ringspalt (31) oder der Teilringkanal (31.2) oder ein anderer im Anschlusselement (28) vorgesehener Flüssigkeitskanal den Füllgutauslass für das niedrige Höhenniveau und die wenigstens eine Auslassöffnung (24) den Füllgutauslass für das höhere Höhenniveau.It was assumed above that the respective preform ( 2 ) during forming and filling with its open side facing up in sealing position against the seal ( 29 ) is present. But there are also versions of the form and filling station ( 10 ) possible, in which the respective preform ( 2 ) during molding and filling with its open side pointing down in sealing position against the seal ( 29 ) or a corresponding seal of the connecting element ( 28 ) is present. In this case, then form the annular gap ( 31 ) or the partial ring channel ( 31.2 ) or another in the connecting element ( 28 ) provided liquid channel the Füllgutauslass for the low height level and the at least one outlet opening ( 24 ) the Füllgutauslass for the higher height level.
Die Auslassöffnungen (47) bzw. (49) weisen insbesondere abgerundete Kanten bzw. Radien auf, so dass lokale Turbulenzen und Kavitation vermieden wird und eine stabile Schichtung erfolgt. Vorteilhafterweise werden die abgerundeten Kanten der Auslassöffnungen (47) und (49) bei der Reckstange sowohl radial innen als auch radial außen vorgesehen.The outlet openings ( 47 ) respectively. ( 49 ) have in particular rounded edges or radii, so that local turbulence and cavitation is avoided and a stable stratification takes place. Advantageously, the rounded edges of the outlet openings ( 47 ) and ( 49 ) are provided at the stretch rod both radially inward and radially outward.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
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Zuführvorrichtungfeeder
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22
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Vorformlingpreform
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33
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Übergaberadtransfer wheel
-
44
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Heizeinrichtungheater
-
55
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Mündungsabschnittmouth portion
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66
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Heizelementheating element
-
77
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Transporteinrichtungtransport means
-
88th
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Übergaberadtransfer wheel
-
99
-
ProzessradProzessrad
-
1010
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Form- und FüllstationForming and filling station
-
1111
-
Behältercontainer
-
1212
-
Entnahmeradextraction wheel
-
1313
-
Ausgabestreckedelivery line
-
1414
-
Eingabeeinrichtunginput device
-
1515
-
Verschlusselementclosure element
-
1616
-
Form-AbschottungForm foreclosure
-
17, 17a, 17b17, 17a, 17b
-
Reckstab oder ReckstangeStretching rod or stretching rod
-
17.117.1
-
Verengungnarrowing
-
1818
-
Kuppe der ReckstangeDome of the stretch rod
-
1919
-
Boden des VorformlingsBottom of the preform
-
20, 20.120, 20.1
-
Vorratseinrichtungstocker
-
21, 21.121, 21.1
-
Füllgutfilling
-
2222
-
Dosierventilmetering valve
-
2323
-
Innenraum der ReckstangeInterior of the stretch rod
-
2424
-
Auslassöffnungoutlet
-
2525
-
Rückschlagventilcheck valve
-
2626
-
Entlüftungsventilvent valve
-
2727
-
Auslassöffnungoutlet
-
2828
-
Anschlusselementconnecting element
-
2929
-
Dichtungpoetry
-
3030
-
Innenraum des VorformlingsInterior of the preform
-
3131
-
Ringspaltannular gap
-
31.1, 31.231.1, 31.2
-
Teilring-KanalabschnittPartial annular channel section
-
3232
-
Längsachse der Flasche bzw. ReckstangeLongitudinal axis of the bottle or stretch rod
-
3333
-
Dichtelementsealing element
-
3434
-
Gegenelementcounter-element
-
3535
-
Lagercamp
-
3636
-
Zuführöffnungfeed
-
3737
-
Formshape
-
3838
-
Verschließeinrichtungclosing
-
3939
-
Greifergrab
-
4040
-
Werkzeugträgertool carrier
-
4141
-
Drehachseaxis of rotation
-
4242
-
Leitung oder LeitungsstreckeLine or line
-
4343
-
KarbonatisierungseinheitKarbonatisierungseinheit
-
4444
-
Kühlungseinheitcooling unit
-
4545
-
ReckstangenkörperStretching rod body
-
45.145.1
-
ReckstangenendeStretching rod end
-
4646
-
Kanalchannel
-
4747
-
Auslassöffnungoutlet
-
4848
-
Kanalchannel
-
4949
-
Auslassöffnungoutlet
-
5050
-
Steuerventilcontrol valve
-
5151
-
Verschlussringlock ring
-
52 52
-
MangetspuleMangetspule
-
5353
-
Steuerelektronikcontrol electronics
-
54, 5554, 55
-
Flüssigkeitsverbindungenfluid connections
-
5656
-
Kanalchannel
-
5757
-
Auslassöffnungoutlet
-
5858
-
Steuerventilcontrol valve
-
5959
-
Kopfraumheadspace
-
6060
-
Steuerventilcontrol valve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 4340291 A [0002, 0002] DE 4340291 A [0002, 0002]
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DE 4212583 A [0003] DE 4212583 A [0003]
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DE 2352926 A [0003] DE 2352926 A [0003]
