DE102014216562A1 - Mold filling machine and method for molding and filling containers - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters sowie zu dessen Befüllung mit mindestens einem Füllprodukt in einer Form dar, wobei das Einbringen eines Preforms in die Form, insbesondere eine Blasform, und das zumindest teilweise Herstellen des Kunststoffbehälters durch Beaufschlagen des Preforms mit zumindest einem ersten Medium vorgesehen ist und wobei es sich bei dem ersten Medium um Flüssigkeit handelt.The present invention provides a method for producing a plastic container and for filling it with at least one filling product in a mold, wherein the introduction of a preform into the mold, in particular a blow mold, and the at least partially producing the plastic container by applying the preform with at least one the first medium is provided and wherein the first medium is liquid.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern und eine Formfüllmaschine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a method for molding and filling of plastic containers and a mold filling machine for carrying out the method according to the invention.
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern in vorteilhafter Weise weiterzubilden. Insbesondere soll der für das Herstellen und Füllen der Kunststoffbehälter benötigte apparative und/oder zeitliche Aufwand reduziert werden.Object of the present invention is to develop known devices and methods for molding and filling plastic containers in an advantageous manner. In particular, the apparatus and / or time required for producing and filling the plastic container should be reduced.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und einer Formfüllmaschine nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.This object is achieved by a method according to
Eine Formfüllmaschine umfasst definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter.By definition, a mold-filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Ausformen und Füllen von Behältern aus Kunststoff, bei dem Vorformlinge in Hohlformen durch zumindest anteiliges Einleiten eines inkompressiblen Formfluids unter Überdruck zu den Behältern umgeformt werden, und bei dem die Behälter in den Hohlformen mit einem Produkt gefüllt werden, indem das Formfluid durch das Produkt ersetzt wird oder durch wenigstens eine Komponente des Produkts teilweise ersetzt wird. Das inkompressible Formfluid ist somit nicht mit dem in der Hohlform abgefüllten und/oder ausgemischten flüssigen Produkt identisch.The inventive method is used for molding and filling of plastic containers in which preforms are converted into molds by at least partially introducing an incompressible molding fluid under pressure to the containers, and in which the containers are filled in the molds with a product by the molding fluid is replaced by the product or is partially replaced by at least one component of the product. The incompressible molding fluid is therefore not identical to the liquid product filled and / or mixed in the hollow mold.
Die Vorformlinge bestehen aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie beipielsweise PET, PE, PP oder dergleichen, und können auf herkömmliche Weise für das Umformen in einem voran geschalteten Ofen erwärmt werden.The preforms are made of a thermoplastic such as PET, PE, PP, or the like, and may be heated in a conventional manner for forming in a pre-connected oven.
Unter dem anteiligen Einleiten eines inkompressiblen Formfluids ist zu verstehen, dass zumindest ein Teil, insbesondere ein abschließender Teil, des Umformprozesses in der Hohlform durch hydraulisches Aufpressen des Vorformlings/Behälters erfolgt, im Gegensatz zu einem pneumatischen Aufblasen durch ein kompressibles Formfluid, wie beispielsweise Pressluft.The proportionate introduction of an incompressible molding fluid is to be understood that at least a part, in particular a final part, of the forming process in the mold by hydraulic pressing of the preform / container takes place, in contrast to a pneumatic inflation by a compressible molding fluid, such as compressed air.
Ein ausschließlich hydraulisches Aufpressen des Vorformlings hat den Vorteil, dass eine Druckluftversorgung für die Behandlungsstationen zum Zweck des Ausformens entbehrlich ist. Ein teilweise pneumatisches Aufblasen mit einem kompressiblen Formfluid kann jedoch insbesondere für ein anfängliches Vorblasen des Behälters in der Hohlform vorteilhaft sein. Ebenso könnte das kompressible Formfluid Kohlendioxid sein, das nach dem Vorblasen zumindest anteilig im Vorformling/Behälter verbleibt und im anschließend unter Überdruck eigeleiteten inkompressiblen Formfluid in Lösung geht, um das Produkt zu karbonisieren.An exclusively hydraulic pressing of the preform has the advantage that a compressed air supply for the treatment stations for the purpose of molding is unnecessary. Partial pneumatic inflation with a compressible molding fluid, however, may be particularly advantageous for initial pre-blowing of the container in the mold cavity. Likewise, the compressible molding fluid could be carbon dioxide, which remains at least partially in the preform / container after pre-blowing and goes into solution in the incompressible molding fluid, which is subsequently under pressure, in order to carbonize the product.
Das Formfluid könnte hinsichtlich seines Volumenanteils eine Hauptkomponente des abzufüllenden Produkts sein, insbesondere ein Verdünnungsmittel für eine als Konzentrat vorgehaltene und beim Füllen eingeleitete Produktkomponente, wie beispielsweise Sirup. Das Produkt, beispielsweise ein Getränk, wird dann im Behälter gemischt. Hierzu wird vorzugsweise kein Unterdruck im Behälter erzeugt und/oder nur der durch die Produktkomponente zu ersetzende Volumenenteil aus dem Behälter entfernt.The molding fluid could be a major component of the product to be filled in terms of its volume fraction, in particular a diluent for a product component stored as a concentrate and introduced during filling, for example syrup. The product, for example a drink, is then mixed in the container. For this purpose, preferably no negative pressure in the container is produced and / or only the volume component to be replaced by the product component is removed from the container.
Beispielsweise wird das Formfluid beim Füllen dann anteilig durch Einleiten der Produktkomponente mit Überdruck verdrängt. Formfluid und Produktkomponente werden vorzugsweise über getrennte Zuleitungen am Ventilkopf bereitgestellt, könnten aber auch durch eine gemeinsamen Zuleitung seriell durch den Ventilkopf gefördert werden.For example, during filling, the molding fluid is proportionally displaced by introducing the product component with overpressure. Mold fluid and product component are preferably provided via separate feed lines on the valve head but also be conveyed serially through the valve head by a common supply line.
Vorzugsweise werden die Vorformlinge vor und/oder während des Einleitens des inkompressiblen Formfluids mechanisch gereckt. Mittels einer Reckstange lässt sich eine gezielte Längsverformung des Vorformlings bewirken oder zumindest unterstützen.Preferably, the preforms are mechanically stretched before and / or during the introduction of the incompressible molding fluid. By means of a stretch rod, a targeted longitudinal deformation of the preform can cause or at least support.
Vorzugsweise wird der Druck des inkompressiblen Formfluids beim Umformen der Vorformlinge jeweils gesteuert verändert. Beispielsweise kann das Druckniveau im Formfluid im Wesentlichen stufenweise geändert werden. Einem zu Beginn des Umformens herrschenden Niveau des Fluiddrucks könnten weitere Druckniveaus folgen, die nicht zwangsläufig zunehmend ansteigend ausgebildet sein müssen. Druckanstieg und Druckabnahme könnten in beliebiger Reihenfolge während des einzelnen Umformprozesses kombiniert werden, um beispielsweise unterschiedliche Streckraten in einzelnen Phasen des Umformprozesses zu erzeugen. Ein hydraulisches Aufpressen des Vorformlings ist jedoch prinzipiell auch bei einheitlichem Fluiddruck möglich.Preferably, the pressure of the incompressible molding fluid during the forming of the preforms is controlled in each case changed. For example, the pressure level in the molding fluid may be changed substantially stepwise. A level of fluid pressure prevailing at the beginning of forming could be followed by further pressure levels, which need not necessarily be increasingly increasing. Pressure increase and pressure decrease could be combined in any order during the individual forming process, for example, to produce different draw rates in individual phases of the forming process. However, a hydraulic pressing of the preform is in principle possible even with uniform fluid pressure.
Vorzugsweise wird das inkompressible Formfluid zumindest während eines zeitlichen Teilabschnitts des Umformens auf eine Konditionierungstemperatur zur Konditionierung des Kunststoffs erwärmt und insbesondere noch während des Umformens demgegenüber wieder abgekühlt. Die Temperatur des Formfluids ist somit insbesondere zu Beginn des Einleitens höher als zum Ende des Einleitens.Preferably, the incompressible molding fluid is heated to a conditioning temperature for conditioning the plastic, at least during a partial time segment of the forming, and in particular cooled again during the forming process. The temperature of the molding fluid is thus higher, especially at the beginning of the introduction, than at the end of the introduction.
Die Konditionierungstemperatur kann beispielsweise den Kristallisationsgrad und/oder die Kristallisationsgeschwindigkeit des Kunststoffs beeinflussen. So ist es denkbar, thermisch induzierte Kristallisation durch Einleiten bei einer Konditionierungstemperatur von 80–90°C zu unterdrücken. Auch könnte die Konditionierungstemperatur höher sein als eine beim Einleiten des Formfluids im Vorformling herrschende Temperatur, wie beispielsweise eine mittlere Wandtemperatur in einem bestimmten Bereich des Vorformlings. Ebenso kann einer durch Verstreckung mechanisch induzierten Kristallisation des Kunststoffs gezielt in bestimmten Phasen der Umformung entgegengewirkt werden, insbesondere falls die Konditionierungstemperatur höher ist als eine Temperatur des Vorformlings oder eines bestimmten Bereichs des Vorformlings.The conditioning temperature can influence, for example, the degree of crystallization and / or the crystallization rate of the plastic. Thus, it is conceivable to suppress thermally induced crystallization by introducing it at a conditioning temperature of 80-90 ° C. Also, the conditioning temperature could be higher than a temperature prevailing upon introduction of the molding fluid into the preform, such as an average wall temperature in a particular area of the preform. Likewise, a mechanically induced by crystallization crystallization of the plastic can be selectively counteracted in certain phases of the forming, in particular if the conditioning temperature is higher than a temperature of the preform or a certain range of the preform.
Einleiten eines gegenüber der Konditionierungstemperatur abgekühlten Formfluids gegen Ende des Umformens, wie beispielsweise nach Erreichen von 90% des endgültigen Behältervolumens, oder nach Abschluss des Umformens begünstigt eine schnelle Abkühlung des Behälters, um eine für das anschließende Abfüllen in der Hohlform und/oder die Entnahme des Behälters erwünschte mechanische Stabilität des Behälters zu gewährleisten.Introducing a mold fluid cooled to conditioning temperature towards the end of forming, such as after reaching 90% of the final container volume, or after completion of forming, promotes rapid cooling of the container to one for subsequent filling in the mold and / or removal of the mold Container to ensure desired mechanical stability of the container.
Vorzugsweise besteht das Formfluid aus sterilem Wasser und/oder aus einem Sterilisationsmittel, das aus dem Behälter mit insbesondere sterilem Wasser vorzugsweise heraus gespült wird. Dadurch lässt sich eine Rekontamination der Vorformlinge, die aufgrund ihrer thermischen Vorgeschichte beim Aufheizen in einem Ofen im Wesentlichen steril einlaufen, verhindern. Mit einem inkompressiblen Sterilisationsmittel, wie beispielsweise Peressigsäure, lässt sich der hergestellte Behälter zusätzlich reinigen und/oder sterilisieren.The molding fluid preferably consists of sterile water and / or of a sterilizing agent which is preferably rinsed out of the container, in particular with sterile water. As a result, it is possible to prevent recontamination of the preforms, which, due to their thermal history, are substantially sterile when heated in an oven. With an incompressible sterilizing agent such as peracetic acid, the container produced can be additionally cleaned and / or sterilized.
Vorzugsweise wird das Sterilisationsmittel aus dem Behälter durch Spülen mit insbesondere sterilem Wasser entfernt. Nach einem gegebenenfalls anteiligen hydraulischen Umformen mit Sterilisationsmittel kann der noch nicht fertig ausgeformte Behälter zuerst durch Absaugen entleert und dann mit vorzugsweise sterilem Wasser weiter hydraulisch ausgeformt werden. Spülen wäre jedoch auch ohne Absaugung denkbar, indem vorzugsweise steriles Wasser das Sterilisationsmittel aus dem noch nicht oder bereits fertig ausgeformten Behälter verdrängt.Preferably, the sterilant is removed from the container by rinsing with, in particular, sterile water. After an optionally proportionate hydraulic forming with sterilizing agent, the not yet finished molded container can first be emptied by suction and then further formed with preferably sterile water hydraulically. Rinsing, however, would also be conceivable without suction by preferably sterile water displacing the sterilant from the not yet or already finished molded container.
Im erfindungsgemäßen und besonders bevorzugten Füllverfahren wird für das Einfüllen des Produkts oder der Produktkomponente ein interner Unterdruck im Behälter erzeugt. Der interne Unterdruck im Behälter ermöglicht ein schnelles Füllen mit Produkt und/oder Produktkomponenten. Hierzu ist lediglich ein Ventil, das eine Verbindung zu einem Vorlagebehälter und/oder einer Produktleitung herstellt, zu öffnen. Das Produkt schießt aus dem Ventilkopf, je nach herrschendem Druckunterschied, strahlförmig in den Behälter. Der interne Unterdruck liegt beispielsweis zwischen 0,6 und 0,9 bar. Vorzugsweise wird der Behälter vor dem Erstellen des Unterdrucks im Behälter vollständig entleert, das heißt, das Formfluid und/oder das Sterilisations- und/oder das Spülfluid wird entfernt. Das Entfernen kann beispielsweise durch Ablassen des Formfluids (insbesondere, wenn der Behälter in der Hohlform mit der Öffnung in Schwerkraftrichtung nach unten eingebracht ist), durch zumindest teilweises Heraussaugen des Formfluids mittels der Fülldüse und/oder der Reckstange erfolgen.In the filling process according to the invention and particularly preferred, an internal negative pressure is generated in the container for the filling of the product or the product component. The internal vacuum in the container allows for quick filling with product and / or product components. For this purpose, only a valve which establishes a connection to a storage container and / or a product line to open. The product shoots from the valve head, depending on the prevailing pressure difference, jet-shaped into the container. The internal negative pressure is for example between 0.6 and 0.9 bar. Preferably, the container is completely emptied before creating the negative pressure in the container, that is, the molding fluid and / or the sterilization and / or the rinsing fluid is removed. The removal may be accomplished by, for example, draining the molding fluid (particularly when the container is inserted downwardly in the mold with the opening in the direction of gravity) by at least partially sucking out the molding fluid by means of the filling nozzle and / or the stretching rod.
Vorzugsweise wird der interne Unterdruck zumindest anteilig durch Absaugen des Formfluids aus dem Behälter erzeugt. Zu diesem Zweck wird der fertig ausgeformte Behälter über den Ventilkopf an eine Unterdruckleitung/Absaugeinheit angeschlossen, sodass das Formfluid aus dem Behälter entfernt wird und in einem Arbeitsschritt ein interner Unterdruck erzeugt wird. Dieser wid für das anschließende Abfüllen aufrecht erhalten oder lediglich ergänzt. Somit lässt sich gleichzeitig ein unerwünschtes Eindringen von Umgebungsluft in den Behälter vermeiden.Preferably, the internal negative pressure is at least partially generated by suction of the molding fluid from the container. For this purpose, the finished molded container is connected via the valve head to a vacuum line / suction unit, so that the molding fluid is removed from the container and in one step, an internal negative pressure is generated. This wid is maintained for subsequent bottling or merely supplemented. Thus lets At the same time avoid unwanted ingress of ambient air into the container.
Vorzugsweise wird zum Einfüllen des Produkts oder der Produktkomponente auf der Außenseite des Behälters ein externer Unterdruck erzeugt, der dem internen Unterdruck am Behälter kompensatorisch entgegenwirkt. Somit lässt sich an der Behälterwand näherungsweise ein Druckgleichgewicht herstellen, das ein Kollabieren des Behälters, also ein Zusammenziehen der Behälterwand nach innen, und somit eine Reduzierung des Behältervolumens beim Abfüllen verhindert.Preferably, an external negative pressure is generated for filling the product or the product component on the outside of the container, which counteracts the internal negative pressure on the container compensatorily. Thus, it is possible to produce approximately a pressure equilibrium on the container wall, which prevents a collapse of the container, ie a contraction of the container wall inwards, and thus a reduction of the container volume during filling.
Der externe Unterdruck kann beispielweise durch Kanäle in der Wand der Hohlfom, die gegebenfalls auch zur Entlüftung beim Ausformen des Behälters dienen, erzeugt werden. Der Bereich der Hohlform, in dem der externe Unterdruck erzeugt wird, ist vorzugsweise entsprechend luftdicht nach außen hin abgedichtet. Dies ermöglicht eine effiziente Kompensation des internen Unterdrucks, insbesondere auf einem für eine schnelle Abfüllung innerhalb von 0,2–0,5 s ausreichend niedrigen Unterdruckniveau.The external negative pressure can be generated, for example, by channels in the wall of the hollow body, which if necessary also serve for venting during the molding of the container. The region of the hollow mold in which the external negative pressure is generated is preferably sealed airtight to the outside accordingly. This enables an efficient compensation of the internal negative pressure, in particular on a sufficiently low vacuum level for a fast filling within 0.2-0.5 s.
Vorzugsweise werden die Behälter unmittelbar vor dem Füllen aus einer Lage mit nach unten weisender Mündung in eine Lage mit nach oben weisender Mündung gedreht. Die Hohlformen können prinzipiell mit dem Ventilkopf nach unten und/oder mit dem Ventilkopf nach oben durch die Formfüllmaschine gefahren werden. Die Orientierung der Vorformlinge/Behälter kann sich beim Umlaufen an der Formfüllmaschine ändern, insbesondere zum Umformen mit Mündung nach oben und zum Entfernen des Formfluids mit Mündung nach unten. Die Schwerkraft unterstützt und vereinfacht dann ein Absaugen des Formfluids. Beim Abfüllen wird der Behälter dann wieder mit Mündung nach oben transportiert.Preferably, immediately prior to filling, the containers are rotated from a downwardly facing mouth to an upwardly facing mouth. The molds can be driven in principle with the valve head down and / or with the valve head up through the mold filling machine. The orientation of the preforms / containers may change as they circulate on the mold-filling machine, particularly for upmolding reshaping and for removing the downmolding molding fluid. Gravity then facilitates and simplifies extraction of the molding fluid. When filling the container is then transported again with the mouth up.
Die erfindungsgemäße Formfüllmaschine eignet sich zum Durchführen des Verfahrens gemäß wenigstens einer der obigen Ausgestaltungen und umfasst mehrere Behandlungsstationen, die zum selektiven Einleiten des Formfluids in die Vorformlinge und zum selektiven Einleiten des Produkts oder der Komponente des Produkts in die Behälter ausgebildet sind. Zum selektiven Einleiten sind insbesondere von einer elektrischen Steuereinheit ansteuerbare Ventile vorhanden.The mold filling machine according to the invention is suitable for carrying out the method according to at least one of the above embodiments and comprises a plurality of treatment stations, which are designed for selectively introducing the molding fluid into the preforms and for selectively introducing the product or the component of the product into the containers. For selectively initiating valves that can be controlled by an electrical control unit in particular are present.
Vorzugsweise umfassen die Behandlungsstationen Ventilköpfe mit durch die Ventilköpfe führenden und/oder gesteuert verschließbaren Zuleitungen für das Formfluid und das Produkt/die Komponente des Produkts. Formfluid und Produkt/Produktkomponente lassen sich beispielsweise über getrennte Zuleitungen zuführen und getrennt mit im/am Ventilkopf ausgebildeten Ventilen zuschalten. Formfluid und Produkt/Produktkomponente werden durch eine am Ventilkopf ausgebildete Fluiddüse in den Vorformling/Behälter einleiten. Die Fluiddüse arbeitet als kombinierte Formdüse (im Sinne einer Blasdüse) und Fülldüse (im Sinne eines Füllventils).Preferably, the treatment stations comprise valve heads with supply lines for the molding fluid and the product / component of the product which are guided through the valve heads and / or can be closed in a controlled manner. Form fluid and product / product component can be supplied, for example, via separate supply lines and connected separately with trained in / on the valve head valves. Mold fluid and product / product component will be introduced into the preform / container through a fluid nozzle formed on the valve head. The fluid nozzle works as a combined molding nozzle (in the sense of a blowing nozzle) and filling nozzle (in the sense of a filling valve).
Sämtliche beschriebenen Ausführungsformen sind besonders vorteilhaft bei wenigstens anteilig hydraulischem Ausformen der Behälter. Ausschließlich pneumatisch mit Druckluft oder dergleichen ausgeformte Behälter lassen sich in einer Formfüllmaschine jedoch ebenso bei internem Unterdruck besonders effizient füllen. Es sind dann betroffene hydraulische Leitungen, Ventile oder dergleichen für kompressible Formfluide auszubilden, wie beispielsweise Blasluft, Kohlendioxid oder dergleichen.All described embodiments are particularly advantageous in at least partially hydraulic molding of the container. However, containers that are only pneumatically formed with compressed air or the like can be filled particularly efficiently in a mold-filling machine, as well as with internal negative pressure. There are then affected hydraulic lines, valves or the like form for compressible molding fluids, such as blowing air, carbon dioxide or the like.
Insbesondere die nachfolgenden Ausführungsformen können daher alternativ auch mit einer Formfüllmaschine zum Ausformen und Füllen von Behältern in Hohlformen gebildet werden, die mehrere Hohlformen mit Ventilköpfen umfasst, die zum selektiven Einleiten wenigstens eines kompressiblen und/oder inkompressiblen Formfluids unter Überdruck in die Vorformlinge und zum selektiven Einleiten eines Produkts in die Behälter ausgebildet sind. Es sind dann beispielsweise getrennt elektrisch ansteuerbare Ventile für das kompressible Formfluid und das Produkt im/am Ventilkopf ausgebildet.In particular, therefore, the following embodiments may alternatively be formed with a mold-filling machine for molding and filling containers in molds comprising a plurality of valve-head molds adapted to selectively introduce at least one compressible and / or incompressible molding fluid under positive pressure into the preforms and for selective introduction a product are formed in the container. There are then formed, for example, separately electrically controllable valves for the compressible molding fluid and the product in / on the valve head.
Vorzugsweise umfasst die Formfüllmaschine durch die Ventilköpfe führende und/oder gesteuert verschließbare Absaugleitungen zum Absaugen des Formfluids aus den Behältern und/oder zum Erzeugen eines internen Unterdrucks innerhalb der Behälter. Ein gesteuertes Verschließen ermöglichen beispielsweise elektrisch ansteuerbare Ventile.Preferably, the mold filling machine comprises by the valve heads leading and / or controlled closable suction for sucking the molding fluid from the containers and / or for generating an internal negative pressure within the container. A controlled closing, for example, allow electrically controllable valves.
Vorzugsweise umfassen die Behandlungsstationen ferner Dichtelemente, um Formteile, die jeweils eine der Hohlformen ausbilden, gegenseitig und gegenüber dem jeweils zugeordneten Ventilkopf luftdicht abzudichten. Es lässt sich somit ein Unterdruck innerhalb eines von der Hohlform ausgebildeten Umformraums und außerhalb der Behälter effizient erzeugen und/oder aufrecht erhalten.Preferably, the treatment stations further comprise sealing elements to airtightly seal moldings, each forming one of the molds, against each other and against the respective associated valve head. It is thus possible to efficiently generate and / or maintain a negative pressure within a forming space formed by the hollow mold and outside the containers.
Vorzugsweise sind in den Hohlformen Entlüftungskanäle ausgebildet, die sich gesteuert verschließen und/oder gesteuert an Absaugleitungen anschließen lassen, um einen externen Unterdruck in den Hohlformen außerhalb der Behälter zu erzeugen. Hierzu eignet sich beispielsweise ein insbesondere elektrisch gesteuertes Dreiwegeventil.Preferably, venting channels are formed in the molds, which can be closed controlled and / or controlled connected to suction lines to produce an external negative pressure in the molds outside the container. For example, a particularly electrically controlled three-way valve is suitable for this purpose.
Beispielsweise verlaufen die Dichtelemente entlang der inneren Hohlformkontur und sind in seitlichen Formteilen befestigt. Ebenso könnten Dichtelemente in Trägerschalen für die seitlichen Formteile der Hohlform ausgebildet sein. Vorzugsweise sind ferner Dichtelemente zwischen seitlichen Formteilen und einem unteren Formteil sowie dem Ventilkopf ausgebildet.For example, the sealing elements extend along the inner mold contour and are fastened in lateral moldings. Likewise, sealing elements could be formed in carrier shells for the lateral moldings of the mold. Preferably, further sealing elements between lateral moldings and a lower mold part and the valve head.
Vorzugsweise umfassen die Behandlungsstationen ferner jeweils individuell ansteuerbare Kompressoren und/oder Heizelemente für das Formfluid. Dadurch lassen sich Druckverläufe und Temperaturverläufe an jeder Behandlungsstation und für jeden Behälter getrennt erzeugen.Preferably, the treatment stations further comprise individually controllable compressors and / or heating elements for the molding fluid. As a result, pressure profiles and temperature profiles can be generated separately at each treatment station and for each container.
Die erfindungsgemäße Formfüllmaschine basiert vorzugsweise auf einem kontinuierlich drehbaren Karussell, an dem mehrere Behandlungsstationen befestigt sind. Vorhanden ist vorzugsweise ferner ein mittels Einlaufstern oder dergleichen angekoppelter Ofen zum Erwärmen der Vorformlinge. Diese könnten allerdings auch direkt von einer angeschlossenen Spritzgussmaschine mit geeigneter Einlauftemperatur bereitgestellt werden. Vorhanden ist vorzugsweise ferner eine Verschließmaschine, die mittels Auslaufstern oder dergleichen angekoppelt oder im Bereich eines Auslaufsterns ausgebildet ist. Allerdings könnten die mit Produkt gefüllten Behälter auch auf dem Karussell umlaufend verschlossen werden.The mold filling machine according to the invention is preferably based on a continuously rotatable carousel to which a plurality of treatment stations are attached. Also preferably present is a furnace coupled by means of an infeed star or the like for heating the preforms. However, these could also be provided directly from a connected injection molding machine with a suitable inlet temperature. A sealing machine which is coupled by means of a discharge star or the like or in the region of an outlet star is preferably also present. However, the containers filled with product could also be sealed circumferentially on the carousel.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formfüllmaschine ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:A preferred embodiment of the mold filling machine according to the invention is shown in the drawing. Show it:
ID 12 Hydraulisches Blasen mit vorab verschlossenem PreformID 12 Hydraulic blowing with pre-sealed preform
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern gemäß den Obergegriffen der Ansprüche 1 und 17, sowie einen Vorformling gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.The invention relates to a method for molding and filling plastic containers according to the preambles of
Bekannterweise lassen sich Kunststoffbehälter, beispielsweise PET-Behälter, im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers, for example PET containers, can be produced from preforms by stretch blow molding.
Es gibt auch bereits Verfahren, bei denen PET-Vorformlinge mittels hydraulischem Druck, d. h., mit Hilfe eines inkompressiblen Fluids statt Pressluft verformt werden. Dabei sind im Grunde zwei Wege bekannt, nämlich dass die Verformung mit dem Produkt stattfindet, welches am Ende im Behälter verbleibt oder, dass eine Flüssigkeit verwendet wird, die nach dem Verformungsvorgang wieder aus dem Behälter entfernt wird.There are also already methods in which PET preforms by means of hydraulic pressure, d. h., Are deformed using an incompressible fluid instead of compressed air. There are basically two ways known, namely that the deformation takes place with the product, which remains in the container at the end or that a liquid is used, which is removed again after the deformation process from the container.
Die
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Der Nachteil bei den bekannten hydraulischen Umformverfahren besteht darin, dass die fertiggeformten Behälter nach dem Befüllen mit Produkt aus der Formmaschine offen in einen Verschließer transportiert werden müssen. Dieser Transport bedeutet entweder ein Rekontaminationsrisiko oder es müssen Vorkehrungen getroffen werden (z. B. Reinraum), die Anlage teuer und somit unwirtschaftlicher machen.The disadvantage of the known hydraulic forming process is that the finished molded container after filling with product from the molding machine must be transported open in a capper. This transport either means a risk of recontamination or precautions must be taken (eg clean room), make the system expensive and therefore less economical.
Außerdem kommt es beim Transport der gefüllten Flaschen in der Formfüllmaschine zum Verschließer zum Überschwappen des Produktes, was zu einer starken Kontamination der Maschine führt, so dass ein hoher Reinigungsaufwand notwendig wird, um den hygienischen Anforderungen im Bereich der Getränketechnologie Rechnung zu tragen.In addition, when transporting the filled bottles in the mold-filling machine to the capper, the spilling over of the product occurs, which leads to a strong contamination of the machine, so that a high cleaning effort is necessary to meet the hygienic requirements in the field of beverage technology.
Der nächste Nachteil liegt darin, dass wenn die in der Formmaschine ausgeformten Kunststoffbehälter direkt in der Formmaschine mit dem Endprodukt befüllt werden, der Innenraum der Vorformlinge bzw. der Kunststoffbehälter oftmals Verunreinigungen aufweist, wobei ein Reinigen/Sterilisieren zwischen Ausformen und Füllen in der Hohlform nicht möglich ist.The next disadvantage is that when the plastic containers formed in the molding machine are directly filled in the molding machine with the final product, the interior of the preforms or the plastic container often has impurities, with a cleaning / sterilizing between molding and filling in the mold is not possible is.
Hiervon ausgehend, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein entsprechenden Vorformling bereitzustellen, mit welchem beim hydraulischen Pressformen ein hygienischer Ablauf und damit auch ein aseptisches Endprodukt möglich ist.On this basis, the present invention has the object to provide a method and a corresponding preform, with which a hydraulic process and thus also an aseptic end product is possible in hydraulic press molding.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1, 11 und 17 gelöst.According to the invention, this object is solved by the features of
Dadurch, dass auf dem Mundstück des Vorformlings ein Verschluss aufgebracht wird, kann wirksam verhindert werden, dass die Vorformlinge beim Transport zu der Hohlform vor dem Ausformen und Füllen weiter kontaminiert werden.The fact that a closure is applied to the mouthpiece of the preform, can be effectively prevented that the preforms are further contaminated during transport to the mold before forming and filling.
Der Verschluss verhindert Verschmutzung bzw. Verkeimung des Vorformlinginnenraums und nach dem Füllen in den Hohlraum auch das Überschwappen des Endprodukts aus dem fertig geblasenen und gefüllten Behälters.The closure also prevents contamination of the preform interior and, after filling into the cavity, spills over of the final product from the finished blown and filled container.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass wenn der Verschluss derart ausgebildet ist, dass er der Endverschluss des Kunststoffbehälters ist, der Kunststoffbehälter nicht einen extra Verschließer nach dem Füllen zugeführt werden muss. Dies vereinfacht die gesamte Anordnung wesentlich. A further advantage is that if the closure is designed such that it is the end closure of the plastic container, the plastic container does not have to be supplied with an extra capper after filling. This greatly simplifies the entire arrangement.
Es ist bereits ausreichend, wenn das Mundstück des Vorformlings zumindest abschnittsweise, vor allem am Rand, durch den Verschluss verschlossen wird. Dies bringt zumindest den Vorteil mit sich, dass ein Überschwappen des in den Kunststoffbehälter gefüllten Produkts nach dem Füllen in der Hohlform verhindert werden kann.It is already sufficient if the mouthpiece of the preform is at least partially, especially at the edge, closed by the closure. This brings at least the advantage that overspilling of the product filled in the plastic container after filling in the mold can be prevented.
Vorteilhafterweise weist der Verschluss einen vorgefertigten Durchgang auf, der beispielsweise selbstverschließend bzw. reversibel verformbar ist, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Ganz besonders vorteilhaft weist der Verschluss eine Membran, insbesondere flexible Membran, auf, die insbesondere ebenfalls einen entsprechenden Durchgang aufweist. Weist die der Verschluss bzw. die Membran keinen Durchgang auf, so kann sie beispielsweise zum Befüllen von einem Füllrohr bzw. einer Reckstange durchstoßen werden. Die Membran ist beispielsweise aus einem der folgenden Materialien gebildet: PP, PE, LDPE, HDPE, PET, PEN, PTFE. Die Stärke der Membran liegt beispielsweise in einem Bereich von 0,1 mm bis 3 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 1,5 mm.Advantageously, the closure has a prefabricated passage which, for example, is self-closing or reversibly deformable, as will be explained in more detail below. Especially advantageously, the closure has a membrane, in particular a flexible membrane, which in particular likewise has a corresponding passage. If the closure or the membrane has no passage, it can be pierced, for example, for filling by a filling tube or a stretching rod. The membrane is formed, for example, from one of the following materials: PP, PE, LDPE, HDPE, PET, PEN, PTFE. The thickness of the membrane is for example in a range of 0.1 mm to 3 mm, preferably between 0.5 mm and 1.5 mm.
Es ist vorteilhaft, wenn der Verschluss während oder nach einem Herstellungsprozess zum Herstellen des Vorformlings und vor dem Erwärmen des Vorformlings in dem Ofen aufgebracht wird. Somit kann eine Verschmutzung und Kontamination des Innenraums des Vorformlings zwischen Herstellungsprozess und Weiterverarbeitung in den Ofen der Formfüllmaschine verhindert werden. Beispielsweise kann verhindert werden, dass die Formgrat in die Vorformlinge fällt. Auch die sterilen Verhältnisse im Innenraum des Vorformlings können wesentlich verbessert werden.It is advantageous if the closure is applied during or after a manufacturing process for making the preform and before heating the preform in the oven. Thus, contamination and contamination of the interior of the preform between the manufacturing process and further processing in the furnace of the mold filling machine can be prevented. For example, it can be prevented that the Formgrat falls into the preforms. The sterile conditions in the interior of the preform can be significantly improved.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Vorformling zumindest teilweise, oder aber vollständig mit einem ersten inkompressiblen Fluid befüllt, bevor es in der Hohlform platziert wird, d. h., vor der Herstellung des Behälters. Ein Befüllen Vorformlings bringt den Vorteil mit sich, dass eine Kontamination des Vorformlinginneren weitgehend verhindert werden kann. Dabei kann das inkompressible erste Fluid das Endprodukt sein, das in den Kunststoffbehälter abgefüllt wird, oder ein Teil des Endprodukts oder aber ein nicht zum Endprodukt gehörendes Fluid.According to a preferred embodiment of the present invention, the preform is at least partially or completely filled with a first incompressible fluid before it is placed in the mold, i. h., before the manufacture of the container. Filling the preform has the advantage that contamination of the preform interior can be largely prevented. In this case, the incompressible first fluid may be the end product which is filled into the plastic container, or a part of the end product or else a fluid which does not belong to the end product.
Es ist ganz besonders vorteilhaft, wenn dieses erste Fluid ein Teil des Endproduktes ist, wie beispielsweise Sirup, stückiges Füllgut, bestimmte Zusatzstoffe, die dann beim Füllen des fertigen Kunststoffbehälters aufgemischt werden. D. h., dass der Vorformling dann mit einer Verdünnerflüssigkeit (beispielsweise Wasser) in der Hohlform gefüllt werden kann, so dass dann der fertig geformte Kunststoffbehälter das fertige Produkt enthält. Auf diese Weise können beispielsweise Getränke wie Limonade hergestellt werden. Auch andere gemischte Produkte (wie beispielsweise Milch mit verschiedenen Fettgehalten) können so hergestellt werden. So ist es beispielsweise denkbar, den Vorformling mit sehr fettreicher Milch zu füllen (bzw. befüllt und verschlossen angeliefert zu bekommen) und zu erwärmen und den Verformungsvorgang dann mit fettarmer Milcher durchzuführen, so dass dann am Ende des Prozesses der korrekte Fettgehalt des Endproduktes eingestellt ist. Das bedeutet, dass der geschlossene, gefüllte Vorformling zur Formfüllmaschine verschlossen geliefert werden kann, was äußerst vorteilhaft ist. Auf diese Weise werden „Dosage-Systeme” überflüssig, da der Vorformling selbst als Dosierkammer fungiert.It is particularly advantageous if this first fluid is a part of the end product, such as syrup, particulate product, certain additives, which are then mixed in filling the finished plastic container. This means that the preform can then be filled with a diluent liquid (for example water) in the mold, so that then the finished molded plastic container contains the finished product. In this way, for example, drinks such as lemonade can be produced. Other mixed products (such as milk with different fat contents) can also be made this way. So it is conceivable, for example, to fill the preform with very high-fat milk (or get filled and sealed delivered) and to heat and then perform the deformation process with low-fat milkers, so that then the correct fat content of the final product is set at the end of the process , This means that the closed, filled preform can be delivered closed to the mold filling machine, which is extremely advantageous. In this way, "dosage systems" become superfluous, since the preform itself acts as a metering chamber.
Das erste Fluid wird vorteilhafterweise bereits vor dem Ofen zum Erwärmen des Vorformlings eingebracht. So kann, wie zuvor beschrieben, bereits der verschlossene (hier auf jeden Fall flüssigkeitsdichte) Vorformling mit der Flüssigkeit zur Formfüllmaschine angeliefert werden und dann der Vorformling zusammen mit der Füllung im Ofen erwärmt werden. Somit hat das erste Fluid noch einen weiteren Zweck und dient im Erwärmungsprozess (z. B. mittels IR oder Mikrowelle) als Erwärmungsmedium, da Fluide in der Regel sehr gute Wärmeleiter sind. Somit wird beim Erwärmen nicht nur die Wand des Vorformlings mittels der zur Verfügung gestellten elektromagnetischen Strahlung erwärmt, sondern auch das Fluid, das seinerseits – wenn einmal warm – die Erwärmung des Vorformlings unterstützt. Nach dem Erwärmungsofen kann der Vorformling dann in die Hohlform zum Ausformen bzw. Umformen gegeben werden, in der dann mittels eines weiteren Fluids der Vorformling zum fertigen Behälter umgeformt werden kann.The first fluid is advantageously introduced already in front of the furnace for heating the preform. Thus, as described above, already the closed (in any case liquid-tight) preform can be supplied with the liquid to the mold filling machine and then the preform are heated together with the filling in the oven. Thus, the first fluid has a further purpose and serves as a heating medium in the heating process (eg by means of IR or microwave), since fluids are generally very good heat conductors. Thus, when heating, not only the wall of the preform is heated by means of the electromagnetic radiation provided, but also the fluid, which in turn, once warm, assists in heating the preform. After the heating oven, the preform can then be placed in the mold cavity for forming or forming, in which then by means of another fluid, the preform can be formed into the finished container.
Vorzugsweise wird der befüllte und verschlossene Vorformling derart durch den Heizofen gefahren, dass der Verschluss und auch der Mündungsbereich des Vorformlings weitgehend unbehandelt, also relativ kalt, bleibt. Dies ist insbesondere für den darauf folgenden Verformungsvorgang wichtig. Eine Kontamination des Vorformlings des Inneren bzw. des sich im Vorformling befindlichen Fluids kann durch den Verschluss verhindert werden. Auf diese Weise können lang haltbare, oder gar aseptische Produkte hergestellt bzw. abgefüllt werden.Preferably, the filled and sealed preform is driven through the heater in such a way that the closure and also the mouth region of the preform remains largely untreated, ie relatively cold. This is especially important for the subsequent deformation process. Contamination of the preform of the interior or of the preform in the fluid can be prevented by the closure. In this way, long-lasting, or even aseptic products can be produced or bottled.
Es ist jedoch auch möglich, das erste inkompressible Fluid erst nach dem Ofen direkt vor der Hohlform bzw. dem Ausformvorgang in den Behälter einzuleiten. Somit wird die sich im Vorformling befindliche Luft zum Großteil verdrängt, die dann wieder zur Degeneration des Produktes führt (Oxidation mit Sauerstoff) und beim späteren Aufpressen des Vorformlings abgeleitet werden müsste. Hierzu ist der Vorformling vorteilhafterweise vollständig gefüllt.However, it is also possible, the first incompressible fluid only after the oven directly in front of the mold or the molding process in the To initiate container. Thus, the air in the preform is displaced for the most part, which then leads to degeneration of the product (oxidation with oxygen) and would have to be derived during subsequent pressing of the preform. For this purpose, the preform is advantageously completely filled.
Beim Einbringen des ersten Fluids in den Vorformling kann vorzugsweise der Vorformling mit dem Fluid befüllt werden und dann verschlossen werden. Es ist jedoch auch möglich, dass der bereits verschlossene Vorformling, beispielsweise durch einen Durchgang oder eine eigens dafür erzeugte Öffnung, gefüllt wird.When introducing the first fluid into the preform, preferably the preform can be filled with the fluid and then closed. However, it is also possible that the already closed preform, for example, by a passage or a specially generated opening filled.
Der vorverschlossene Vorformling kann in der Formfüllmaschine wie folgt ausgeformt und gespült werden. Beim Ausformen und Füllen wird in der Hohlform ein Füllrohr bzw. eine Reckstange durch einen Durchgang im Verschluss, insbesondere durch einen Durchgang in der Membran, geführt. Der Durchgang kann dabei bereits vorgefertigt sein, jedoch auch erzeugt werden, indem beispielsweise das Füllrohr oder die Reckstange, die beide axial beweglich sind, den Verschluss durchstößt. Das inkompressible Fluid wird unter Druck entweder über die Reckstange bzw. das Füllrohr oder durch einen Ringspalt zwischen Außenkontur des Durchgangs und der Reckstange eingeleitet.The prefastened preform can be formed and rinsed in the form filling machine as follows. During shaping and filling, a filling tube or a stretching rod is guided in the hollow mold through a passage in the closure, in particular through a passage in the membrane. The passage may already be prefabricated, but also be generated, for example, by the filling tube or the stretching rod, both of which are axially movable, pierces the closure. The incompressible fluid is introduced under pressure either via the stretch rod or the filling tube or through an annular gap between the outer contour of the passage and the stretch rod.
Hier soll angemerkt werden, dass eine Reckstange, die dazu dient, den Vorformling axial vorzuspannen und zu verformen, gleichzeitig als Füllrohr ausgebildet werden kann. Hier weist die rohrförmig ausgebildete Reckstange dann eine entsprechende Öffnung, vorzugsweise im unteren Bereich, auf, durch die das inkompressible Fluid eingefüllt werden kann. Ist eine entsprechende axiale, mechanische Verformung nicht vorgesehen, kann auch eine entsprechende Stange bzw. ein entsprechendes Rohr verwendet werden, das nur eine Füllfunktion hat. Bei Verwendung einer Reckstange können genauere Umformungen erreicht werden und somit Materialeinsparungen beim Vorformling in Bezug auf die Wandstärke realisiert werden. Wird die Reckstange bzw. ein Füllrohr zum Füllen bzw. Ausformen verwendet, kann der Durchgang im Verschluss relativ klein gehalten werden, da er dann lediglich die Abmaße der Reckstange besitzen muss. Wenn das Produkt nicht über die Reckstange bzw. das Füllrohr in den Kunststoffbehälter eingeführt werden soll, so muss der Durchmesser des Durchgangs größer sein als der Durchmesser der Reckstange. So kann das inkompressible Fluid zur Umformung auch durch den Ringspalt zwischen Reckstange und Durchgangsbegrenzung geführt werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Abdichtung zwischen Durchgang und Reckstange unkritisch ist, da aufgrund des Druckgleichgewichts beim Einbringen des Fluids in den Vorformling ein Austreten des Fluids am Übergang zwischen Durchgang und Reckstange nicht möglich ist.Here it should be noted that a stretching rod, which serves to axially bias and deform the preform, can be formed simultaneously as a filling tube. Here, the tube-shaped stretch rod then has a corresponding opening, preferably in the lower region, through which the incompressible fluid can be filled. If a corresponding axial, mechanical deformation is not provided, it is also possible to use a corresponding rod or a corresponding tube which has only one filling function. By using a stretch rod, more accurate forming can be achieved and thus material savings in the preform in terms of wall thickness can be realized. If the stretch rod or a filling tube used for filling or molding, the passage in the closure can be kept relatively small, since he then only has to have the dimensions of the stretch rod. If the product is not to be introduced into the plastic container via the stretching rod or the filling tube, the diameter of the passage must be greater than the diameter of the stretching rod. Thus, the incompressible fluid can also be passed through the annular gap between the stretching rod and the passage boundary for forming. This method has the advantage that the seal between passage and stretch rod is not critical, since due to the pressure equilibrium when introducing the fluid into the preform leakage of the fluid at the transition between passage and stretch rod is not possible.
Als erstes inkompressibles Fluid kann als Fluid, das nicht zum Endprodukt gehört, beispielsweise ein Desinfektionsmittel, insbesondere H2O2 in den Vorformling eingebracht werden, vorzugsweise in den bereits verschlossenen Vorformling. Somit kann sich in dem verschlossenen Vorformling eine sterile Atmosphäre ausbilden, insbesondere wenn das Desinfektionsmittel verdampft. Es ist vorteilhaft, wenn das Desinfektionsmittel beispielsweise über einen Durchgang in den Vorformling eingebracht wird, da sich die sterile Atmosphäre in dem Vorformling dann halten kann. Es ist auch vorstellbar, dass ein entsprechendes Desinfektionsmittel in den Vorformling durch eine Membran (Septum) eingespritzt wird. Vorteilhafterweise wird das Desinfektionsmittel direkt bei oder nach der Herstellung des Vorformlings (direkt nach dem Spritzprozess) eingebracht, wenn der Vorformling noch heiß ist, so dass das Desinfektionsmittel verdampfen kann. Wenn die Temperatur des Vorformlings nach dem Spitzen nicht ausreicht, um das Desinfektionsmittel zu verdampfen, wird während des Aufheizens des Vorformlings in einem Ofen der Formfüllmaschine der Vorformling so erhitzt, dass das Wasserstoffperoxid bzw. das Desinfektionsmittel verdampft und die Innenwände des Vorformlings entkeimt bzw. sterilisiert. Unmittelbar vor dem Ausform/Füllprozess wird das Desinfektionsmittelgas, insbesondere H2O2-Gas dann durch den Verschluss abgesaugt oder gespült und zu einer zentralen Sammelstelle geleitet. Von dort kann es bei Bedarf geholt werden und zu Sterilisationszwecken wieder verwendet werden.As the first incompressible fluid can be introduced as a fluid that does not belong to the final product, for example, a disinfectant, in particular H 2 O 2 in the preform, preferably in the already closed preform. Thus, a sterile atmosphere may form in the sealed preform, especially as the disinfectant evaporates. It is advantageous if the disinfectant is introduced, for example via a passage in the preform, since the sterile atmosphere in the preform can then hold. It is also conceivable that a corresponding disinfectant is injected into the preform through a membrane (septum). Advantageously, the disinfectant is introduced directly during or after the production of the preform (directly after the injection process) when the preform is still hot, so that the disinfectant can evaporate. If the temperature of the preform after the tip is insufficient to evaporate the disinfectant, during the heating of the preform in an oven of the mold-filling machine, the preform is heated so that the hydrogen peroxide or disinfectant evaporates and the inner walls of the preform are sterilized , Immediately before the molding / filling process, the disinfectant gas, in particular H 2 O 2 gas is then sucked or rinsed through the closure and directed to a central collection point. From there, it can be fetched if needed and used again for sterilization purposes.
Zum Ausformen und Füllen wird das Füllrohr, bzw. die Reckstange, durch den Verschluss in den Vorformling eingefahren und nach Abschluss des Ausformens und Füllens wird das Füllrohr nach oben aus dem Kunststoffbehälter gefahren, wobei dann der Durchgang bzw. die Öffnung sich entweder selbst verschließt oder aber verschlossen wird (Squeeze-Membran, z. B. Ketchup-Flaschen). Es ist möglich, dass die Membran durch das Füllrohr, dass sich nach oben bewegt, mit dem Füllrohr zeltdachartig nach oben gezogen wird und thermisch, insbesondere durch eine heiße Schere oder Klemme an einer Stelle unterhalb des Füllrohrs verschlossen und vorzugsweise abgetrennt wird. Somit ist ein dichter Verschluss nach dem Füllvorgang sichergestellt, so dass kein extra Verschließer mehr notwendig ist. Es ist jedoch auch möglich, dass die Durchgangsöffnung mit einem separaten Verschlusselement verschlossen wird, das über oder in die Durchgangsöffnung aufgebracht wird. Dies kann auch in der Füllformmaschine erfolgen, insbesondere in der Hohlform, wobei dann am unteren Ende der Reckstange bzw. des Füllrohrs ein Stopfen oder Rastverschluss vorgesehen ist, der beim Herausziehen der Reckstange bzw. des Füllrohrs aus dem fertig geformten Behälter am Durchgang hängen bleibt, so dass dieser verschlossen wird. Auf diese Weise wird ein fertig gefüllter und verschlossener Behälter erzeugt, der direkt nach der Umformung verschlossen und für den Endverbraucher bereit ist. Somit können Investitionen verringert werden und auch die Rekontaminationsgefahr reduziert werden.For forming and filling the filling tube, or the stretch rod, is retracted through the closure in the preform and after completion of molding and filling the filling tube is moved upwards out of the plastic container, in which case the passage or the opening either closes itself or but is closed (squeeze membrane, such as ketchup bottles). It is possible that the membrane is pulled by the filling tube, which moves upwards, with the filling tube tent-like upward and thermally, in particular by a hot scissors or clamp at a point below the filling tube is closed and preferably separated. Thus, a tight seal after filling is ensured, so that no extra capper is necessary. However, it is also possible that the passage opening is closed by a separate closure element which is applied over or into the passage opening. This can also be done in the Füllformmaschine, in particular in the mold, in which case at the lower end of the stretch rod or the filling tube, a stopper or snap closure is provided which upon withdrawal of the stretch rod or of the filling tube from the finished molded container hangs on the passage, so that it is closed. In this way, a finished filled and sealed container is produced, which is sealed immediately after the forming and ready for the end user. Thus, investments can be reduced and also the risk of re-contamination can be reduced.
Bei einem Vorformling gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf dessen Mundstück ein Verschluss aufgebracht, der das Mundstück zumindest abschnittsweise verschließt. Der Verschluss weist vorteilhafterweise einen vorgefertigten Durchgang auf, durch den dann beispielsweise ein Füllrohr bzw. eine Reckstange geführt werden kann. Der Verschluss kann eine Membran umfassen, wie bereits zuvor beschrieben wurde.In a preform according to the present invention, a closure is applied to the mouthpiece, which closes the mouthpiece at least in sections. The closure advantageously has a prefabricated passage through which then, for example, a filling tube or a stretching rod can be guided. The closure may comprise a membrane as previously described.
Der Vorformling gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorteilhafterweise einen Durchgang auf, der selbstverschließend ausgebildet ist. Selbstverschließend bedeutet hier, dass der Durchgang wenn er verschlossen ist, unter Druck reversibel verformt und somit geöffnet werden kann und dann von selbst wieder in seine verschlossene Ausgangsposition zurückkehrt. Ein solcher selbstverschließender Durchgang kann durch einen oder mehrere kreuz- oder sternförmig angeordnete Schlitze in der Membran bzw. einen flexiblen Kunststoff ausgebildet sein. Drückt beispielsweise ein Füllrohr oder eine Reckstange auf den geschlossenen Durchgang, so bewegen sich die beweglichen Abschnitte an bzw. zwischen den Schlitz(en) in Bewegungsrichtung des Füllrohrs bzw. der Reckstange mit und erlauben, dass sich das Rohr bzw. die Stange durch den Durchgang durch bewegt. Wird die Stange bzw. das Rohr aus dem Durchgang herausgezogen, so bewegen sich die Bereiche zwischen den oder neben den Schlitz(en) wieder in ihre Ursprungsform zurück und der Durchgang ist verschlossen. Ein solcher Durchgang schützt vor Kontamination zu nahezu jedem Zeitpunkt. Ein selbstverschließender Verschluss bzw. Durchgang bringt weiter den Vorteil mit sich, dass nach dem Ausform- und Füllvorgang in der Hohlform sich der Durchgang von selbst wieder schließt und kein separater Verschließer notwendig ist.The preform according to the present invention advantageously has a passage which is self-closing. Self-closing here means that the passage when it is closed, reversibly deformed under pressure and thus can be opened and then returns by itself back to its locked starting position. Such a self-closing passage may be formed by one or more cross-shaped or star-shaped slots in the membrane or a flexible plastic. For example, when a stuffing tube or a stretch rod presses on the closed passage, the movable portions move on or between the slot (s) in the direction of travel of the stuffing tube and allow the tube to pass through the passage moved by. When the rod or tube is pulled out of the passage, the areas between or next to the slot (s) move back to their original shape and the passage is closed. Such a passage protects against contamination at almost any time. A self-closing closure or passage also brings with it the advantage that after the molding and filling process in the mold, the passage closes again by itself and no separate capper is necessary.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn sich die Öffnung des Durchgangs bei Druck von außen leichter nach innen öffnet als bei Druck von innen nach außen. Dadurch ist gewährleistet, dass der Verschluss bzw. die Membran einen Druck in dem Vorformling oder der Flasche halten kann, gleichzeitig aber bei einem Druck von außen, zum Beispiel den Druck durch ein einströmendes Medium oder bei mechanischem Druck durch eine Reckstange oder ein Füllrohr die Öffnung freigibt. Nachdem der äußere Druck entfernt ist, schließt sich der Durchgang und verhindert somit sowohl einen Druckausgleich mit der Umgebung als auch das Eindringen von Schmutz und Keimen und ein Überschwappen oder Überschäumen von Flüssigkeit. Hierbei können die kreuz- oder sternförmig angeordneten Schlitze in einer Ausbuchtung einer Membran bzw. eines flexiblen Kunststoffs ausgebildet sein.It is particularly advantageous if the opening of the passage opens more easily inwardly from the outside when pressure than from inside to outside pressure. This ensures that the closure or the membrane can hold a pressure in the preform or the bottle, but at the same time at an external pressure, for example, the pressure by an inflowing medium or mechanical pressure by a stretch rod or a filling tube, the opening releases. After the external pressure is removed, the passage closes, thus preventing pressure equalization with the environment as well as the ingress of dirt and germs and spilling or foaming of liquid. In this case, the crosswise or star-shaped slots may be formed in a recess of a membrane or a flexible plastic.
Es ist ganz besonders vorteilhaft, wenn der Verschluss einen Deckel aufweist mit einer Öffnung, wobei sich unterhalb der Öffnung die Membran befindet, und die Öffnung vorzugsweise durch ein klapp- oder schwenkbares Element verschließbar ist. Eine entsprechende Ausbildung bringt den Vorteil mit sich, dass zunächst durch einen Durchgang in der Membran Fluid in den Vorformling eingebracht werden kann, beispielsweise als erstes Fluid, oder aber zum Ausformen oder Füllen des Vorformlings. Nachdem der fertige Kunststoffbehälter gefüllt ist, kann dann der Deckel geschlossen werden. Es ist kein extra Verschließer für einen solchen Deckel notwendig. Der Deckel kann dann lediglich noch versiegelt werden. Dies kann mit einer Art Klebe- und/oder Dichtmittel erfolgen. Eine Kontamination des Füllguts ist jedoch zwischen Füllen und Versiegeln ausgeschlossen. Vorteilhaft ist es, die Klappe unlösbar durch einen Kunststoffschweißprozess mit dem Rest des Deckels zu verschweißen.It is particularly advantageous if the closure has a lid with an opening, wherein the membrane is located below the opening, and the opening is preferably closed by a hinged or pivotable element. A corresponding embodiment has the advantage that fluid can first be introduced into the preform through a passage in the membrane, for example as a first fluid, or else for shaping or filling of the preform. After the finished plastic container is filled, then the lid can be closed. There is no need for an extra capper for such a lid. The lid can then only be sealed. This can be done with a kind of adhesive and / or sealant. However, contamination of the contents is excluded between filling and sealing. It is advantageous to weld the flap inextricably by a plastic welding process with the rest of the lid.
Es ist vorteilhaft, wenn der Deckel eine Justiermarke, insbesondere einen Vorsprung oder eine Vertiefung, zum Beispiel eine Lasche oder Kerbe, aufweist, damit der Deckel samt Kunststoffbehälter in einem bestimmten Winkel ausgerichtet werden kann, so dass das klapp- oder schwenkbare Element von einer mechanischen Einrichtung vor dem Ausform/Füllvorgang geöffnet werden kann.It is advantageous if the cover has an alignment mark, in particular a projection or a recess, for example a tab or notch, so that the cover together with plastic container can be aligned at a certain angle, so that the hinged or pivotable element of a mechanical Facility can be opened before the molding / filling process.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme der folgenden Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the following figures.
ID 13 Vorrichtung und Verfahren zum Vakuumrecycling in einer BehälterbehandlungsanlageID 13 Apparatus and method for vacuum recycling in a container treatment plant
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vakuumrecycling in einer Behälterbehandlungsanlage. Insbesondere betrifft die Erfindung eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren im Zusammenhang mit Füllvorrichtungen zum Füllen von Behältern, beispielsweise Flaschen, mit einem im Wesentlichen flüssigen Füllprodukt, z. B. einem Getränk oder einem Hygieneprodukt, Blas- und Streckblasvorrichtungen zur Herstellung von Kunststoffbehältern, beispielsweise PET-Flaschen, durch Beaufschlagen entsprechender Preforms (Vorformlinge) mit einem komprimierten Gas und kombinierte Formfüllvorrichtungen zum gleichzeitigen Ausformen und Befüllen von Kunststoffbehältern durch Befüllen des Preforms unter Druck mit dem Füllprodukt, bei denen ein Unterdruck in einer Vakuumkammer der Behandlungsstation erzeugt wird, um den Ausform- und/oder Füllprozess zu beschleunigen.The invention relates to an apparatus and a method for vacuum recycling in a container treatment plant. In particular, the invention relates to such a device and method in the context of filling devices for filling containers, for example bottles, with a substantially liquid filling product, for. As a beverage or a hygiene product, blowing and Streckblasvorrichtungen for the production of plastic containers, such as PET bottles, by applying appropriate preforms (preforms) with a compressed gas and combined Formfüllvorrichtungen for simultaneous molding and filling of plastic containers by filling the preform under pressure the filling product, in which a negative pressure in a vacuum chamber of the treatment station is generated in order to accelerate the molding and / or filling process.
Füllvorrichtungen zum Befüllen von Behältern und Blas- bzw. Streckblasvorrichtungen sind in der Abfülltechnik, insbesondere in der Getränkeabfüllung, wohl bekannt. Seit kurzem werden auch Formfüllmaschinen zum gleichzeitigen Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern eingesetzt.Filling devices for filling containers and blowing or stretch blow molding devices are well known in filling technology, in particular in beverage filling. Recently, mold filling machines have also been used for the simultaneous shaping and filling of plastic containers.
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen (Preforms) herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Insbesondere handelt es sich bei den Kunststoffbehältern vor dem Expandieren um Vorformlinge (Preforms), die bevorzugt die Form eines Reagenzglases aufweisen bzw. eine einzige Öffnung aufweisen. In der Nähe dieser Öffnung befindet sich ein Mündungsbereich, welcher beispielsweise mit einem schon im Spritzgussverfahren angeformten Gewinde für einen Verschluss versehen wurde. Zusätzlich kann im Mündungsbereich ein Tragring vorgesehen sein, welcher zum Transport vorgesehen ist.In particular, the plastic containers before being expanded are preforms (preforms) which preferably have the shape of a test tube or have a single opening. In the vicinity of this opening is a mouth region, which has been provided for example with an already molded by injection threads for a closure. In addition, a support ring may be provided in the mouth region, which is provided for transport.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Eine Formfüllmaschine umfasst definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter.By definition, a mold-filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Wie bei einer Füllvorrichtung oder einer Blas- bzw. Streckblasvorrichtung kann der Vorgang des Ausformens und/oder Befüllens durch Erzeugen eines Teilvakuums in der Prozesskammer beschleunigt werden, die dazu druckdicht in Form einer Vakuumkammer ausgebildet ist. Nach Einbringen des zu behandelnden Preforms oder Behälters muss die Vakuumkammer jedoch zunächst auf den gewünschten Prozessdruck evakuiert werden, was im Allgemeinen unmittelbar über eine Vakuumpumpe geschieht, die mit der Vakuumkammer über entsprechende Absaugleitungen verbunden ist. Beim erneuten Öffnen der Vakuumkammer zur Entnahme des behandelten Behälters geht das so erzeugte Vakuum jedoch durch Druckausgleich mit der Umgebung der Vakuumkammer verloren, wodurch ein Großteil der von der Vakuumpumpe aufgebrachten Leistung ungenutzt bleibt.As in the case of a filling device or a blowing or stretch blow molding device, the process of forming and / or filling can be accelerated by generating a partial vacuum in the process chamber, which is pressure-tight in the form of a vacuum chamber. After introduction of the However, to be treated preforms or containers, the vacuum chamber must first be evacuated to the desired process pressure, which is generally done directly via a vacuum pump, which is connected to the vacuum chamber via respective suction lines. Upon reopening the vacuum chamber to remove the treated container, however, the vacuum thus created is lost by pressure equalization with the environment of the vacuum chamber, leaving much of the power applied by the vacuum pump unused.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen ungenutzten Teil der Leistung der Vakuumpumpe möglichst optimal zu nutzen. Ganz allgemein liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Energieeffizienz der Behälterbehandlungsanlage zu verbessern und den Energiebedarf der Vakuumpumpe zu reduzieren. Durch Reduzieren der Vakuumpumpe soll die Anlage zudem kompakter ausgeführt werden.The present invention is therefore based on the object to use this unused part of the performance of the vacuum pump as optimally as possible. More generally, the present invention has for its object to improve the energy efficiency of the container treatment plant and to reduce the energy consumption of the vacuum pump. By reducing the vacuum pump, the system should also be made more compact.
Die oben genannten Aufgaben werden durch eine Vorrichtung zum Vakuumrecycling in einer Behälterbehandlungsanlage gelöst, umfassend eine Vielzahl von Behandlungsstationen, welche jeweils einen abschließbaren Vakuumbereich aufweisen, eine Vielzahl von Verbindungsleitungen, die die Vakuumbereiche miteinander und/oder mit einem zentralen Vakuumspeicher verbinden, und eine Steuer- und/oder Regeleinheit, die derart ausgebildet ist, dass ein in einem Vakuumbereich erzeugtes Vakuum teilweise an einen anderen Vakuumbereich und/oder den Vakuumspeicher weitergeschaltet wird.The above-mentioned objects are achieved by a device for vacuum recycling in a container treatment plant, comprising a plurality of treatment stations, each having a closable vacuum area, a plurality of connecting lines which connect the vacuum areas with each other and / or with a central vacuum storage, and a control and / or control unit, which is designed such that a vacuum generated in a vacuum region is partially forwarded to another vacuum region and / or the vacuum reservoir.
Hier und im Folgenden ist der Begriff Vakuum dahingehend zu verstehen, dass der in dem Vakuumbereich vorherrschende Druck niedriger als der Umgebungsdruck ist. Insbesondere kann der vorherrschende Druck im Bereich von 0,1 bis 0,9 bar, bevorzugt von 0,3 bis 0,8 bar, besonders bevorzugt von 0,5 bis 0,7 bar liegen. Je nach Behandlungsstation sind jedoch auch andere Druckbereiche für das Vakuum denkbar. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich explizit nicht auf die genannten Bereiche, sondern ist prinzipiell für jeden Vakuumdruck anwendbar.Here and in the following, the term vacuum is to be understood as meaning that the pressure prevailing in the vacuum region is lower than the ambient pressure. In particular, the prevailing pressure may be in the range from 0.1 to 0.9 bar, preferably from 0.3 to 0.8 bar, more preferably from 0.5 to 0.7 bar. Depending on the treatment station, however, other pressure ranges for the vacuum are conceivable. The present invention is not explicitly limited to the aforementioned ranges, but is in principle applicable to any vacuum pressure.
Insbesondere sind auch Unterdrücke von 0,1 bis 0,4 bar im Vakuumbereich realisierbar.In particular, negative pressures of 0.1 to 0.4 bar in the vacuum range can be realized.
Insbesondere herrscht im abzufüllenden Behälter unmittelbar vor dem Abfüllen ein Druck von 0,05 bis 0,9 bar, bevorzugt zwischen 0,1 und 0,8 bar.In particular, prevails in the container to be filled immediately before filling a pressure of 0.05 to 0.9 bar, preferably between 0.1 and 0.8 bar.
Insbesondere weicht der Druck im Vakuumbereich von dem Druck im Behälter unmittelbar vor dem Abfüllen um weniger als 0,2 bar ab. Es kann sich aber auch um denselben Druck handeln.In particular, the pressure in the vacuum range deviates from the pressure in the container immediately before filling by less than 0.2 bar. But it can also be the same pressure.
Unter einem Vakuumbereich ist hier und im Folgenden ein abschließbares Volumen einer Behandlungsstation zum Durchführen eines Behandlungsprozesses an einem oder mehreren Behältern und/oder Preforms (Vorformlingen) zu verstehen, wobei das Volumen zum Durchführen des Behandlungsprozesses auf einen Druck evakuiert wird, der niedriger als der Umgebungsdruck ist. Dabei kann die Umgebung durch die Umgebung der Behälterbehandlungsanlage oder den Innenraum eines Isolators, d. h. Reinraums, gegeben sein. Im Allgemeinen wird der Umgebungsdruck dem Atmosphärendruck entsprechen. Bei der Behandlungsstation kann es sich beispielsweise um eine Füllstation zum Befüllen der Behälter, eine Formmaschine, insbesondere Blasformmaschine, eine der bereits erwähnten Formfüllmaschinen, eine Beschichtungsstation, oder dergleichen handeln. Entsprechend kann der durchzuführende Behandlungsprozess das Füllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, insbesondere einem flüssigen Lebensmittel, das Ausformen eines Kunststoffbehälters durch einen Blasprozess oder Streckblasprozess, das Ausformen und gleichzeitige Befüllen eines Kunststoffbehälters mittels eines flüssigen Füllprodukts, welches gleichzeitig zum Ausformen dient, einen vakuumgestützten Beschichtungsprozess oder dergleichen umfassen.A vacuum region here and below means a lockable volume of a treatment station for carrying out a treatment process on one or more containers and / or preforms, wherein the volume for carrying out the treatment process is evacuated to a pressure which is lower than the ambient pressure is. In this case, the environment through the environment of the container treatment plant or the interior of an insulator, d. H. Clean room, be given. In general, the ambient pressure will correspond to the atmospheric pressure. The treatment station can be, for example, a filling station for filling the containers, a molding machine, in particular a blow molding machine, one of the already mentioned mold filling machines, a coating station, or the like. Accordingly, the treatment process to be carried out, the filling of a container with a filling product, in particular a liquid food, the molding of a plastic container by a blowing or stretch blow molding process, the molding and simultaneous filling of a plastic container by means of a liquid filling product, which simultaneously serves for molding, a vacuum-assisted coating process or the like.
Die genannten Prozesse sind prinzipiell im Stand der Technik bekannt und werden daher hier nicht weiter erläutert. Es soll lediglich erwähnt werden, dass die genannten Füll-, Ausform- bzw. Füllformprozesse zur Unterstützung bzw. Beschleunigung des Prozesses in einem Teilvakuum, also bei Unterdruck ausgeführt werden. Im Folgenden wird der Einfachheit halber stets der Begriff Vakuum verwendet, auch wenn ein signifikanter Restdruck in dem Vakuumbereich verbleibt. Beispielsweise kann der Füllprozess erheblich dadurch beschleunigt werden, dass der Innenraum des zu befüllenden Behälters vor dem Befüllen evakuiert wird. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, dass der zu befüllende Behälter in einer abgeschlossenen Kammer befüllt wird, die zuvor evakuiert wurde. Ebenso kann ein Blasform- bzw. Streckblasprozess durch Anlegen eines Vakuums zwischen Preform und Innenwand der Blasform unterstützt werden. Gleiches gilt für einen Formfüllprozess, bei dem sowohl der Innenraum des zu befüllenden Preforms als auch der Raum zwischen Preform und Innenwand der Blasform evakuiert werden kann. Insbesondere kann auch der Formfüllprozess in einer speziell dafür vorgesehenen Vakuumkammer durchgeführt werden.The processes mentioned are known in principle in the prior art and are therefore not explained further here. It should merely be mentioned that the mentioned filling, shaping or Füllformprozesse to support or accelerate the process in a partial vacuum, so be carried out at a negative pressure. Hereinafter, the term vacuum is always used for the sake of simplicity, even if a significant residual pressure remains in the vacuum region. For example, the filling process can be significantly accelerated by the fact that the interior of the container to be filled is evacuated before filling. This can be done in particular by filling the container to be filled in a closed chamber which has been evacuated before. Likewise, a blow molding or stretch blow molding process can be assisted by applying a vacuum between the preform and the inner wall of the blow mold. The same applies to a mold filling process in which both the interior of the preform to be filled and the space between the preform and the inner wall of the blow mold can be evacuated. In particular, the mold filling process can also be carried out in a vacuum chamber specially provided for this purpose.
Erfindungsgemäß ist der Vakuumbereich abschließbar, d. h. der Vakuumbereich bezeichnet ein druckdicht abgeschlossenes Volumen mit einer oder mehreren druckdicht verschließbaren Öffnungen. Zu diesem Zweck sind die Öffnungen insbesondere mit einer steuer- oder regelbaren Schließvorrichtung, wie beispielsweise einem schaltbaren Ventil, einer schaltbaren Klappe, einem regelbaren Schieber oder dergleichen versehen. Andere Optionen sind denkbar und im Stand der Technik bekannt. Entscheidend ist lediglich, dass die Öffnung oder die Öffnungen kontrolliert verschlossen und wieder geöffnet werden können, sodass innerhalb des Vakuumbereichs eine kontrollierte Atmosphäre vorherrscht. Das Öffnen und Schließen der Schließvorrichtungen, insbesondere der schaltbaren Ventile, erfolgt dabei mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit, die derart ausgebildet ist, dass ein in einem Vakuumbereich erzeugtes Vakuum teilweise an einen anderen Vakuumbereich und/oder den zentralen Vakuumspeicher weitergeschaltet wird. Erfindungsgemäß sind dazu die Vakuumbereiche miteinander und/oder mit dem zentralen Vakuumbereich über eine Vielzahl von Verbindungsleitungen verbunden, die durch Schalten von an oder in den Verbindungsleitungen vorgesehenen Schließvorrichtungen geöffnet und geschlossen werden können. Durch gezieltes Öffnen und Schließen der entsprechenden Ventile kann somit ein Druckausgleich zwischen zwei Vakuumbereichen und/oder einem Vakuumbereich und dem zentralen Vakuumspeicher hergestellt werden. Der Einfachheit halber ist im Folgenden von Ventilen die Rede, wobei stets die oben beschriebenen alternativen Schließvorrichtungen impliziert sind.According to the invention, the vacuum region is lockable, ie the vacuum region denotes a pressure-tight sealed volume with one or more pressure-tight closable openings. For this purpose, the openings are in particular with a controllable or controllable closing device, such as a switchable valve, a switchable flap, a controllable slide or the like provided. Other options are conceivable and known in the art. It is only important that the opening or the openings can be closed and opened in a controlled manner, so that a controlled atmosphere prevails within the vacuum area. The opening and closing of the closing devices, in particular the switchable valves, takes place by means of a control and / or regulating unit, which is designed such that a vacuum generated in a vacuum region is partially forwarded to another vacuum region and / or the central vacuum reservoir. According to the invention, the vacuum areas are connected to each other and / or to the central vacuum area via a plurality of connecting lines, which can be opened and closed by switching closing devices provided on or in the connecting lines. By targeted opening and closing of the corresponding valves can thus be made a pressure equalization between two vacuum areas and / or a vacuum area and the central vacuum reservoir. For the sake of simplicity, valves will be referred to below, always including the alternative closing devices described above.
Ein teilweises Recycling eines Vakuums in einem Vakuumbereich erfolgt erfindungsgemäß, indem der evakuierte Vakuumbereich über eine der Verbindungsleitungen gezielt mit einem weiteren Vakuumbereich, in dem ein höherer Druck vorherrscht, in hydrodynamischen Kontakt gebracht wird. Aus dem weiteren Vakuumbereich strömt dabei Gas in den evakuierten Vakuumbereich, wodurch der Druck in dem weiteren Vakuumbereich abnimmt. Somit kann durch Öffnen der Verbindungsleitung ein teilweises Evakuieren des weiteren Vakuumbereichs erfolgen, sodass die benötigte Energie einer Vakuumpumpe zum Evakuieren des weiteren Vakuumbereichs auf einen gewünschten Zieldruck reduziert werden kann.A partial recycling of a vacuum in a vacuum region takes place according to the invention, in that the evacuated vacuum region is brought into hydrodynamic contact in a targeted manner via one of the connecting lines with a further vacuum region in which a higher pressure prevails. Gas flows from the further vacuum region into the evacuated vacuum region, as a result of which the pressure in the further vacuum region decreases. Thus, by opening the connection line, a partial evacuation of the further vacuum region can take place so that the required energy of a vacuum pump for evacuating the further vacuum region can be reduced to a desired target pressure.
Bei der Vielzahl der Behandlungsstationen kann es sich insbesondere um gleichartige Behandlungsstationen zum Durchführen gleicher Behandlungsprozesse handeln. Beispielsweise kann die Vielzahl von gleichartigen Behandlungsstationen auf einem rotierenden Trägerrad eines Rundläufers angeordnet sein, um kontinuierlich einen Behandlungsprozess an einer Vielzahl von Behältern durchzuführen. Da der Prozess wie oben beschrieben unter Vakuumbedingungen erfolgt, muss der entsprechende Vakuumbereich nach Einbringen des zu behandelnden Behälters oder Preforms auf den gewünschten Unterdruck evakuiert werden, was im Allgemeinen mit Hilfe einer Vakuumpumpe erfolgt. Zur Entnahme des behandelten Behälters muss der Vakuumbereich anschließend auf Umgebungsdruck entlastet werden, wenn nicht die gesamte Behandlungsanlage unter Vakuumbedingungen operieren soll, was prozesstechnisch und vom Anlagenbau her nur sehr aufwändig zu realisieren ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt somit ein teilweises Bewahren des in dem Vakuumbereich vor dem Entlasten vorliegenden Vakuums, indem der Unterdruck zum teilweisen Evakuieren eines nach Einbringen eines zu behandelnden Behälters bzw. Preforms druckdicht geschlossenen weiteren Vakuumbereichs in Vorbereitung des durchzuführenden Behandlungsprozesses verwendet wird. Dies kann direkt oder indirekt erfolgen, beispielsweise über den zuvor erwähnten zentralen Vakuumspeicher.The plurality of treatment stations may in particular be similar treatment stations for carrying out the same treatment processes. For example, the plurality of similar treatment stations may be arranged on a rotating carrier wheel of a rotary machine to continuously perform a treatment process on a plurality of containers. Since the process is carried out under vacuum conditions as described above, the corresponding vacuum region must be evacuated to the desired negative pressure after introduction of the container or preform to be treated, which generally takes place with the aid of a vacuum pump. To remove the treated container, the vacuum area must then be relieved to ambient pressure, if not the entire treatment plant to operate under vacuum conditions, which is technically and process engineering her only very complicated to implement. The device according to the invention thus permits a partial preservation of the vacuum present in the vacuum region before relieving, by using the partial vacuum for partially evacuating a further vacuum region closed in pressure-tight manner after introduction of a container or preform to be treated in preparation of the treatment process to be carried out. This can be done directly or indirectly, for example via the aforementioned central vacuum storage.
Die Verbindungsleitungen können dabei derart vorgesehen sein, dass, abhängig von der Anzahl der Behandlungsstationen und der prozesstechnischen Auslegung der Anlage, geeignete Vakuumbereiche miteinander und/oder mit dem zentralen Vakuumspeicher verbunden sind. Die Verbindungsleitungen können beispielsweise durch Verrohrung, formstabile Schläuche oder dergleichen realisiert werden.The connecting lines can be provided such that, depending on the number of treatment stations and the process engineering design of the system, suitable vacuum areas are connected to each other and / or with the central vacuum storage. The connecting lines can be realized for example by piping, rigid hoses or the like.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Vorrichtung weiterhin eine Vielzahl schaltbarer Ventile umfassen, die an den Schnittstellen zwischen den Vakuumbereichen und den Verbindungsleitungen angeordnet sind, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit wie oben beschrieben zum kontrollierten Öffnen und Schließen der schaltbaren Ventile ausgebildet ist. Dabei wird durch die Anordnung der schaltbaren Ventile das Volumen der Vakuumbereiche definiert. Um das Totraumvolumen einer Verbindungsleitung zwischen einem Vakuumbereich und einem zentralen Vakuumspeicher zu minimieren, kann das schaltbare Ventil beispielsweise unmittelbar an einer zu evakuierenden Kammer des Vakuumbereichs angeordnet werden (siehe unten). Bei Verbindungsleitungen zwischen zwei gleichartigen Vakuumbereichen bietet sich eine mittige Anordnung des Ventils zwischen den beiden Vakuumbereichen oder das Vorsehen je eines separaten Ventils unmittelbar an der Kammer des jeweiligen Vakuumbereichs an. Bei letzterer Weiterbildung lässt sich das Totraumvolumen bei Evakuierung der entsprechenden Kammern auf den Zieldruck weiter reduzieren, da das Volumen der Verbindungsleitung von diesem Evakuierungsschritt ausgespart werden kann.According to a development, the device may further comprise a plurality of switchable valves which are arranged at the interfaces between the vacuum areas and the connecting lines, wherein the control and / or regulating unit is designed as described above for the controlled opening and closing of the switchable valves. In this case, the volume of the vacuum areas is defined by the arrangement of the switchable valves. In order to minimize the dead space volume of a connecting line between a vacuum region and a central vacuum reservoir, the switchable valve can be arranged, for example, directly on a chamber of the vacuum region to be evacuated (see below). In connecting lines between two similar vacuum areas, a central arrangement of the valve between the two vacuum areas or the provision of a separate valve offers itself directly to the chamber of the respective vacuum area. In the latter refinement, the dead space volume can be further reduced to the target pressure when the corresponding chambers are evacuated, since the volume of the connecting line can be omitted from this evacuation step.
Gemäß einer Weiterbildung können die Vakuumbereiche paarweise miteinander verbunden sein. Dabei können die Verbindungsleitungen derart angeordnet werden, dass je ein zu evakuierender Vakuumbereich mit einem zu entlastenden Vakuumbereich verbunden ist. Dabei kann ein Vakuumbereich auch mit mehr als einem weiteren Vakuumbereich ein Paar bilden. Bei Anordnung der Vielzahl von Behandlungsstationen in der Peripherie eines Rundläufers können die zugehörigen Vakuumbereiche beispielsweise „über Kreuz” miteinander verbunden werden. Die Paare von miteinander verbundenen Vakuumbereichen bilden somit eine Art Vakuumschaukel, bei der stets ein Teil des Vakuums an den jeweils zu evakuierenden Vakuumbereich „weitergeleitet” wird. Somit kann ein Teil der zum Erzeugen des Vakuums eingesetzten Energie recycelt werden. Da der Druck des miteinander kommunizierenden Paares von Vakuumbereichen nach dem Druckausgleich jedoch über dem gewünschten Zieldruck liegt, muss mittels einer Vakuumpumpe nachgepumpt werden. Dies kann jedoch indirekt über den zentralen Vakuumspeicher erfolgen.According to a development, the vacuum areas may be connected in pairs. In this case, the connecting lines can be arranged in such a way that one vacuum area to be evacuated is connected to a vacuum area to be relieved. In this case, a vacuum region can also form a pair with more than one further vacuum region. When arranging the plurality of treatment stations in the periphery of a rotary runner, the associated Vacuum areas, for example, "interconnected" with each other. The pairs of interconnected vacuum areas thus form a kind of vacuum swing, in which always a part of the vacuum is "forwarded" to each vacuum area to be evacuated. Thus, some of the energy used to generate the vacuum can be recycled. However, since the pressure of the communicating pair of vacuum areas after the pressure equalization is above the desired target pressure, it must be pumped by means of a vacuum pump. However, this can be done indirectly via the central vacuum storage.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann der zentrale Vakuumspeicher hierzu beispielsweise einen Hauptspeicher umfassen, der mit einem Vakuumerzeuger, insbesondere mit einer Vakuumpumpe, verbunden ist. Vakuumpumpen sind im Stand der Technik wohlbekannt und werden daher hier nicht weiter erläutert. Die Verbindung des zentralen Vakuumspeichers, insbesondere des Hauptspeichers, mit der Vakuumpumpe kann mittels eines schaltbaren Ventils geöffnet und geschlossen werden. Das schaltbare Ventil kann dabei, ebenso wie die Vakuumpumpe selbst, von der Steuer- und/oder Regeleinheit gesteuert oder geregelt werden. Bei geöffnetem Ventil wird der Druck in dem Hauptspeicher auf einen vorgegebenen ersten Druck abgesenkt, der derart gewählt werden kann, dass in einem mit dem Hauptspeicher verbundenen Vakuumbereich der gewünschte Zieldruck eingestellt werden kann.According to a further development, the central vacuum reservoir may for this purpose comprise, for example, a main memory which is connected to a vacuum generator, in particular to a vacuum pump. Vacuum pumps are well known in the art and therefore will not be discussed further here. The connection of the central vacuum accumulator, in particular the main storage, with the vacuum pump can be opened and closed by means of a switchable valve. The switchable valve can, like the vacuum pump itself, be controlled or regulated by the control and / or regulating unit. When the valve is open, the pressure in the main memory is lowered to a predetermined first pressure, which can be selected such that in a connected to the main memory vacuum range of the desired target pressure can be adjusted.
Dies kann entweder bei geöffnetem Ventil erfolgen, sodass die Vakuumpumpe den mit dem Hauptspeicher verbundenen Vakuumbereich durch die entsprechende Verbindungsleitung evakuiert, oder bei geschlossenem Ventil, wobei aufgrund des Druckausgleichs durch die Verbindungsleitung ein entsprechend geringerer erster Druck in dem Hauptspeicher eingestellt werden muss, bevor die Verbindungsleitung geöffnet wird. Es versteht sich, dass der Hauptspeicher bevorzugt mit jedem Vakuumbereich durch eine separate Verbindungsleitung verbunden ist, welche jeweils mit einem schaltbaren Ventil versehen ist. Durch Öffnen mehrerer Ventile können bei Bedarf auch mehrere Vakuumbereiche gleichzeitig evakuiert werden. Für die Verbindungsleitungen zwischen den Vakuumbereichen und dem Hauptspeicher ist im Allgemeinen je ein schaltbares Ventil ausreichend, welches bevorzugt an der Schnittstelle zwischen dem Vakuumbereich und der Verbindungsleitung angeordnet ist (siehe unten).This can be done either with the valve open, so that the vacuum pump evacuated the main storage connected to the vacuum through the corresponding connecting line, or valve is closed, due to the pressure equalization through the connecting line a correspondingly lower first pressure in the main memory must be set before the connecting line is opened. It is understood that the main memory is preferably connected to each vacuum area by a separate connecting line, which is each provided with a switchable valve. By opening several valves, several vacuum areas can be evacuated simultaneously if required. For the connecting lines between the vacuum areas and the main memory, a switchable valve is generally sufficient in each case, which is preferably arranged at the interface between the vacuum area and the connecting line (see below).
Auch der Hauptspeicher kann analog zu der oben beschriebenen Vakuumschaukel zum teilweisen Recycling eines Vakuums in einem Vakuumbereich verwendet werden. Dazu kann das schaltbare Ventil zwischen dem Vakuumbereich und dem Hauptspeicher zum teilweisen Entlasten des evakuierten Vakuumbereichs geöffnet werden, um einen Druckausgleich zwischen dem Hauptspeicher und dem Vakuumbereich zu schaffen. Nachdem das Ventil wieder geschlossen wurde, kann optional der oben beschriebene Druckausgleich mit einem weiteren, zu evakuierenden Vakuumbereich erfolgen. Anschließend kann der so bereits teilweise entlastete Vakuumbereich geöffnet werden, während der bereits teilweise evakuierte Vakuumbereich zum Druckausgleich in Kommunikation mit dem Hauptspeicher gesetzt wird. Ein Teil des durch diesen Druckausgleich in den Hauptspeicher einströmenden Gases kann hierbei durch Öffnen der Verbindungsleitung zu einem weiteren evakuierten Vakuumbereich wieder aus dem Hauptspeicher herausgesogen werden. Somit muss die Vakuumpumpe lediglich zur Korrektur des im Hauptspeicher vorherrschenden Drucks aufgrund des Unterschieds zwischen dem ausgeglichenen Druck bei Kommunikation mit dem evakuierten Behälter und dem vorgegebenen ersten Druck eingesetzt werden, wodurch der Energiebedarf der Vakuumpumpe erheblich reduziert werden kann.Also, the main memory can be used analogously to the vacuum swing described above for the partial recycling of a vacuum in a vacuum area. For this purpose, the switchable valve between the vacuum region and the main memory for partially relieving the evacuated vacuum range can be opened to provide pressure equalization between the main memory and the vacuum region. After the valve has been closed again, optionally the pressure equalization described above can be carried out with a further vacuum region to be evacuated. Subsequently, the already partially relieved vacuum area can be opened, while the already partially evacuated vacuum area is set for pressure equalization in communication with the main memory. A part of the gas flowing into the main accumulator through this pressure compensation can be sucked out of the main accumulator by opening the connecting line to a further evacuated vacuum area. Thus, the vacuum pump need only be used to correct the pressure prevailing in the main memory due to the difference between the balanced pressure when communicating with the evacuated container and the predetermined first pressure, whereby the power consumption of the vacuum pump can be significantly reduced.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann der zentrale Vakuumspeicher weiterhin mindestens einen Recyclingspeicher aufweisen, der mit dem Hauptspeicher und/oder einem Recyclingspeicher über eine oder mehrere abschließbare Verbindungsleitungen verbunden ist, wobei die Vakuumbereiche sowohl mit dem Hauptspeicher als auch mit jedem der Recyclingspeicher verbunden sind. Der mit dem Hauptspeicher verbundene Recyclingspeicher bildet aufgrund eines oder mehrerer in der entsprechenden Verbindungsleitung vorgesehener schaltbarer Ventile eine Vakuumschaukel, die wie bereits mehrfach beschrieben funktioniert. Zweck eines weiteren Speichers in Form des Recyclingspeichers ist dabei ein stufenweises Recyceln des Vakuums in einem Vakuumbereich, wie es oben bereits bei der Kombination Hauptspeicher mit Paar von Vakuumbereichen beschrieben wurde. Vorteilhafterweise wird der Recyclingspeicher somit vorgesehen, um einen zweiten Druck zu speichern, der höher als der erste Druck, aber niedriger als der Ausgleichsdruck zwischen den Vakuumbereichen des Paares ist. Die Ventile der Verbindungsleitungen werden hierbei derart geschaltet, dass ein evakuierter Vakuumbereich zum Vakuumrecycling erst mit dem Hauptspeicher, dann mit dem Recyclingspeicher und optional zuletzt mit dem zu evakuierenden Vakuumbereich des Paares kurzgeschlossen wird. Umgekehrt wird der zu evakuierende Vakuumbereich, falls die entsprechende paarweise Verbindung vorgesehen ist, zuerst mit dem bereits teilweise entlasteten Vakuumbereich des Paares kurzgeschlossen. Anschließend wird der zu evakuierende Vakuumbereich zuerst mit dem Recyclingspeicher und erst dann mit dem Hauptspeicher kurzgeschlossen. Die Ventile der nicht für das Kurzschließen benötigten Verbindungsleitungen sind dabei im Allgemeinen geschlossen, um einen gezielten Druckausgleich zu ermöglichen. Je nach Auslegung der Vorrichtung kann auf die paarweise Verbindung der Vakuumbereiche verzichtet werden, insbesondere wenn nur wenige oder nicht gleichartige Behandlungsstationen vorgesehen sind. In diesem Fall entfallen die entsprechenden Schritte.According to a further development, the central vacuum reservoir may further comprise at least one recycling reservoir which is connected to the main reservoir and / or a recycling reservoir via one or more lockable connection lines, the vacuum regions being connected both to the main reservoir and to each of the recycling reservoirs. The connected to the main memory recycling memory forms due to one or more provided in the corresponding connecting line switchable valves a vacuum swing, which works as already described several times. The purpose of a further memory in the form of the recycling memory is a gradual recycling of the vacuum in a vacuum region, as has already been described above in the combination of main memory with a pair of vacuum regions. Advantageously, the recycling reservoir is thus provided to store a second pressure which is higher than the first pressure but lower than the balancing pressure between the vacuum regions of the pair. The valves of the connecting lines are in this case switched such that an evacuated vacuum area for vacuum recycling is first shorted to the main memory, then the recycling memory and optionally last to be evacuated with the vacuum range of the pair. Conversely, if the corresponding paired connection is provided, the vacuum region to be evacuated is first short-circuited to the already partially relieved vacuum region of the pair. Subsequently, the vacuum region to be evacuated is first short-circuited with the recycling reservoir and only then with the main reservoir. The valves of the not required for shorting connecting lines are generally closed to a targeted Allow pressure equalization. Depending on the design of the device can be dispensed with the pairwise connection of the vacuum areas, especially if only a few or not similar treatment stations are provided. In this case, the corresponding steps are omitted.
Durch gezieltes Öffnen des oder der Ventile zwischen dem Hauptspeicher und dem Recyclingspeicher kann bei Bedarf eine Druckkorrektur in dem Recyclingspeicher analog zu der oben beschriebenen Druckkorrektur im Hauptspeicher durchgeführt werden.By selectively opening the valve or valves between the main memory and the recycling memory, if necessary, a pressure correction in the recycling memory can be carried out analogously to the above-described pressure correction in the main memory.
Gemäß einer speziellen Weiterbildung kann der zentrale Vakuumspeicher eine Vielzahl von in Reihe miteinander verbundenen Recyclingsspeichern zum Speichern einer Vielzahl von kaskadenartig abnehmenden Unterdrücken umfassen. Von den in Reihe miteinander verbundenen Recyclingspeichern ist somit einer mit dem Hauptspeicher verbunden, während die übrigen Recyclingspeicher wie in einer Serienschaltung miteinander verbunden sind. Wie in der vorigen Weiterbildung ist jeder der Recyclingspeicher mit jedem der Vakuumbereiche durch eine Verbindungsleitung verbunden. Durch Vorsehen von schaltbaren Ventilen an entsprechenden Stellen der Verbindungsleitungen lässt sich gezielt zwischen zwei Recyclingspeichern bzw. zwischen den Vakuumbereichen und den Recyclingspeichern ein Druckausgleich erzielen. Gleiches gilt für die Verbindung des einen Recyclingspeichers mit dem Hauptspeicher.According to a particular embodiment, the central vacuum reservoir may comprise a plurality of recycling memories connected in series for storing a plurality of cascading decreasing negative pressures. Of the recycling memories connected in series, one is thus connected to the main memory, while the remaining recycling memories are connected to one another as in a series connection. As in the previous development, each of the recycling stores is connected to each of the vacuum areas by a connection line. By providing switchable valves at corresponding points of the connecting lines, a pressure compensation can be achieved in a targeted manner between two recycling stores or between the vacuum areas and the recycling stores. The same applies to the connection of a recycling memory with the main memory.
Die Serienschaltung von Recyclingspeichern kann dabei zum Speichern einer Vielzahl von kaskadenartig abnehmenden Unterdrücken verwendet werden. Beispielsweise kann in dem mit dem Hauptspeicher verbundenen ersten Recyclingspeicher der niedrigste Druck der Kaskade gespeichert werden, wobei der Betrieb dieses Teilsystems analog zu der oben beschriebenen Weiterbildung erfolgt. Der nächste in der Reihe mit dem ersten Recyclingspeicher verbundene Recyclingspeicher kann dann zum Speichern eines höheren Drucks als in dem ersten Recyclingspeicher verwendet werden, wobei dieser Druck abermals geringer als der zu speichernde Druck des nächsten Gliedes in der Reihe ist. Somit nimmt der zu speichernde Druck entlang der Reihe von Recyclingspeichern von dem Hauptspeicher bis zum letzten Recyclingspeicher der Reihe schrittweise zu.The series connection of recycling memories can be used for storing a plurality of cascading decreasing negative pressures. For example, in the first recycling memory connected to the main memory, the lowest pressure of the cascade can be stored, the operation of this subsystem being analogous to the further development described above. The next recycling store connected to the first recycling store in the row can then be used to store a higher pressure than in the first recycling store, which pressure is again lower than the next line print to be stored in the row. Thus, the pressure to be stored gradually increases along the series of recycling memories from the main memory to the last recycling memory of the series.
Zum Betrieb des Gesamtsystems wird zunächst der Hauptspeicher mit dem jeweiligen zu entlastenden, evakuierten Vakuumbereich verbunden, um den geringsten Druck des Systems im Hauptspeicher zu recyceln. Anschließend wird der zunehmend entlastete Vakuumbereich sukzessive mit den Recyclingspeichern entlang der Reihe, d. h. mit zunehmenden zu speichernden Drücken, verbunden, sodass das in dem zu entlastenden Vakuumbereich vorliegende Vakuum schrittweise recycelt werden kann. Umgekehrt wird ein zu evakuierender Vakuumbereich zunächst mit dem Recyclingspeicher am Ende der Reihe, d. h. mit dem Recyclingspeicher zum Speichern des höchsten Drucks verbunden, um einen ersten Evakuierungsschritt durchzuführen. Anschließend wird der zu evakuierende Vakuumbereich nacheinander mit den Recyclingspeichern der Reihe in der Reihenfolge abnehmender Drücke verbunden, um den Vakuumbereich schrittweise zu evakuieren. Zuletzt wird der bereits weitgehend evakuierte Vakuumbereich mit dem Hauptspeicher verbunden, um den Vakuumbereich auf den Zieldruck zu evakuieren. Wie bereits oben erwähnt kann durch paarweises Verbinden der Recyclingspeicher untereinander bzw. des ersten Recyclingspeichers mit dem Hauptspeicher der in dem jeweiligen Recyclingspeicher vorherrschende Druck auf den jeweils für den entsprechenden Evakuierungsschritt benötigten Druck korrigiert werden. Dies kann sowohl ausgehend von dem Hauptspeicher als auch ausgehend von dem letzten Recyclingspeicher der Reihe durch sukzessiven, paarweisen Druckausgleich zwischen je zwei Speichern erfolgen.To operate the overall system, the main memory is first connected to the respective evacuated vacuum area to be relieved to recycle the lowest pressure of the system in main memory. Subsequently, the increasingly relieved vacuum area is successively filled with the recycling stores along the row, i. H. with increasing pressures to be stored, so that the existing in the vacuum area to be relieved vacuum can be gradually recycled. Conversely, a vacuum area to be evacuated first with the recycling storage at the end of the row, d. H. connected to the recycling memory for storing the highest pressure to perform a first evacuation step. Subsequently, the vacuum region to be evacuated is sequentially connected to the recycling memories of the series in the order of decreasing pressures to gradually evacuate the vacuum region. Finally, the already largely evacuated vacuum area is connected to the main memory to evacuate the vacuum area to the target pressure. As already mentioned above, the pressure prevailing in the respective recycling reservoir can be corrected to the pressure required in each case for the corresponding evacuation step by pairwise connecting the recycling reservoir to one another or the first recycling reservoir to the main reservoir. This can be done both from the main memory as well as starting from the last recycling memory of the series by successive pairwise pressure equalization between each two memories.
Gemäß einer Weiterbildung kann der zentrale Vakuumspeicher eine Ringleitung umfassen, die mit der Vielzahl der Vakuumbereiche verbunden ist. Eine solche Ringleitung bietet sich beispielsweise bei einer Vielzahl von entlang der Peripherie eines Rundläufers angeordneten gleichartigen Behandlungsstationen an. Die Ringleitung ist dabei äquivalent zu den oben beschriebenen Speichern als zusammenhängender Raum mit einem wohldefinierten Druck vorgesehen, d. h. die Ringleitung ist durch schaltbare Ventile in den Verbindungsleitungen zwischen der Ringleitung und den Vakuumbereichen von letzteren trennbar. Für jedes Druckniveau kann eine eigene Ringleitung vorgesehen werden, die jeweils mit jedem Vakuumbereich verbunden ist. Die Ringleitungen können des Weiteren mit dem Hauptspeicher und den Recyclingspeichern des zentralen Vakuumspeichers verbunden sein, wobei jede Ringleitung einem der Speicher zugeordnet wird. In einem speziellen Fall kann auf die Speicher verzichtet werden, wobei die Ringleitungen die Aufgabe der Speicher übernehmen. Entsprechend sind die Ringleitungen untereinander analog zu der oben beschriebenen Serienschaltung verbunden.According to one development, the central vacuum reservoir may comprise a ring line which is connected to the plurality of vacuum areas. Such a loop is suitable, for example, in a plurality of arranged along the periphery of a rotary runner similar treatment stations. The loop is equivalent to the memories described above as a contiguous space provided with a well-defined pressure, d. H. the loop is separable by switchable valves in the connecting lines between the loop and the vacuum areas of the latter. For each pressure level, a separate loop can be provided, which is connected to each vacuum area. The ring conduits may further be connected to the main memory and recycling memories of the central vacuum accumulator, each loop being associated with one of the accumulators. In a special case can be dispensed with the memory, wherein the loops take over the task of memory. Accordingly, the ring lines are connected to each other analogous to the series circuit described above.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann das Volumenverhältnis des zentralen Vakuumspeichers zu den Vakuumbereichen mindestens 2:1, bevorzugt mindestens 3:1, besonders bevorzugt mindestens 5:1 sein. Insbesondere kann das Volumenverhältnis des Hauptspeichers und/oder der Recyclingspeicher zu den Vakuumbereichen entsprechend dimensioniert sein. Beispielsweise können die schaltbaren Ventile der Verbindungsleitungen, wie oben erwähnt, unmittelbar an Vakuumkammern der Vakuumbereiche und insbesondere an der Schnittstelle zwischen den Vakuumbereichen und den Verbindungsleitungen angeordnet werden, um das Volumen der zu evakuierenden Vakuumbereiche möglichst klein zu halten. Da nach dem oben beschriebenen Prinzip der Vakuumschaukel stets ein Druckausgleich auf einen Wert stattfindet, der zwischen den beiden Anfangsdrücken der miteinander verbundenen Volumina liegt, kann der geringere von beiden Drücken niemals vollständig recycelt werden. Das Recycling wird jedoch umso besser, je größer das Volumenverhältnis des Speichers zu dem zu recycelnden Vakuumbereich ist. Auch bei einer Vakuumschaukel zwischen Hauptspeicher und/oder Recyclingspeichern kann das Volumenverhältnis entsprechend derart gewählt werden, dass der jeweilige Speicher deutlich größer als der zu recycelnde Vakuumbereich ist. Mit den oben genannten Werten lassen sich sehr gute Recyclingquoten erreichen, sodass der Energiebedarf der Vakuumpumpe für die unausweichlichen Druckkorrekturen stark reduziert werden kann. Die oben genannten Volumenverhältnisse lassen sich auch bei Verwendung von Ringleitungen als Vakuumspeicher implementieren. In allen Fällen kann das jeweilige Speichervolumen durch Anordnen der schaltbaren Ventile an den Schnittstellen der Vakuumbereiche um das jeweilige Volumen der Verbindungsleitung vergrößert werden.According to a further development, the volume ratio of the central vacuum reservoir to the vacuum regions may be at least 2: 1, preferably at least 3: 1, more preferably at least 5: 1. In particular, the volume ratio of the main storage and / or the recycling storage to the vacuum areas can be dimensioned accordingly. For example, the switchable valves of the connecting lines, as mentioned above, are arranged directly on vacuum chambers of the vacuum areas and in particular at the interface between the vacuum areas and the connecting lines in order to keep the volume of the vacuum areas to be evacuated as small as possible. Since, according to the principle of the vacuum swing described above, pressure equalization always takes place to a value which is between the two initial pressures of the interconnected volumes, the lower of the two pressures can never be fully recycled. However, the larger the volume ratio of the reservoir to the vacuum region to be recycled, the better the recycling becomes. Even with a vacuum swing between main storage and / or recycling storage, the volume ratio can be selected according to such that the respective memory is significantly larger than the vacuum area to be recycled. With the above values, very good recycling rates can be achieved, so that the energy demand of the vacuum pump for the inevitable pressure corrections can be greatly reduced. The volume ratios mentioned above can be implemented as a vacuum storage even when using ring lines. In all cases, the respective storage volume can be increased by arranging the switchable valves at the interfaces of the vacuum areas to the respective volume of the connecting line.
Gemäß einer Weiterbildung können die Behandlungsstationen je eine Füllvorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt innerhalb einer Vakuumkammer aufweisen, wobei der Vakuumbereich die Vakuumkammer umfasst. Wie oben bereits erwähnt, kann das Befüllen von Behältern, insbesondere von Flaschen oder Dosen, unter Unterdruck durchgeführt werden, um den Befüllvorgang zu beschleunigen. Dazu kann der Behälter, insbesondere eine Kunststoffflasche oder Metalldose in einer, beispielsweise zylindrischen, Kammer angeordnet werden, welche als Teil der oben beschriebenen Vakuumbereiche ausgebildet ist und mit den oben beschriebenen Verbindungsleitungen verbunden ist. Insbesondere bei Kunststofflaschen empfiehlt sich die Evakuierung der gesamten Kammer, da ein Druckunterschied zwischen Innenraum und Außenraum der Flasche zur Verformung derselben führen würde. Je nach gewünschtem Unterdruck ist der vorherrschende Druck in der Vakuumkammer selbst nach Befüllen der Flasche noch geringer als der Umgebungsdruck, sodass die oben beschriebene Vakuumschaukel zum Einsatz kommen kann. Geringere Drücke zu Beginn des Füllvorgangs gestatten es, das Befüllen weiter zu beschleunigen, da nur wenig Restgas aus der zu befüllenden Flasche entweichen muss.According to a development, the treatment stations can each have a filling device for filling a container with a filling product within a vacuum chamber, wherein the vacuum region comprises the vacuum chamber. As already mentioned above, the filling of containers, in particular of bottles or cans, can be carried out under reduced pressure in order to accelerate the filling process. For this purpose, the container, in particular a plastic bottle or metal can be arranged in a, for example cylindrical, chamber, which is formed as part of the above-described vacuum areas and is connected to the above-described connecting lines. Especially with plastic bottles evacuation of the entire chamber is recommended because a pressure difference between the interior and exterior of the bottle would lead to the deformation of the same. Depending on the desired vacuum, the prevailing pressure in the vacuum chamber even after filling the bottle is still lower than the ambient pressure, so that the vacuum swing described above can be used. Lower pressures at the beginning of the filling process make it possible to further accelerate the filling since only a small amount of residual gas has to escape from the bottle to be filled.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung können die Behandlungsstationen je eine Blasvorrichtung oder Formfüllvorrichtung zum Ausformen bzw. Ausformen und Befüllen von Kunststoffbehältern innerhalb einer Vakuumkammer aufweisen, wobei der Vakuumbereich die Vakuumkammer umfasst. Auch bei den im Stand der Technik bekannten Blas- bzw. Streckblasvorrichtungen kann die Blasform in einer, beispielsweise zylindrischen, Vakuumkammer angeordnet werden, wobei der in der Blasform erzeugte Unterdruck das Ausformen des Kunststoffbehälters unterstützt. Selbst bei den oben erwähnten Formblasmaschinen ist ein solcher Unterdruck in einer Vakuumkammer beim zumindest teilweisen Ausformen des Preforms zum endgültigen Kunststoffbehälter mit dem einzufüllenden Produkt hilfreich. Auch hier kann die Hohlform zusätzlich in einer Vakuumkammer angeordnet werden. In diesem Fall kann auf Dichtungen der die Hohlform bildenden Formteile verzichtet werden, da der Innendruck der Hohlform durch entsprechende Öffnungen der Hohlform mit dem Innendruck der Vakuumkammer kommuniziert. Bei Verwendung druckdichter Hohlformen kann aber auch die Hohlform selbst den Vakuumbereich definieren. In diesem Fall verfügt die Hohlform über eine oder mehrere Bohrungen, über die sie mit der oder den Verbindungsleitungen verbunden ist. Auch in diesem Fall kann das in den Bohrungen und in den Schnittstellen zu den Verbindungsleitungen vorliegende Teilvakuum recycelt werden.According to an alternative development, the treatment stations can each have a blowing device or mold filling device for shaping or molding and filling plastic containers within a vacuum chamber, the vacuum region comprising the vacuum chamber. Even in the blow-molding or stretch blow molding apparatuses known in the prior art, the blow mold can be arranged in a, for example, cylindrical, vacuum chamber, the negative pressure generated in the blow mold assisting the molding of the plastic container. Even with the above-mentioned blow molding machines, such vacuum in a vacuum chamber is helpful in at least partially molding the preform to the final plastic container with the product to be filled. Again, the mold can be additionally arranged in a vacuum chamber. In this case, can be dispensed with seals of the mold forming the mold, since the internal pressure of the mold communicates through corresponding openings of the mold with the internal pressure of the vacuum chamber. When using pressure-tight molds but also the mold itself can define the vacuum area. In this case, the mold has one or more holes through which it is connected to the one or more connecting lines. Also in this case, the present in the holes and in the interfaces to the connecting lines partial vacuum can be recycled.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann der Vakuumbereich weiterhin ein Totraumvolumen der Verbindungsleitungen umfassen. Unter dem Totraumvolumen eines Vakuumbereichs ist hierbei insbesondere das Volumen der Zuleitungen oder dergleichen zwischen dem schaltbaren Ventil und der eigentlichen Prozesskammer, beispielsweise der Vakuumkammer oder der Hohlform, zu verstehen. Je nach Auslegung der Behandlungsstation kann dieses Totraumvolumen erheblich sein, sodass ein Recycling des darin vorliegenden Teilvakuums energetische Vorteile bringt.According to a further development of the vacuum region may further comprise a dead space volume of the connecting lines. The dead space volume of a vacuum region here is to be understood in particular as meaning the volume of the supply lines or the like between the switchable valve and the actual process chamber, for example the vacuum chamber or the hollow mold. Depending on the design of the treatment station, this dead space volume can be considerable, so that a recycling of the partial vacuum present therein brings energy advantages.
Die oben genannten Aufgaben werden auch durch ein Verfahren zum teilweisen Recyceln eines Vakuums in einer Behälterbehandlungsanlage mit einer Vielzahl von Behandlungsstationen, die jeweils einen abschließbaren Vakuumbereich aufweisen, gelöst, mit den folgenden Schritten: Evakuieren eines ersten Vakuumbereichs auf einen ersten Druck; Durchführen eines Behandlungsschritts an einem Behälter innerhalb des ersten Vakuumbereichs; und Entlasten des ersten Vakuumbereichs zur Entnahme des behandelten Behälters, wobei vor dem Entlasten des ersten Vakuumbereichs eine Verbindung zum Druckausgleich zwischen dem ersten Vakuumbereich und einem zweiten Vakuumbereich mit einem zweiten, höheren Druck und/oder einem zentralen Vakuumspeicher hergestellt wird.The above objects are also achieved by a method for partially recycling a vacuum in a container treatment plant having a plurality of treatment stations, each having a lockable vacuum area, comprising the steps of: evacuating a first vacuum area to a first pressure; Performing a treatment step on a container within the first vacuum region; and relieving the first vacuum area to remove the treated container, wherein prior to relieving the first vacuum area, communication is established for pressure equalization between the first vacuum area and a second vacuum area having a second, higher pressure and / or a central vacuum reservoir.
Hierbei können dieselben Variationen und Weiterbildungen, die oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Vakuumrecycling beschrieben wurden, auch auf das Verfahren zum teilweisen Recyceln eines Vakuums angewendet werden. insbesondere können die oben im Zusammenhang mit dem Betrieb der Vakuumschaukel beschriebenen Verfahren für das Verfahren zum teilweisen Recyceln eines Vakuums Anwendung finden. Here, the same variations and refinements described above in connection with the vacuum recycling device according to the invention can also be applied to the method for partially recycling a vacuum. In particular, the methods described above in connection with the operation of the vacuum swing may be used for the method of partially recycling a vacuum.
Bei den Behandlungsstationen kann es sich insbesondere um die oben beschriebenen Füllvorrichtungen, Blas- bzw. Streckblasvorrichtungen oder Formfüllmaschinen handeln. Entsprechend kann es sich bei dem Behandlungsschritt um das Befüllen eines Behälters, insbesondere einer Flasche oder Dose, mit einem Füllprodukt, beispielsweise einem Getränk, das Blasformen bzw. Streckblasformen eines Kunststoffbehälters, wie beispielsweise einer PET-Flasche, sowie das Ausformen und Befüllen eines Kunststoffbehälters innerhalb einer Hohlform durch Befüllen mit dem im Wesentlichen flüssigen Füllprodukt handeln. Vor dem Evakuieren des Vakuumbereichs kann der zu behandelnde Behälter oder Preform in den Vakuumbereich, beispielsweise eine Vakuumkammer oder eine Hohlform, eingebracht werden, der dann druckdicht abgeschlossen wird. Dazu kann beispielsweise eine Schleuse vorgesehen werden. Anschließend wird der erste Vakuumbereich auf den ersten Druck, den Zieldruck, evakuiert, der je nach Behandlungsschritt im Bereich von 0,1 bis 0,9 bar, bevorzugt von 0,3 bis 0,8 bar, besonders bevorzugt von 0,5 bis 0,7 bar liegen kann. Es ist anzumerken, dass der in dem Vakuumbereich vorherrschende Druck durch das Durchführen des Behandlungsschritts verändert und insbesondere vergrößert werden kann. Der Einfachheit halber wird hier und im Folgenden der nach dem Behandlungsschritt vorliegende Druck als gleich dem ersten Druck bzw. Zieldruck nach der Evakuierung des Vakuumbereichs gesetzt. Bei durch den Behandlungsschritt verändertem Druck kann selbstverständlich der dann vorherrschende Unterdruck äquivalent recycelt werden, wobei jedoch eine zusätzlich Pumpleistung zur Kompensation für die Druckänderung durch die Behandlung erforderlich wird.The treatment stations may be, in particular, the above-described filling devices, blowing or stretch blow molding devices or mold filling machines. Accordingly, the treatment step may be filling a container, in particular a bottle or can, with a filling product, for example a beverage, blow molding a plastic container, such as a PET bottle, and molding and filling a plastic container within a mold by filling with the substantially liquid filling product. Before evacuating the vacuum region, the container or preform to be treated can be introduced into the vacuum region, for example a vacuum chamber or a hollow mold, which is then closed pressure-tight. For this purpose, for example, a lock can be provided. Subsequently, the first vacuum region is evacuated to the first pressure, the target pressure, which, depending on the treatment step, is in the range from 0.1 to 0.9 bar, preferably from 0.3 to 0.8 bar, particularly preferably from 0.5 to 0 , 7 bar can lie. It should be noted that the pressure prevailing in the vacuum region can be changed and, in particular, increased by carrying out the treatment step. For the sake of simplicity, here and below, the pressure existing after the treatment step is set equal to the first pressure after the evacuation of the vacuum region. Of course, with pressure varied by the treatment step, the then prevailing negative pressure can be equivalently recycled, but an additional pumping power is required to compensate for the pressure change by the treatment.
Zur Entnahme des behandelten Behälters muss der Vakuumbereich zwingend geöffnet werden, sodass das darin vorherrschende Teilvakuum entlastet wird. Erfindungsgemäß wird daher vor dem Entlasten des ersten Vakuumbereichs, wie oben en detail beschrieben, eine Verbindung zum Druckausgleich zwischen dem ersten Vakuumbereich und einem zweiten Vakuumbereich mit einem zweiten, höheren Druck und/oder einem zentralen Vakuumspeicher hergestellt. Insbesondere kann es sich bei den Vakuumbereichen um die Vakuumbereiche einer Vielzahl von gleichartigen Behandlungsstationen handeln. Der zweite, höhere Druck kann insbesondere der Umgebungsdruck sein, der nach dem Einbringen eines zu behandelnden Behälters oder Preforms in den zweiten Vakuumbereich in diesem vorherrscht. Durch den Druckausgleich zwischen dem ersten und zweiten Vakuumbereich wird somit eine Teilevakuierung des zweiten Vakuumbereichs vorgenommen, wodurch das im ersten Vakuumbereich vorliegende Teilvakuum teilweise recycelt wird. Der Druckausgleich geht wie oben beschrieben kontrolliert durch gesteuertes bzw. geregeltes Öffnen und Schließen entsprechender an den Verbindungsleitungen vorgesehener Ventile vonstatten. Eine dafür vorgesehene Steuer- und/oder Regeleinheit kann dazu eine Vielzahl schaltbarer Ventile steuern bzw. regeln.To remove the treated container, the vacuum area must be opened imperatively, so that the prevailing partial vacuum is relieved. According to the invention, therefore, before relieving the first vacuum region, as described in detail above, a connection for pressure equalization between the first vacuum region and a second vacuum region is produced with a second, higher pressure and / or a central vacuum reservoir. In particular, the vacuum areas may be the vacuum areas of a plurality of similar treatment stations. The second, higher pressure may in particular be the ambient pressure which prevails after the introduction of a container or preform to be treated into the second vacuum region in the latter. As a result of the pressure compensation between the first and second vacuum regions, a partial evacuation of the second vacuum region is thus carried out, as a result of which the partial vacuum present in the first vacuum region is partially recycled. The pressure equalization is controlled as described above by controlled opening and closing of corresponding valves provided on the connecting lines. A control and / or regulating unit provided for this purpose can control or regulate a multiplicity of switchable valves.
Ergänzend oder alternativ kann wie oben beschrieben ein Teil des Vakuums auch durch Druckausgleich mit einem zentralen Vakuumspeicher recycelt werden. Auch hierzu öffnet und schließt eine Steuer- und/oder Regeleinheit gezielt die entsprechenden Ventile an den Verbindungsleitungen zwischen dem zentralen Vakuumspeicher und der Vielzahl der Vakuumbereiche.Additionally or alternatively, as described above, part of the vacuum can also be recycled by equalizing the pressure with a central vacuum reservoir. Also for this purpose, a control and / or regulating unit selectively opens and closes the corresponding valves on the connecting lines between the central vacuum accumulator and the multiplicity of vacuum areas.
Das in dem zentralen Vakuumspeicher „teilweise gespeicherte” Vakuum des ersten Vakuumbereichs kann gemäß einer Weiterbildung durch Herstellen einer Verbindung zum Druckausgleich zwischen dem zweiten Vakuumbereich und dem zentralen Vakuumspeicher teilweise an den zweiten Vakuumbereich weitergegeben werden. Dadurch kann wie erwähnt ein zu evakuierender Vakuumbereich bereits teilweise evakuiert werden. Eine mit dem zentralen Vakuumspeicher verbundene Vakuumpumpe muss dann lediglich den Differenzdruck zum Zieldruck ausgleichen. Wie oben beschrieben kann jedoch auch zunächst der Druck des zentralen Vakuumspeichers mittels der Vakuumpumpe auf einen Druck reduziert werden, der derart unter dem Zieldruck liegt, dass ein Druckausgleich zwischen zentralem Hauptspeicher und zweitem Vakuumbereich nach Trennen des zentralen Vakuumspeichers von der Vakuumpumpe zum gewünschten Zieldruck führt. Weitere Weiterbildungen, wie beispielsweise das oben beschriebene kombinierte Recycling mittels aufeinanderfolgenden Druckausgleichs zwischen dem ersten Vakuumbereich und dem zentralen Vakuumspeicher und zwischen dem ersten und dem zweiten Vakuumbereich, sind ebenso möglich.The "partially stored" in the central vacuum accumulator vacuum of the first vacuum region can be passed according to a development by establishing a connection for pressure equalization between the second vacuum region and the central vacuum reservoir partially to the second vacuum region. As a result, as already mentioned, a vacuum area to be evacuated can already be partially evacuated. A vacuum pump connected to the central vacuum reservoir then only has to compensate for the differential pressure to the target pressure. However, as described above, first of all, the pressure of the central vacuum reservoir can be reduced to a pressure below the target pressure by means of the vacuum pump such that a pressure balance between the main main reservoir and the second vacuum region after separating the central vacuum reservoir from the vacuum pump results in the desired target pressure. Further developments, such as the above-described combined recycling by means of successive pressure equalization between the first vacuum region and the central vacuum reservoir and between the first and the second vacuum region, are also possible.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann das Herstellen der Verbindung zwischen dem zweiten Vakuumbereich und dem zentralen Vakuumspeicher das aufeinanderfolgende Herstellen einer Verbindung zwischen dem zweiten Vakuumbereich und mindestens einem Recyclingspeicher des zentralen Vakuumspeichers mit einem dritten Druck, der niedriger als der zweite Druck ist, und einer Verbindung zwischen dem zweiten Vakuumbereich und einem Hauptspeicher des zentralen Vakuumbereichs mit einem vierten Druck, der niedriger als der dritte Druck ist, umfassen. Somit findet das Vakuumrecycling wie oben bereits ausführlich beschrieben in zwei oder mehr Schritten statt, wobei der dritte Druck des Recyclingspeichers höher als der vierte Druck des Hauptspeichers ist. Letzterer ist schlussendlich dafür verantwortlich, dass der zu evakuierende zweite Vakuumbereich auf den Zieldruck evakuiert wird. Wie oben beschrieben lässt sich durch Reihenschaltung mehrerer Recyclingspeicher auch ein kaskadenartiges Recyceln des Vakuums realisieren. Dazu werden der zu evakuierende Vakuumbereich bzw. der evakuierte Vakuumbereich nacheinander mit dem Hauptspeicher und den Recyclingspeichern zum Druckausgleich verbunden, wobei die Abfolge der Verbindungen für den zu evakuierenden Vakuumbereich invertiert zur Abfolge der Verbindungen für den evakuierten Vakuumbereich ist. Weiterhin lässt sich das Verfahren zum Vakuumrecycling mittels Hauptspeicher und Recyclingspeicher(n) auch mit der paarweisen Vakuumschaukel zwischen gleichartigen Vakuumbereichen kombinieren.According to a further development, establishing the connection between the second vacuum region and the central vacuum reservoir may result in successively establishing a connection between the second vacuum region and at least one recycling reservoir of the central vacuum reservoir having a third pressure lower than the second pressure and a connection between the second vacuum area and a main memory of the central vacuum area with a fourth pressure lower than the third pressure. Thus, the vacuum recycling takes place in two or more steps as described in detail above, wherein the third pressure of the recycling reservoir is higher than the fourth pressure of the main memory. The latter is ultimately responsible for evacuating the second vacuum area to be evacuated to the target pressure. As described above, it is also possible to realize a cascade-like recycling of the vacuum by connecting several recycling memories in series. For this purpose, the vacuum region to be evacuated or the evacuated vacuum region are successively connected to the main reservoir and the recycling reservoirs for pressure equalization, the sequence of the compounds for the vacuum region to be evacuated being inverted to the sequence of connections for the evacuated vacuum region. Furthermore, the process of vacuum recycling by means of main storage and recycling storage (s) can also be combined with the pairwise vacuum swing between similar vacuum areas.
Gemäß einer speziellen Weiterbildung kann das Verfahren weiterhin das Evakuieren des Hauptspeichers des zentralen Vakuumspeichers auf den vierten Druck umfassen. Dieses Evakuieren kann durch gezieltes Verbinden des Hauptspeichers mit der Vakuumpumpe erfolgen. Dabei kann der vierte Druck, wie erwähnt, unter dem Zieldruck liegen. Das Evakuieren des Hauptspeichers auf den vierten Druck kompensiert dabei das aufgrund des endlichen Volumenverhältnisses zwischen Vakuumspeicher und Vakuumbereich unzulängliche Recycling des Vakuums des ersten Vakuumbereichs. Aufgrund der Vakuumschaukel fällt diese notwendige Druckkorrektur jedoch erheblich kleiner aus als ohne Vakuumrecycling, sodass der Energiebedarf der Vakuumpumpe deutlich reduziert werden kann.According to a specific development, the method may further include evacuating the main memory of the central vacuum reservoir to the fourth pressure. This evacuation can be done by deliberately connecting the main memory with the vacuum pump. Here, the fourth pressure, as mentioned, are below the target pressure. The evacuation of the main memory to the fourth pressure compensates for the inadequate recycling of the vacuum of the first vacuum region due to the finite volume ratio between the vacuum reservoir and the vacuum region. Due to the vacuum swing, however, this necessary pressure correction is considerably smaller than without vacuum recycling, so that the energy requirement of the vacuum pump can be significantly reduced.
Anstatt der eben beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können die Vorformlinge auch direkt von einer stromaufwärts angeordneten Spritzgussvorrichtung erzeugt und im noch aufgewärmten Zustand zu der Form- und Füllvorrichtung weitertransportiert werden. Energetisch gesehen bietet das den Vorteil, dass ein Teil der Wärme nicht an die Umgebung verloren geht. Unter Umständen muss jedoch noch eine Zwischenkonditioniereinrichtung vorgesehen werden, welche die Vorformlinge nur geringfügig temperiert (kleiner als plus oder minus 50°C) bzw. ein Temperaturprofil aufbringt. Werden die Vorformlinge innerhalb eines Reinraums spritzgegossen, so ist unter Umständen keine weitere Sterilisation der Vorformlinge nötig, wenn sich der Reinraum bis zu einer Position hin erstreckt, an der ein Verschluss auf den Behälter nach dem Befüllen aufgebracht wird.Instead of the methods and devices just described, the preforms can also be generated directly from an upstream injection molding device and transported in the still warmed up state to the forming and filling device. Energetically, this offers the advantage that part of the heat is not lost to the environment. Under certain circumstances, however, a Zwischenkonditioniereinrichtung must be provided, which only slightly tempered the preforms (less than plus or minus 50 ° C) or applies a temperature profile. If the preforms are injection-molded within a clean room, then no further sterilization of the preforms may be necessary if the clean room extends to a position at which a closure is applied to the container after filling.
Insbesondere findet die Herstellung bzw. Expansion und das Befüllen der Behälter innerhalb eines Raums mit kontaminationsarmer Umgebung statt. Die kontaminationsarme Umgebung, bei der es sich insbesondere um einen Reinraum handelt, kann durch eine oder Kombinationen der folgenden Maßnahmen hergestellt werden:
- – Die kontaminationsarme Umgebung der Vorrichtung (innerhalb eines Maschinenschutzes) wird unter einen Überdruck im Vergleich zur Umgebungsatmosphäre gesetzt, indem durch Feinfilter filtrierte Luft zumindest während der Produktion in den Raum eingeblasen wird.
- – Die Antriebe für verschiedenste Bewegungen der Kavität sind außerhalb des Reinraums angeordnet, so beispielsweise die Antriebe für das Öffnen und Schließen der Kavität (Form) und/oder die für das Bewegen einer Reckstange und/oder die für ein Anheben oder Senken eines Behälters und/oder die Bewegung einer Blas- oder Fülldüse.
- – Die innere Wandung des Raums wird in regelmäßigen Abständen gereinigt und/oder sterilisiert, beispielsweise über ein Bespritzen oder Bedampfen mit Lauge, Säure, Entkeimungsflüssigkeit, Wasserstoffperoxid (gasförmig oder flüssig). Insbesondere werden bei der Reinigung und/oder Sterilisation die Innen- und Außenseiten der Kavitäten, Blas- oder Fülldüsen und der Reckstangen miteinbezogen. Insbesondere werden aber auch die inneren Wandungen des Maschinenschutzes einbezogen.
- – Die kontaminationsarme Umgebung wird gegen die Umgebungsatmosphäre abgedichtet. Bei einem Rundläufer kann es sich bei der Dichtung um ein Wasserschloss oder eine Gummidichtung handeln, welche(s) den drehenden Teil zum stehenden Teil der Vorrichtung abdichtet.
- - The low-contamination environment of the device (within a machine protection) is placed under an overpressure compared to the ambient atmosphere by air filtered through the fine filter at least during production is blown into the room.
- - The drives for various movements of the cavity are arranged outside the clean room, such as the drives for opening and closing the cavity (shape) and / or for moving a stretch rod and / or for raising or lowering a container and / or or the movement of a blowing or filling nozzle.
- The inner wall of the room is cleaned and / or sterilized at regular intervals, for example by spraying or steaming with caustic, acid, degerming liquid, hydrogen peroxide (gaseous or liquid). In particular, during cleaning and / or sterilization, the inner and outer sides of the cavities, blowing or filling nozzles and the stretching rods are included. In particular, however, the inner walls of the machine protection are included.
- - The low-contamination environment is sealed against the ambient atmosphere. In a rotary machine, the seal may be a water lock or a rubber seal which seals the rotating part to the stationary part of the device.
Insbesondere werden die Behälter bzw. Vorformlinge vor einem Einbringen in die kontaminationsarme Umgebung sterilisiert.In particular, the containers or preforms are sterilized prior to introduction into the low-contamination environment.
In der Vorrichtung und bei dem Verfahren können auch andere Behälter behandelt werden, beispielsweise Dosen, Beutel oder andere mit der Hand leicht verformbare Behälter.Other containers may also be treated in the apparatus and method, for example, cans, pouches, or other hand-deformable containers.
Das abzufüllende Produkt (Wasser, Cola) kann ebenfalls in einem Verteiler, insbesondere in einer Ringleitung, zu den Behandlungsstationen transportiert werden. Insbesondere herrscht in dem Verteiler ein Überdruck, um das Produkt noch schneller aufzufüllen. Insbesondere herrscht dort ein Überdruck von 1,1 bis 10 bar, bevorzugt zwischen 2 und 5 bar Überdruck.The product to be filled (water, cola) can also be transported in a distributor, in particular in a loop, to the treatment stations. In particular, there is an overpressure in the manifold to replenish the product even faster. In particular, there is an overpressure of 1.1 to 10 bar, preferably between 2 and 5 bar overpressure.
Das Produkt wird insbesondere über einen Drehverteiler von einem stationären Teil der Maschine in einen drehenden Teil der Maschine (Trägerrad) geleitet.The product is in particular passed via a rotary distributor from a stationary part of the machine into a rotating part of the machine (carrier wheel).
Im Drehverteiler können noch weitere Spuren neben dem Produkt vorgesehen sein, beispielsweise eine für das Vakuum, wenn die Pumpe im stationären Teil der Vorrichtung angeordnet ist. In the rotary distributor further tracks may be provided adjacent to the product, for example one for the vacuum, when the pump is arranged in the stationary part of the device.
Handelt es sich um eine Formfüllmaschine, so kann noch eine weitere Spur für unter Überdruck stehendes Gas zur Ausformung der Behälter vorgesehen sein.If it is a mold filling machine, then it is possible to provide a further track for pressurized gas for forming the containers.
Ebenfalls kann eine Spur zum Zurückleiten von Gas (Recycling) oder für Reinigungsmedien (CIP) vorgesehen sein.Also, a trace may be provided for recycling gas (recycle) or cleaning media (CIP).
Vom Drehverteiler werden die Medien insbesondere auf einzelne Behandlungsstationen verteilt. Dies kann über an den Drehverteiler angeschlossene Ringleitungen erfolgen, von welchen sich Leitungen sternförmig zu den einzelnen Stationen abzweigen oder über einen mit dem Drehverteiler verbundenen, zentralen Tank, von dem wiederrum einzelne Leitungen sternförmig zu den Stationen geführt sind.From the rotary distributor, the media are distributed in particular to individual treatment stations. This can be done via connected to the rotary distributor ring lines, from which lines branch off star-shaped to the individual stations or via a connected to the rotary distributor, central tank, of which in turn individual lines are guided in a star shape to the stations.
Handelt es sich um einen Rundläufer, so sind in dessen Peripherie insbesondere ein Einlaufstern und ein Auslaufstern vorgesehen, welche Behälter dem Rundläufer zuführen, bzw. Behälter aus dem Rundläufer entnehmen. Auf dem Rundläufer werden die Behälter insbesondere nur während eines Winkels von 270° bis 350° behandelt, je nachdem, wie nah der Ein- und der Auslaufstern nebeneinander gestellt werden können.If it is a rotary, so in particular its inlet star and an outlet star are provided in the periphery, which feed container to the rotary, and remove container from the rotary. On the rotary, the containers are treated in particular only at an angle of 270 ° to 350 °, depending on how close the inlet and the outlet star can be placed side by side.
Insbesondere wird innerhalb der ersten 20°, insbesondere 10°, Behandlungswinkel der Vakuumbereich einer Behandlungsstation durch die Verbindung des Bereichs mit einem Vakuumbereich einer anderen Behandlungsstation auf einen ersten Druck teilweise evakuiert. Anschließend wird während eines Behandlungswinkels von weiteren 20°, bevorzugt 10°, der Vakuumbereich auf einen zweiten Druck evakuiert, der geringer ist als der erste Druck, und zwar durch Verbindung des Vakuumbereichs mit der Vakuumpumpe.In particular, within the first 20 °, in particular 10 °, treatment angle, the vacuum area of a treatment station is partially evacuated to a first pressure by the connection of the area with a vacuum area of another treatment station. Subsequently, during a treatment angle of a further 20 °, preferably 10 °, the vacuum area is evacuated to a second pressure, which is lower than the first pressure, by connecting the vacuum area with the vacuum pump.
Der Transportpfad der Behälter ist insbesondere mäanderförmig.The transport path of the containers is in particular meandering.
Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.Further features and exemplary embodiments and advantages of the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It is understood that the embodiments do not exhaust the scope of the present invention. It is further understood that some or all of the features described below may be combined with each other in other ways.
ID 14 Formfüllmaschine und Verfahren zum Reinigen einer FormfüllmaschineID 14 mold filling machine and method for cleaning a mold filling machine
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine und ein Verfahren zum Reinigen einer Formfüllmaschine.The invention relates to a mold filling machine and a method for cleaning a mold filling machine.
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern in vorteilhafter Weise weiterzubilden. Insbesondere soll der für das Herstellen und Füllen der Kunststoffbehälter benötigte apparative und/oder zeitliche Aufwand reduziert werden.Object of the present invention is to develop known devices and methods for molding and filling plastic containers in an advantageous manner. In particular, the apparatus and / or time required for producing and filling the plastic container should be reduced.
Diese Aufgabe wird mit einer Formfüllmaschine nach Anspruch 1 und einem Verfahren zur Reinigung einer Formfüllmaschine nach Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.This object is achieved with a mold filling machine according to
Eine Formfüllmaschine umfasst definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter.By definition, a mold-filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Demnach umfasst die Formfüllmaschine mehrere Behandlungsstationen, die zum Ausformen von Behältern in Hohlformen durch selektives Einleiten eines Formfluids unter Überdruck in Vorformlinge ausgebildet sind, und die zum Füllen der Behälter in der Hohlform durch selektives Einleiten eines Produkts durch wenigstens eine Zuleitung und eine Fluiddüse ausgebildet sind. Erfindungsgemäß lässt sich wenigstens ein strukturelles Element, das eine Funktion beim Ausformen der Behälter hat, zuschalten und/oder bewegen, um ein CIP-Medium unter Durchströmen der Produktleitung und der Fluiddüse weiter zu leiten. Accordingly, the mold-filling machine comprises a plurality of treatment stations adapted to form containers in molds by selectively introducing a molding fluid under pressure into preforms and adapted to fill the containers in the mold by selectively introducing a product through at least one supply line and a fluid nozzle. According to the invention, at least one structural element which has a function of forming the containers can be switched on and / or moved in order to forward a CIP medium while flowing through the product line and the fluid nozzle.
Darunter ist zu verstehen, dass das strukturelle Element beim Reinigen eine andere Funktion erfüllt als beim Ausformen der Behälter. Das strukturelle Element vereinigt in sich zwei unterschiedliche Funktionen, so dass sich beim Reinigen ein ansonsten nötiges zusätzliches strukturelles Element einsparen lässt. Die Funktion beim Ausformen der Behälter ist beispielsweise das Leiten eines Formfluids zum pneumatischen oder hydraulischen Umformen von Vorformlingen zu Behältern, das Ausbilden eines Abschnitts der Hohlform, ein Recken des Vorformlings oder dergleichen. Die Funktion beim Reinigen ist beispielsweise das Sammeln und/oder Weiterleiten, insbesondere Zurückleiten, eines CIP-Mediums, das Bereitstellen und/oder Positionieren einer CIP-Abdeckkappe an einer Fluiddüse der Blasstationen, oder dergleichen.By this is meant that the structural element fulfills a different function during cleaning than during molding of the containers. The structural element combines in itself two different functions so that an otherwise necessary additional structural element can be saved during cleaning. The function of forming the containers is, for example, passing a molding fluid to pneumatically or hydraulically convert preforms into containers, forming a portion of the mold, stretching the preform, or the like. The function during cleaning is, for example, the collection and / or forwarding, in particular returning, of a CIP medium, the provision and / or positioning of a CIP cap on a fluid nozzle of the blowing stations, or the like.
Dies lässt sich wie folgt vorteilhaft ausgestalten: das strukturelle Element ist ein unteres Formteil der Hohlform, das sich abdichtend gegen die Fluiddüse fahren lässt; im unteren Formteil sind Spülkanäle ausgebildet, durch die das CIP-Medium insbesondere in seitlicher Richtung ausgeleitet werden kann; unterhalb des unteren Formteils ist eine Auffangwanne für das CIP-Medium ausgebildet; das strukturelle Element ist eine an der Behandlungsstation ausgebildete Reckstange, die sich nach oben gegen einen Umlenkmechanismus fahren lässt, um eine CIP-Kappe vor die Fluiddüse zu schwenken, insbesondere mittels eines an der Reckstange und/oder am Umlenkmechanismus angeordneten Mitnehmers; das strukturelle Element ist eine zur Fluidleitung rohrförmig ausgebildete Reckstange; das strukturelle Element ist wenigstens eine Zuleitung für ein kompressibles Formfluid ist, die sich selektiv schaltbar in einen Kreislauf für das CIP-Medium einbeziehen lässt, wobei vorzugsweise ferner ein schaltbarer Bypass zur Umgehung wenigstens eines in der Zuleitung des kompressiblen Fluids ausgebildeten Druckminderers vorhanden ist; das strukturelle Element ist wenigstens eine Spur eines an der Formfüllmaschine ausgebildeten zentralen Medienverteilers, die sich von einer Leitung des Formfluids im Produktionsbetrieb auf eine Leitung des CIP-Mediums umschalten lässt; das strukturelle Element ist eine zur Fluidleitung rohrförmig ausgebildete Hauptwelle der Behandlungsstation; das strukturelle Element ist ein Heißhaltekanal für das Produkt; und/oder das strukturelle Element ist eine Reinraum-Einhausung für die Behandlungsstationen.This can be advantageously configured as follows: the structural element is a lower mold part of the hollow mold, which can be sealingly driven against the fluid nozzle; In the lower mold part Spülkanäle are formed, through which the CIP medium can be discharged in particular in the lateral direction; below the lower mold part, a collecting tray for the CIP medium is formed; the structural element is a stretch rod formed at the treatment station that can be driven up against a diverter mechanism to pivot a CIP cap in front of the fluid nozzle, in particular by means of a follower disposed on the stretch rod and / or on the diverter mechanism; the structural element is a stretch rod tubular to the fluid line; the structural element is at least one supply line for a compressible molding fluid which can be selectively switched into a circuit for the CIP medium, preferably further comprising a switchable bypass for bypassing at least one pressure reducer formed in the supply of the compressible fluid; the structural element is at least one track of a central media distributor formed on the mold-filling machine, which can be switched from a line of the molding fluid in the production operation to a line of the CIP-medium; the structural element is a main shaft of the treatment station tubular to the fluid line; the structural element is a heat retention channel for the product; and / or the structural element is a clean room enclosure for the treatment stations.
Unter einem Reinigen im Sinne der Erfindung ist ein CIP (Cleaning-In-Place) von an der Formfüllmaschine ausgebildeten Produktwegen zu verstehen, die vorzugsweise beim CIP auch entkeimt werden.Cleaning in the sense of the invention is to be understood as meaning a CIP (cleaning-in-place) of product paths formed on the mold-filling machine, which are preferably also sterilized in the CIP.
Vorzugsweise umfassen die Behandlungsstationen Ventilköpfe mit einem Absperrventil, das zwischen der Fluiddüse und einer Zuleitung für ein kompressibles Formfluid ausgebildet ist. Aggressive CIP-Medien lassen sich somit von empfindlichen Dichtungen für pneumatische Ventile, Druckminderer oder dergleichen fernhalten.Preferably, the treatment stations comprise valve heads with a shut-off valve formed between the fluid nozzle and a supply line for a compressible molding fluid. Aggressive CIP media can thus be kept away from sensitive seals for pneumatic valves, pressure reducers or the like.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Reinigung einer Formfüllmaschine mit mehreren Behandlungsstationen, die zum Ausformen von Behältern in Hohlformen durch selektives Einleiten eines Formfluids unter Überdruck in Vorformlinge ausgebildet sind, und die zum Füllen der Behälter in der Hohlform durch selektives Einleiten eines Produkts durch wenigstens eine Zuleitung und eine Fluiddüse ausgebildet sind. Erfindungsgemäß wird ein durch die Produktleitung und die Fluiddüse strömendes CIP-Medium durch Zuschalten und/oder Bewegen eines strukturellen Elements, das eine Funktion beim Ausformen der Behälter hat, weiter und/oder zurück geleitet wird, insbesondere bei umlaufender Behandlungsstation. Beim CIP (Cleaning-In-Place) lassen sich somit im Produktionsbetrieb verwendete Strukturen, die mit Produkt in Kontakt kommen, wie beispielsweise Leitungen, Ventile, Verteiler, Tanks, Ventilköpfe, Fluiddüsen oder dergleichen bei laufender Maschine unter Verwendung der für den Produktionsbetrieb ausgebildeten Fördermittel auf effiziente und effektive Weise reinigen und/oder entkeimen.The inventive method is used to clean a mold filling machine with a plurality of treatment stations, which are formed for molding containers in molds by selectively introducing a molding fluid under pressure in preforms, and for filling the container in the mold by selectively introducing a product through at least one feed line and a fluid nozzle are formed. According to the invention, a CIP medium flowing through the product line and the fluid nozzle is passed on and / or back by connecting and / or moving a structural element which has a function in forming the containers, in particular in the case of a circulating treatment station. Thus, in the CIP (Cleaning-In-Place), structures used in production operation that come in contact with product, such as pipes, valves, manifolds, tanks, valve heads, fluid nozzles, or the like while the machine is running, can be conveyed using the conveyor designed for production operation Clean and / or sterilize in an efficient and effective way.
Vorzugsweise wird ein Vorformling oder ein Behälter als CIP-Kappe gegen die Fluiddüse gefahren. Separate CIP-Kappen sind dann entbehrlich.Preferably, a preform or a container is driven as a CIP cap against the fluid nozzle. Separate CIP caps are then dispensable.
Vorzugsweise wird das CIP-Medium durch eine für ein kompressibles Formfluid zum Ausformen der Behälter vorgesehene Verteilerspur eines an der Formfüllmaschine ausgebildeten Drehverteilers/Medienverteilers geleitet. Dadurch lässt sich eine separate CIP-Rückführspur einsparen.Preferably, the CIP medium is passed through a distributor track of a rotary distributor / media distributor formed on the mold filling machine for a compressible molding fluid for molding the containers. This can save a separate CIP return track.
Die Vorformlinge bestehen aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie beispielsweise PET, PE, PP oder dergleichen, und können auf herkömmliche Weise für das Umformen in einem voran geschalteten Ofen erwärmt werden.The preforms are made of a thermoplastic such as PET, PE, PP, or the like, and can be heated in a conventional manner for forming in a pre-connected oven.
Die Behälter lassen sich prinzipiell auch, zumindest anteilig, durch Einleiten eines inkompressiblen Formfluids ausformen. Insbesondere ein abschließender Teil des Umformprozesses könnte in der Hohlform durch hydraulisches Aufpressen des Vorformlings/Behälters erfolgen, im Gegensatz zu einem pneumatischen Aufblasen durch ein kompressibles Formfluid, wie beispielsweise Pressluft. In principle, the containers can also be formed, at least partially, by introducing an incompressible molding fluid. In particular, a final part of the forming process could be in the mold by hydraulically pressing the preform / container, as opposed to pneumatic inflation by a compressible molding fluid such as compressed air.
Ein ausschließlich hydraulisches Aufpressen des Vorformlings hat den Vorteil, dass eine Druckluftversorgung für die Behandlungsstationen zum Zweck des Ausformens entbehrlich ist. Ein teilweise pneumatisches Aufblasen mit einem kompressiblen Formfluid kann insbesondere für ein anfängliches Vorblasen des Behälters in der Hohlform vorteilhaft sein. Ebenso könnte das kompressible Formfluid Kohlendioxid sein, das nach dem Vorblasen zumindest anteilig im Vorformling/Behälter verbleibt und im anschließend unter Überdruck eingeleiteten inkompressiblen Formfluid in Lösung geht, um das Produkt zu karbonisieren.An exclusively hydraulic pressing of the preform has the advantage that a compressed air supply for the treatment stations for the purpose of molding is unnecessary. Partial pneumatic inflation with a compressible molding fluid may be advantageous in particular for initial pre-blowing of the container in the mold. Likewise, the compressible molding fluid could be carbon dioxide, which remains at least partially in the preform / container after pre-blowing and goes into solution in the incompressible molding fluid subsequently introduced under excess pressure in order to carbonize the product.
Die erfindungsgemäße Formfüllmaschine basiert vorzugsweise auf einem kontinuierlich drehbaren Karussell, an dem mehrere Behandlungsstationen befestigt sind. Vorhanden ist vorzugsweise ferner ein mittels Einlaufstern oder dergleichen angekoppelter Ofen zum Erwärmen der Vorformlinge. Diese könnten allerdings auch direkt von einer angeschlossenen Spritzgussmaschine mit geeigneter Einlauftemperatur bereitgestellt werden. Vorhanden ist vorzugsweise ferner eine Verschließmaschine, die mittels Auslaufstern oder dergleichen angekoppelt oder im Bereich eines Auslaufsterns ausgebildet ist. Allerdings könnten die mit Produkt gefüllten Behälter auch auf dem Karussell umlaufend verschlossen werden.The mold filling machine according to the invention is preferably based on a continuously rotatable carousel to which a plurality of treatment stations are attached. Also preferably present is a furnace coupled by means of an infeed star or the like for heating the preforms. However, these could also be provided directly from a connected injection molding machine with a suitable inlet temperature. A sealing machine which is coupled by means of a discharge star or the like or in the region of an outlet star is preferably also present. However, the containers filled with product could also be sealed circumferentially on the carousel.
ID 15 Formfüllmaschine und Verfahren zum Ausformen und Füllen von BehälternID 15 Mold filling machine and method for forming and filling containers
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine und ein Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern. Genauer betrifft sie ein Verfahren zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter in der Hohlform, wobei das Produkt in die Kunststoffbehälter eingefüllt wird, während eine Reckstange oder ein Einfüllstutzen zumindest teilweise in den Kunststoffbehälter eingeführt ist.The invention relates to a mold filling machine and a method for molding and filling plastic containers. More particularly, it relates to a process for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold cavity and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers in the mold cavity, the product being filled into the plastic containers, while a Stretching rod or a filler neck is at least partially inserted into the plastic container.
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Wenn eine Reckstange auch zum Einfüllen des Produkts verwendet wird oder zum Einfüllen ein Einfüllstutzen in den Behälter eingeführt wird, verdrängen diese im eingefüllten Produkt ein bestimmtes Volumen. Wenn die Reckstange bzw. der Einfüllstutzen am Ende des Einfüllprozesses aus dem Behälter gezogen werden sinkt daher der Füllstand. Abgesehen davon, dass daher der endgültige Füllstand vom Sollfüllstand abweicht ist auch das Kopfraumvolumen größer als erwünscht, weil mit der eingeführten Reckstange bzw. dem eingeführten Einfüllstutzen bereits bei einer geringeren Menge von eingefüllten Produkt ein maximal zulässiger Füllstand erreicht wird. Es tritt also das Problem auf, dass der endgültige Füllstand des flüssigen Produkts schwanken kann, insbesondere niedriger als der Sollfüllstand sein kann.If a stretch rod is also used to fill the product or a filler neck is introduced into the container for filling, these displace a certain volume in the filled product. Therefore, if the stretch rod or filler neck is pulled out of the container at the end of the filling process, the level drops. Apart from the fact that therefore deviates the final level of the desired level and the headspace volume is greater than desired, because with the imported stretch rod or the inserted filler neck even with a smaller amount of filled product a maximum level is reached. So there is the problem that the final level of the liquid product may fluctuate, in particular may be lower than the desired level.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern in vorteilhafter Weise so weiterzubilden, dass der endgültige Füllstand möglichst genau einstellbar ist.Object of the present invention is to develop known devices and methods for molding and filling plastic containers in an advantageous manner so that the final level is adjusted as accurately as possible.
Diese Aufgabe wird mit einer Formfüllmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.This object is achieved with a mold filling machine according to
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter in der Hohlform, wobei das Produkt in die Kunststoffbehälter eingefüllt wird, während eine Reckstange oder ein Einfüllstutzen zumindest teilweise in den Kunststoffbehälter eingeführt ist. Erfindungsgemäß wird die Einführtiefe der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens am Ende des Einfüllvorgangs derart eingestellt, dass das Volumen, das in dem Produkt durch die Reckstange bzw. den Einfüllstutzen verdrängt wird, einem vorgegebenen Soll-Kopfraumvolumen entspricht.The invention relates to a method for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers in the mold, the product being filled into the plastic containers while a Stretching rod or a filler neck is at least partially inserted into the plastic container. According to the invention, the insertion depth of the stretch rod or the filler neck at the end of the filling process in such a way adjusted that the volume that is displaced in the product by the stretch rod or the filler neck, a predetermined target headspace volume corresponds.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der endgültige Füllstand exakt eingestellt werden.By the method according to the invention, the final level can be set exactly.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Die Reckstange kann derart ausgebildet sein, dass sie den Kunststoffvorformling derart streckt, dass er die Unterseite der Hohlform berührt. Die Reckstange kann Öffnungen umfassen, durch die ein Fluid, insbesondere das Produkt, in den Kunststoffbehälter oder aus dem Kunststoffbehälter strömen kann. Alternativ können das Fluid bzw. das Produkt unabhängig von der Reckstange in den Kunststoffbehälter gefüllt werden. In dem Verfahren kann auf die Reckstange verzichtet werden. Das Produkt kann dann mittels des Einfüllstutzens eingefüllt werden.The stretch rod may be configured to stretch the plastic preform to contact the underside of the die. The stretch rod may comprise openings through which a fluid, in particular the product, can flow into the plastic container or out of the plastic container. Alternatively, the fluid or the product can be filled into the plastic container independently of the stretch rod. In the process can be dispensed with the stretch rod. The product can then be filled by means of the filler neck.
Die Einführtiefe der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens entspricht dem Abstand zwischen der Oberkante des vorgeformten Halsbereichs des Kunststoffbehälters und dem unteren Ende der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens. Unten bezieht sich dabei auf das Ende, welches dem Boden des Kunststoffbehälters zugewandt ist. Das Kopfraumvolumen ist das Volumen zwischen dem maximal zulässigen Füllstand während dem Einfüllvorgang, insbesondere der Oberkante des Kunststoffbehälters oder der Unterkante des bereits vorgeformten Halsbereichs des Kunststoffbehälters und dem Füllstand des Produkts. Entsprechend ist das Soll-Kopfraumvolumen das Volumen zwischen dem Sollfüllstand und dem maximal zulässigen Füllstand. Das Kopfraumvolumen ist typischerweise mit einem Gas, beispielsweise Luft, gefüllt. Der Sollfüllstand bzw. das Soll-Kopfraumvolumen sind vorgegebene Werte. Typischerweise ist es erwünscht, dass Kopfraumvolumen zu minimieren.The insertion depth of the stretch rod or the filler neck corresponds to the distance between the upper edge of the preformed neck region of the plastic container and the lower end of the stretch rod or the filler neck. Below refers to the end, which faces the bottom of the plastic container. The headspace volume is the volume between the maximum permissible level during the filling process, in particular the upper edge of the plastic container or the lower edge of the already preformed neck region of the plastic container and the level of the product. Accordingly, the desired headspace volume is the volume between the desired level and the maximum permissible level. The headspace volume is typically filled with a gas, such as air. The desired filling level or the nominal headspace volume are predetermined values. Typically, it is desirable to minimize headspace volume.
Der Einfüllvorgang gilt als beendet, wenn eine vorgegebene Sollmenge des Produkts in den Kunststoffbehälter abgefüllt wurde.The filling process is considered completed when a predetermined target amount of the product has been filled into the plastic container.
Die Einführtiefe der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens kann, insbesondere zeitabhängig, derart eingestellt werden, dass ein tatsächlicher Füllstand einen vorgegebenen maximal zulässigen Füllstand in dem Kunststoffbehälter zu keinem Zeitpunkt des Einfüllvorgangs überschreitet. Dadurch kann zuverlässig verhindert werden, dass das Produkt überläuft.The insertion depth of the stretch rod or the filler neck can, in particular time-dependent, be adjusted such that an actual fill level does not exceed a predetermined maximum permissible fill level in the plastic container at any time during the filling process. This can reliably prevent the product from overflowing.
Der maximale Füllstand kann mindestens zu einem Zeitpunkt, insbesondere am Ende, des Einfüllvorgangs erreicht werden. Dies löst besonders ein Problem, das auftritt, wenn der Kunststoffbehälter mit dem Produkt ausgeformt wird, nämlich dass es unter Umständen nicht ausreichend ist, wenn das Produkt zu keinem Zeitpunkt den Sollfüllstand überschreitet. Der Sollfüllstand liegt häufig, teilweise deutlich, unterhalb des Halsbereichs des Kunststoffbehälters und wenn dieser nicht überschritten wird, werden die Behälter im Schulterbereich möglicherweise unvollständig ausgeformt.The maximum level can be achieved at least at one time, in particular at the end of the filling process. This particularly solves a problem that occurs when the plastic container is molded with the product, namely, that it may not be sufficient if the product does not exceed the desired level at any time. The desired level is often, sometimes significantly, below the neck of the plastic container and if this is not exceeded, the container in the shoulder area may be incomplete.
Die Einführtiefe kann während des Einfüllvorgangs gleich bleiben und erst am Ende des Einfüllvorgangs verändert werden, indem die Reckstange bzw. der Einfüllstutzen aus dem Kunststoffbehälter gezogen wird. Dieses Verfahren ist sehr einfach, weil keine Verstellung der Einführtiefe nötig ist. Dies ist möglich, wenn das Volumen, welches die Reckstange bzw. der Einfüllstutzen am Ende des Einfüllvorgangs verdrängt nicht größer ist, als das Soll-Kopfraumvolumen und solange die Summe des Volumens des eingeführten Teils der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens geringer ist, als das durch den maximalen Füllstand vorgegebene Volumen. In diesen Fällen kommt es nicht zum Überlaufen, obwohl die Einführtiefe der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens nicht geändert wird.The insertion depth can remain the same during the filling process and can only be changed at the end of the filling process by pulling the stretching rod or the filler neck out of the plastic container. This method is very simple because no adjustment of the insertion depth is necessary. This is possible if the volume which displaces the stretch rod or the filler neck at the end of the filling process is not greater than the desired headspace volume and as long as the sum of the volume of the inserted part of the stretch rod or the filler neck is less than that through the maximum level predetermined volume. In these cases, it does not overflow, although the insertion depth of the stretch rod or the filler neck is not changed.
Die Reckstange bzw. der Einfüllstutzen können während des gesamten Einfüllvorgangs zumindest teilweise in das Produkt eingetaucht sein. Dies kann ein gleichmäßiges Einfüllen des Produkts ermöglichen, indem es Spritzen verhindert.The stretch rod or the filler neck can be at least partially immersed in the product during the entire filling process. This may allow for even filling of the product by preventing splashing.
Die Einführtiefe der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens kann bei steigendem Füllstand reduziert werden, insbesondere so reduziert, dass die Reckstange bzw. der Einfüllstutzen während des gesamten Einfüllvorgangs zumindest teilweise in das Produkt eingetaucht ist.The insertion depth of the stretch rod or the filler neck can be reduced with increasing level, in particular reduced so that the stretch rod or the filler neck is at least partially immersed in the product during the entire filling process.
Das Reduzieren der Einführtiefe kann kontinuierlich oder in diskreten Schritten erfolgen.Reducing the depth of insertion can be done continuously or in discrete steps.
Die Einführtiefe der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens kann insbesondere so reduziert werden, dass sich das durch die Reckstange bzw. den Einfüllstutzen verdrängte Volumen in dem Produkt nicht erhöht, insbesondere gleichbleibt oder abnimmt.The insertion depth of the stretch rod or of the filler neck can in particular be reduced so that the volume displaced by the stretch rod or the filler neck does not increase in the product, in particular remains the same or decreases.
Wird die Einführtiefe der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens wie oben beschrieben bei steigendem Füllstand reduziert, kann insgesamt eine größere Menge von dem Produkt eingefüllt werden, ohne dass es den maximalen Füllstand überschreitet. Zudem kann das Einfüllen gleichmäßiger erfolgen, weil im bereits eingefüllten Produkt im unteren Teil des Kunststoffbehälters weniger Strömungen und Blasen erzeugt werden.If the insertion depth of the stretch rod or of the filler neck is reduced as the fill level increases as described above, a larger amount of the product can be introduced overall without it exceeding the maximum fill level. In addition, the filling can be made more uniform, because in the already filled product in the lower part of the plastic container less flows and bubbles are generated.
Die Einführtiefe der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens kann basierend auf vorgegebenen Werten und/oder basierend auf Messwerten eines Füllstandmessers eingestellt werden.The insertion depth of the stretch rod or the filler neck can be adjusted based on predetermined values and / or based on measured values of a level gauge.
Die vorgegebenen Werte können dabei das Volumen der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens in Abhängigkeit von der Einführtiefe, das Volumen des Behälters, die Höhe des Behälters, die Form des Behälters, das Soll-Kopfraumvolumen, die Sollmenge des Produkts, die Einfüllgeschwindigkeit und/oder den maximal zulässigen Füllstand umfassen. Aus diesen Werten kann die Einführtiefe ermittelt werden. Wenn die Einfüllgeschwindigkeit berücksichtigt wird kann die Einführtiefe insbesondere auch zeitabhängig eingestellt werden.The predetermined values can be the volume of the stretch rod or the filler neck depending on the insertion depth, the volume of the container, the height of the container, the shape of the container, the desired headspace volume, the desired amount of the product, the filling speed and / or the maximum permissible level. The insertion depth can be determined from these values. If the filling speed is taken into account, the insertion depth can also be set in a time-dependent manner.
Ein Füllstandmesser kann den tatsächlichen Füllstand oder einen relativen Füllstand im Vergleich zu einem Referenzwert, beispielsweise dem maximal zulässigen Füllstand und/oder dem Sollfüllstand, bestimmen. Beispielsweise kann eine Regeleinrichtung vorgesehen sein, die den tatsächlichen Füllstand, insbesondere während des gesamten Einfüllvorgangs, mit dem tatsächlichen Füllstand abgleicht, so dass basierend auf dem Abgleich die Einführtiefe so eingestellt werden kann, dass der maximale Sollfüllstand nicht überschritten wird und/oder dass die Reckstange bzw. der Einfüllstutzen während des gesamten Einfüllvorgangs zumindest teilweise in das Produkt eingetaucht ist und/oder dass die Reckstange bzw. der Einfüllstutzen am Ende des Einfüllvorganges genau das Soll-Kopfraumvolumen verdrängt.A level gauge may determine the actual level or relative level as compared to a reference level, such as the maximum allowable level and / or the desired level. For example, a control device can be provided, which balances the actual fill level, in particular during the entire filling process, with the actual fill level, so that based on the adjustment, the insertion depth can be set so that the maximum set fill level is not exceeded and / or that the stretch rod or the filler neck is at least partially immersed in the product during the entire filling process and / or that the stretch rod or the filler neck at the end of the filling exactly displaces the desired headspace volume.
Die oben genannten Definitionen und Merkmale, sowie die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Vorteile treffen ebenfalls auf die im Folgenden beschriebene erfindungsgemäße Formfüllmaschine zu.The abovementioned definitions and features as well as the advantages described in connection with the method also apply to the form filling machine according to the invention which is described below.
Die erfindungsgemäße Formfüllmaschine umfasst wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter in der Hohlform, wobei die Formfüllmaschine eine Stelleinrichtung zum Einstellen einer Einführtiefe einer Reckstange bzw. eines Einfüllstutzens in den Kunststoffbehälter umfasst. Erfindungsgemäß ist die Stelleinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Einführtiefe der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens am Ende des Einfüllvorgangs derart eingestellt ist, dass das Volumen, das in dem Produkt durch die Reckstange bzw. den Einfüllstutzen verdrängt wird, einem vorgegebenen Soll-Kopfraumvolumen entspricht.The mold filling machine according to the invention comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers in the mold, wherein the mold filling machine has an adjusting device for setting an insertion depth a stretch rod or a filler neck into the plastic container. According to the invention the adjusting device is designed such that the insertion depth of the stretch rod or the filler neck at the end of the filling process is set such that the volume which is displaced in the product by the stretch rod or the filler neck, corresponds to a predetermined desired headspace volume.
Die Stelleinrichtung kann zum gleichzeitigen Halten und Bewegen, insbesondere zum diskreten oder kontinuierlichen Bewegen, der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens entlang des Hubs ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Stelleinrichtung Schienen und/oder Gelenkarme mit Greifern umfassen. Die Stelleinrichtung kann einen Antrieb, beispielsweise einen Servomotor umfassen, der so ausgebildet ist, dass er die Reckstange bzw. den Einfüllstutzen bewegen und so die Einführtiefe einstellen kann. Die Stelleinrichtung, insbesondere der Antrieb, kann ansteuerbar sein, beispielsweise durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung. Die Stelleinrichtung kann alternativ oder zusätzlich zum manuellen Einstellen der Einführtiefe ausgebildet sein.The adjusting device can be designed for simultaneous holding and moving, in particular for discrete or continuous movement, of the stretching rod or of the filler neck along the stroke. For example, the adjusting device may comprise rails and / or articulated arms with grippers. The adjusting device may comprise a drive, for example a servomotor, which is designed such that it can move the stretch rod or the filler neck and thus adjust the insertion depth. The adjusting device, in particular the drive, can be controllable, for example by a control and / or regulating device. The adjusting device can be designed alternatively or additionally to the manual setting of the insertion depth.
Die Stelleinrichtung kann derart eingestellt sein, dass ein tatsächlicher Füllstand den maximal zulässigen Füllstand in dem Kunststoffbehälter zu keinem Zeitpunkt des Einfüllvorgangs überschreitet.The adjusting device can be set such that an actual level does not exceed the maximum permissible level in the plastic container at any time during the filling process.
Die Formfüllmaschine kann eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung umfassen, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Stelleinrichtung zum Einstellen der Einführtiefe der Reckstange, insbesondere zeitabhängig, steuert.The mold filling machine may comprise a control and / or regulating device, wherein the control and / or regulating device is designed such that it controls the adjusting device for adjusting the insertion depth of the stretch rod, in particular time-dependent.
Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann die Stelleinrichtung insbesondere derart steuern, dass ein tatsächlicher Füllstand den maximal zulässigen Füllstand in dem Kunststoffbehälter zu keinem Zeitpunkt des Einfüllvorgangs überschreitet.The control and / or regulating device can in particular control the adjusting device such that an actual fill level does not exceed the maximum permissible fill level in the plastic container at any time during the filling process.
Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann die Stelleinrichtung derart steuern, dass die Einführtiefe der Reckstange bzw. des Einfüllstutzens bei steigendem Füllstand reduziert wird, insbesondere so reduziert, dass die Reckstange bzw. der Einfüllstutzen während des gesamten Einfüllvorgangs zumindest teilweise in das Produkt eingetaucht ist.The control and / or regulating device can control the adjusting device such that the insertion depth of the stretch rod or the filler neck is reduced with increasing level, in particular reduced so that the stretch rod or the filler neck is at least partially immersed in the product during the entire filling process ,
Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass sie die Stelleinrichtung basierend auf vorgegebenen Werten und/oder basierend auf Messwerten eines Füllstandmessers steuert.The control and / or regulating device may be designed such that it controls the adjusting device based on predetermined values and / or based on measured values of a filling level meter.
Weitere Merkmale und Vorteile werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren erläutert. Dabei zeigt:Further features and advantages are explained below with reference to the exemplary figures. Showing:
ID 16 Arbeitstitel: FüllhöhenkorrekturID 16 working title: Fill level correction
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine und ein Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern.The invention relates to a mold filling machine and a method for molding and filling plastic containers.
Bekannterweise lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen. As is known, plastic containers can be produced from preforms by stretch blow molding.
Es gibt auch bereits Verfahren, bei denen PET-Vorformlinge mittels hydraulischem Druckverfahren hergestellt werden.There are also already methods in which PET preforms are produced by means of a hydraulic printing process.
Dabei sind im Grunde zwei Wege bekannt, nämlich, dass die Verformung mit dem Produkt stattfindet, welches am Ende im Behälter verbleibt oder dass eine Flüssigkeit verwendet wird, die nach dem Verformungsvorgang wieder aus dem Behälter entfernt wird.There are basically two ways known, namely that the deformation takes place with the product, which remains in the container at the end or that a liquid is used, which is removed again after the deformation process from the container.
Aus der
Die
So ist es also bereits möglich, den in der Formfüllmaschine erzeugten Kunststoffbehälter bereits in der Behandlungsstation der Formfüllmaschine mit dem Endprodukt zu füllen. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass beim Transport der gefüllten Kunststoffbehälter Produkt aus dem Kunststoffbehälter überschwappt und die Maschine verschmutzt. Dies erzeugt einen erhöhten Reinigungsaufwands. Außerdem kann durch das Überschwappen keine einheitliche Optik und konstante Füllhöhe realisiert werden, dies liegt unter anderem auch daran dass die Behälter beim Ausformen und und nach dem Füllen noch heiß sind, so dass es zu Schwankungen der Behältervolumina kommen kann. Aufgrund des Überschwappens kann es zu einer Unterfüllung des Behälters kommen, die jedoch dringend vermieden werden muss, da, wenn die Kunststoffbehälter die gesetzlich vorgeschriebene Mindestfüllmenge nicht erreichen, diese nicht mehr verkauft werden dürfen.So it is already possible to fill the plastic container produced in the mold filling machine already in the treatment station of the mold filling machine with the final product. However, this has the disadvantage that during transport of the filled plastic container overflows product from the plastic container and dirty the machine. This creates an increased cleaning effort. In addition, the uniformity and constant filling height can not be realized by the spilling, this is partly because the containers are still hot during molding and and after filling, so that it may lead to fluctuations in the container volumes. Due to the spill over it can lead to underfilling of the container, which must be avoided urgently, since if the plastic containers do not reach the statutory minimum fill quantity, they must not be sold.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Formfüllmaschine sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, die ein Unterfüllen verhindern können und darüber hinaus dazu beitragen können, die Hygiene in einer Formfüllmaschine zu verbessern.Proceeding from this, the object of the present invention is to provide a mold-filling machine and a corresponding method which can prevent underfilling and, moreover, can contribute to improving hygiene in a mold-filling machine.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst.According to the invention, this object is solved by the features of
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist also den Behandlungsstationen, beispielsweise einem Rundläufer mit entsprechenden Behandlungsstationen, mindestens eine Nachfülleinrichtung nachgeschaltet zum Zudosieren von Produkt in die jeweils bereits gefüllten Kunststoffbehälter.According to the present invention, therefore, the treatment stations, for example a rotary machine with corresponding treatment stations, are followed by at least one refill device for metering product into the respectively already filled plastic containers.
Das bedeutet, dass es möglich ist, die Kunststoffbehälter, z. B. Flaschen, insbesondere PET-Flaschen in den jeweiligen Behandlungsstationen nicht bis zur einer Mindestfüllhöhe, die einem gesetzlich vorgeschrieben Mindestvolumen entspricht, damit das Produkt verkauft werden darf, zu füllen, sondern entsprechend weniger einzufüllen, derart, dass ein Überschwappen beim Transport der gefüllten Kunststoffbehälter in der Formfüllmaschine wirksam vermieden werden kann. Die Nachfülleinrichtung kann dann damit die entsprechende Mindestfüllhöhe erreicht wird, Produkt zudosieren. Selbst wenn Produkt aus den Kunststoffbehältern überschwappt, kann mit Hilfe einer entsprechenden Nachfülleinrichtung Produkt zudosiert werden.This means that it is possible to remove the plastic containers, e.g. As bottles, especially PET bottles in the respective treatment stations not to a Mindestfüllhöhe, which corresponds to a statutory minimum volume, so that the product may be sold to fill, but fill accordingly less, such that a spill during transport of the filled plastic containers can be effectively avoided in the mold filling machine. The refilling device can then be reached so that the corresponding minimum filling level is added to product. Even if product spills out of the plastic containers, product can be added by means of a corresponding refilling device.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Maschine mindestens einen Füllstandssensor zur Füllstandskontrolle aufweist sowie eine Steuer/Regeleinrichtung (Steuer oder Regeleinrichtung), die die Nachfülleinrichtung in Abhängigkeit eines Signals des Füllstandssensors ansteuert oder regelt. Mit dem Füllstandssensor kann also bestimmt werden, ob die Mindestfüllhöhe bereits erreicht ist. Ist die Füllhöhe nicht erreicht, gibt die Regeleinrichtung ein Signal an die Nachfülleinrichtung derart, dass Produkt nachdosiert wird. Wenn ein ausreichender Füllstand gemessen wird, wird der Nachfüllvorgang beendet wird. Vorteilhafterweise regelt die Steuer/Regeleinrichtung als Regelgröße also die Füllhöhe. Wenn die Füllhöhe auf eine vorbestimmte Füllhöhe geregelt wird, kann nicht nur Unterfüllen verhindert werden sondern es ergibt sich auch eine einheitliche Optik der Flaschen, egal wie maßhaltig die Behälter durch den Prozess geformt werden.It is particularly advantageous if the machine has at least one filling level sensor for filling level control and a control / regulating device (control or regulating device) which controls or regulates the refilling device in response to a signal of the filling level sensor. The level sensor can therefore be used to determine whether the minimum filling level has already been reached. If the filling level is not reached, the control device sends a signal to the refilling device in such a way that the product is replenished. When a sufficient level is measured, the refilling process is terminated. Advantageously, controls the control / regulating device as a controlled variable so the level. When the level is regulated to a predetermined level, not only can underfilling be prevented, but also the appearance of the bottles is consistent, no matter how dimensionally the containers are formed by the process.
Es ist aber auch möglich, die Nachfülleinrichtung einfach anzusteuern, indem beispielsweise, wenn bestimmt wird, dass die Mindestfüllhöhe unterschritten wird, ein empirisch bestimmtes Volumen zudosiert wird, das sicherstellt, dass die Mindesthöhe erreicht wird oder aber es kann eine entsprechende Menge in Abhängigkeit der gemessenen Höhe berechnet werden, die dann durch die Nachfülleinrichtung zudosiert wird.But it is also possible to easily control the refill by, for example, if it is determined that the minimum level is exceeded, an empirically determined volume is added, which ensures that the minimum height is reached or it can be a corresponding amount depending on the measured Height to be calculated, which is then added through the refill.
Die Nachfülleinrichtung wird also derart angesteuert oder geregelt, dass eine Menge zudosiert wird, damit eine vorbestimmte Füllhöhe in dem Kunststoffbehälter nicht unterschritten wird. Somit ist sichergestellt, dass jeder erzeugte Kunststoffbehälter verkauft werden darf. Überbefüllte Behälter dürfen ebenfalls verkauft werden. The refill device is thus controlled or regulated in such a way that a quantity is metered in so that a predetermined filling level in the plastic container is not undershot. This ensures that every plastic container produced may be sold. Overfilled containers may also be sold.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden mehrere Nachfülleinrichtungen, insbesondere jeweils zusammen mit entsprechenden Füllstandssensoren in einem Karussell, sprich einem Rundläufer, angeordnet. Dies macht eine kontinuierliche Produktion möglich.According to a preferred embodiment, a plurality of refill devices, in particular in each case together with corresponding level sensors in a carousel, that is a rotary runner arranged. This makes continuous production possible.
Der mindestens einen Nachfülleinrichtung bzw. dem Karussell oder Rundläufer ist mindestens ein Verschließer nachgeordnet, um die korrekt befüllten Kunststoffbehälter dann abschließend zu verschließen.The at least one refill or the carousel or rotary is followed by at least one closer to finally close the correctly filled plastic containers.
Die Nachfülleinrichtung weist eine Halterung für die Kunststoffbehälter auf, wobei der Füllstandssensor vorteilhafterweise seitlich oder oberhalb eines Bereiches, in dem der Kunststoffbehälter angeordnet werden kann, montiert ist. Somit kann der Füllstand beispielsweise optisch von der Seite oder von oben kontrolliert werden.The refilling device has a holder for the plastic containers, wherein the filling level sensor is advantageously mounted laterally or above a region in which the plastic container can be arranged. Thus, the level can be controlled, for example, optically from the side or from above.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in die gefüllten Kunststoffbehälter nach Verlassen der jeweiligen Hohlform durch eine Nachfülleinrichtung Produkt zudosiert.In the method according to the invention, product is metered into the filled plastic container after leaving the respective mold through a refilling device.
Die jeweiligen gefüllten Kunststoffbehälter weisen nach Verlassen der Hohlform eine erste Füllhöhe h1 auf und die Nachfülleinrichtung füllt dann, wenn die erste Füllhöhe h1 eine zweite Füllhöhe h2, (die beispielsweise der Mindestfüllhöhe entspricht oder größer als die Mindestfüllhöhe ist, wobei die Mindestfüllhöhe einer Füllhöhe entspricht die dem vorgeschriebenen Mindestvolumen entspricht, damit der Behälter verkauft werden darf), unterschreitet, den Kunststoffbehälter auf mindestens die zweite Füllhöhe h2 auffüllt. Vorzugsweise füllt die Nachfülleinrichtung exakt auf die Füllhöhe h2 auf, die der erforderlichen Mindestfüllhöhe entspricht. Es ist natürlich auch möglich, die Flasche leicht zu überfüllen, jedoch nicht so weit, dass die Flasche überläuft.The respective filled plastic containers have after leaving the mold a first filling level h 1 and the refill filling then when the first level h 1 a second level h 2 , (for example, the minimum level corresponds to or greater than the Mindestfüllhöhe, the Mindestfüllhöhe a Filling level corresponding to the prescribed minimum volume, so that the container may be sold), falls below, the plastic container fills to at least the second filling level h 2 . The refilling device preferably fills up exactly to the filling level h 2 , which corresponds to the required minimum filling level. Of course, it is also possible to easily overfill the bottle, but not so much that the bottle overflows.
Das bedeutet, dass vorteilhafterweise in einer entsprechenden Regelung ein Füllstandssensor als Meßglied eine Füllhöhe misst, und die Nachfülleinrichtung als Stellglied so viel Produkt nachdosiert, bis die Regelgröße h mindestens den Sollwert h2 bzw. den Sollwert h2 erreicht hat.This means that advantageously in a corresponding regulation, a filling level sensor measures a filling level as a measuring element, and the refilling device as an adjusting element replenishes so much product until the controlled variable h has reached at least the setpoint value h 2 or the setpoint value h 2 .
Es ist vorteilhaft, wenn ein Füllstandssensor auf einer Höhe angeordnet ist, die dem zweiten Füllstand h2 entspricht und ein entsprechendes Signal erzeugt, wenn der Füllstand diese Höhe aufweist bzw. erreicht. Entsprechendes ist sehr einfach zu realisieren, wenn ein entsprechender Füllstandssensor auf eine entsprechende Höhe h2 angeordnet wird.It is advantageous if a fill level sensor is arranged at a height which corresponds to the second fill level h 2 and generates a corresponding signal when the fill level has reached this level. The same is very easy to implement if a corresponding level sensor h 2 is arranged at a corresponding height.
Es ist jedoch auch möglich, dass ein Füllstandssensor verwendet wird, der die Werte für die unterschiedlichen Füllhöhen bestimmen kann. Können die jeweiligen absoluten Meßwerte für den Füllstand bestimmt werden, so kann auf der Grundlage der bestimmten Höhe mit der der Kunststoffbehälter in der Hohlform gefüllt wurde, berechnet werden, wie viel Produkt noch zudosiert werden muss oder aber auch der Nachdosiervorgang gestoppt werden, wenn ein bestimmter Wert erreicht ist.However, it is also possible that a level sensor is used, which can determine the values for the different fill levels. If the respective absolute measured values for the filling level can be determined, it can be calculated on the basis of the determined height with which the plastic container was filled in the mold, how much product still has to be added or if the subsequent metering process is stopped, if a certain amount Value is reached.
In der Hohlform wird der Kunststoffbehälter auf eine Höhe h1 befüllt, wobei die Mindestfüllhöhe der fertig gefüllten Kunststoffbehälter mindestens h2 beträgt, wobei gilt: h1 < h2. Das in der Hohlform abgefüllte Volumen V1 ist größer V2, wobei V2 das durch die Nachfülleinrichtung zudosierte Volumen ist, wobei vorzugsweise gilt, dass V2 = ... bis ... % V1 + V2. Somit ist es möglich in der füllformmaschine gleich entsprechend wenig abzufüllen, so dass ein Überschwappen verhindert werden kann.In the mold, the plastic container is filled to a height h 1 , wherein the minimum filling height of the fully filled plastic container is at least h 2 , where: h 1 <h 2 . The volume V 1 filled in the hollow mold is greater than V 2 , where V 2 is the volume metered in by the refilling device, it being preferred that V 2 = ... to ...% V 1 + V 2 . Thus, it is possible in the filling machine equal to fill a little accordingly, so that spilling over can be prevented.
Die nachfolgende Erfindung wird unter Bezugnahme der folgenden Figuren näher erläutert.The following invention will be explained in more detail with reference to the following figures.
ID 17 Formfüllmaschine und Verfahren zum Ausformen und Füllen von BehälternID 17 Mold filling machine and method for molding and filling containers
Bei Formfüllmaschinen tritt das Problem auf, dass sich die ausgeformten Kunststoffbehälter aufgrund des Eigengewichts und des Gewichts des Produkts noch verformen können, wenn sie aus den Hohlformen entnommen wurden, weil die Kunststoffbehälter besonders dort, wo Materialanhäufungen vorliegen, beispielsweise am Tragring, wenige Millimeter unter dem Tragring und am Boden, noch nicht ausgehärtet sind.With mold filling machines, the problem arises that the molded plastic containers can still deform due to the weight and weight of the product when they are removed from the molds, because the plastic containers, especially where there are accumulations of material, for example on the support ring, a few millimeters below the Support ring and on the ground, not yet cured.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern in vorteilhafter Weise weiterzubilden, so dass eine Verformung der ausgeformten und befüllten Kunststoffbehälter nach der Entnahme aus der Hohlform verhindert werden kann.Therefore, it is an object of the present invention to advantageously develop known devices and methods for molding and filling plastic containers, so that deformation of the molded and filled plastic containers after removal from the mold can be prevented.
Diese Aufgabe wird mit einer Formfüllmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.This object is achieved with a mold filling machine according to
Die erfindungsgemäße Formfüllmaschine zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern umfasst wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter in der Hohlform. Erfindungsgemäß ist im Auslaufbereich der Formfüllmaschine eine Kühleinrichtung zum direkten oder indirekten Kühlen der Kunststoffbehälter angeordnet.The mold filling machine according to the invention for molding and filling plastic containers comprises at least one treatment station for expanding forming of Plastic preforms to plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product in the plastic container in the mold. According to the invention, a cooling device for direct or indirect cooling of the plastic containers is arranged in the outlet region of the mold filling machine.
Der Auslaufbereich ist dabei der Bereich, in dem die Kunststoffbehälter aus den Hohlformen mittels eines Entnahme- und/oder Transportelements entnommen und von der jeweiligen Behandlungsstation wegtransportiert werden und endet mit der Einleitung des folgenden Prozessschritts, beispielsweise des Verschließens der Kunststoffbehälter.The outlet area is the area in which the plastic containers are removed from the molds by means of a removal and / or transport element and transported away from the respective treatment station and ends with the initiation of the following process step, for example, the closing of the plastic container.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Die Kühleinrichtung kann zum Kühlen von einzelnen Bereichen, insbesondere von Boden, Tragring, Hals und/oder Schulter, der Kunststoffbehälter oder der gesamten Kunststoffbehälter ausgebildet sein. Das ermöglicht, insbesondere die Stellen, an denen typischerweise Materialanhäufungen vorliegen und die daher langsamer auskühlen als andere Bereiche des Kunststoffbehälters, gezielt zu Kühlen und eine Verformung zu verhindern.The cooling device can be designed to cool individual regions, in particular the bottom, support ring, neck and / or shoulder, the plastic container or the entire plastic container. This makes it possible, in particular the places where material accumulations are typically present and therefore slower to cool than other areas of the plastic container, specifically to prevent cooling and deformation.
Die Kühleinrichtung kann ein oder mehrere Kühlelemente umfassen. Das bzw. mindestens eines der, insbesondere alle Kühlelemente können bewegbar, insbesondere schwenkbar oder verschiebbar, ausgebildet sein. Insbesondere können die Kühlelemente derart bewegbar ausgebildet sein, dass ihre Position zum Kühlen verschiedener Bereiche und/oder zum Kühlen von Kunststoffbehältern verschiedener Form eingestellt werden kann. Die Kühleinrichtung kann einen Antrieb, beispielsweise einen Motor umfassen, der derart ausgebildet ist, dass er die Kühlelemente bewegen kann. Der Motor kann durch eine Steuereinrichtung ansteuerbar sein. Die Steuereinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass sie den Motor basierend auf vorgegebenen Werten, beispielsweise vorgegebenen Sollpositionen von Kühlelementen, umfassen.The cooling device may comprise one or more cooling elements. The or at least one of, in particular all cooling elements can be designed to be movable, in particular pivotable or displaceable. In particular, the cooling elements may be designed to be movable such that their position for cooling different areas and / or for cooling plastic containers of different shape can be adjusted. The cooling device may comprise a drive, for example a motor, which is designed such that it can move the cooling elements. The motor can be controlled by a control device. The control device may be designed such that it comprises the engine based on predetermined values, for example predetermined nominal positions of cooling elements.
Die Kühleinrichtung kann ein oder mehrere Kühlelemente umfassen, die jeweils zum Kühlen von Greif- und/oder Halteelementen, beispielsweise Greifern und/oder Klammern, die zum Entnehmen der Kunststoffbehälter aus der Hohlform ausgebildet sind, umfassen. Die Greifer und/oder Klammern können beispielsweise die Greifer oder Klammern im Auslaufstern oder Transferstern sein.The cooling device may comprise one or more cooling elements, each for cooling gripping and / or holding elements, such as grippers and / or clamps, which are designed to remove the plastic container from the mold. The grippers and / or clamps can be, for example, the grippers or clamps in the outlet star or transfer star.
Das bzw. die Kühlelemente können unmittelbar im Übergabebereich der Kunststoffbehälter von der Hohlform and den Auslaufstern bzw. Transportstern angeordnet sein.The or the cooling elements can be arranged directly in the transfer area of the plastic container from the mold and the outlet star or transport star.
Ein, beispielsweise wie oben beschriebenes, indirektes Kühlen der Kunststoffbehälter mittels der gekühlten Greif- und/oder Halteelemente hat den Vorteil, dass keine Kühlmittelrückstände an dem Kunststoffbehälter verbleiben.An example, as described above, indirect cooling of the plastic container by means of the cooled gripping and / or holding elements has the advantage that no coolant residues remain on the plastic container.
Die Kühleinrichtung kann eine Einheit zur Druckluftkühlung und/oder eine Einheit zur Flüssigkühlung umfassen. Insbesondere können die Einheit zur Druckluftkühlung und/oder die Einheit zur Flüssigkühlung jeweils zum direkten Kühlen von einem oder mehreren Kunststoffbehältern oder zum Kühlen eines oder mehrerer Greif- und/oder Halteelemente ausgebildet sein.The cooling device may comprise a unit for compressed air cooling and / or a unit for liquid cooling. In particular, the unit for compressed air cooling and / or the unit for liquid cooling can each be designed for direct cooling of one or more plastic containers or for cooling one or more gripping and / or holding elements.
Die Kühleinrichtung kann ein oder mehrere Kühlelemente umfassen, die zum Kühlen einer Abstellfläche für einen oder mehrere der Kunststoffbehälter ausgebildet sind. Die Abstellfläche kann beispielsweise in Form eines Transportbandes ausgebildet sein, das beispielsweise die Plastikbehälter von der Hohlform wegtransportiert. Alternativ oder zusätzlich kann die Kühleinrichtung ein oder mehrere Kühlelemente umfassen, die zum Kühlen von einer oder mehreren Aufnahmen ausgebildet sind, in die jeweils einer der Kunststoffbehälter eingeführt werden kann, und, insbesondere, in der der Kunststoffbehälter abgestellt werden kann. Die Aufnahme kann beispielsweise in Form einer Schüssel ausgebildet sein, die entweder unmittelbar gekühlt oder mit einem Kühlmittel befüllt ist.The cooling device may comprise one or more cooling elements, which are designed for cooling a storage area for one or more of the plastic containers. The storage area may be formed, for example, in the form of a conveyor belt, for example, the plastic container transported away from the mold. Alternatively or additionally, the cooling device may comprise one or more cooling elements, which are designed to cool one or more receptacles, into each of which one of the plastic containers can be inserted, and, in particular, in which the plastic container can be placed. The receptacle can be designed, for example, in the form of a bowl, which is either directly cooled or filled with a coolant.
Dies dient zur Kühlung des Bodens der Kunststoffbehälter, wo typischerweise viel Material angehäuft ist und wo es bei nicht ausreichender Aushärtung aufgrund des Gewichts des Produkts zum unerwünschten Ausstülpen des Bodens kommen kann.This serves to cool the bottom of the plastic containers, where typically a lot of material is accumulated and where insufficient curing can lead to unwanted evasion of the soil due to the weight of the product.
Die Kühleinrichtung kann mindestens ein Kühlelement in Form eine Sprüheinheit zum Besprühen zumindest eines Teils der Kunststoffbehälter und/oder der Greif- und/oder Halteelemente, umfassen, insbesondere zum Verdampfen und Besprühen mit Trockeneis.The cooling device may comprise at least one cooling element in the form of a spray unit for spraying at least a portion of the plastic containers and / or the gripping and / or holding elements, in particular for evaporating and spraying with dry ice.
Der Vorteil von Trockeneis besteht darin, dass es sublimiert, also unmittelbar von der festen in die gasförmige Phase übergeht, so dass keine Auffangrinne für eine Kühlflüssigkeit nötig ist. Zudem ist Trockeneis nicht abrasiv, erzeugt also keine Korrosion.The advantage of dry ice is that it sublimates, ie passes directly from the solid to the gaseous phase, so that no collecting channel is required for a cooling liquid. In addition, dry ice is not abrasive, so it does not cause corrosion.
Die Kühleinrichtung kann stationär angeordnet sein oder zumindest teilweise bewegbar, insbesondere mit dem Kunststoffbehälter, insbesondere entlang eines Auslaufsterns oder Transfersterns, mitfahrbar, ausgebildet sein. Die Kühleinrichtung kann alternativ auch im Bereich einer Verschließeinrichtung angeordnet sein. Es können insbesondere genau eines, mehrere oder alle Kühlelemente bewegbar, insbesondere mitfahrbar, ausgebildet sein. Die mitfahrbaren Teile der Kühleinrichtung können beispielsweise auf einer Schiene mitfahrbar sein. Die Kühleinrichtung kann insbesondere einen Antrieb, beispielsweise einen Motor, umfassen, der zum Bewegen der mitfahrbaren Teile entlang der Schiene ausgebildet ist.The cooling device may be stationary or at least partially movable, in particular with the plastic container, in particular along an outlet star or transfer star, be moved, be formed. The cooling device may alternatively be arranged in the region of a closing device. In particular, exactly one, several or all of the cooling elements may be movable, in particular can be moved along. The mobile parts of the cooling device can be moved for example on a rail. The cooling device may in particular comprise a drive, for example a motor, which is designed to move the movable parts along the rail.
Merkmale und Vorteile, die oben im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben wurden, sind ebenfalls auf das Verfahren anwendbar, ohne explizit wiederholt zu werden.Features and advantages described above in connection with the device are also applicable to the method without being explicitly repeated.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter in der Hohlform umfasst, dass im Auslaufbereich der Formfüllmaschine die Kunststoffbehälter direkt oder indirekt gekühlt werden.The inventive method for expanding forming of plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product in the plastic container in the mold, that in the outlet region of the mold filling machine, the plastic containers are cooled directly or indirectly ,
Das Kühlen der Kunststoffbehälter kann ein Kühlen von einzelnen Bereichen, insbesondere von Boden, Greifring, Hals und/oder Schulter, der Kunststoffbehälter oder der gesamten Kunststoffbehälter umfassen.The cooling of the plastic containers may include cooling of individual regions, in particular the bottom, gripping ring, neck and / or shoulder, the plastic container or the entire plastic container.
Das Kühlen der Kunststoffbehälter kann ein Kühlen von Greif- und/oder Halteelementen, beispielsweise Greifern und/oder Klammern, umfassen, die zum Entnehmen der Kunststoffbehälter aus der Hohlform ausgebildet sind.The cooling of the plastic containers may include cooling of gripping and / or holding elements, for example grippers and / or clamps, which are designed to remove the plastic containers from the hollow mold.
Die Kunststoffbehälter können durch Druckluft und/oder Kontakt mit einer Kühlflüssigkeit gekühlt werden. Die Druckluft kann dabei durch die Kühleinrichtung selbst erzeugt oder dieser zugeführt werden. Die Kühlflüssigkeit kann innerhalb oder außerhalb der Kühleinrichtung gekühlt werden. Die Kühlflüssigkeit kann aus anderen Prozessbereichen entnommen bzw. weiterverwendet werden.The plastic containers can be cooled by compressed air and / or contact with a cooling liquid. The compressed air can be generated by the cooling device itself or supplied to this. The cooling liquid can be cooled inside or outside the cooling device. The coolant can be removed or reused from other process areas.
Die Kunststoffbehälter können zum Kühlen auf eine gekühlte Abstellfläche gestellt werden oder in eine Aufnahme eingeführt, insbesondere darin abgestellt, werden, die den Behälter entweder unmittelbar kühlt oder ein Kühlmittel enthält, mit dem der Kunststoffbehälter in Kontakt gebracht wird.The plastic containers can be placed on a cooled storage surface for cooling or introduced into a receptacle, in particular turned off, which either directly cools the container or contains a coolant with which the plastic container is brought into contact.
Das Kühlen kann umfassen, dass zumindest ein Teil der Kunststoffbehälter und/oder die Greifer und/oder die Klammern besprüht werden, insbesondere mit verdampftem Trockeneis besprüht werden.The cooling may include spraying at least a portion of the plastic containers and / or the grippers and / or the clips, in particular spraying them with vaporized dry ice.
Statt Trockeneis können auch andere Fluide zur Kühlung verwendet werden, insbesondere beispielsweise Kühlwasser oder flüssige Gase, beispielsweise Stickstoff. Die Kunststoffbehälter und/oder die Greif- und/oder Halteelemente können damit beispielsweise besprüht, eingetaucht, umspült und/oder anderweitig in Kontakt gebracht werden.Instead of dry ice, other fluids can also be used for cooling, in particular, for example, cooling water or liquid gases, for example nitrogen. The plastic containers and / or the gripping and / or holding elements can thus be sprayed, dipped, lapped and / or otherwise brought into contact therewith.
Es ist darauf zu achten, dass beispielsweise im Gelenkbereich der Greif- und/oder Halteelemente kein Besprühen mit Trockeneis erfolgt, entweder durch Anordnung der Kühleinrichtung und/oder durch Anbringen eines Kälteschutzes an den Gelenken.It is important to ensure that, for example, in the joint region of the gripping and / or holding elements no spraying with dry ice takes place, either by arranging the cooling device and / or by attaching a cold protection to the joints.
Die Kunststoffbehälter können mit einer Kühleinrichtung gekühlt werden, wobei sich zumindest ein Teil der Kühleinrichtung mit den Kunststoffbehältern mitbewegt, insbesondere entlang eines Transfersterns oder Auslaufsterns.The plastic containers can be cooled with a cooling device, wherein at least a part of the cooling device moves with the plastic containers, in particular along a transfer star or outlet star.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Kühleinrichtung unmittelbar im Übergabebereich vom rotierenden Karussell und dem rotierenden Auslaufstern angeordnet. Sie ist hier außerhalb des Auslaufsterns angeordnet. Sie kann aber ebenso direkt auf dem Auslaufstern, beispielsweise in Form von unterhalb oder dem Behälter angeordneten, mitlaufenden Düsen zum Beaufschlagen mit Wasser oder Druckluft, angeordnet sein.In an alternative embodiment, the cooling device is arranged directly in the transfer area of the rotating carousel and the rotating outlet star. It is arranged here outside the outlet star. But it can also be arranged directly on the outlet star, for example in the form of arranged below or the container, follower nozzles for applying water or compressed air.
Die Kühleinheit kann weiterhin stationär angeordnet sein, so dass die Kunststoffbehälter in dem Greifer daran vorbei rotieren, idealerweise unmittelbar bei der Übergabe von der Hohlform an den Greifer. Der Hals und Boden des Kunststoffbehälters werden jeweils mittels eines ersten Kühlelements bzw. mittels eines zweiten Kühlelements gekühlt, beispielsweise mittels Blasluft oder durch Aufsprühen von Kühlmittel, beispielsweise Trockeneis. Das Kühlelement kann auch derart angeordnet sein, dass es den Greifer kühlt, jedoch (im Wesentlichen) nicht den Kunststoffbehälter.The cooling unit may further be arranged stationary so that the plastic containers in the gripper rotate past it, ideally immediately upon transfer from the mold to the gripper. The neck and bottom of the plastic container are each cooled by means of a first cooling element or by means of a second cooling element, for example by means of blowing air or by spraying coolant, for example dry ice. The cooling element may also be arranged to cool the gripper, but not (substantially) the plastic container.
Die Kühleinrichtung kann weiterhin innerhalb des Auslaufsterns angeordnet ist und beispielsweise eine mit dem Auslaufstern verbundene und mitrotierende Abstellfläche aufweisen, welche durch die Kühleinrichtung gekühlt wird und auf der die Kunststoffbehälter vorübergehend abgestellt werden.The cooling device can furthermore be arranged within the outlet star and, for example, have a storage area connected to the outlet star and co-rotating, which is cooled by the cooling device and on which the plastic containers are temporarily parked.
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.It is understood that in the embodiments described above mentioned features are not limited to these specific combinations and are also possible in any other combinations.
ID 18 Formfüllmaschine und Verfahren zum Ausformen und Füllen von Behältern ID 18 Mold filling machine and method for forming and filling containers
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine und ein Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern.The invention relates to a mold filling machine and a method for molding and filling plastic containers.
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen (Preforms) herstellen. Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Beim hydraulischen Umformen von Vorformlingen zu Kunststoffflaschen muss einerseits ein Fluid verwendet werden, das warm genug ist, dass sich der Kunststoff ohne Weißbruch oder Trübung umformen lässt. Andererseits darf das Füllprodukt nicht zu warm sein, damit der Behälter bei der Entnahme aus der Form formstabil ist. Das erforderliche Erhitzen des Füllprodukts vor dem Einfüllen und das anschließende Abkühlen des befüllten Behälters sind energieintensiv und zeitaufwändig. Außerdem muss die Form zur Verhinderung der Kristallisation des Kunststoffs entsprechend schnell gekühlt werden. Weiterhin ist das Ausformen mit karbonisierten Füllprodukten nachteilig, da CO2 sich nur zu geringen Mengen bei hohen Temperaturen lösen lässt.When hydraulically forming preforms into plastic bottles, on the one hand a fluid must be used that is warm enough that the plastic can be reshaped without stress whitening or haze. On the other hand, the filling product must not be too warm, so that the container is dimensionally stable when removed from the mold. The required heating of the filling product before filling and the subsequent cooling of the filled container are energy intensive and time consuming. In addition, the mold to prevent the crystallization of the plastic must be cooled accordingly fast. Furthermore, the molding with carbonated filling products is disadvantageous because CO 2 can be solved only to small amounts at high temperatures.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu überwinden. Ganz allgemein soll die Effizienz des Ausformens und Befüllens von Behältern hinsichtlich Energieverbrauchs, Zeitaufwands und Qualität des Endprodukts verbessert werden.The present invention is therefore based on the object to overcome the above-mentioned disadvantages. In general, the efficiency of container molding and filling should be improved in terms of energy consumption, time and quality of the final product.
Diese Aufgaben werden mit einem Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters sowie zu dessen Befüllung in einer Form nach den Ansprüchen 1 und 7 sowie einer Formfüllmaschine nach den Ansprüchen 8 und 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.These objects are achieved by a method for producing a plastic container and to its filling in a mold according to
Eine Formfüllmaschine umfasst definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter.By definition, a mold-filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters sowie zu dessen Befüllung mit mindestens einem Füllprodukt in einer Form das Einbringen eines Preforms, d. h. Vorformlings, in die Form, insbesondere in eine Blasform, und das zumindest teilweise Herstellen des Kunststoffbehälters durch Beaufschlagen des Preforms mit einem Füllprodukt mit einer ersten Temperatur, wobei der Kunststoffbehälter innerhalb der Form zumindest teilweise mit einem Füllprodukt mit einer zweiten, niedrigeren Temperatur befüllt wird.According to the invention, the method for producing a plastic container and for filling it with at least one filling product in a mold comprises introducing a preform, d. H. Preform, in the mold, in particular in a blow mold, and at least partially producing the plastic container by applying the preform with a filling product having a first temperature, wherein the plastic container is filled within the mold at least partially with a filling product having a second, lower temperature.
Bei den herzustellenden und zu befüllenden Kunststoffbehältern kann es sich um Flaschen aus Polyester, insbesondere um PET-Flaschen handeln. Formen, insbesondere Blasformen zum Herstellen von Kunststoffbehältern sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden daher nicht weiter beschrieben. Im Allgemeinen umfasst eine solche Form zwei Formhälften und eine Bodenform, die nach Einbringen eines in einem Ofen aufgewärmten Preforms zum Ausformen eines Kunststoffbehälters aus dem Preform zusammengefahren werden. Nach Herstellung und Befüllung des Kunststoffbehälters wird die Form wieder geöffnet, um den gefüllten Behälter zu entnehmen.The plastic containers to be produced and to be filled may be bottles made of polyester, in particular PET bottles. Molds, in particular blow molds for producing plastic containers are well known in the prior art and are therefore not further described. In general, such a mold comprises two mold halves and a bottom mold which, after introduction of a preform heated in an oven, are brought together to form a plastic container from the preform. After production and filling of the plastic container, the mold is opened again to remove the filled container.
Gemäß der vorliegenden Erfindung findet zumindest ein Teil des Ausformens des Preforms zum Kunststoffbehälter durch Einfüllen des im Wesentlichen flüssigen Füllprodukts in den Preform beziehungsweise in einen bereits teilweise ausgeformten Behälter statt. Hier und im Folgenden bedeutet im Wesentlichen flüssig, dass das Füllprodukt neben der eigentlichen Flüssigkeit auch gelöste oder nicht gelöste feste Komponenten aufweisen kann, beispielsweise in Form einer Emulsion oder von Fruchtstücken in Fruchtsäften.According to the present invention, at least part of the molding of the preform to the plastic container takes place by filling the essentially liquid filling product into the preform or into an already partially formed container. Here and below means essentially liquid, that the filling product in addition to the actual liquid may also have dissolved or undissolved solid components, for example in the form of an emulsion or fruit pieces in fruit juices.
Gemäß der vorliegenden Weiterbildung wird der Kunststoffbehälter zumindest teilweise durch Beaufschlagen des Preforms mit einem Füllprodukt mit einer ersten Temperatur ausgeformt. Die erste Temperatur wird hierbei in Abhängigkeit von dem Material des Kunststoffbehälters und/oder dem einzufüllenden Füllprodukt gewählt. Die Glasüberrgangstemperatur von PET liegt etwa bei 75–80°C. Für das erste Ausformen des Behälters sollte die erste Temperatur deutlich darüber liegen, mindestens bei 80°C bis hin zu 120°C. (klassisch werden Preformen bei einer Temperatur zwischen 95 und 115°C geblasen.) Beispielsweise kann die erste Temperatur für ein stilles, d. h. CO2 freies, Füllprodukt höher gewählt werden als für ein karbonisiertes Füllprodukt. Die erste Temperatur kann dabei derart gewählt werden, dass sich der Kunststoff des Behälters durch das unter Druck in den Preform eingebrachte Füllprodukt verformen lässt. Insbesondere kann die erste Temperatur derart gewählt werden, dass die Temperatur des Kunststoffs während des teilweisen Ausformens des Behälters nicht unter die Glastemperatur des Kunststoffs fällt. Dadurch lässt sich insbesondere ein PET-Behälter ohne Weißbruch oder Trübung ausformen. Zum Ausformen des Kunststoffbehälters wird das Füllprodukt unter Druck in den Preform eingebracht, wobei der Druck in Abhängigkeit von dem verwendeten Kunststoff und dem einzufüllenden Füllprodukt gewählt werden kann. Beispielsweise kann zum Einbringen eines karbonisierten Füllprodukts ein relativ hoher Druck von 1,5 bis 9 bar gewählt werden, um ein Ausgasen der gelösten Kohlensäure aus dem Produkt zu vermeiden. Bei einer Karbonisierung von 7 g/l CO2 (typisch für karbonisierte Softdrinks) liegt der Sättigungsdruck bei einer Temperatur von beispielsweise 40°C bei 6,6 bar (Überdruck). Bei einer Temperatur von 30°C stellt sich der Gleichgewichtsdruck bei 4,7 bar (ü) ein. Um ein schnelles Ausgasen des CO2 nach Öffnen der Blasform zu verhindern sollte die Temperatur unter 10°C liegen, was einem Sättigungsdruck von 2,1 bar (ü) entspricht Auch kann der Druck entsprechend gewählt werden, um den Druck eines im Preform befindlichen Restgases zu überwinden.According to the present development, the plastic container is formed at least partially by applying a pressure to the preform with a filling product having a first temperature. The first temperature is in this case depending on the material of the plastic container and / or the chosen fill product to be filled. The glass transition temperature of PET is about 75-80 ° C. For the first molding of the container, the first temperature should be significantly higher, at least at 80 ° C up to 120 ° C. (Classically, preforms are blown at a temperature between 95 and 115 ° C.) For example, the first temperature for a still, ie CO 2 -free, filling product can be selected higher than for a carbonated filling product. The first temperature can be chosen such that the plastic of the container can be deformed by the introduced under pressure into the preform filling product. In particular, the first temperature can be selected such that the temperature of the plastic during the partial molding of the container does not fall below the glass transition temperature of the plastic. This makes it possible in particular to form a PET container without whitening or turbidity. To form the plastic container, the filling product is introduced under pressure into the preform, wherein the pressure can be selected depending on the plastic used and the filling product to be filled. For example, to introduce a carbonated filling product, a relatively high pressure of 1.5 to 9 bar can be chosen to avoid outgassing of the dissolved carbonic acid from the product. At a carbonation of 7 g / l CO 2 (typical for carbonated soft drinks), the saturation pressure at a temperature of for example 40 ° C at 6.6 bar (gauge). At a temperature of 30 ° C, the equilibrium pressure at 4.7 bar (ü) sets. In order to prevent a rapid outgassing of the CO 2 after opening the blow mold, the temperature should be below 10 ° C, which corresponds to a saturation pressure of 2.1 bar (g). Also, the pressure can be selected to correspond to the pressure of a preform in the preform to overcome.
Da das Füllprodukt im Allgemeinen eine dem Wasser ähnliche, hohe Wärmekapazität aufweist, ist ein Absenken der Temperatur des Kunststoffbehälters vor dem Öffnen der Form wünschenswert, um beispielweise ein Ausbeulen des noch warmen Behälterbodens oder einen allgemeinen Verlust der Behälterform zu vermeiden. Aus diesem Grund wird der Kunststoffbehälter nach seinem zumindest teilweisen Ausformen mittels des Füllprodukts mit der ersten Temperatur zumindest teilweise mit einem Füllprodukt mit einer zweiten, niedrigeren Temperatur befüllt. Die zweite Temperatur kann dabei erheblich unter der ersten Temperatur liegen und beispielsweise bei Zimmertemperatur oder Lagertemperatur liegen. Durch zumindest teilweises Befüllen des Behälters mit dem Füllprodukt mit der zweiten Temperatur sinkt die Temperatur der Behälterfüllung so weit ab, dass der Kunststoff ohne Kristallisation des verwendeten PETs, formstabil wird. Außerdem kann die Behälterfüllung auch so weit abgekühlt werden, dass eine weitere Kühlung des befüllten Behälters entfallen kann.Since the filling product generally has a high heat capacity similar to water, it is desirable to lower the temperature of the plastic container prior to opening the mold, for example to avoid bulging of the still warm container bottom or a general loss of container shape. For this reason, the plastic container is filled after its at least partial molding by means of the filling product with the first temperature at least partially with a filling product having a second, lower temperature. The second temperature can be considerably lower than the first temperature and, for example, at room temperature or storage temperature. By at least partially filling the container with the filling product at the second temperature, the temperature of the container filling drops so far that the plastic without crystallization of the PET used, dimensionally stable. In addition, the container filling can also be cooled so far that further cooling of the filled container can be omitted.
Gemäß einer speziellen Weiterbildung kann das Füllprodukt mit der ersten Temperatur gleich dem Füllprodukt mit der zweiten Temperatur sein. Somit wird also nacheinander dasselbe Füllprodukt mit verschiedenen Temperaturen in den auszuformenden Behälter eingefüllt. Insbesondere bei stillen Getränken wie beispielsweise stillen Wässern, Säften oder Teeprodukten ist ein solches Verfahren von Vorteil, da ein Entbinden von CO2 durch die höhere, erste Temperatur nicht vermieden werden muss.According to a specific development, the filling product with the first temperature may be equal to the filling product with the second temperature. Thus, one after the other, the same filling product is filled with different temperatures in the auszuformenden container. In particular, for still beverages such as still waters, juices or tea products, such a method is advantageous since a debindering of CO 2 by the higher, first temperature does not have to be avoided.
Alternativ kann das Füllprodukt mit der ersten Temperatur von dem Füllprodukt mit der zweiten Temperatur verschieden sein. Dies bietet sich allgemein bei Mischgetränken wie beispielsweise Softdrinks an, wo das endgültige Getränk durch Beimischung von Sirup entsteht. Auch bei karbonisierten Getränken kann insbesondere das Füllprodukt mit niedrigerer Temperatur aufgrund des geringeren Sättigungsdrucks mit einem höheren Anteil an Kohlensäure angereichert werden als das Füllprodukt mit der ersten Temperatur, sodass der Kohlensäureanteil im Mischprodukt gemäß Rezept eingestellt werden kann. Ebenfalls ist bei der unten beschriebenen Weiterbildung, bei welcher zumindest ein Teil des eingefüllten Füllprodukts mit der ersten Temperatur durch das Füllprodukt mit der zweiten Temperatur ersetzt wird, die Verwendung unterschiedlicher Füllprodukte denkbar.Alternatively, the first temperature fill product may be different from the second temperature fill product. This is generally the case with mixed drinks such as soft drinks, where the final beverage is made by adding syrup. Even with carbonated beverages, in particular the lower temperature filling product can be enriched with a higher proportion of carbonic acid due to the lower saturation pressure than the filling product with the first temperature, so that the carbonic acid content can be adjusted in the mixed product according to the recipe. Likewise, in the further embodiment described below, in which at least part of the filled filling product having the first temperature is replaced by the filling product having the second temperature, the use of different filling products is conceivable.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann der Kunststoffbehälter durch Beaufschlagen des Preforms mit dem Füllprodukt mit der ersten Temperatur im Wesentlichen vollständig ausgeformt werden, wobei das Füllprodukt mit der ersten Temperatur zumindest teilweise durch das Füllprodukt mit der zweiten Temperatur beim Befüllen ersetzt wird. Dabei wird das Füllprodukt mit der zweiten Temperatur in den sich noch in der Form befindlichen, ausgeformten Behälter eingefüllt. Im Wesentlichen vollständig ausgeformt ist hierbei derart zu verstehen, dass der Behälter bis auf Fertigungstoleranzen seine endgültige Form erreicht hat. Gemäß dieser Weiterbildung ist der Behälter nach dem Einfüllen des Füllprodukts mit der ersten Temperatur zum großen Teil gefüllt, sodass das Einfüllen des Füllprodukts mit der zweiten Temperatur das bereits eingefüllte Füllprodukt mit der höheren Temperatur zumindest teilweise verdrängen muss.According to a further development of the plastic container can be substantially completely formed by applying the preform with the filling product having the first temperature, wherein the filling product is at least partially replaced with the first temperature by the filling product with the second temperature during filling. In this case, the filling product is filled at the second temperature in the still in the form, molded container. In this case, essentially completely formed is to be understood as meaning that the container has reached its final shape except for production tolerances. According to this embodiment, the container is filled after filling the filling product with the first temperature for the most part, so that the filling of the filling product with the second temperature has to displace the already filled filling product with the higher temperature at least partially.
Um ein Überlaufen des Behälters zu verhindern, kann daher das Füllprodukt mit der ersten Temperatur vor und/oder während des Befüllens mit dem Füllprodukt mit der zweiten Temperatur aktiv aus dem Kunststoffbehälter zurückgezogen werden oder, bei dichtend in Eingriff mit der Mündung des Behälters vorgesehener Füll- und/oder Blasdüse, durch eine dafür vorgesehene Rückführleitung gedrückt werden. Ein aktives Zurückziehen kann beispielsweise durch gesteuertes oder geregeltes Anheben eines Hubkolbens erfolgen, der in einer Druckkammer für das Füllprodukt mit der ersten Temperatur angeordnet ist. Dadurch wird das eingefüllte Füllprodukt mit der ersten Temperatur quasi aus dem Behälter heraus gesogen, wobei die Rückführleitung für das eingefüllte Füllprodukt und die Zuführleitung für das einzufüllende Füllprodukt vorteilhaft auf unterschiedlichen Höhen entlang der Längsausdehnung des Behälters angeordnet sind.In order to prevent overflow of the container, therefore, the filling product with the first temperature before and / or during filling with the filling product with the second temperature can be actively withdrawn from the plastic container or, in the case of sealingly provided in engagement with the mouth of the container. and / or blowing nozzle, are pressed by a designated return line. An active retraction can be achieved, for example, by controlled or controlled lifting of a Reciprocating carried out, which is arranged in a pressure chamber for the filling product at the first temperature. As a result, the filled filling product with the first temperature is quasi sucked out of the container, the return line for the filled filling product and the feed line for the filling product to be filled advantageously being arranged at different heights along the longitudinal extent of the container.
Das zurückgezogene Füllprodukt wird im Allgemeinen aufgrund von Abkühlungen im Kontakt mit den Zuführleitungen und der Behälterwand sowie von Durchmischung mit dem Füllprodukt mit der zweiten Temperatur eine geringere als die erste Temperatur aufweisen. Um eine gleichbleibende Qualität des hergestellten Behälters zu gewähren, kann das zurückgezogene Füllprodukt daher erneut auf die erste Temperatur erhitzt werden. Dies kann in der oben erwähnten Druckkammer und/oder in der Zuführ- bzw. Rückführleitung erfolgen.The withdrawn fill product will generally be less than the first temperature due to cooling in contact with the feed lines and the container wall and mixing with the second temperature fill product. In order to ensure a consistent quality of the produced container, the withdrawn filling product can therefore be heated again to the first temperature. This can be done in the above-mentioned pressure chamber and / or in the supply or return line.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung kann der Kunststoffbehälter nur teilweise durch Beaufschlagen des Preforms mit dem Füllprodukt mit der ersten Temperatur ausgeformt werden, wobei die restliche Ausformung des Kunststoffbehälters durch das Befüllen mit dem Füllprodukt mit der zweiten Temperatur erfolgt. Ein solches „Vorblasen” des Preforms mit dem Füllprodukt mit der ersten Temperatur kann beispielsweise erfolgen, bis der Preform mindestens 50%, bevorzugt mindestens 80% seiner endgültigen Längsstreckung erfahren hat. Das Gros der Querverstreckung in radialer Richtung kann dann durch Einfüllen des Füllprodukts mit der niedrigeren Temperatur erfolgen. Bei diesem Verfahren wird ein zuvor im Ofen aufgetragenes Temperaturprofil des Preforms durch das Füllprodukt mit der ersten Temperatur nicht zu sehr beeinflusst, wobei die Behälterwand dennoch durch das restliche Ausformen mit dem Füllprodukt mit der niedrigeren Temperatur von innen abgekühlt werden kann. Somit kann auf eine separate Kühlung der Hohlform verzichtet werden. Auch hier ist das beschriebene Verfahren insbesondere für karbonisierte Getränke, wie Biere, von Vorteil.According to an alternative development of the plastic container can be formed only partially by applying the preform with the filling product with the first temperature, wherein the remaining shape of the plastic container is carried out by filling with the filling product at the second temperature. Such a "pre-blowing" of the preform with the filling product at the first temperature can be carried out, for example, until the preform has undergone at least 50%, preferably at least 80% of its final longitudinal stretching. The bulk of the transverse stretching in the radial direction can then be done by filling the filling product with the lower temperature. In this method, a pre-oven temperature profile of the preform is not overly affected by the first temperature fill product, yet the container wall may be internally cooled by the remainder of the lower temperature fill product forming. Thus it can be dispensed with a separate cooling of the mold. Again, the method described is particularly advantageous for carbonated beverages, such as beers.
Die oben genannten Aufgaben werden auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters sowie zu dessen Befüllung mit einem Füllprodukt in einer Blasform gelöst, welches das Einbringen eines Preforms in die Blasform und das Beaufschlagen des Preforms mit einem gasförmigen Blasmedium umfasst, wobei der Kunststoffbehälter durch das Beaufschlagen mit dem gasförmigen Blasmedium nur teilweise ausgeformt wird, und wobei die restliche Ausformung des Kunststoffbehälters durch Befüllen mit dem Füllprodukt erfolgt. Anstelle des zuvor beschriebenen „Vorblasens” mit einem Füllprodukt mit einer ersten, höheren Temperatur wird gemäß dieser Weiterbildung ein gasförmiges Blasmedium, beispielsweise komprimierte Luft oder komprimiertes Inertgas bzw. CO2, verwendet, um den Behälter teilweise auszuformen. Auch hier kann beispielsweise so lange komprimiertes Gas eingeblasen werden, bis der Preform mindestens 50%, bevorzugt mindestens 80% seiner endgültigen Längsstreckung erfahren hat. Das restliche Ausformen wird in dieser Weiterbildung durch Befüllen mit dem Füllprodukt unter Druck durchgeführt, wobei das zuvor eingeblasene Gas durch eine geeignete Leitung, beispielsweise eine teilweise zurückgezogene, hohlgebohrte Reckstange oder eine spezielle Blasdüse, von dem Füllprodukt aus dem Behälter gedrängt wird. Der Druck des Füllprodukts richtet sich auch hier wieder nach dem Material des Behälters und dem einzufüllenden Produkt. Beispielsweise kann der Druck um 1 bis 6 bar über dem Sättigungsdruck von Kohlensäure in einem karbonisierten Produkt liegen, um ein Entbinden von CO2 aus dem eingefüllten Produkt zu vermeiden. Dadurch, dass der Behälter nach dem Beaufschlagen mit dem gasförmigen Medium bereits teilweise ausgeformt ist, kann beim Einfüllen des Füllprodukts ein relativ kaltes Produkt verwendet werden, sodass der dann ausgeformte Behälter schon in der Blasform ausreichend formstabil wird und somit nicht weiter gekühlt werden muss. Auch kann dadurch auf eine separate Kühlung der Blasform verzichtet werden.The abovementioned objects are also achieved by a method for producing a plastic container and filling it with a filling product in a blow mold, which comprises introducing a preform into the blow mold and subjecting the preform to a gaseous blowing medium, wherein the plastic container is acted upon by the application is formed only partially with the gaseous blowing medium, and wherein the remaining shape of the plastic container is carried out by filling with the filling product. Instead of the previously described "pre-blowing" with a filling product having a first, higher temperature, according to this development, a gaseous blowing medium, for example compressed air or compressed inert gas or CO 2 , is used to partially mold the container. Here too, for example, compressed gas can be injected until the preform has undergone at least 50%, preferably at least 80%, of its final longitudinal stretching. The rest of the molding is carried out in this development by filling with the filling product under pressure, wherein the previously injected gas is urged by a suitable line, such as a partially retracted, hollowed stretch rod or a special blast, from the filling product from the container. The pressure of the filling product also depends here again on the material of the container and the product to be filled. For example, the pressure may be 1 to 6 bar above the saturation pressure of carbonic acid in a carbonated product to avoid debinding of CO 2 from the charged product. Characterized in that the container is already partially formed after the application of the gaseous medium, a relatively cold product can be used during filling of the filling product, so that the then molded container is sufficiently dimensionally stable already in the blow mold and thus does not need to be further cooled. Also, this can be dispensed with a separate cooling of the blow mold.
Ebenso werden die oben genannten Aufgaben durch eine Formfüllmaschine zur Herstellung eines Kunststoffbehälters sowie zu dessen Befüllung mit einem Füllprodukt in einer Form gelöst, die eine Form zum Formen beziehungsweise Streckformen eines Kunststoffbehälters aus einem Preform, eine Zuführleitung zum Zuführen des Füllprodukts zu der Form, einen Druckerzeuger, um das Füllprodukt unter Druck in der Zuführleitung zu fördern, und eine regelbare Heizvorrichtung zum Erhitzen eines Teils des durch die Zuführleitung geführten Füllprodukts umfasst. Dieselben Variationen und Weiterbildungen, die zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden, können auch auf die hier erwähnte Formfüllmaschine angewendet werden. Insbesondere kann die Formfüllmaschine gemäß dieser Weiterbildung zum Ausführen der oben beschriebenen Verfahren zum zumindest teilweisen Ausformen des Behälters mit einem Füllprodukt mit einer ersten Temperatur und Befüllen mit einem Füllprodukt mit einer zweiten Temperatur verwendet werden.Also, the above objects are achieved by a mold filling machine for producing a plastic container and filling it with a filling product in a mold having a mold for molding a plastic container from a preform, a feed pipe for feeding the filling product to the mold, a pressure generator to convey the filling product under pressure in the supply line, and a controllable heating device for heating a part of the guided through the supply line filling product. The same variations and developments described above in connection with the method according to the invention can also be applied to the form filling machine mentioned here. In particular, the mold filling machine according to this development can be used to carry out the above-described method for at least partially molding the container with a filling product having a first temperature and filling it with a filling product having a second temperature.
Gemäß dieser Weiterbildung umfasst die Formfüllmaschine eine Zuführleitung zum Zuführen des Füllprodukts zu der Form. Dabei kann die Zuführleitung beispielsweise einen Vorratsbehälter für das Füllprodukt mit einer Fülldüse oder einer Füllleitung verbinden, die auf die Mündung des Preforms in der Form aufgesetzt oder durch diese in den Preform eingeführt wird. Als Füllleitung ist beispielsweise eine hohlgebohrte Reckstange vorstellbar, welche linear verfahrbar ausgebildet ist. Die Zuführleitung ist dabei für die zu transportierenden Füllprodukte und anzulegenden Drücke mit einem geeigneten Querschnitt ausgebildet. Ein Druckerzeuger ist derart an oder in der Zuführleitung angeordnet, dass das Füllprodukt mit dem gewünschten Druck in der Zuführleitung gefördert werden kann. Gemäß dieser Weiterbildung weist die Formfüllmaschine eine regelbare Heizvorrichtung zum Erhitzen von durch die Zuführleitung geführtem Füllprodukt auf. Die Heizvorrichtung kann beispielsweise als Durchlauferhitzer an der Zuführleitung angeordnet sein, sodass das durch die Zuführleitung geführte Füllprodukt auf eine gewünschte Temperatur erhitzt werden kann.According to this development, the mold filling machine comprises a feed line for feeding the filling product to the mold. In this case, the supply line, for example, connect a storage container for the filling product with a filling nozzle or a filling line, which is placed on the mouth of the preform in the mold or introduced through this in the preform. As a filling line is For example, a hollowed stretch rod conceivable, which is formed linearly movable. The supply line is designed for the transported products to be transported and applied pressures with a suitable cross-section. A pressure generator is arranged on or in the feed line such that the filling product can be conveyed at the desired pressure in the feed line. According to this development, the mold filling machine has a controllable heating device for heating filling product guided through the supply line. The heating device can be arranged, for example, as a continuous flow heater on the supply line, so that the filling product guided through the supply line can be heated to a desired temperature.
Um eine vorgegebene, erste Temperatur des erhitzten Füllprodukts beim Eintritt in den Preform zu garantieren, kann die Heizvorrichtung mittels einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Formfüllmaschine in Abhängigkeit von einem Fluss des Produkts in der Zuführleitung sowie der Wärmekapazität des Produkts geregelt werden. Außerdem kann die Heizvorrichtung zeit- oder füllstandsabhängig betrieben werden, sodass wie oben beschrieben zunächst erhitztes Füllprodukt in den Preform gepresst wird, um anschließend das Füllprodukt mit einer niedrigeren Temperatur einzufüllen. Zur Regelung der Heizvorrichtung können geeignete Füllstandssensoren, beispielsweise als Wiegeelement, an der Form vorgesehen sein. Ebenso können Temperatursensoren, Strömungssensoren und/oder Drucksensoren in der Zuführleitung stromauf- bzw. stromabwärts von der Heizvorrichtung vorgesehen werden. Gemäß dieser Weiterbildung können die oben beschriebenen Verfahren zum Ausformen und Befüllen mit verschiedenen Temperaturen mit einer einzigen Zuführleitung und einem einzigen Vorratsbehälter umgesetzt werden, wodurch sich eine besonders kompakte Ausführung der Formfüllmaschine ergibt.In order to guarantee a predetermined, first temperature of the heated filling product when entering the preform, the heating device can be regulated by means of a control and / or regulating device of the mold filling machine in dependence on a flow of the product in the supply line and the heat capacity of the product. In addition, the heater can be operated depending on time or level, so that, as described above, first heated filling product is pressed into the preform in order then to fill the filling product at a lower temperature. For controlling the heating device suitable level sensors, for example as a weighing element, may be provided on the mold. Similarly, temperature sensors, flow sensors and / or pressure sensors may be provided in the supply line upstream or downstream of the heater. According to this embodiment, the above-described methods for molding and filling at different temperatures can be implemented with a single supply line and a single reservoir, resulting in a particularly compact design of the mold filling machine.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung kann die Formfüllmaschine zur Herstellung eines Kunststoffbehälters sowie zu dessen Befüllung mit einem Füllprodukt in einer Form eine Form zum Ausformen beziehungsweise Streckformen eines Kunststoffbehälters aus einem Preform, eine erste Zuführleitung zum Zuführen eines Mediums zu der Form zum zumindest teilweisen Ausformen des Kunststoffbehälters und einen Druckerzeuger umfassen, um das Medium unter Druck in der ersten Zuführleitung zu fördern, wobei eine zweite Zuführleitung zum Zuführen des Füllprodukts zu der Form vorgesehen ist. Optional kann ein weiterer Druckerzeuger vorgesehen sein, um das Füllprodukt unter Druck in der zweiten Zuführleitung zu fördern. Alternativ kann das Fördern des Füllprodukts unter Druck jedoch auch mit demselben Druckerzeuger erfolgen, der dem Fördern des Mediums dient. Gemäß dieser Weiterbildung werden für das Medium und das Füllprodukt mit der zweiten Temperatur separate Zuführleitungen, optional mit separaten Druckerzeugern, vorgesehen, sodass das Medium und das Füllprodukt unabhängig voneinander in den auszuformenden Behälter eingebracht werden können. Dabei kann es sich bei dem Medium um das oben beschriebene gasförmige Medium handeln, welches zum teilweisen Ausformen des Kunststoffbehälters in den Preform geblasen wird. Ebenso kann es sich bei dem Medium um das oben beschriebene Füllprodukt mit einer ersten, höheren Temperatur handeln. Insbesondere sind mit dieser Weiterbildung Varianten möglich, bei denen das Füllprodukt mit der ersten Temperatur wie oben beschrieben verschieden von dem Füllprodukt mit der zweiten Temperatur ist.According to an alternative development, the mold filling machine for producing a plastic container and for filling it with a filling product in a mold, a mold for molding or stretching a plastic container from a preform, a first supply line for supplying a medium to the mold for at least partially molding the plastic container and a pressure generator to convey the medium under pressure in the first supply line, wherein a second supply line is provided for supplying the filling product to the mold. Optionally, a further pressure generator may be provided to convey the filling product under pressure in the second supply line. Alternatively, the conveying of the filling product under pressure, however, can also be carried out with the same pressure generator, which serves to convey the medium. According to this development, separate feed lines, optionally with separate pressure generators, are provided for the medium and the filling product at the second temperature, so that the medium and the filling product can be introduced independently of one another into the container to be formed. In this case, the medium may be the gaseous medium described above, which is blown into the preform for the partial molding of the plastic container. Likewise, the medium may be the above-described filling product having a first, higher temperature. In particular, with this development variants are possible in which the filling product with the first temperature as described above is different from the filling product with the second temperature.
Die erste und die zweite Zuführleitung können in eine gemeinsame Blas-Fülldüse oder eine gemeinsame Füllleitung münden oder aber auch in separate Füllleitungen. Insbesondere bei dem oben beschriebenen Zurückziehen des Füllprodukts mit der ersten Temperatur empfiehlt sich eine separate Fülldüse bzw. Füllleitung für das Füllprodukt mit der zweiten Temperatur. Die erste und die zweite Zuführleitung können je einen Vorratsbehälter für das Medium bzw. das Füllprodukt mit der bzw. den Fülldüsen oder Füllleitungen verbinden. Der Druck des Mediums bzw. Füllprodukts kann wie oben beschrieben gewählt und insbesondere mittels einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung über eine Steuerung bzw. Regelung des jeweiligen Druckerzeugers in Abhängigkeit von dem auszuformenden Material und dem zu fördernden Produkt eingestellt werden.The first and the second supply line can open into a common blowing filling nozzle or a common filling line or else into separate filling lines. In particular, in the case of the above-described withdrawal of the filling product with the first temperature, a separate filling nozzle or filling line for the filling product with the second temperature is recommended. The first and the second supply line can each connect a storage container for the medium or the filling product with the filling nozzles or filling lines. The pressure of the medium or filling product can be selected as described above and adjusted in particular by means of a control and / or regulating device via a control or regulation of the respective pressure generator as a function of the material to be formed and the product to be conveyed.
Gemäß einer speziellen Weiterbildung kann es sich bei dem gasförmigen Medium um ein komprimiertes Gas handeln, wobei der erste Druckerzeuger ein Kompressor sein kann. Das Gas kann Luft, ein Inertgas oder CO2 sein. Anstelle des Kompressors kann auch eine Pumpe eingesetzt werden. Zum „Vorblasen” des Preforms kann das Gas beispielsweise auf Drücke zwischen 10 und 40 bar, bevorzugt zwischen 20 und 30 bar komprimiert werden. Bei Verwendung eines komprimierten Gases als Medium kann zum Austreten des Gases beim Einfüllen des Füllprodukts eine separate Leitung im Mündungsbereich des Behälters vorgesehen werden. Alternativ kann das Gas durch das eingefüllte Füllprodukt unter Druck in die erste Zuführleitung zurückgedrückt werden, um dort bzw. in dem zugehörigen Vorratsbehälter unter Druck gespeichert zu werden.According to a specific development, the gaseous medium may be a compressed gas, wherein the first pressure generator may be a compressor. The gas can be air, an inert gas or CO 2 . Instead of the compressor, a pump can be used. For "pre-blowing" of the preform, the gas can for example be compressed to pressures between 10 and 40 bar, preferably between 20 and 30 bar. When using a compressed gas as the medium, a separate conduit may be provided in the mouth region of the container for the discharge of the gas during the filling of the filling product. Alternatively, the gas can be pushed back by the filled filling product under pressure in the first supply line to be stored there or in the associated reservoir under pressure.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung kann das Medium das Füllprodukt und/oder ein weiteres Füllprodukt umfassen, wobei der erste Druckerzeuger eine Pumpe oder eine Druckkammer mit Hubkolben umfasst. insbesondere kann das Medium durch das Füllprodukt bei einer anderen, höheren Temperatur als das Füllprodukt der zweiten Zuführleitung oder durch ein anderes Füllprodukt, bevorzugt mit der ersten, höheren Temperatur gegeben sein. Die Zuführleitungen und Druckerzeuger können dabei entsprechend ausgelegt sein. Insbesondere kann der erste Druckerzeuger eine Pumpe zum Fördern des flüssigen Mediums umfassen. Alternativ kann der Druck zum Fördern des flüssigen Mediums mittels einer Druckkammer mit Hubkolben erzeugt werden. Durch gesteuertes oder geregeltes Absenken des Hubkolben in die mit dem Medium gefüllte Druckkammer kann eine vorgegebene Menge an Medium aus der Druckkammer durch die erste Zuführleitung in den Preform gepresst werden. Die Druckkammer kann also gleichzeitig als Dosierkammer dienen, wobei die anfängliche Stellung des Hubkolbens mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung entsprechend der einzufüllenden Menge an Medium eingestellt werden kann.According to an alternative development, the medium may comprise the filling product and / or another filling product, wherein the first pressure generator comprises a pump or a pressure chamber with reciprocating piston. In particular, the medium through the filling product at a different, higher temperature than the filling product of the second supply line or by another filling product, preferably with the be given first, higher temperature. The supply lines and pressure generator can be designed accordingly. In particular, the first pressure generator may comprise a pump for conveying the liquid medium. Alternatively, the pressure for conveying the liquid medium can be generated by means of a pressure chamber with reciprocating piston. By controlled or controlled lowering of the reciprocating piston into the pressure chamber filled with the medium, a predetermined amount of medium can be pressed from the pressure chamber through the first feed line into the preform. The pressure chamber can thus simultaneously serve as a metering chamber, wherein the initial position of the reciprocating piston can be adjusted by means of the control and / or regulating device according to the amount of medium to be filled.
Die zuvor beschriebene Druckkammer kann über entsprechende Ansteuerung des Hubkolbens auch zum zumindest teilweise Zurückziehen des Mediums aus dem Behälter eingesetzt werden, um wie oben beschrieben das Füllprodukt mit der ersten Temperatur zumindest teilweise durch das Füllprodukt mit der zweiten, niedrigeren Temperatur zu ersetzen. In diesem Fall können die Druckkammer und/oder die erste Zuführleitung wie bereits beschrieben eine Heizvorrichtung zum Erhitzen des zurückgezogenen Füllprodukts auf die erste Temperatur aufweisen. Ebenso kann durch Anbinden der Druckkammer an den Vorratsbehälter für das Medium die aufgrund eines in dem Behälter verbliebenen Teils des Mediums nicht mehr vollständig gefüllte Druckkammer wieder aufgefüllt werden.The above-described pressure chamber can also be used for at least partially withdrawing the medium from the container via appropriate control of the reciprocating piston to at least partially replace the filling product with the first temperature by the filling product with the second, lower temperature as described above. In this case, as already described, the pressure chamber and / or the first supply line may have a heating device for heating the withdrawn filling product to the first temperature. Likewise, by connecting the pressure chamber to the storage container for the medium, the pressure chamber no longer completely filled due to a part of the medium remaining in the container can be refilled.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung können das Medium und/oder das Füllprodukt über eine gemeinsame Zuführung, insbesondere eine hohlgebohrte Reckstange, in den auszuformenden Kunststoffbehälter geführt werden. Reckstangen zum Streckformen von Kunststoffbehältern sind im Stand der Technik wohlbekannt. Gemäß dieser Weiterbildung ist die Reckstange jedoch hohl, wobei eine Öffnung am unteren Ende und/oder seitliche Öffnungen entlang der Reckstange zum Austritt des eingebrachten Mediums bzw. Füllprodukts dienen. Die Reckstange ist dabei linear verfahrbar ausgebildet, sodass eine Befüllung in beliebiger Höhe entlang der Längsrichtung des Behälters erfolgen kann. Bei Verwendung einer Reckstange mit seitlichen Öffnungen ergibt sich eine besonders gute Durchmischung des Füllprodukts mit der ersten Temperatur mit dem Füllprodukt mit der zweiten Temperatur.According to a further development, the medium and / or the filling product can be guided via a common feed, in particular a hollow-drilled stretching rod, into the plastic container to be formed. Stretch bars for stretch forming plastic containers are well known in the art. According to this development, however, the stretching rod is hollow, with an opening at the lower end and / or lateral openings along the stretching rod serving to discharge the introduced medium or filling product. The stretch rod is designed to be linearly movable, so that filling can take place at any height along the longitudinal direction of the container. When using a stretch rod with lateral openings results in a particularly good mixing of the filling product with the first temperature with the filling product with the second temperature.
Alternativ kann die Formfüllmaschine separate Zuführungen für das Medium und das Füllprodukt aufweisen. Beispielsweise kann das Füllprodukt mit der ersten Temperatur über die oben beschriebene Reckstange eingebracht werden, während das Füllprodukt mit der zweiten Temperatur über eine separate Füllleitung eingebracht wird. Die Öffnung der linear verfahrbaren Reckstange ist dann beim Zurückziehen des Füllprodukts mit der ersten Temperatur möglichst weit von der Öffnung der separaten Füllleitung entfernt, um möglichst wenig Füllprodukt mit der zweiten Temperatur zurückzuziehen. Beispielsweise kann die Öffnung der separaten Füllleitung im Mündungsbereich des Behälters angeordnet sein, während die Öffnung der Reckstange im Bodenbereich des Behälters verbleibt.Alternatively, the mold filling machine may have separate feeds for the medium and the filling product. For example, the filling product can be introduced at the first temperature via the stretching rod described above, while the filling product is introduced at the second temperature via a separate filling line. The opening of the linearly movable stretch rod is then as far as possible when retracting the filling product with the first temperature from the opening of the separate filling line in order to withdraw as little as possible filling product at the second temperature. For example, the opening of the separate filling line can be arranged in the mouth region of the container, while the opening of the stretching rod remains in the bottom region of the container.
Die Formfüllmaschine kann weiterhin mindestens ein Regelventil umfassen, um die Zufuhr des Mediums und/oder des Füllprodukts zu der Form bzw. in den Behälter zu regulieren. Dabei können Ventile in den Zuführleitungen, den Füllleitungen, im Zulauf zu der oder den Druckkammern, im Auslauf des oder der Vorratsbehälter und/oder an eventuellen Austritts- bzw. Rückführleitungen vorgesehen werden. Die Regelventile können dabei von einer gemeinsamen oder separaten Steuer- und/oder Regeleinrichtungen geöffnet und geschlossen werden, um die oben beschriebenen Verfahren zum Ausformen und Befüllen des Kunststoffbehälters zu realisieren.The mold filling machine may further comprise at least one control valve to regulate the supply of the medium and / or the filling product to the mold or into the container. In this case, valves in the supply lines, the filling lines, in the inlet to the one or more pressure chambers, in the outlet of the reservoir and / or be provided on any exit or return lines. The control valves can be opened and closed by a common or separate control and / or regulating devices in order to realize the above-described method for molding and filling of the plastic container.
Die beschriebenen Weiterbildungen gestatten eine energieeffiziente und zuverlässige Herstellung und Befüllung von Kunststoffbehältern mit hoher Qualität. Durch „Vorblasen” mit komprimiertem Gas oder heißem Füllprodukt lässt sich der Bedarf an Energie zur Kompression bzw. zum Erhitzen des Füllprodukts reduzieren, wenn ein Teil des Ausformens durch Einfüllen des kalten Füllprodukts geschieht. Dadurch lässt sich auch gleichzeitig der befüllte Behälter kühlen und somit formstabil aushärten. Auf eine zusätzliche Kühlung im Nachlauf zur Befüllung sowie eine Kühlung der Form kann somit verzichtet werden. Ebenso lässt sich durch Zurückziehen der heißen Formflüssigkeit und Ersetzen derselben durch kaltes Füllprodukt ein Großteil der eingesetzten Energie zurückgewinnen, ohne auf die Vorteile des schnellen Abkühlens verzichten zu müssen. Da somit zumindest ein Teil des Füllprodukts kalt eingefüllt wird, sind die beschriebenen Weiterbildungen besonders zum Abfüllen karbonisierter Getränke geeignet. Außerdem lassen sich gleichzeitig auf einfache Weise Mischgetränke herstellen.The described developments allow an energy-efficient and reliable production and filling of plastic containers with high quality. By "pre-blowing" with compressed gas or hot fill product, the need for energy to compress or heat the fill product can be reduced if part of the forming occurs by filling the cold fill product. As a result, it is also possible to cool the filled container at the same time and thus to harden in a dimensionally stable manner. On an additional cooling in the wake for filling and cooling of the mold can thus be dispensed with. Similarly, by retracting the hot mold liquid and replacing it with cold fill product, much of the energy used can be recovered without sacrificing the benefits of rapid cooling. Since thus at least a portion of the filling product is filled in cold, the described developments are particularly suitable for filling carbonated drinks. In addition, mixed drinks can be produced in a simple way at the same time.
Weitere Merkmale und beispielshafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.Further features and exemplary embodiments and advantages of the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It is understood that the embodiments do not exhaust the scope of the present invention. It is further understood that some or all of the features described below may be combined with each other in other ways.
Im Folgenden sind gleiche oder gleichartige Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird aus Gründen der Klarheit verzichtet. Zudem versteht sich, dass in den folgenden Ausführungsformen einige oder alle Elemente durch gleichartige, im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen beschriebene Elemente ersetzt oder kombiniert werden können.Hereinafter, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals. A repeated description of these elements is omitted for the sake of clarity. In addition, it should be understood that in the following embodiments, some or all of the elements may be replaced or combined with similar elements described in connection with other embodiments.
ID 19 FormfüllmaschineID 19 mold filling machine
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6.The invention relates to a mold filling machine according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Eine Formfüllmaschine umfasst definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter.By definition, a mold-filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Um während des Ausformens bestimmte Oberflächenprofile am Behälter zu realisieren, ist es bekannt, den Behälter vor dem Ausformen lokal zu kühlen. Dazu kann beispielsweise kalte Luft verwendet werden oder ein Aufheizen nur bestimmter Bereiche des Vorformlings (preferential heating) in einem der Formfüllmaschine vorgelagerten Ofen erfolgen.In order to realize certain surface profiles on the container during molding, it is known to locally cool the container prior to molding. For this purpose, for example, cold air can be used or a heating of only certain areas of the preform (preferential heating) can take place in an oven upstream of the mold-filling machine.
Aufgrund von Wärmeaustausch mit der Umgebung und insbesondere der schlechten Kühlleistung bei Luft als verwendetes lokales Kühlmedium, sind diese Verfahren nur mit hohem Aufwand mit einer möglichst hohen Genauigkeit realisierbar.Due to heat exchange with the environment and in particular the poor cooling performance in air as used local cooling medium, these methods can be realized only with great effort with the highest possible accuracy.
Aufgabetask
Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, die lokale Kühlung einzelner Bereiche des Vorformlings vor dem abschließenden Ausformen des Behälters zu verbessern.The invention is based on the object of the prior art to improve the local cooling of individual areas of the preform before the final molding of the container.
Lösungsolution
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Formfüllmaschine nach unabhängigem Anspruch 1 und das Formfüllverfahren nach unabhängigem Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.This object is achieved by the mold filling machine according to
Die erfindungsgemäße Formfüllmaschine zum Formen von Vorformlingen zu Behältern und Füllen der Behälter ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur lokalen Kühlung so ausgebildet sind, dass ein flüssiges Medium in den Vorformling auf den wenigstens einen lokal zu kühlenden Bereich eingebracht werden kann, bevor der Vorformling vollständig ausgeformt ist. Durch die lokale Kühlung mit einem flüssigen Medium, wie beispielsweise Wasser, kann eine erheblich schnellere Kühlung stattfinden, da Flüssigkeiten im Allgemeinen über eine deutlich höhere Wärmekapazität als Gase verfügen. Somit kann nicht nur gewährleistet werden, dass die Bereiche des Vorformlings oder des im Ausformen befindlichen Behälters mit hoher Zuverlässigkeit gekühlt werden sondern es kann auch die benötigte Zeit für das lokale Kühlen reduziert werden, was den Durchsatz der gesamten Formfüllmaschine erhöhen kann.The mold filling machine according to the invention for molding preforms into containers and filling the containers is characterized in that the means for local cooling are designed so that a liquid medium can be introduced into the preform on the at least one locally to be cooled area before the preform completely is formed. By locally cooling with a liquid medium, such as water, a significantly faster cooling can take place, since liquids generally have a much higher heat capacity than gases. Thus, not only can it be ensured that the areas of the preform or the container being formed are cooled with high reliability, but also the time required for local cooling can be reduced, which can increase the throughput of the entire mold filling machine.
Es kann vorgesehen sein, dass das Medium das in den Behälter zu füllende Produkt ist. Mit dieser Ausführungsform kann der sich an das Ausformen des Behälters anschließende Füllvorgang verkürzt werden.It can be provided that the medium is the product to be filled into the container. With this embodiment, the subsequent to the molding of the container filling process can be shortened.
Weiterhin können die Mittel eine in einen Vorformling einführbare Lanze umfassen, die ein oder mehrere Düsen aufweist, durch die das Medium auf den Bereich aufgebracht werden kann. In Abhängigkeit der Form der Lanze und der entsprechenden Düsenöffnungen können bestimmte Anforderungen an das Kühlprofil erfüllt werden.Furthermore, the means may comprise a lance insertable into a preform having one or more nozzles through which the medium may be applied to the area. Depending on the shape of the lance and the corresponding nozzle openings certain requirements for the cooling profile can be met.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist die Lanze eine zum Ausformen des Behälters verwendete Reckstange. Da die Reckstange beim Verstrecken von Vorformlingen zum Behälter ganz oder vollständig in den auszuformenden Behälter eingefahren ist, kann hier in allen Bereichen eine Kühlung bestimmter Bereiche bereits während des Verstreckens erfolgen. In a further development of this embodiment, the lance is a stretch rod used to form the container. Since the stretch rod is retracted completely or completely into the container to be formed when preforms are stretched toward the container, cooling of certain regions can already take place during stretching in all regions.
In einer Ausführungsform ist die Formfüllmaschine dadurch gekennzeichnet, dass durch die Lanze zum zumindest teilweisen Ausformen des Vorformlings Produkt in den Vorformling geleitet werden kann. Wird nicht nur für das Kühlen sondern auch für das Ausformen des eigentlichen Behälters das Produkt verwendet, so kann die benötigte Zeit zum anschließenden Befüllen des Behälters noch weiter reduziert werden.In one embodiment, the mold filling machine is characterized in that product can be passed into the preform through the lance for at least partially forming the preform. If the product is used not only for the cooling but also for the molding of the actual container, the time required for the subsequent filling of the container can be further reduced.
Das erfindungsgemäße Formfüllverfahren zum Formen von Behältern aus Vorformlingen und Befüllen der Behälter ist dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiges Medium zum lokalen Kühlen des wenigstens einen Bereichs verwendet wird. Dieses Verfahren erlaubt eine deutlich effektivere und schnellere Kühlung bestimmter Bereiche des Vorformlings oder des sich im Ausformen befindlichen Behälters.The mold filling method according to the invention for molding containers from preforms and filling the containers is characterized in that a liquid medium is used for locally cooling the at least one region. This method allows a much more effective and faster cooling of certain areas of the preform or the container being formed.
In einer Ausführungsform ist das Formfüllverfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Medium das in den Behälter zu füllende Produkt ist. Die anschließende Befüllung kann so in weniger Zeit erfolgen. Weiterhin kann der Wärmeaustausch des eingefüllten Produkts mit der Innenfläche des Vorformlings oder des Behälters dazu genutzt werden, das sich erwärmende Produkt zu sterilisieren.In one embodiment, the mold filling process is characterized in that the medium is the product to be filled into the container. The subsequent filling can be done in less time. Furthermore, the heat exchange of the filled product with the inner surface of the preform or container may be used to sterilize the heating product.
In einer Ausführungsform ist das Formfüllverfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Medium über eine in den Vorformling einführbare Lanze mit einer oder mehreren Düsen in den Vorformling eingebracht wird. Durch die Wahl der Form, Ausrichtung und Position der Düsen kann gezielt ein Bereich des Behälters gekühlt werden. Beispielsweise umfasst der zu kühlende Bereich des Vorformlings einen Streifen parallel oder senkrecht zur Längsachse des Vorformlings. Eine gezielte Kühlung dieser Bereiche kann durch geeignete Wahl der Öffnungen, beispielsweise der Düsen, in der Lanze erreicht werden.In one embodiment, the mold filling process is characterized in that the medium is introduced into the preform via a lance insertable into the preform with one or more nozzles. By choosing the shape, orientation and position of the nozzle, a specific area of the container can be cooled. For example, the area of the preform to be cooled comprises a strip parallel or perpendicular to the longitudinal axis of the preform. A targeted cooling of these areas can be achieved by a suitable choice of openings, such as the nozzles in the lance.
In einer Weiterbildung ist die Lanze eine zum Ausformen verwendete Reckstange.In a development, the lance is a stretch rod used for molding.
Das Formfüllverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlen durch Aufbringen und Herunterlaufen des Mediums an der Vorformlinginnenseite erfolgt. Da sich das verwendete Medium an der Innenseite des Vorformlings bzw. Behälters verteilt, kann durch das sich langsam erwärmende Medium auch ein Temperaturgradient in dem gekühlten Bereich erzeugt werden, wobei der Auftreffpunkt des Kühlmediums im Vorformling die niedrigste Temperatur aufweist und die Temperatur des Vorformlings mit Entfernung zum Austrittspunkt, abhängig von der Fließgeschwindigkeit, Temperatur und Wärmekapazität sowie -leitfähigkeit des Kühlmediums zunimmt.The mold filling method according to a further embodiment is characterized in that the cooling takes place by applying and draining the medium to the preform inside. As the medium used distributes on the inside of the preform, a temperature gradient may also be generated in the cooled region by the slowly heating medium, with the impingement point of the cooling medium in the preform being at the lowest temperature and the temperature of the preform being removed to the exit point, depending on the flow rate, temperature and heat capacity and conductivity of the cooling medium increases.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird der Ausbringdruck des Mediums in Abhängigkeit einer vorgegebenen Temperaturverteilung bestimmt. Durch Einstellung des Drucks in Abhängigkeit einer vorgegebenen Verteilung kann die Fließgeschwindigkeit des sich verteilenden Mediums beeinflusst werden und somit eine bestimmte Temperaturverteilung erreicht werden.In a development of this embodiment, the application pressure of the medium is determined as a function of a predetermined temperature distribution. By adjusting the pressure as a function of a predetermined distribution, the flow velocity of the distributing medium can be influenced and thus a certain temperature distribution can be achieved.
Weiterhin kann das Kühlen erfolgen bevor der Behälter bis zu 70%, bevorzugt 50% seiner Zielgröße ausgeformt wurde. Da die Kühlung mit einem flüssigen Medium, verglichen mit gasförmiger Kühlung, sehr effektiv ist, kann zum Einprägen eines Temperaturgradienten oder einer Temperaturverteilung an der Innenseite des Behälters die Kühlung auch bei einem bereits nahezu ausgebildeten Behälter erfolgen.Furthermore, the cooling can take place before the container has been formed up to 70%, preferably 50% of its target size. Since the cooling with a liquid medium, compared with gaseous cooling, is very effective, can be made for impressing a temperature gradient or a temperature distribution on the inside of the container, the cooling even in an already almost trained container.
Insbesondere erfolgt das Kühlen, nachdem der Vorformling schon mindestens 10%, bevorzugt mindestens 30% seiner Zielgröße erreicht hat. Unter Zielgröße wird insbesondere das Volumen verstanden.In particular, the cooling takes place after the preform has already reached at least 10%, preferably at least 30% of its target size. Under target size is understood in particular the volume.
Insbesondere kann ein Kühlen mit Produkt erst dann erfolgen, wenn der Vorformling bereits mindestens 30%, bevorzugt 50%, noch bevorzugter 80% seiner Ausdehnung in Längsrichtung (radiale Richtung unberücksichtigt) erfahren hat. Somit ist die Wandstärke während des Kühlens dünner und die Kühlung effektiver. Dies gilt insbesondere, wenn eine Beeinflussung des Wandstärkenprofils in Umfangsrichtung stattfinden soll.In particular, cooling with product can take place only when the preform has already experienced at least 30%, preferably 50%, more preferably 80% of its extent in the longitudinal direction (radial direction unconsidered). Thus, the wall thickness during cooling is thinner and the cooling more effective. This is especially true if an influence of the wall thickness profile to take place in the circumferential direction.
Insbesondere wird der Vorformling mittels einer Reckstange bis zu einem Blasformboden vollständig in seiner Längsrichtung gedehnt, während dabei durch eine die Reckstange ringförmig umgebende Blasdüse gasförmiges Medium in den Behälter eingeführt wird (Vorblasen). Anschließend wird über eine Fülldüse oder über die Blasdüse selbst das kühlende Produkt in den Behälter eingefüllt, und zwar derart, dass in Umfangsrichtung des Vorformlings mindestens ein Bereich von 5° mit dem Produkt und ein Bereich von mindestens 5° nicht mit dem Produkt benetzt werden. Der benetzte Bereich kühlt infolgedessen ab. Schon währenddessen oder kurz danach kann mittels eines gasförmigen Mediums der Behälter vollkommen in radialer Richtung expandiert werden. Alternativ kann der Behälter kurz danach mit dem Produkt selbst vollständig expandiert werden.In particular, the preform is stretched by means of a stretch rod up to a Blasformboden completely in its longitudinal direction, while a gaseous medium surrounding the stretching rod annular gas nozzle is introduced into the container (pre-blowing). Subsequently, the cooling product is introduced into the container via a filling nozzle or via the blowing nozzle itself, in such a way that in the circumferential direction of the preform at least a range of 5 ° with the product and a range of at least 5 ° are not wetted with the product. The wetted area cools down as a result. Already during this or shortly thereafter, the container can be completely expanded in the radial direction by means of a gaseous medium. Alternatively, the container can be fully expanded shortly thereafter with the product itself.
In einer Alternative wird der Vorformling mittels einer Reckstange bis zu einem Blasformboden vollständig in seiner Längsrichtung gedehnt, während dabei durch eine die Reckstange ringförmig umgebende Blasdüse gasförmiges Medium in den Behälter eingeführt wird (Vorblasen). Anschließend oder schon währenddessen wird über die Reckstange das kühlende Produkt in den Behälter eingefüllt bzw. eingespritzt, und zwar derart, dass
- – in Umfangsrichtung des Vorformlings mindestens ein Bereich von 5° mit dem Produkt somit abgekühlt und ein Bereich von mindestens 5° nicht mit dem Produkt benetzt werden. und/oder
- – in Längsrichtung des Vorformlings mindestens ein Bereich von 0,5 cm2 mit dem Produkt und ein Bereich von mindestens 0,5 cm2 nicht mit dem Produkt benetzt werden. Diese Alternative geschieht insbesondere währenddessen (während einem sehr kurzen Zeitraum) oder bevorzugt schon kurz vorher.
- - In the circumferential direction of the preform at least a range of 5 ° with the product thus cooled and a range of at least 5 ° are not wetted with the product. and or
- - In the longitudinal direction of the preform at least a range of 0.5 cm 2 with the product and a range of at least 0.5 cm 2 are not wetted with the product. This alternative happens in particular during this time (for a very short period of time) or preferably just before.
Schon während dieser Schritte oder kurz danach kann mittels eines gasförmigen Mediums der Behälter vollkommen in radialer Richtung expandiert werden. Alternativ kann der Behälter kurz danach mit dem Produkt selbst vollständig expandiert werden.Even during these steps or shortly thereafter, the container can be completely expanded in the radial direction by means of a gaseous medium. Alternatively, the container can be fully expanded shortly thereafter with the product itself.
Wenn durch die Reckstange Produkt zum Kühlen des Vorformlings in bestimmten Bereichen entlang seine Längsachse eingeleitet wird, handelt es sich insbesondere um sehr kleine Mengen an Produkt, welche nur eine sehr geringe Abkühlung der darunterliegenden Bereiche (in Schwerkraftrichtung) durch Herunterrinnen bewirken. In einer Ausführungsform ist das Formfüllverfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Ausformen mit Produkt erfolgt.In particular, when product is introduced through the stretching rod to cool the preform in certain areas along its longitudinal axis, it involves very small amounts of product, causing only very little cooling of the underlying areas (in the direction of gravity) by trickling down. In one embodiment, the mold filling process is characterized in that the molding takes place with product.
Zusätzlich dazu kann das Ausformen in zwei Teilschritten erfolgen, wobei im ersten Teilschritt das Ausformen mit heißem Produkt oder Luft erfolgt und im zweiten Teilschritt das Ausformen mit kaltem Produkt erfolgt. Das Ausformen mit heißem Produkt kann zur Sterilisation der Innenseite des Behälters genutzt werden. Wird Luft verwendet, so bleibt aufgrund der geringeren Wärmekapazität des Gases die Temperaturverteilung an der Innenseite des Behälters während des Ausformprozesses annähernd konstant, so dass unerwünschte Einwirkungen aufgrund der Erwärmung oder Abkühlung des Behälters während des Ausformens unterdrückt werden können. Die Einleitung von kaltem Produkt im zweiten Teilabschnitt des Ausformens erlaubt eine effektive Kühlung des ausgeformten Behälters.In addition, the molding can be carried out in two sub-steps, wherein in the first sub-step the molding with hot product or air takes place and in the second sub-step takes place the molding with cold product. The molding with hot product can be used to sterilize the inside of the container. When air is used, due to the lower heat capacity of the gas, the temperature distribution on the inside of the container remains approximately constant during the molding process, so that undesirable effects due to heating or cooling of the container during molding can be suppressed. The introduction of cold product in the second part of the molding allows effective cooling of the molded container.
ID 20 FormfüllmaschineID 20 mold filling machine
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine und ein Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern.The invention relates to a mold filling machine and a method for molding and filling plastic containers.
Stand der TechnikState of the art
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zum Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Eine Formfüllmaschine umfasst definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter.By definition, a mold-filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Aufgabetask
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, in einem in einer Formfüllmaschine befüllten Behälter möglichst sauerstoffarme Bedingungen zu realisieren.Based on the known prior art, the invention has the object to realize as low as possible oxygen in a container filled in a mold filling container.
Lösungsolution
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zum Herstellen von Behältern aus Vorformlingen nach Anspruch 1 und die Formfüllmaschine nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.This object is achieved by the method for producing containers from preforms according to
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Behältern aus Vorformlingen ist dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Füllvorgangs im Kopfraum verbleibendes Gas durch ein insbesondere inertes Spülgas ersetzt wird. So kann verhindert werden, dass z. B. Sauerstoff im Kopfraum verbleibt, der das Produkt, insbesondere z. B. Bier, in dem befüllten Behälter verderben könnte.The inventive method for producing containers from preforms is characterized in that after completion of the filling process in the headspace remaining gas is replaced by a particular inert purge gas. So it can be prevented that z. B. oxygen remains in the headspace, the product, in particular z. As beer could spoil in the filled container.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Lanze mit einer Düse während des Ausform- und Füllvorgangs in den Behälter eingefahren und zum Einbringen des Spülgases in den Kopfbereich verfahren. Da die Lanze mit der Düse Volumen verdrängt, wird dadurch auch bereits das Luftvolumen im Behälter und somit auch im Kopfraum reduziert.In one embodiment of the invention, a lance is retracted with a nozzle during the molding and filling process in the container and moved to introduce the purge gas in the head area. Since the lance with the nozzle displaces volume, thereby already the volume of air in the container and thus also in the headspace is reduced.
Als Spülgas wird insbesondere inertes Gas, bevorzugt CO2, verwendet. So können unerwünschte Reaktionen des Spülgases mit dem Produkt vermieden und die Haltbarkeit erhöht werden.In particular, inert gas, preferably CO2, is used as purge gas. Thus, unwanted reactions of the purge gas can be avoided with the product and the durability can be increased.
In einer Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling während des Ausformens durch eine in den Vorformling eingefahrene Reckstange verstreckt wird, die nach dem Ausformen aus dem Behälter herausgefahren wird, und anschließend das Produkt in den Behälter gefüllt wird.In one embodiment, the method is characterized in that the preform is stretched during molding by a stretched in the preform stretch rod, which is moved out after molding from the container, and then the product is filled into the container.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird das Spülgas über die Reckstange, vorzugsweise bei aus dem Behälter vollständig oder fast vollständig herausgefahrener Reckstange, eingebracht. Die Reckstange übernimmt damit sowohl das Verstrecken als auch das Einbringen des Spülgases.In a further development of this embodiment, the purge gas is introduced via the stretch rod, preferably in the case of a completely or almost completely extended stretch rod out of the container. The stretching rod thus takes over both the stretching and the introduction of the purge gas.
In einer Ausführungsform wird der Vorformling vor dem Ausformen und bis nach Einbringen des Spülgases luftdicht durch eine Verschlussvorrichtung verschlossen. Eine möglicherweise unerwünschte Luftzirkulation über dem Produkt in dem befüllten Behälter und Verunreinigungen des Produkts können dadurch vermieden werden.In one embodiment, the preform is sealed airtight by a closure device prior to forming and until after introduction of the purge gas. A potentially undesirable air circulation over the product in the filled container and contamination of the product can thereby be avoided.
Die erfindungsgemäße Formfüllmaschine zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausblasvorrichtung zum Ausblasen von im Kopfraum des Behälters nach Befüllen noch verbleibenden Gases mittels eines Spülgases vorgesehen ist. Mit dieser Vorrichtung kann insbesondere in dem Kopfbereich verbliebener Sauerstoff verdrängt werden, was die Haltbarkeit des Produkts, z. B. von Bier, erhöht.The mold filling machine according to the invention for carrying out the method is characterized in that a blow-out device is provided for blowing out of the remaining space in the headspace of the container after filling gas by means of a purge gas. With this device, in particular in the head area remaining oxygen can be displaced, which the shelf life of the product, eg. B. of beer, increased.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Reckstange in der Formfüllstation vorgesehen ist, die einen Behälter während des Ausformens verstrecken kann, wobei die Reckstange in den Vorformling einfahrbar und aus dem Behälter ausfahrbar ist. Die Reckstange verringert auf Grund ihres Eigenvolumens das oberhalb des Flüssigkeitspegels im Behälter verbleibende Gasvolumen.In one embodiment, it is provided that a stretch rod is provided in the mold filling station, which can stretch a container during molding, wherein the stretch rod in the preform is retractable and extendable from the container. Due to its intrinsic volume, the stretch rod reduces the gas volume remaining above the liquid level in the container.
Wird die Reckstange herausgezogen, vergrößert sich das Volumen im Kopfbereich, in dem noch Gas verbleiben kann. Bevorzugt wird die Reckstange selbst als Ausblasvorrichtung eingesetzt, d. h. die Reckstange erhält einen Spülgasanschluss/Kanal.If the stretching rod is pulled out, the volume in the head area, in which gas can still remain, increases. Preferably, the stretch rod itself is used as a blow-out, d. H. the stretch rod receives a purge gas connection / channel.
Es kann vorgesehen sein, dass die Düse an der Reckstange angeordnet ist. Diese Konstruktion kann kleiner ausgeführt werden als bei Verwendung einer zusätzlichen Lanze bzw. einer separaten Düse.It can be provided that the nozzle is arranged on the stretch rod. This design can be made smaller than when using an additional lance or a separate nozzle.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Formfüllmaschine dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschlussvorrichtung vorgesehen ist, die vor dem Ausformen um die Öffnung des Vorformlings zum luftdichten Verschließen positioniert werden kann, wobei die Lanze in der Verschlussvorrichtung angeordnet ist. Luftzirkulationen können so vermieden werden und gegebenenfalls sogar das Verbleiben von unerwünschten Gasen im Kopfraum.In a further embodiment, the mold filling machine is characterized in that a closure device is provided, which can be positioned around the opening of the preform for airtight sealing prior to molding, wherein the lance is arranged in the closure device. Air circulation can be avoided and possibly even the retention of unwanted gases in the headspace.
Das Spülgas kann beispielsweise aus einem Produktkanal abgezweigt werden. Ebenfalls ist es denkbar, das Spülgas von einem Kompressor in die Maschine einzuleiten.The purge gas can be diverted, for example, from a product channel. It is also conceivable to introduce the purge gas from a compressor in the machine.
Es wäre auch denkbar, dass, der Behälter mittels unter Druck stehendem inertem Gas bzw. CO2 zumindest teilweise umgeformt bzw. aufgeblasen wird. Insbesondere erhält der Behälter zwischen 20% und 95%, bevorzugt zwischen 30% und 90% seines späteren Volumens durch das teilweise Blasformen mit dem inerten Gas. insbesondere erhält der Behälter zwischen 30% und 100%, bevorzugt zwischen 50% und 100% seiner Längserstreckung (von Mündung zu Boden) während des teilweisen Blasformens. insbesondere wird bei dem teilweisen Vorblasen des Behälters eine Reckstange in diesen eingeführt, welche eine Längsreckung des Vorformlings bewirkt.It would also be conceivable that the container is at least partially reshaped or inflated by means of pressurized inert gas or CO 2 . In particular, the container receives between 20% and 95%, preferably between 30% and 90%, of its later volume by partial blow molding with the inert gas. In particular, the container receives between 30% and 100%, preferably between 50% and 100% of its longitudinal extent (from mouth to bottom) during partial blow molding. In particular, in the partial pre-blowing of the container, a stretching rod is introduced into it, which causes a longitudinal extension of the preform.
Insbesondere ist das Endprodukt ein karbonisiertes Getränk.In particular, the final product is a carbonated beverage.
Wie gesagt kann zum Aufblasen des Behälters auch CO2 verwendet werden.As mentioned, CO 2 can also be used to inflate the container.
Insbesondere sind alle Einrichtungen (Kompressor, Leitungen, Tanks, Drehverteiler, Formfüllstationen, Blas-/Fülldüse) in den Bereichen beheizbar, mit denen das CO2 in Kontakt kommt.In particular, all devices (compressor, lines, tanks, rotary distributors, mold filling stations, blowing / filling nozzle) can be heated in the areas with which the CO 2 comes into contact.
Es wäre auch denkbar, das CO2 der Maschine flüssig zuzuführen und es innerhalb der Maschine kurz vor dem Einleiten in den Vorformling so zu erwärmen, dass es gasförmig wird. It would also be conceivable to supply the CO 2 of the machine liquid and to heat it within the machine just before it is introduced into the preform so that it becomes gaseous.
Insbesondere wenn ein nicht karbonisiertes Getränk abgefüllt werden soll, kann man anstatt des CO2 's auch ein anderes inertes Gas – insbesondere Stickstoff – für alle in dieser Schrift genannten Verfahren und Vorrichtungen (bis auf das Karbonisieren) einsetzen. insbesondere bietet dies den Vorteil, dass wenig Sauerstoff im Behälter vorhanden ist.Methods and apparatus referred to in this document for all use (except the carbonization) - especially if a non carbonated beverage is to be dispensed, one can instead of the CO 2 's also other inert gas - in particular nitrogen. In particular, this offers the advantage that little oxygen is present in the container.
Wenn das CO2 zum Recyceln aus der Maschine durch den Drehverteiler ausgeleitet wird, wird hierfür insbesondere eine separate Spur im Drehverteiler vorgesehen.If the CO 2 is discharged for recycling from the machine through the rotary distributor, in particular a separate track in the rotary distributor is provided for this purpose.
Neben einer produktführenden Spur, einer CO2-führenden Spur zum einleiten von CO2 in den drehenden Teil der Maschine kann auch eine weitere Spur im Drehverteiler zum Herausführen von CO2 vorgesehen werden. Insbesondere wird das herausgeführte CO2 zwischen zwei Kompressorstufen eingeführt und/oder zum Karbonisieren des Getränks verwendet und in Leitungen zu einer oder beiden dieser Einrichtungen geführt.In addition to a product-leading track, a CO 2 -leading track for introducing CO 2 in the rotating part of the machine, a further track in the rotary distributor for taking out CO 2 can be provided. In particular, the lead-out CO 2 is introduced between two compressor stages and / or used to carbonize the beverage and routed in lines to one or both of these devices.
Zum Zuführen von CO2 können Ventile vorgesehen werden, welche steuerbar geöffnet werden können. Durch ein Ventil kann ein CO2-führender Tank oder Ringkanal unter einem Vorblasdruck mit dem herzustellenden Behälter verbunden werden. Durch ein zweites Ventil kann ein unter einem Fertigblasdruck stehender Ringkanal oder Tank mit dem herzustellenden Behälter verbunden werden. Insbesondere wird zuerst das erste Ventil geöffnet, dann wieder geschlossen und dann das zweite Ventil geöffnet. Während das zweite Ventil noch geöffnet ist oder unmittelbar nach dem Schließen des zweiten Ventils wird das erste Ventil nochmal geöffnet, um einen Teil des CO2 's wieder in den ersten Tank zurückzuführen. Anschließend können die anderen oben diskutierten Schritte der Verwendung zusätzlich stattfinden.For supplying CO 2 valves can be provided, which can be opened controllable. Through a valve, a CO 2 -deriving tank or annular channel can be connected under a Vorblasdruck with the container to be produced. By means of a second valve, a ring channel or tank which is under a finished blowing pressure can be connected to the container to be produced. In particular, the first valve is first opened, then closed again, and then the second valve is opened. While the second valve is still open or immediately after closing the second valve, the first valve is opened again to return some of the CO 2 's back to the first tank. Thereafter, the other steps of use discussed above may additionally take place.
Wenn man zum Ausblasen der Behälter eine größere Menge benötigt als das dann nur noch unter Vorblasdruck stehende CO2 im Behälter, so kann man auch auf das Recycling in den Tank unter Vorblasdruck verzichten.If one needs to blow out the container a larger amount than the only then under Vorblasdruck standing CO 2 in the container, so you can do without the recycling in the tank under Vorblasdruck.
Insbesondere besteht der Vorformling bzw. Behälter zu mehr als 80% aus PET.In particular, the preform or container consists of more than 80% PET.
Insbesondere weist der fertig geformte Behälter einen Petaloidboden auf.In particular, the finished molded container has a petaloid bottom.
In einem bevorzugtem Verfahren wird die Reckstange zum Recken des Vorformlings in diesen hineingefahren, bis ein Boden einer Blasform erreicht ist. Anschließend wird die Reckstange vollständig aus dem Behälter herausgezogen, um für einen Füllprozess einen möglichst großen Querschnitt zur Verfügung zu stellen. Anschließend wird die Reckstange wieder in den Kopfraum des Behälters eingeführt, um diesen auszublasen. Anschließend wird die Reckstange wieder aus dem Behälter herausgezogen.In a preferred method, the stretching rod is driven into the preform to stretch the preform until a bottom of a blow mold is reached. Subsequently, the stretch rod is completely pulled out of the container in order to provide the largest possible cross section for a filling process. Subsequently, the stretch rod is re-introduced into the headspace of the container to blow it out. Subsequently, the stretch rod is pulled out of the container again.
Anstatt die Reckstange vollständig aus dem Behälter für den Füllvorgang herauszuziehen, kann diese auch im Kopfraum des Behälters verweilen und beispielsweise dazu verwendet werden, das Produkt (Getränk) durch ein and der Reckstange vorhandenes Schirmchen an die Behälteraußenwand zu leiten.Instead of pulling the stretching rod completely out of the container for the filling process, it can also stay in the headspace of the container and be used, for example, to guide the product (beverage) through an umbrella present on the stretching rod to the container outer wall.
Für die Schritte des Aufblasens wird insbesondere eine Blasdüse (bzw. Fülldüse) verwendet, welche die Reckstange ringförmig umgibt und welche im Mündungsbereich des Behälters positioniert, insbesondere am Behälter oder der Form abdichtend positioniert, wird. Das Füllen geschieht ebenfalls insbesondere über die Blasdüse.In particular, a blowing nozzle (or filling nozzle) is used for the steps of inflation, which annularly surrounds the stretching rod and which is positioned in the mouth region of the container, in particular sealingly positioned on the container or the mold. The filling also happens in particular via the blowing nozzle.
ID 21 FormfüllmaschineID 21 mold filling machine
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruch 7.The invention relates to a mold filling machine according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Eine Formfüllmaschine umfasst definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter.By definition, a mold-filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a hollow mold and for introducing a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Aufgabetask
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern in vorteilhafter Weise weiterzubilden.Object of the present invention is to develop known devices and methods for molding and filling plastic containers in an advantageous manner.
Lösungsolution
Diese Aufgabe wird mit einer Formfüllmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.This object is achieved with a mold filling machine according to
Die erfindungsgemäße Formfüllmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Füllventil schnellwechselbar mit der Formfüllstation verbunden ist. Auf diese Weise kann das Füllventil mit relativ geringem Aufwand beispielsweise zu Reinigungszwecken oder zum Austausch bei Verwendung anderer Produkte oder zum Realisieren anderer Anforderungen ausgetauscht werden.The mold filling machine according to the invention is characterized in that the filling valve is connected quickly exchangeable with the mold filling station. In this way, the filling valve can be replaced with relatively little effort, for example, for cleaning purposes or for replacement when using other products or for realizing other requirements.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Füllventil kraft- und formschlüssig mit der Formfüllstation verbunden ist. Eine Fehlstellung des Füllventils und ein damit einhergehendes fehlerhaftes Abfüllen von Produkt in den Behälter kann so vermieden werden.In a further embodiment it can be provided that the filling valve is non-positively and positively connected to the mold filling station. A malposition of the filling valve and a concomitant incorrect filling of product in the container can be avoided.
In einer weiteren Ausführungsform können das Füllventil und die Formfüllstation über wenigstens eines von Exzenterhebeln, Spannhebeln, Centerlockhebeln lösbar miteinander verbunden sein. Diese Verbindungen sind lösbar, bieten jedoch eine genaue kraft- und formschlüssige Verbindungen der Elemente untereinander.In a further embodiment, the filling valve and the mold filling station can be detachably connected to one another via at least one of eccentric levers, clamping levers, centerlock levers. These compounds are solvable, but provide an accurate positive and positive connections of the elements with each other.
Es kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass das Füllventil einen Dauermagneten oder ein ferromagnetisches Material umfasst und die Formfüllstation einen Elektromagneten umfasst, wobei die lösbare Verbindung durch die Magnete gebildet wird. Diese Ausführungsform erlaubt durch an- und ausschalten des Elektromagneten ein leichteres und schnelleres Austauschen des Füllventils.It may additionally or alternatively be provided that the filling valve comprises a permanent magnet or a ferromagnetic material and the mold filling station comprises an electromagnet, wherein the releasable connection is formed by the magnets. This embodiment allows by switching on and off of the electromagnet easier and faster replacement of the filling valve.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Füllventil in einem Form/Füllblock angeordnet ist, der einen Teil der Reckstange zum Verstrecken des Vorformlings umfasst und wobei der Form/Füllblock schnellwechselbar mit der Formfüllstation verbunden ist. So kann der gesamte Form/Füllblock ausgetauscht und beispielsweise an bestimmte Bedingungen, wie Einleiten eines anderen Produkts, angepasst werden. Außerdem kann so bei einem Defekt der Form/Füllblock insgesamt ausgetauscht werden, um Stillstandszeiten zu minimieren, die entstehen würden, wenn eine Fehlersuche an dem eingebauten Form/Füllblock durchgeführt werden würde.It can further be provided that the filling valve is arranged in a mold / filler block, which comprises a part of the stretch rod for stretching the preform, and wherein the mold / filling block is connected quickly interchangeable with the mold filling station. Thus, the entire mold / filler block can be exchanged and, for example, adapted to certain conditions, such as introducing another product. Additionally, in the event of a defect, the mold / filler block may be replaced altogether to minimize downtime that would occur if debugging the built-in mold / fill block.
In einer Weiterbildung diese Ausführungsform kann ein Kolben zum Einleiten von Medium durch das Füllventil im Form/Füllblock angeordnet sein.In a further development of this embodiment, a piston for introducing medium through the filling valve in the form / filling block can be arranged.
Eine alternative Formfüllmaschine zur Lösung der obigen Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Füllventil von der Umgebung isoliert werden kann und in Isolation gereinigt werden kann. Gemäß dieser erfindungsgemäße Formfüllmaschine ist es nicht mehr notwendig das Füllventil zum Zweck der Reinigung auszubauen, so dass beispielsweise zwischen zwei unterschiedlichen Füllchargen eine Reinigung des Füllventils erfolgen kann. Durch das Isolieren des Füllventils kann das Umherspritzen von Reinigungsmedium oder von in dem Füllventil verbliebenem Produkt vermieden werden, sodass die übrige Formfüllmaschine dadurch nicht beeinträchtigt wird.An alternative form filling machine for achieving the above object is characterized in that the filling valve can be isolated from the environment and can be cleaned in isolation. According to this mold filling machine according to the invention, it is no longer necessary to expand the filling valve for the purpose of cleaning, so that, for example, between two different Füllchargen a cleaning of the filling valve can be done. By isolating the filling valve, the splash of cleaning medium or product remaining in the filling valve can be avoided so that the rest of the mold filling machine is not affected.
In einer Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Formfüllmaschine dadurch gekennzeichnet, dass eine Kappe über dem Ausgang des Füllventils positioniert werden kann, die das Füllventil in einem Bereich von der Umgebung abschließen kann, wobei in das Füllventil und in den Bereich ein Reinigungsmedium zum Reinigen des Füllventils eingebracht werden kann. Der Bereich, in dem das Füllventil von der Umgebung isoliert wird, kann so relativ klein gewählt werden, was auch die Menge an zu benutzenden Reinigungsmedium reduziert.In one embodiment, the mold filling machine according to the invention is characterized in that a cap can be positioned over the outlet of the filling valve, which can close the filling valve in a region from the environment, wherein in the filling valve and in the area a cleaning medium for cleaning the filling valve are introduced can. The area in which the filling valve is isolated from the environment can thus be chosen to be relatively small, which also reduces the amount of cleaning medium to be used.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Reinigungsmedium durch eine mit dem Füllventil verbundene Leitung geführt wird, aus dem Füllventil in den Bereich geleitet und durch eine Absaugung wieder abgesaugt wird. Es kann so ein kontinuierlicher Fluss an Reinigungsmedium sichergestellt werden, sodass eventuelle Verunreinigungen des Füllventils nicht in der Umgebung und insbesondere weder in der Kappe noch im Füllventil verbleiben.In a development of this embodiment it can be provided that the cleaning medium is guided through a line connected to the filling valve, is guided from the filling valve into the area and sucked off again by suction. It can thus be ensured a continuous flow of cleaning medium, so that any contamination of the filling valve does not remain in the environment and in particular neither in the cap nor in the filling valve.
In einer alternativen Weiterbildung der Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Reinigungsmedium durch die Kappe in den Bereich und das Füllventil geführt und aus dem Füllventil und dem Bereich durch eine Absaugung abgesaugt wird. So können zusätzliche Leitungen, die in der Formfüllstation ausgelegt werden müssen, um das Füllventil mit Reinigungsmedium zu versorgen, eingespart werden, was zu einer kleiner bauenden Formfüllstation führen kann. Da die Kappe und die damit verbundenen Leitungen als separate Baueinheit ausgebildet sein kann, können diese nur bei Bedarf dem entsprechenden Füllventil zugeführt werden.In an alternative development of the embodiment, it is provided that a cleaning medium is guided through the cap into the region and the filling valve and is sucked out of the filling valve and the region by means of a suction. So Additional lines which have to be designed in the mold filling station in order to supply cleaning medium to the filling valve can be saved, which can lead to a smaller mold filling station. Since the cap and the associated lines can be formed as a separate unit, they can only be supplied to the appropriate filling valve when needed.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Füllventil in einer Reinigungsstellung einfahrbar ist, wobei in der Reinigungsstellung eine Reinigungseinrichtung angeordnet ist, die das Füllventil reinigen kann. Diese Reinigungsstellung kann beispielsweise bei rotierenden Formfüllmaschinen zwischen den Zuförderern und den Abförderern für die Vorformling bzw. Behälter angeordnet sein, sodass bei notwendiger Reinigungen die entsprechende Formfüllstation mit dem Füllventil in diese Position gefahren und von der Reinigungseinrichtung gereinigt wird.Furthermore, it can be provided that the filling valve is retractable in a cleaning position, wherein in the cleaning position, a cleaning device is arranged, which can clean the filling valve. This cleaning position can be arranged, for example, with rotating mold filling machines between the feeders and the discharge conveyors for the preform or container, so that in necessary cleaning the corresponding mold filling station is driven with the filling valve in this position and cleaned by the cleaning device.
Ferner kann ein flüssiges oder gasförmiges Reinigungsmedium verwendet werden. Ein flüssiges Reinigungsmedium kann eine sehr hohe Reinigungswirkung entfalten wohingegen ein gasförmiges Reinigungsmedium nahezu ohne Rückstände aus dem Füllventil abgesaugt werden kann, sodass der weitere Betrieb störungsfrei verlaufen kann und nicht eventuell durch das Füllventil abgefülltes Produkt mit dem Reinigungsmedium verunreinigt wird.Furthermore, a liquid or gaseous cleaning medium can be used. A liquid cleaning medium can develop a very high cleaning effect, whereas a gaseous cleaning medium can be sucked out of the filling valve almost without residue, so that the further operation can run smoothly and not possibly contaminated by the filling valve product is contaminated with the cleaning medium.
ID 22 Vorrichtung und Verfahren zur Formung eines KunststoffbehältersID 22 Apparatus and method for molding a plastic container
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Behandlungsstation zur Formung eines Kunststoffbehälters, die eine Hohlform zum Aufnehmen eines erwärmten Kunststoffvorformlings umfasst, sowie eine Formfüllmaschine mit einer derartigen Behandlungsstation. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Formen eines Kunststoffbehälters, welches ein Positionieren eines erwärmten Kunststoffvorformlings in einer Hohlform umfasst.The invention relates to a treatment station for forming a plastic container, which comprises a mold for receiving a heated plastic preform, and a mold filling machine with such a treatment station. Furthermore, the invention relates to a method for molding a plastic container, which comprises positioning a heated plastic preform in a hollow mold.
Stand der TechnikState of the art
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Druckluft, beschreibt die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern in vorteilhafter Weise weiterzubilden.Object of the present invention is to develop known devices and methods for molding and filling plastic containers in an advantageous manner.
Eine Formfüllmaschine umfasst definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter.By definition, a mold-filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Der herkömmliche Streckblasprozess gliedert sich nach dem Stand der Technik in zwei Phasen, das sogenannte Vorblasen bei dem der Vorformling gereckt und unter Druckluftzufuhr unter einem ersten Vorblasdruck zu einer Blase geformt wird und das sogenannte Fertigblasen, bei dem die vorgeblasene Flasche unter einem höheren Druckluftniveau fertig ausgeformt wird. Nachteilig ist dabei, dass das Vorblasen auf diese Weise häufig nicht zu einer definierten Größe und Form der Vorblase führt. Weiterhin ist Druckluft ein sehr teures Prozessmedium, weshalb eine Reduzierung seines Verbrauchs angestrebt wird.The conventional stretch blow process is divided into the prior art in two phases, the so-called pre-blowing in which the preform is stretched and formed under compressed air supply at a first Vorblasdruck to a bubble and the so-called final blowing, in which the pre-blown bottle under a higher compressed air level fully formed becomes. The disadvantage here is that the pre-blowing in this way often does not lead to a defined size and shape of the Vorblase. Furthermore, compressed air is a very expensive process medium, which is why a reduction of its consumption is sought.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu überwinden, insbesondere das undefinierte Ausbilden der Vorblase zu vermeiden und die Geometrie der Vorblase unabhängig vom Temperaturprofil in dem Kunststoffvorformling definiert auszubilden.It is therefore the object of the invention to overcome the disadvantages of the prior art, in particular to avoid the undefined formation of the pre-bubble and to design the geometry of the pre-bubble independently of the temperature profile in the plastic preform.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Behandlungsstation zur Formung eines Kunststoffbehälters nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.This object is achieved by a treatment station for forming a plastic container according to
Die erfindungsgemäße Behandlungsstation zur Formung eines Kunststoffbehälters umfasst eine Hohlform zum Aufnehmen eines erwärmten Kunststoffvorformlings und ist gekennzeichnet durch eine mechanische Spreizeinrichtung zum Spreizen eines in der Hohlform aufgenommenen Kunststoffvorformlings, womit aus dem Kunststoffvorformling eine Zwischenform ausbildbar ist. The treatment station according to the invention for forming a plastic container comprises a hollow mold for receiving a heated plastic preform and is characterized by a mechanical spreading device for spreading a plastic preform accommodated in the hollow mold, whereby an intermediate mold can be formed from the plastic preform.
Der erwärmte Kunststoffvorformling wird durch die mechanische Spreizeinrichtung auf diese Weise in eine definierte Form, nämlich die Zwischenform, aufgespreizt. In die so entstandene Vorblase kann dann direkt das unter Druck stehende Produkt gefüllt werden. Durch den Druck wird die Blase weiter gedehnt, bis sie an der Wand der Hohlform anliegt und die Flaschenkontur abbildet. Vorteil der Erfindung ist es, dass sich der aufgeheizte Kunststoff weniger lange mit dem Produkt in Kontakt befindet, welches eine Temperatur aufweist, die unter der Temperatur des Kunststoffvorformlings liegt. Ferner ist es vorteilhaft, dass die Vorblase mechanisch erzeugt wird, da sie so unabhängig vom einströmenden Medium ist und sich somit definiert ausbildet.The heated plastic preform is spread by the mechanical spreading in this way in a defined form, namely the intermediate form. In the resulting pre-bubble can then be filled directly under pressure product. As a result of the pressure, the bubble is further stretched until it bears against the wall of the hollow mold and images the bottle contour. Advantage of the invention is that the heated plastic is less in contact with the product, which has a temperature which is below the temperature of the plastic preform. Further, it is advantageous that the pre-bubble is generated mechanically, since it is so independent of the inflowing medium and thus forms defined.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Behandlungsstation besteht darin, dass die mechanische Spreizeinrichtung an einer Reckstange oder an einem Füllrohr angeordnet sein kann, wobei die Reckstange oder das Füllrohr in den Kunststoffvorformling einführbar ist und die Reckstange zum Recken des Kunststoffvorformlings in axialer Richtung der Reckstange ausgebildet ist. Auf diese Weise wird vermieden, die mechanische Spreizeinrichtung in einem separaten Schritt in den Kunststoffvorformling einzuführen, da eine Reckstange oder ein Füllrohr in jedem Fall einzuführen ist.A further development of the treatment station according to the invention consists in that the mechanical spreading device can be arranged on a stretching rod or on a filling tube, wherein the stretching rod or the filling tube can be introduced into the plastic preform and the stretching rod is designed to stretch the plastic preform in the axial direction of the stretching rod. In this way it is avoided to introduce the mechanical spreader in a separate step in the plastic preform, since a stretch rod or a filling tube is to be introduced in any case.
Die mechanische Spreizeinrichtung kann mehrere Spreizelemente aufweisen, die jeweils in unterschiedliche Richtungen bewegbar sind, wobei die Spreizelemente insbesondere Drähte, vorzugsweise aus Metall, höchst vorzugsweise aus Federstahl, umfassen. Alternativ oder zusätzlich können die Spreizelemente ein Gestänge umfassen, insbesondere aus Metall oder Kunststoff. Die Spreizelemente können auch elastisch biegsame Streifen auf Metall oder Kunststoff umfassen.The mechanical spreading device may comprise a plurality of spreading elements which are each movable in different directions, the spreading elements in particular wires, preferably made of metal, most preferably made of spring steel. Alternatively or additionally, the spreading elements may comprise a linkage, in particular of metal or plastic. The spreading elements may also include elastically flexible strips on metal or plastic.
Die Spreizelemente sind bevorzugt in unterschiedlicher radialer Richtung in Bezug auf eine Achse des Kunststoffvorformlings oder in Bezug auf eine Achse der Spreizeinrichtung bewegbar. Auf diese Weise wird ein radiales Aufweiten des Kunststoffvorformlings erzielt. Die Verwendung von Drähten als Teil der Spreizeinrichtung hat weiterhin den Vorteil, dass sich an den Kontaktstellen der Drähte mit dem Kunststoff Vertiefungen, sog. Sicken, ausbilden, die nach einem abschließenden Schritt des Aufweitens der Zwischenform auf die Endform als Versteifungsrippen ausgebildet sein können, was die axiale Belastungsfähigkeit der Flasche erhöht.The spreading elements are preferably movable in different radial direction with respect to an axis of the plastic preform or with respect to an axis of the spreading device. In this way, a radial expansion of the plastic preform is achieved. The use of wires as part of the spreader also has the advantage that form at the contact points of the wires with the plastic recesses, so-called. Sicke, which may be formed after a final step of expanding the intermediate form on the final shape as stiffening ribs, which increases the axial load capacity of the bottle.
Die mechanische Spreizeinrichtung kann eine oder mehrere Schiebehülsen umfassen, womit durch ein Verschieben der Schiebehülse bzw. Schiebehülsen eine Bewegung der Spreizeinrichtung ausführbar ist, die eine radiale Komponente umfasst, wobei die Schiebehülsen insbesondere auf der Reckstange oder dem Füllrohr angeordnet sein können und wobei die jeweiligen Enden der Spreizelemente an der Schiebehülse befestigt sein können. Zudem können die gegenüberliegenden Enden der Spreizelemente an einer Reckstangenkuppe befestigt sein.The mechanical spreading device may comprise one or more sliding sleeves, whereby by moving the sliding sleeve or sliding sleeves, a movement of the spreading device is executable, comprising a radial component, wherein the sliding sleeves can be arranged in particular on the stretch rod or the filling tube and wherein the respective ends the spreading can be attached to the sliding sleeve. In addition, the opposite ends of the spreading can be attached to a stretch rod tip.
Die Behandlungsstation kann weiterhin zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Zwischenform ausgebildet sein, wobei gleichzeitig eine durch die Hohlform vorgegebene Endform des Kunststoffbehälters aus der Zwischenform ausgebildet wird.The treatment station can furthermore be designed for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the intermediate mold, at the same time forming an end shape of the plastic container from the intermediate mold predetermined by the hollow mold.
Eine erfindungsgemäße Formfüllmaschine umfasst eine erfindungsgemäße Behandlungsstation zur Formung eines Kunststoffbehälters oder eine deren Weiterbildungen, die oben beschrieben sind, sowie insbesondere einen Ofen zum Erwärmen des Kunststoffvorformlings.A mold filling machine according to the invention comprises a treatment station according to the invention for forming a plastic container or any of its developments, which are described above, and in particular a furnace for heating the plastic preform.
Die oben bezeichnete Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Formen eines Kunststoffbehälters, das die folgenden Schritte umfasst: Positionieren eines erwärmten Kunststoffvorformlings in einer Hohlform, Einführen einer mechanischen Spreizvorrichtung in den positionierten Kunststoffvorformling und Spreizen des Kunststoffvorformlings mit der Spreizeinrichtung, wodurch eine Zwischenform ausgebildet wird.The above-described object is further achieved by a method of molding a plastic container, comprising the steps of positioning a heated plastic preform in a mold, inserting a mechanical expander into the positioned plastic preform, and spreading the plastic preform with the spreader, thereby forming an intermediate mold ,
Das Spreizen des Kunststoffvorformlings kann in mehrere unterschiedliche radiale Richtungen in Bezug auf eine Achse des Kunststoffvorformlings oder der Spreizeinrichtung erfolgen.The spreading of the plastic preform may be in a plurality of different radial directions with respect to an axis of the plastic preform or the spreader.
Das Verfahren kann ein Recken des Kunststoffvorformlings in axialer Richtung einer Reckstange umfassen.The method may include stretching the plastic preform in the axial direction of a stretch rod.
Das Spreizen des Kunststoffvorformlings kann ein Ausbilden von einer oder mehreren Sicken in der Zwischenform umfassen.The spreading of the plastic preform may include forming one or more beads in the intermediate mold.
Das Verfahren kann die folgenden weiteren Schritte umfassen: Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Zwischenform, wodurch gleichzeitig die Endform des Kunststoffbehälters aus der Zwischenform ausgebildet wird, wobei aus der bzw. den Sicken bevorzugt ein oder mehrere Versteifungsrippen in der Endform des Kunststoffbehälters ausgebildet werden.The method may include the following further steps: filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the intermediate mold, thereby simultaneously forming the final shape of the plastic container from the intermediate mold, with the bead (s) being preferred one or more stiffening ribs are formed in the final shape of the plastic container.
Die in Bezug auf die Behandlungsstation angegebenen Vorteile der Erfindung gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. deren Weiterbildungen.The advantages of the invention stated in relation to the treatment station apply correspondingly to the method according to the invention and / or its developments.
Die genannten Weiterbildungen können einzeln eingesetzt oder wie beansprucht geeignet miteinander kombiniert werden.The cited developments can be used individually or combined as claimed suitable.
Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.Further features and exemplary embodiments and advantages of the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It is understood that the embodiments do not exhaust the scope of the present invention. It is further understood that some or all of the features described below may be combined with each other in other ways.
ID 23 Formfüllmaschine mit ReinigungID 23 mold filling machine with cleaning
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine und ein Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern.The invention relates to a mold filling machine and a method for molding and filling plastic containers.
Stand der TechnikState of the art
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Eine Formfüllmaschine umfasst definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter.By definition, a mold-filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Aufgabetask
Ausgehend vom Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Formfüllanlage bereitzustellen, mit der ein Befüllen eines in der Formfüllanlage ausgeformten sauberen, vorzugsweise sogar sterilisierten Behälters ermöglicht wird.Based on the prior art, it is an object of the invention to provide a mold filling, with the filling of a molded in the mold filling plant clean, preferably even sterilized container is made possible.
Lösungsolution
Diese Aufgabe wird durch die Formfüllanlage nach Anspruch 1 und das Verfahren zum Herstellen von Behältern aus Vorformlingen nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfasst.This object is achieved by the mold filling system according to
Die erfindungsgemäße Formfüllanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung der Vorformlinge nach dem Heizmodul eine Reinigungseinrichtung angeordnet ist, die den Vorformling reinigen kann. Durch die dem Aufheizen nachgeordnete Reinigung kann der Vorformling vor dem Ausformen gereinigt, vorzugsweise sogar sterilisiert werden, so dass beim Ausformen und Füllen des Behälters ein möglichst sauberer Behälter vorliegt.The mold filling system according to the invention is characterized in that a cleaning device is arranged in the transport direction of the preforms after the heating module, which can clean the preform. As a result of the cleaning following downstream of the heating, the preform can be cleaned prior to shaping, preferably even sterilized, so that the container is as clean as possible during the molding and filling of the container.
In einer Ausführungsform ist die Formfüllanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung ein gasförmiges oder flüssiges Reinigungsmedium in den Vorformling einbringen kann. In einer Ausführungsform kann das Reinigungsmedium eine sterilisierende Wirkung aufweisen, etwa als sterilisierendes Gas.In one embodiment, the mold filling plant is characterized in that the cleaning device can introduce a gaseous or liquid cleaning medium into the preform. In one embodiment, the cleaning medium may have a sterilizing effect, such as a sterilizing gas.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Reinigungseinrichtung an einer Transportstrecke vor der Formfüllmaschine angeordnet. Die Reinigung des Vorformlings mit der Reinigungseinrichtung vor dem Einlauf in die Formfüllmaschine erlaubt eine Entkopplung der Reinigung von den übrigen Prozessschritten, so dass beispielsweise ein der Reinigung nachfolgendes Inspizieren ein Aussortieren nicht korrekt gereinigter Vorformling ermöglichen kann. Zusätzlich ermöglicht diese Anordnungsform gegebenenfalls auch die Möglichkeit eines Aufschwenkens der Preform während der Reinigung um das Austragen von Verschmutzungen zu erleichtern.In a further embodiment, the cleaning device is arranged on a transport path in front of the mold filling machine. The cleaning of the preform with the cleaning device prior to entry into the mold filling machine allows a decoupling of the cleaning of the other process steps, so that, for example, a subsequent inspection cleaning can allow sorting out incorrectly cleaned preform. In addition, this arrangement optionally also allows the possibility of swiveling the preform during cleaning to facilitate the removal of contaminants.
In einer anderen Ausführungsform ist die Reinigungseinrichtung in der Formfüllmaschine angeordnet und kann den Vorformling vor dem Ausformen reinigen. Diese Ausführungsform erlaubt das Bereitstellen einer kompakten Formfüllanlage, da hier Reinigung, Ausformung und Befüllen in einer Maschine erfolgen kann. Weiterhin wird so das Risiko von Kontamination nach dem Reinigen reduziert.In another embodiment, the cleaning device is in the mold filling machine arranged and can clean the preform prior to molding. This embodiment allows the provision of a compact mold filling plant, since cleaning, shaping and filling can take place in one machine. It also reduces the risk of contamination after cleaning.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist ein in den Vorformling einführbares Reinigungselement in jeder Formfüllstation vorgesehen, das ein Reinigungsmedium in den Vorformling einbringen kann. Das Reinigungselement kann beispielsweise in Form einer Lanze in den Vorformling eingeführt werden, sodass ein direkter Eintrag von Reinigungsmedium in den Vorformling möglich ist.In a further development of this embodiment, a cleaning element which can be introduced into the preform is provided in each mold filling station, which can introduce a cleaning medium into the preform. The cleaning element can be introduced for example in the form of a lance in the preform, so that a direct entry of cleaning medium in the preform is possible.
In einer weiteren Weiterbildung ist die Formfüllanlage dadurch gekennzeichnet, dass ein Behandlungsstutzen (oder alternativ: „ein kombinierter Füll- und Behandlungsstutzen”) in der Formfüllstation vorgesehen ist, der ein Reinigungsventil und ein Formventil umfasst, wobei der Behandlungsstutzen zur Reinigung des Vorformlings in diesen eingeführt werden kann und den Vorformling luftdicht abschließen kann und wobei durch das Formventil ein Medium in den gereinigten und abgeschlossenen Vorformling zum Ausformen des Behälters eingebracht werden kann. Das luftdichte Abschließen des Vorformlings durch den Behandlungsstutzen stellt sicher, dass zumindest die Innenseite des Vorformlings nach der Reinigung nicht weiter kontaminiert wird.In a further development, the mold filling plant is characterized in that a treatment nozzle (or alternatively: "a combined filling and treatment nozzle") is provided in the mold filling station, which comprises a cleaning valve and a mold valve, wherein the treatment nozzle introduced into this for cleaning the preform can be and close the preform airtight and wherein a medium can be introduced through the mold valve in the cleaned and completed preform for molding the container. The airtight sealing of the preform by the treatment nozzle ensures that at least the inside of the preform is not further contaminated after cleaning.
Das definierte Abführen des Spülgases durch den Stutzen ermöglicht reproduzierbare Reinigungsvorgänge und verhindert eine Querkontamination der Nebenstationen mit ausgespültem Gas.The defined removal of the purge gas through the nozzle allows reproducible cleaning processes and prevents cross-contamination of the substations with purged gas.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Formventil ausgebildet, Produkt in den Behälter einzufüllen. Da so direkt nach der Reinigung Produkt in den Behälter eingeleitet werden kann, wird die Zeit zwischen Reinigung und Befüllung reduziert, was das Risiko unerwünschter Kontaminationen weiter verringert.In an advantageous development, the mold valve is designed to fill product into the container. Since product can be introduced into the container so directly after cleaning, the time between cleaning and filling is reduced, which further reduces the risk of undesired contamination.
Ferner kann das Formventil ausgebildet sein, das Ausformen des Behälters direkt mit dem Produkt als Medium durchzuführen. Somit wird die Zeit zwischen Reinigung und Befüllen noch weiter reduziert und das Risiko von Kontamination minimiert.Furthermore, the mold valve may be configured to carry out the molding of the container directly with the product as a medium. This further reduces the time between cleaning and filling and minimizes the risk of contamination.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Behältern aus Vorformlingen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorformlinge vor dem Ausformen gereinigt werden. Mit diesem Verfahren können saubere Vorformlinge für das Formfüllen bereitgestellt werden, womit das Risiko für eine Kontamination des Produkts, das in den Behälter geleitet wird, reduziert wird.The inventive method for producing containers from preforms is characterized in that the preforms are cleaned prior to molding. This process can provide clean preforms for mold filling, reducing the risk of contamination of the product entering the container.
In einer Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Vorformlinge mit einem flüssigen oder einem gasförmigen Medium gereinigt werden.In one embodiment, the method is characterized in that the preforms are cleaned with a liquid or a gaseous medium.
Vorteilhaft ist, wenn die Vorformlinge vor Einlauf in die Formfüllmaschine gereinigt werden. Diese Ausführungsform erlaubt beispielsweise eine Inspektion nach dem Reinigen, so dass nicht ordnungsgemäß gereinigte Vorformlinge gegebenenfalls aussortiert werden können.It is advantageous if the preforms are cleaned prior to entry into the mold filling machine. This embodiment allows, for example, an inspection after cleaning, so that improperly cleaned preforms can optionally be sorted out.
Alternativ können die Vorformlinge innerhalb der Formfüllmaschine gereinigt werden. Somit kann die Zeit zwischen Reinigen und anschließendem Formfüllen reduziert werden, was grundsätzlich das Risiko für Kontamination verringert.Alternatively, the preforms may be cleaned within the mold filling machine. Thus, the time between cleaning and subsequent mold filling can be reduced, which in principle reduces the risk of contamination.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorformlinge während der Reinigung und dem Ausformen kontinuierlich luftdicht verschlossen sind. Durch das Verschließen wird das Kontaminationsrisiko weiter verringert.In a further development of this embodiment, it is provided that the preforms are sealed airtight during cleaning and shaping. Closing further reduces the risk of contamination.
Auch vorteilhaft ist, wenn die Vorformlinge befüllt werden, während sie luftdicht verschlossen sind. Das Abfüllen des Produkts kann so unter kontrollierter Atmosphäre erfolgen.It is also advantageous if the preforms are filled while they are hermetically sealed. Bottling of the product can be done in a controlled atmosphere.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass das zum Ausformen verwendete Medium das in den Behälter einzufüllende Produkt ist. Durch die reduzierte Zeit zwischen der Reinigung und dem Befüllen während des Ausformens kann so das Risiko unerwünschter Kontaminationen noch weiter verringert werden.It can also be provided that the medium used for molding is the product to be filled into the container. The reduced time between cleaning and filling during molding can further reduce the risk of unwanted contamination.
ID 24 FormfüllmaschineID 24 mold filling machine
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a mold filling machine according to the preamble of
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Eine Formfüllmaschine umfasst definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter.By definition, a mold-filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Bei den bekannten Formfüllmaschinen kann es während dem Ausformen und/oder Befüllen mit Produkt zum Platzen des bereits vollständig oder noch nicht vollständig ausgeformten Behälters kommen. Bisherige Maßnahmen zum Entfernen der Überreste des geplatzten Behälters sind langwierig und führen daher zu erheblichen Stillstandszeiten der Formfüllmaschine.In the known mold filling machines, during the molding and / or filling with product, the container which has already completely or not yet completely formed may burst. Previous measures to remove the remains of the burst container are tedious and therefore lead to significant downtime of the mold filling machine.
Aufgabetask
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern in vorteilhafter Weise weiterzubilden.Object of the present invention is to develop known devices and methods for molding and filling plastic containers in an advantageous manner.
Lösungsolution
Diese Aufgabe wird mit einer Formfüllmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.This object is achieved with a mold filling machine according to
Die erfindungsgemäße Formfüllmaschine ist dadurch gekennzeichnet dass die Formhälften relativ zueinander bewegbar sind und eine Reinigungseinrichtung vorgesehen ist, die die geöffneten Formhälften reinigen kann. Somit können auch Verunreinigungen der Formhälften, insbesondere nach dem Platzen eines mit Produkt gefüllten Behälters entfernt werden.The form filling machine according to the invention is characterized in that the mold halves are movable relative to each other and a cleaning device is provided which can clean the opened mold halves. Thus, contaminants of the mold halves, in particular after the bursting of a product-filled container can be removed.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formfüllmaschine kann vorgesehen sein, dass die Formhälften dreiteilig ausgebildet sind, wobei jede Formhälfte einen Formträger, eine Formschale und eine Form umfasst und die Teile der Formhälften relativ zueinander bewegbar sind. Somit können die Formhälften nicht nur äußerlich gereinigt werden, sondern auch die Zwischenräume, in denen auch eventuelle Hydraulikeinrichtungen angeordnet sein können, können von Verschmutzungen befreit werden.In one embodiment of the mold filling machine according to the invention it can be provided that the mold halves are formed in three parts, wherein each mold half comprises a mold carrier, a mold shell and a mold and the parts of the mold halves are movable relative to each other. Thus, the mold halves can not only be cleaned externally, but also the interstices, in which any hydraulic devices can be arranged, can be freed from contamination.
In einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Formhälften zweiteilig ausgebildet sind und einen Formträger und eine Form umfassen. Dieser im Gegensatz zur vorherigen Ausführungsform reduzierte und kompaktere Aufbau erleichtert die Reinigung der Formhälften.In an alternative embodiment it can be provided that the mold halves are formed in two parts and comprise a mold carrier and a mold. This, in contrast to the previous embodiment reduced and more compact structure facilitates the cleaning of the mold halves.
In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen den Teilen der Formhälften eine Antriebseinheit angeordnet ist, die die Teile jeder Formhälfte relativ zueinander bewegen kann.In an advantageous development of this embodiment it is provided that between the parts of the mold halves, a drive unit is arranged, which can move the parts of each mold half relative to each other.
Es kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit einer Hydraulikeinheit ist oder diese umfasst. Hydraulische Mittel zur Bewegung der Teile der Formhälften können weniger empfindlich gegenüber Flüssigkeiten ausgeführt werden als beispielsweise elektronische Elemente wie Elektromotoren oder Stellantriebe.It may be provided that the drive unit is or comprises a hydraulic unit. Hydraulic means for moving the parts of the mold halves can be made less sensitive to liquids than, for example, electronic elements such as electric motors or actuators.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung diese Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit auch die Formhälften bewegen kann. So können nicht nur die einzelnen Bestandteile der Formhälften relativ zueinander bewegt werden, sondern auch die Formhälften so weit voneinander weg bewegt werden, dass eine effektive Reinigung erreicht werden kann.In a particularly preferred embodiment of this embodiment, it is provided that the drive unit can also move the mold halves. Thus, not only the individual components of the mold halves can be moved relative to each other, but also the mold halves are moved so far away from each other that an effective cleaning can be achieved.
Es kann weiterhin vorgesehen sein dass die Teile der Formhälften jeweils auf einer gemeinsamen Führung angeordnet sind. Somit kann die Anzahl der nötigen Antriebselemente stark reduziert werden und die Bewegung der einzelnen Teile der Formhälften sicher gesteuert werden.It may further be provided that the parts of the mold halves are each arranged on a common guide. Thus, the number of necessary drive elements can be greatly reduced and the movement of the individual parts of the mold halves can be safely controlled.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formfüllmaschine ist vorgesehen, dass die Formhälften zwischen einer Ausformposition, einer Aufnahmeposition und einer Reinigungsposition verfahrbar sind. Dabei ist die Ausformposition die Position, in der die Formhälften geschlossen sind und ein Behälter innerhalb der Formhälften ausgeformt werden kann. Die Aufnahmeposition entspricht einer geöffneten Position der Formhälften, wobei der Abstand der Formhälften zueinander oder der Öffnungswinkel derart ist, dass ein Vorformling in den Innenbereich der Formhälften aufgenommen werden kann. Die Reinigungsposition ist eine Position, in der die Formhälften und oder die Teile der Formhälften gereinigt werden können. Dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Formhälften und/oder die Teile der Formhälften in der Reinigungsposition einen größeren Öffnungswinkel oder Abstand zueinander aufweisen, als in der Aufnahmeposition.In a preferred embodiment of the mold filling machine according to the invention, provision is made for the mold halves to be movable between a molding position, a receiving position and a cleaning position. In this case, the molding position is the position in which the mold halves are closed and a container can be formed within the mold halves. The receiving position corresponds to an open position of the mold halves, wherein the distance of the mold halves from one another or the opening angle is such that a preform can be received in the inner region of the mold halves. The cleaning position is a position in which the mold halves and / or the parts of the mold halves can be cleaned. For this purpose, it can also be provided that the mold halves and / or the parts of the mold halves in the cleaning position a larger opening angle or distance from each other, as in the receiving position.
In einer weiteren Ausführungsform wird entweder ein flüssiges Reinigungsmedium oder ein gasförmiges Reinigungsmedium verwendet. Während die Verwendung eines gasförmigen Reinigungsmediums einen schnellen Wiedereinsatz der Formhälften ermöglicht, da ein Trocknungsschritt entfallen kann, erlaubt die Reinigung mit flüssigen Reinigungsmedien gegebenenfalls eine gründliche Reinigung, so dass sämtliche Verschmutzungen, beispielsweise durch das Platzen von Behältern, entfernt werden können.In another embodiment, either a liquid cleaning medium or a gaseous cleaning medium is used. While the use of a gaseous cleaning medium allows for rapid reuse of the mold halves since a drying step may be eliminated, cleaning with liquid cleaning media may allow for thorough cleaning so that any contaminants such as container bursting can be removed.
In einer Ausführungsform ist die Reinigungseinrichtung an der Peripherie der Formfüllmaschine angeordnet. Diese Ausführungsform erlaubt das Reinigen einzelner Formhälften, beispielsweise nach einer erkannten Verunreinigung durch umherspritzendes Produkt. Da die Reinigungseinrichtung nicht in der Formfüllmaschine angeordnet ist, kann hier Platz gespart werden.In one embodiment, the cleaning device is arranged on the periphery of the mold filling machine. This embodiment allows the cleaning of individual mold halves, for example after a detected contamination by spraying product. Since the cleaning device is not arranged in the mold filling machine, space can be saved here.
In einer alternativen Ausführungsform ist jeder Formfüllstation eine Reinigungseinrichtung zugeordnet. Die Reinigung der Formhälften einer Formfüllstation kann hier unabhängig von den übrigen Formfüllstationen erfolgen. Weiterhin ist durch die in der Formfüllstation mitgeführte Reinigungseinrichtung auch eine Reinigung im Betrieb der Formfüllmaschine möglich, beispielsweise im Zeitintervall zwischen dem Ausgeben eines Behälters aus der Formfüllstation und der Aufnahme eines neuen Vorformlings.In an alternative embodiment, each mold filling station is assigned a cleaning device. The cleaning of the mold halves of a mold filling station can take place here independently of the other mold filling stations. Furthermore, by the entrained in the mold filling station cleaning a cleaning during operation of the mold filling machine is possible, for example in the time interval between the dispensing of a container from the mold filling station and the inclusion of a new preform.
ID 25 Ventilblock für eine Behandlungsstation einer Formfüllmaschine und Formfüllmaschine mit einem solchen VentilblockID 25 Valve block for a treatment station of a mold filling machine and mold filling machine with such a valve block
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine zum Herstellen und Füllen von Kunststoffbehältern, insbesondere Kunststoffflaschen, in der ein Gas dazu verwendet wird, zumindest teilweise einen Kunststoffbehälter zu formen, und insbesondere betrifft die Erfindung einen Ventilblock für eine Behandlungsstation einer solchen Formfüllmaschine.The present invention relates to a mold filling machine for producing and filling plastic containers, in particular plastic bottles, in which a gas is used to at least partially form a plastic container, and in particular the invention relates to a valve block for a treatment station of such a mold filling machine.
Stand der TechnikState of the art
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Druckluft beschreibt die
Die
Der herkömmliche Streckblasprozess nach dem Stand der Technik gliedert sich in zwei Phasen, das sogenannte Vorblasen bei dem der Vorformling gereckt und unter Druckluftzufuhr unter einem ersten Vorblasdruck zu einer Blase geformt wird und das sogenannte Fertigblasen, bei dem die vorgeblasene Flasche unter einem höheren Druckluftniveau fertig ausgeformt wird. Insbesondere während der Vorblasphase wird maßgeblich auf die Wanddickenverteilung des auszuformenden Behälters Einfluss genommen. Bei den eingangs beschriebenen Formfüllmaschinen, die den Behälter mittels Fluid aufpressen, ist der Einfluss auf die Wandstärke hingegen nur schwer kontrollierbar.The conventional stretch blow molding process according to the prior art is divided into two phases, the so-called pre-blowing in which the preform is stretched and formed under compressed air supply under a first Vorblasdruck into a bubble and the so-called finished blowing, in which the pre-blown bottle under a higher compressed air level fully formed becomes. In particular during the pre-blowing phase, the wall thickness distribution of the container to be formed is decisively influenced. On the other hand, in the form filling machines described above, which press the container by means of fluid, the influence on the wall thickness is difficult to control.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bekannte Vorrichtungen zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern, insbesondere Vorrichtungen, in denen die Kunststoffbehälter nur teilweise durch Blasformen hergestellt werden, in vorteilhafter Weise weiterzubilden.Object of the present invention is to develop known devices for molding and filling of plastic containers, in particular devices in which the plastic containers are only partially made by blow molding, in an advantageous manner.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Oben genannte Aufgabe wird durch einen Ventilbock für eine Behandlungsstation einer Formfüllmaschine gemäß Anspruch 1 oder 6 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.The above object is achieved by a valve block for a treatment station of a mold filling machine according to
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Vorblasphase und die Fertigblasphase mit unterschiedlichen Medien durchzuführen, etwa unter Überdruck stehendes Gas für die Vorblasphase und einem Hydraulikmedium für die Fertigblasphase. Hierzu wird ein Ventilblock für eine Behandlungsstation einer Formfüllmaschine bereitgestellt. Der Ventilblock umfasst einen Düsenkanal und eine erste Kammer und eine zweite Kammer in Fluidverbindung mit dem Düsenkanal, wobei die erste Kammer von dem Düsenkanal durch ein erstes Absperrventil getrennt ist und die zweite Kammer von dem Düsenkanal durch ein zweites Absperrventil getrennt ist. Die Absperrventile können in Wänden der Kammern oder in einem Verbindungskanal von der jeweiligen Kammer zu dem Düsenkanal angeordnet sein. Weiterhin umfasst der Ventilblock einen ersten Blasgaskanal in Fluidverbindung mit der ersten Kammer und möglicherweise einen zweiten Blasgaskanal in Fluidverbindung mit der ersten Kammer, wobei der erste Blasgaskanal ein erstes Blasgaskanalventil aufweist und der möglicherweise vorgesehene zweite Blasgaskanal ein zweites Blasgaskanalventil aufweist. Weiterhin umfasst der Ventilblock einen Produktkanal oder einen Produktzuleitungsanschluss in Fluidverbindung mit der zweiten Kammer. Insbesondere umfasst der Ventilblock auch ein Produktkanalventil, welches zwischen Produktkanal und zweiter Kammer.According to the invention, therefore, it is proposed to carry out the pre-blowing phase and the finish blowing phase with different media, for example gas under overpressure for the pre-blowing phase and a hydraulic medium for the finished blowing phase. For this purpose, a valve block for a treatment station of a mold filling machine is provided. The valve block includes a nozzle channel and a first chamber and a second chamber in fluid communication with the nozzle channel, wherein the first chamber is separated from the nozzle channel by a first shut-off valve and the second chamber is separated from the nozzle channel by a second shut-off valve. The shut-off valves can be used in walls of the Chambers or be arranged in a connecting channel from the respective chamber to the nozzle channel. Furthermore, the valve block comprises a first blowgas duct in fluid communication with the first chamber and possibly a second blowgas duct in fluid communication with the first chamber, the first blowgas duct having a first blowgas channel valve and the possibly provided second blowgas duct having a second blowgas channel valve. Further, the valve block includes a product channel or product delivery port in fluid communication with the second chamber. In particular, the valve block also includes a product channel valve, which between product channel and second chamber.
Die zweite Kammer dient zur Bereitstellung des Produkts. In ihr kann ein Kolben vorhanden sein, der das Produkt durch das zweite Absperrventil drücken kann. Alternativ kann der Kolben auch außerhalb des Ventilblocks in einer separaten Kammer angeordnet sein und von dort aus das Medium in die zweite Kammer und durch das Absperrventil pressen. Es wäre auch denkbar, auf den Kolben zu verzichten und beispielsweise über die Schwerkraft das Produkt zu dem zweiten Absperrventil zu führen.The second chamber serves to provide the product. In it, a piston may be present, which can push the product through the second shut-off valve. Alternatively, the piston may also be arranged outside the valve block in a separate chamber and from there press the medium into the second chamber and through the shut-off valve. It would also be conceivable to dispense with the piston and to lead, for example, the product to the second shut-off valve via gravity.
Es wird außerdem bereitgestellt ein Ventilblock für eine Behandlungsstation einer Formfüllmaschine, wobei der Ventilblock umfasst: einen Düsenkanal, einen ersten Blasgaskanal in Fluidverbindung mit dem Düsenkanal und möglicherweise einen zweiten Blasgaskanal in Fluidverbindung mit dem Düsenkanal, wobei der erste Blasgaskanal ein erstes Blasgaskanalventil aufweist und der möglicherweise vorgesehene zweite Blasgaskanal ein zweites Blasgaskanalventil aufweist, eine Kammer in Fluidverbindung mit dem Düsenkanal, wobei die Kammer von dem Düsenkanal durch ein Absperrventil getrennt ist, und möglicherweise einen Produktkanal (kann auch ausgelagert sein) in Fluidverbindung mit der Kammer und möglicherweise mit einem Produktkanalventil, wobei das erste und das möglicherweise vorgesehene zweite Blasventil oberhalb des Absperrventils angeordnet sind. Insbesondere enden also der erste und zweite Blasgaskanal oberhalb des Absperrventils in den Düsenkanal und zumindest ein Teil von ihnen ist jeweils durch die entsprechenden Blasgasventile von diesem getrennt. Die Blasgaskanäle können vollständig oberhalb des Absperrventils angeordnet sein. Insbesondere können die Blasgaskanäle vollständig oberhalb der Kammer angeordnet sein.There is also provided a valve block for a treatment station of a mold filling machine, the valve block comprising: a nozzle channel, a first blow channel in fluid communication with the nozzle channel, and possibly a second blow channel in fluid communication with the nozzle channel, the first blow channel having a first blowgas channel valve and possibly a second blowgas channel valve, a chamber in fluid communication with the nozzle channel, the chamber separated from the nozzle channel by a shut-off valve, and possibly a product channel (may also be outsourced) in fluid communication with the chamber and possibly with a product channel valve the first and possibly provided second blow valve are arranged above the shut-off valve. In particular, therefore, the first and second blowgas ducts end above the shut-off valve in the nozzle channel and at least a part of them is separated from the latter by the respective blow-off gas valves. The blowgas ducts can be arranged completely above the shut-off valve. In particular, the blowgas ducts can be arranged completely above the chamber.
Die zweite Kammer dient auch hier zur Bereitstellung des Produkts. In ihr kann ein Kolben vorhanden sein, der das Produkt durch das zweite Absperrventil drücken kann. Alternativ kann der Kolben auch außerhalb des Ventilblocks in einer separaten Kammer angeordnet sein und von dort aus das Medium in die zweite Kammer und durch das Absperrventil pressen. Es wäre auch denkbar, auf den Kolben zu verzichten und beispielsweise über die Schwerkraft das Produkt zu dem zweiten Absperrventil zu führen.The second chamber also serves to provide the product. In it, a piston may be present, which can push the product through the second shut-off valve. Alternatively, the piston may also be arranged outside the valve block in a separate chamber and from there press the medium into the second chamber and through the shut-off valve. It would also be conceivable to dispense with the piston and to lead, for example, the product to the second shut-off valve via gravity.
Die Fluidverbindungen erfolgen also jeweils über entsprechende Ventile. Die bereitgestellten Ventilblöcke können insbesondere einen Blasgaskanal zum Vorblasen und einen Blasgaskanal zum Zwischen- oder Fertigblasen aufweisen.The fluid connections thus take place via respective valves. The provided valve blocks may in particular have a blowgas channel for pre-blowing and a blowgas channel for intermediate or final blowing.
Eine Formfüllmaschine umfasst hierbei definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter. Die Kunststoffbehälter werden zumindest teilweise durch das expandierende Umformen hergestellt. Ein Fertigstellen von durch das Umformen teilweise hergestellten Kunststoffbehältern kann durch das abzufüllende Produkt oder ein weiteres flüssiges Medium erfolgen.By definition, a mold filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold cavity and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers. The plastic containers are at least partially produced by the expanding forming. Completion of partially produced by forming plastic containers can be done by the product to be filled or another liquid medium.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Die Begriffe „oberhalb” und „unterhalb” werden hier im üblichen Sinne gebraucht, d. h., ein „oberhalb” positioniertes Objekt befindet sich in einem externen Gravitationsfeld von Gravitationszentrum weiter entfernt als ein „unterhalb” positioniertes Objekt. Insbesondere ist ein oberhalb positioniertes Element eines Ventilblocks einer Behandlungsstation einer Formfüllmaschine von einer Öffnung eines herzustellenden oder zu füllenden Kunststoffbehälters weiter entfernt als ein unterhalb positioniertes Element.The terms "above" and "below" are used here in the usual sense, d. that is, an object positioned "above" is further away in an external gravitational field from the center of gravity than an object positioned "below". In particular, an above-positioned element of a valve block of a treatment station of a mold filling machine is further away from an opening of a plastic container to be produced or filled than a member positioned below.
Erfindungsgemäß werden die Blasluftkanäle durch andere (Blasgas-)Ventile geregelt als der Produktkanal. Insbesondere können zur Regelung der Blasluftkanäle bzw. einer Kammer, in die die Blasluftkanäle enden, Ventile Verwendung finden, wie sie auch für herkömmliche Blasformmaschinen verwendet werden. Diese Ventile müssen somit nicht dazu ausgelegt sein, einem flüssigen Produktmedium widerstehen zu können. Andererseits muss das zur Regelung des Produktstroms in den Düsenkanal hinein verwendete Absperrventil zur Regulierung des flüssigen Produkts ausgebildet sein. Aufwändige Ventilkonstruktionen zur Regelung sowohl gasförmiger als auch flüssiger Medien sind somit nicht notwendig, wodurch die Konstruktion des Ventilblocks verlässlicher arbeitet und kostengünstiger bereitgestellt werden kann, als es im Stand der Technik bekannt ist.According to the invention, the blast air ducts are controlled by other (blast gas) valves than the product channel. In particular, can be used for controlling the Blasluftkanäle or a chamber into which the Blasluftkanäle, use valves, as they are also used for conventional blow molding machines. Thus, these valves need not be designed to withstand a liquid product medium. On the other hand, the shut-off valve used to regulate the product flow into the nozzle channel must be designed to regulate the liquid product. Elaborate valve designs for controlling both gaseous and liquid media are thus not necessary, whereby the construction of the valve block is more reliable and can be provided at a lower cost than is known in the art.
Der Produktkanal endet in einer Kammer, von welcher aus das Produkt in den Düsenkanal zum Füllen eines fertig hergestellten Kunststoffbehälters oder zum Fertigstellen eines durch Formblasen mithilfe eines Blasgases vorgefertigten Kunststoffbehälters gelangen kann. Ebenso kann ein anderes flüssiges Medium, das von dem abzufüllenden Produkt verschieden ist, durch den Produktkanal oder einen anderen Kanal in die Kammer und von dieser über den Düsenkanal zum Fertigstellen eines durch Formblasen mithilfe eines Blasgases vorgefertigten Kunststoffbehälters gelangen. In beiden Fällen kann ein beweglicher Kolben zur Druckerzeugung vorgesehen sein, der bei einer Bewegung in die Kammer hinein das Produkt oder anderweitige flüssige Medium aus der Kammer in den Düsenkanal hineindrückt. So kann das Produkt oder anderweitige flüssige Medium zuverlässig in den Düsenkanal gefördert werden. The product channel ends in a chamber, from which the product can enter the nozzle channel for filling a finished plastic container or for completing a prefabricated by blow molding using a blown plastic container. Likewise, another liquid medium, which is different from the product to be filled, pass through the product channel or another channel into the chamber and from there via the nozzle channel for completing a prefabricated by blow molding using a blown plastic container. In either case, a movable plunger may be provided to generate pressure which upon movement into the chamber forces the product or other liquid medium from the chamber into the nozzle channel. Thus, the product or other liquid medium can be conveyed reliably into the nozzle channel.
Der in die Kammer endende und mit einem Ventil versehene Produktkanal kann oberhalb der Kammer verlaufen. Die Blasgaskanäle können seitlich von dem beispielsweise im Wesentlichen sich senkrecht erstreckenden Düsenkanal angeordnet sein. Wenn sie ihrerseits in einer Kammer enden, kann auch diese Kammer seitlich von dem beispielsweise im Wesentlichen sich senkrecht erstreckenden Düsenkanal angeordnet sein.The product passageway terminating in the chamber and provided with a valve may extend above the chamber. The blowgas ducts can be arranged laterally from the, for example, substantially vertically extending nozzle channel. If they in turn terminate in a chamber, this chamber can also be arranged laterally of the nozzle channel, for example, extending essentially vertically.
Der Ventilblock gemäß einem der obigen Beispiele kann einen Cleaning-In-Place-, CIP-, Kanal in Fluidverbindung mit dem Düsenkanal und mit einem CIP-Kanalventil aufweisen. Somit wird eine CIP-Reinigung vorgesehen, durch die eine Entkeimung erfolgen kann, bei der eine Demontage von Elementen der Behandlungsstation beziehungsweise des Ventilblocks im Wesentlichen vermieden werden kann. Gemäß einer Weiterbildung weist der Ventilblock zusätzlich eine Düsenöffnung, in die der Düsenkanal endet, und eine beispielsweise klappbare oder verschiebbare CIP-Klappe, die zum Schließen und Öffnen der Düsenöffnung beweglich ist, auf.The valve block of any of the above examples may include a cleaning-in-place, CIP, channel in fluid communication with the nozzle channel and with a CIP channel valve. Thus, a CIP cleaning is provided through which a sterilization can take place, in which disassembly of elements of the treatment station or the valve block can be substantially avoided. According to a further development, the valve block additionally has a nozzle opening, into which the nozzle channel ends, and an, for example, foldable or displaceable CIP flap, which is movable for closing and opening the nozzle opening.
Weiterhin wird bereitgestellt eine Formfüllmaschine mit einer Behandlungsstation mit einem Ventilblock gemäß oben genannter Beispiele und mit einem CIP-Kanal, wobei die Formfüllmaschine einen Drehverteiler aufweist, über den eine Produktleitung in den Produktkanal, eine sich verzweigende Blasgasleitung in den ersten und zweiten Blasgaskanal (wenn vorgesehen) und eine CIP-Leitung direkt in den CIP-Kanal bedient werden. Eine solche Formfüllmaschine kann alternativ einen Drehverteiler aufweisen, über den eine Produktleitung in den Produktkanal und eine sich verzweigende Blasgasleitung in den ersten und zweiten Blasgaskanal (wenn vorgesehen) und in den CIP-Kanal bedient werden. Der Drehverteiler dient jeweils der Verteilung eines Mediums in die Leitungen. Das Medium kann beispielsweise in Form von einem Blasgas von einem Kompressor oder Druckminderer beziehungsweise in Form eines Produkts aus einem Produkttank oder Karbonisierer geliefert werden.Furthermore, there is provided a mold-filling machine having a treatment station with a valve block according to the above-mentioned examples and with a CIP-channel, the mold-filling machine having a rotary distributor, via which a product line into the product channel, a branching blow-gas line into the first and second blow-gas channels (if provided ) and a CIP line directly into the CIP channel. Such a mold filling machine may alternatively have a rotary distributor, via which a product line in the product channel and a branching blown gas line in the first and second blown gas duct (if provided) and in the CIP channel are operated. The rotary distributor serves in each case for the distribution of a medium in the lines. The medium may for example be supplied in the form of a blowing gas from a compressor or pressure reducer or in the form of a product from a product tank or carbonator.
Die Formfüllmaschine kann eine Rotationsmaschine (rundlaufende Maschine) sein, die ein drehbares Transportrad (Karussell) aufweist, an dem eine Mehrzahl an Behandlungsstationen mit je einem Ventilblock gemäß einem der oben beschriebenen Beispiele angebracht ist. Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Formfüllmaschine mit einem Ventilblock gemäß einem der oben beschriebenen Beispiele Ringleitungen zum Verteilen von Blasgas, das den Blasluftkanälen zuzuführen ist, und einem Produkt, das dem Produktkanal zuzuführen ist.The mold filling machine may be a rotary machine (rotary machine) having a rotatable transport wheel (carousel) to which is attached a plurality of treatment stations each having a valve block according to one of the examples described above. According to a development, the mold filling machine with a valve block according to one of the examples described above comprises ring lines for distributing blowing gas to be supplied to the blown air ducts and a product to be supplied to the product duct.
Der Produktkanal kann zum Reinigen verwendet werden. In diesem Fall kann die Formfüllmaschine einen CIP-Reinigungsmitteltank umfassen, der mit dem Produktkanal zum Ausführen einer CIP-Reinigung verbunden ist.The product channel can be used for cleaning. In this case, the mold filling machine may include a CIP detergent tank connected to the product channel for performing CIP cleaning.
Die oben genannten Formfüllmaschinen können dazu ausgebildet sein, Kunststoffbehälter derart herzustellen, dass sie zwischen 20% und 95%, beispielsweise zwischen 30% und 90% ihres späteren Volumens, durch teilweises Blasformen erhalten. Insbesondere können die Behälter zwischen 30% und 100%, bevorzugt zwischen 50% und 100%, ihrer Längserstreckung (von Mündung zu Boden) während des teilweisen Blasformens erhalten. Insbesondere wird bei dem teilweisen Vorblasen des Behälters eine Reckstange in diesen eingeführt, welche eine Längsreckung des Vorformlings bewirkt.The above-mentioned mold filling machines may be designed to produce plastic containers such that they receive between 20% and 95%, for example between 30% and 90% of their later volume, by partial blow molding. In particular, the containers may receive between 30% and 100%, preferably between 50% and 100%, of their longitudinal extent (from mouth to bottom) during partial blow molding. In particular, in the partial pre-blowing of the container, a stretching rod is introduced into it, which causes a longitudinal extension of the preform.
Gemäß Weiterbildung ist insbesondere eine Vielzahl von Behandlungsstationen bzw. Form- und Füllstationen vorgesehen, welche insbesondere am Außenumfang eines sich kontinuierlich drehenden Rundläufers angeordnet sind. Bei dem Rundläufer handelt es sich vorzugsweise um ein Rad. Der Rundläufer dreht sich insbesondere um eine vertikale Achse, deren Verlängerung den Erdmittelpunkt schneidet.According to a particular embodiment, a multiplicity of treatment stations or shaping and filling stations are provided, which are arranged in particular on the outer circumference of a continuously rotating rotary traveler. The rotary machine is preferably a wheel. The rotary machine rotates in particular about a vertical axis whose extension intersects the center of the earth.
Insbesondere sind die Behandlungsstationen alle in äquidistanten Abständen zueinander angeordnet. Die Behandlungsstationen weisen insbesondere Kavitäten auf, innerhalb derer die Behälter gegen die inneren Wände der Kavität expandiert werden, so dass die fertig ausgeformten Behälter die (negative) Form der inneren Wände der Kavität erhalten.In particular, the treatment stations are all arranged at equidistant intervals from one another. In particular, the treatment stations have cavities within which the containers are expanded against the inner walls of the cavity so that the finished molded containers receive the (negative) shape of the inner walls of the cavity.
In sämtlichen oben beschriebenen Beispielen kann die Formfüllmaschine eine Verschlusseinrichtung aufweisen, die zum Verschließen der gefüllten Kunststoffbehälter, beispielsweise mithilfe von Drehverschlüssen, ausgebildet ist. Insbesondere findet das Verschließen in einem Zeitraum statt, innerhalb dem der Behälter noch in der Form bzw. Kavität, in der er geformt wurde, angeordnet ist. Die Verschlusseinrichtung befindet sich hierfür in der unmittelbaren Umgebung des Rundläufers, insbesondere in seiner Peripherie und spendet den Verschluss zu einem Zeitpunkt, bei welchem schon sämtliches Endprodukt im Behälter ist und eine Blas- oder Fülldüse vom Behälter abgehoben wurde.In all the examples described above, the mold filling machine may include a closure device designed to close the filled plastic containers, for example by means of screw caps. In particular, the closure takes place in a period within which the container is still in the form or Cavity in which it was formed, is arranged. The closure device is for this purpose in the immediate vicinity of the rotary traveler, in particular in its periphery and donates the closure at a time at which all the end product is already in the container and a blowing or filling nozzle was lifted from the container.
Insbesondere findet die Herstellung bzw. Expansion und das Befüllen der Behälter innerhalb eines Raums mit kontaminationsarmer Umgebung statt. Die kontaminationsarme Umgebung, bei der es sich insbesondere um einen Reinraum handelt, kann durch eine oder Kombinationen der folgenden Maßnahmen hergestellt werden:
- – Die kontaminationsarme Umgebung der Vorrichtung (innerhalb eines Maschinenschutzes) wird unter einen Überdruck im Vergleich zur Umgebungsatmosphäre gesetzt, indem durch Feinfilter filtrierte Luft zumindest während der Produktion in den Raum eingeblasen wird
- – Die Antriebe für verschiedenste Bewegungen der Kavität sind außerhalb des Reinraums angeordnet, so beispielsweise die Antriebe für das Öffnen und Schließen der Kavität (Form) und/oder die für das Bewegen einer Reckstange und/oder die für ein Anheben oder Senken eines Behälters und/oder die die Bewegung einer Blas- oder Fülldüse.
- – Die innere Wandung des Raums wird in regelmäßigen Abständen gereinigt und/oder sterilisiert, beispielsweise über ein Bespritzen oder Bedampfen mit Lauge, Säure, Entkeimungsflüssigkeit, Wasserstoffperoxid (gasförmig oder flüssig). Insbesondere werden bei der Reinigung und/oder Sterilisation die Innen- und Außenseiten der Kavitäten, Blas- oder Fülldüsen und der Reckstangen miteinbezogen. Insbesondere werden aber auch die inneren Wandungen des Maschinenschutzes einbezogen.
- – Die kontaminationsarme Umgebung wird gegen die Umgebungsatmosphäre abgedichtet. Bei einem Rundläufer kann es sich bei der Dichtung um ein Wasserschloss oder eine Gummidichtung handeln, welche(s) den drehenden Teil zum stehenden Teil der Vorrichtung abdichtet.
- - The low-contamination environment of the device (within a machine protection) is placed under an overpressure compared to the ambient atmosphere by air filtered through the fine filter at least during production is blown into the room
- - The drives for various movements of the cavity are arranged outside the clean room, such as the drives for opening and closing the cavity (shape) and / or for moving a stretch rod and / or for raising or lowering a container and / or or the movement of a blowing or filling nozzle.
- The inner wall of the room is cleaned and / or sterilized at regular intervals, for example by spraying or steaming with caustic, acid, degerming liquid, hydrogen peroxide (gaseous or liquid). In particular, during cleaning and / or sterilization, the inner and outer sides of the cavities, blowing or filling nozzles and the stretching rods are included. In particular, however, the inner walls of the machine protection are included.
- - The low-contamination environment is sealed against the ambient atmosphere. In a rotary machine, the seal may be a water lock or a rubber seal which seals the rotating part to the stationary part of the device.
Insbesondere werden die Behälter bzw. Vorformlinge vor einem Einbringen in die kontaminationsarme Umgebung sterilisiert.In particular, the containers or preforms are sterilized prior to introduction into the low-contamination environment.
Der Raum ist insbesondere im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet. Er kann auch ring- oder torusförmig ausgebildet sein – die Drehachse ist dann außerhalb der kontaminationsarmen Umgebung.The space is in particular substantially disc-shaped. It can also be annular or torus-shaped - the axis of rotation is then outside of the low-contamination environment.
Insbesondere wird der Behälter auf ein und demselben Karussell (Rundläufer) expandiert und mit dem zu verpackenden Endprodukt befüllt.In particular, the container is expanded on one and the same carousel (rotary machine) and filled with the final product to be packaged.
Insbesondere handelt es sich bei den Behältern vor dem Expandieren um Kunststoffvorformlinge, die bevorzugt die Form eines Reagenzglases aufweisen bzw. eine einzige Öffnung aufweisen. In der Nähe dieser Öffnung befindet sich ein Mündungsbereich, welcher beispielsweise mit einem schon im Spritzgussverfahren angeformten Gewinde für einen Verschluss versehen wurde. Zusätzlich kann im Mündungsbereich ein Tragring vorgesehen sein, welcher zum Transport bzw. weiteren Handling des Vorformlings/Behälters vorgesehen ist.In particular, the containers prior to expansion are plastic preforms which preferably have the shape of a test tube or have a single opening. In the vicinity of this opening is a mouth region, which has been provided for example with an already molded by injection threads for a closure. In addition, a support ring may be provided in the mouth region, which is provided for transport or further handling of the preform / container.
In Transportrichtung der Behälter stromaufwärts der Formfüllmaschine kann eine Erwärmungseinrichtung vorgesehen sein, welche die kalt angelieferten Vorformlinge erwärmt. Als Erwärmungseinrichtung kann ein Infrarotofen dienen, durch welchen die Vorformlinge transportiert werden. An zumindest einer Seite einer tunnelförmigen Heizstrecke durch den Ofen sind insbesondere Infrarotstrahler angeordnet. Anstatt des Infrarotofens kann auch eine Mikrowellenerwärmungseinrichtung vorgesehen sein, in der insbesondere für jeden Vorformling individuell zugeordnete Kavitäten zur Erwärmung angeordnet sind. Während es sich beim Mikrowellenofen bevorzugt um einen Rundläufer handelt, werden die Vorformlinge beim Infrarotofen zumindest einen Teil der Strecke geradlinig transportiert.In the transport direction of the containers upstream of the mold filling machine, a heating device can be provided, which heats the preforms supplied cold. As heating means, an infrared oven can be used, through which the preforms are transported. In particular, infrared radiators are arranged on at least one side of a tunnel-shaped heating path through the furnace. Instead of the infrared oven, it is also possible to provide a microwave heating device in which individually allocated cavities are arranged for heating, in particular for each preform. While the microwave oven is preferably a rotary machine, the preforms in the infrared oven are transported in a straight line at least part of the distance.
Anstatt der eben beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen zum Erwärmen von kalten (Umgebungstemperatur) Vorformlingen können die Vorformlinge auch direkt von einer stromaufwärts angeordneten Spritzgussvorrichtung erzeugt und im noch aufgewärmten Zustand weiter an die Form- und Füllvorrichtung weitertransportiert werden. Energetisch gesehen bietet das den Vorteil, dass ein Teil der Wärme nicht an die Umgebung verloren geht. Unter Umständen muss jedoch noch eine Zwischenkonditioniereinrichtung vorgesehen werden, welche die Vorformlinge nur geringfügig temperiert (kleiner als plus oder minus 50°C) bzw. ein Temperaturprofil aufbringt, kurz bevor diese an die Formfüllmaschine weitergegeben werden. Werden die Vorformlinge innerhalb eines Reinraums spritzgegossen, so ist unter Umständen keine weitere Sterilisation dieser nötig, wenn sich der Reinraum bis zu einer Position hin erstreckt, an der ein Verschluss auf den Behälter nach dem Befüllen aufgebracht wird.Instead of the just described methods and devices for heating cold (ambient temperature) preforms, the preforms can also be generated directly from an upstream injection molding device and further transported in the still warmed up state to the forming and filling device. Energetically, this offers the advantage that part of the heat is not lost to the environment. Under certain circumstances, however, a Zwischenkonditioniereinrichtung must be provided, which only slightly tempered the preforms (less than plus or minus 50 ° C) or applying a temperature profile, shortly before they are passed to the mold filling machine. If the preforms are injection-molded within a clean room, then no further sterilization of these may be necessary if the clean room extends to a position at which a closure is applied to the container after filling.
Im Folgenden werden Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Formfüllmaschine beziehungsweise eines erfindungsgemäßen Ventilblocks für eine Formfüllmaschine unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht lediglich als illustrativ und nicht als einschränkend anzusehen und verschiedene Kombinationen der angeführten Merkmale sind in der Erfindung eingeschlossen.Embodiments of a mold filling machine according to the invention or a valve block according to the invention for a mold filling machine will be described below with reference to the drawing. The described embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive, and various combinations of the recited features are included in the invention.
ID 26 Formfüllmaschine zum Herstellen und Füllen von Kunststoffbehältern mit CO2-RecyclingID 26 Mold filling machine for producing and filling plastic containers with CO 2 recycling
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine zum Herstellen und Füllen von Kunststoffbehältern, insbesondere Kunststoffflaschen, in der CO2, das dazu verwendet wird, zumindest teilweise einen Kunststoffbehälter zu formen, wiederverwendet wird.The present invention relates to a mold filling machine for producing and filling plastic containers, in particular plastic bottles, in which CO 2 , which is used to at least partially form a plastic container, is reused.
Stand der TechnikState of the art
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bekannte Vorrichtungen zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern, insbesondere solche Vorrichtungen, in denen die Kunststoffbehälter zumindest teilweise durch Blasformen mithilfe von CO2 hergestellt werden, in vorteilhafter Weise weiterzubilden.Object of the present invention is to develop known devices for molding and filling of plastic containers, in particular those devices in which the plastic containers are at least partially made by blowing with the help of CO 2 , in an advantageous manner.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Oben genannte Aufgabe wird durch eine Formfüllmaschine gemäß Anspruch 1 oder 2 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.The above object is achieved by a mold filling machine according to
Eine Formfüllmaschine umfasst wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter. Die Kunststoffbehälter werden zumindest teilweise durch das expandierende Umformen hergestellt. Ein Fertigstellen von durch das Umformen teilweise hergestellten Kunststoffbehältern kann durch das abzufüllende Produkt oder ein weiteres flüssiges Medium erfolgen.A mold filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers. The plastic containers are at least partially produced by the expanding forming. Completion of partially produced by forming plastic containers can be done by the product to be filled or another liquid medium.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Eine erfindungsgemäße Formfüllmaschine umfasst eine Behandlungsstation, die dazu ausgebildet ist, Kunststoffbehälter mithilfe von CO2 durch Blasformen herzustellen und die hergestellten Kunststoffbehälter mit einem Produkt zu füllen und das zum Blasformen genutzte CO2 zu recyceln. Somit umfasst eine erfindungsgemäße Formfüllmaschine eine Einrichtung zum Blasformen der Kunststoffbehälter mithilfe von CO2, eine Einrichtung zum Füllen der hergestellten Kunststoffbehälter mit einem Produkt und Mittel zum Recyceln des zum Blasformen genutzten CO2.A mold filling machine according to the invention comprises a treatment station which is adapted to blow-mold plastic containers by means of CO 2 and to fill the plastic containers produced with a product and to recycle the CO 2 used for blow molding. Thus, a mold filling machine according to the invention comprises means for blow molding the plastic containers by means of CO 2 , means for filling the produced plastic containers with a product and means for recycling the CO 2 used for blow molding.
Eine andere erfindungsgemäße Formfüllmaschine umfasst eine Behandlungsstation, die dazu ausgebildet ist, die Kunststoffbehälter mithilfe von CO2 teilweise durch Blasformen herzustellen und die teilweise hergestellten Kunststoffbehälter mit einem Produkt zu füllen und fertigzustellen und das zum teilweisen Blasformen genutzte CO2 zu recyceln. Somit umfasst eine erfindungsgemäße Formfüllmaschine eine Einrichtung zum teilweisen Blasformen der Kunststoffbehälter mithilfe von CO2, die dazu ausgebildet ist, teilweise hergestellte Kunststoffbehälter herzustellen, eine Einrichtung zum Füllen und Fertigstellen der teilweise hergestellten Kunststoffbehälter mit dem Produkt und Mittel zum Recyceln des zum Blasformen genutzten CO2. Teilweises Blasformen bedeutet hier Blasformen um einen teilweise hergestellten Kunststoffbehälter zu erhalten. Insbesondere erhält der Behälter zwischen 20% und 95%, bevorzugt zwischen 30% und 90% seines späteren Volumens durch das teilweise Blasformen. Insbesondere erhält der Behälter zwischen 30% und 100%, bevorzugt zwischen 50% und 100% seiner Längserstreckung (von Mündung zu Boden) während des teilweisen Blasformens. Insbesondere wird bei dem teilweisen Vorblasen des Behälters eine Reckstange in diesen eingeführt, welche eine Längsreckung des Vorformlings bewirkt. Another form filling machine according to the invention comprises a treatment station which is adapted to partly blow mold the plastic containers by means of CO 2 and to fill and finish the partially manufactured plastic containers with a product and to recycle the CO 2 used for partial blow molding. Thus, a mold filling machine according to the invention comprises means for partially blow molding the plastic containers by means of CO 2 adapted to produce partially manufactured plastic containers, means for filling and finishing the partially manufactured plastic containers with the product and means for recycling the CO 2 used for blow molding , Partial blow molding here means blow molding to obtain a partially manufactured plastic container. In particular, the container receives between 20% and 95%, preferably between 30% and 90% of its later volume by the partial blow molding. In particular, the container is maintained between 30% and 100%, preferably between 50% and 100% of its longitudinal extent (from mouth to bottom) during partial blow molding. In particular, in the partial pre-blowing of the container, a stretching rod is introduced into it, which causes a longitudinal extension of the preform.
Gemäß diesen Alternativen kann die Formfüllmaschine also dazu ausgebildet sein, aus den Vorformlingen die Kunststoffbehälter vollständig durch Blasformen auszubilden oder nur teilweise durch Blasformen auszubilden. Im letzten Fall erfolgt die endgültige Herstellung (Fertigstellung des durch Blasformen teilweise hergestellten Kunststoffbehälters) beispielsweise durch das Einführen des in dem Kunststoffbehälter zu verpackenden flüssigen Produkts durch die Einrichtung zum Füllen und Fertigstellen der teilweise hergestellten Kunststoffbehälter. Die Fertigstellung des durch Blasformen teilweise hergestellten Kunststoffbehälters kann jedoch auch durch ein anderes flüssiges Medium, das von dem abzufüllenden Produkt verschieden ist, erfolgen.According to these alternatives, the mold filling machine can thus be designed to completely form the plastic containers from the preforms by blow molding or to form them only partially by blow molding. In the latter case, the final production (completion of the partially blown plastic container) is accomplished by, for example, introducing the liquid product to be packaged in the plastic container through the means for filling and finishing the partially manufactured plastic containers. However, the completion of the partially produced by blow molding plastic container can also be done by another liquid medium, which is different from the product to be filled.
Somit wird auch bereitgestellt eine Formfüllmaschine mit einer Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und Füllen der Kunststoffbehälter mit einem Produkt, wobei die Behandlungsstation dazu ausgebildet ist, Kunststoffbehälter mithilfe von CO2 durch Blasformen teilweise herzustellen, die teilweise hergestellten Kunststoffbehälter durch Einleiten eines flüssigen Mediums fertigzustellen (fertig herzustellen), die fertig hergestellten Kunststoffbehälter mit einem Produkt zu füllen und das zum Blasformen genutzte CO2 zu recyceln.Thus, there is also provided a mold filling machine having a treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and filling the plastic containers with a product, wherein the treatment station is adapted to partially blow-mold plastic containers by means of CO 2 , partially introducing the partially manufactured plastic containers To finish a liquid medium (finished), to fill the finished plastic container with a product and to recycle the used for blow molding CO 2 .
Somit umfasst die Formfüllmaschine eine Einrichtung zum teilweisen Blasformen der Kunststoffbehälter mithilfe von CO2, die dazu ausgebildet ist, teilweise hergestellte Kunststoffbehälter herzustellen; eine Einrichtung zum Fertigstellen der teilweise hergestellten Kunststoffbehälter durch Einleiten eines flüssigen Mediums in die teilweise hergestellten Kunststoffbehälter; eine Einrichtung zum Füllen der fertig hergestellten Kunststoffbehälter mit dem Produkt; und Mittel zum Recyceln des zum Blasformen genutzten CO2.Thus, the mold filling machine comprises means for partially blowing the plastic containers by means of CO 2 , which is adapted to produce partially manufactured plastic containers; means for finishing the partially fabricated plastic containers by introducing a liquid medium into the partially manufactured plastic containers; means for filling the finished plastic containers with the product; and means for recycling the CO 2 used for blow molding.
Durch das Recyceln des zum Blasformen verwendeten CO2 werden Ressourcen geschont. Insbesondere kann das recycelte CO2 zum Karbonisieren des in den fertig hergestellten Kunststoffbehälter gefüllten Produkts und/oder zum Ausblasen des mit dem Produkt gefüllten Kunststoffbehälters Verwendung finden. Insbesondere kann das bei der Herstellung eines ersten Kunststoffbehälters recycelte CO2 zum Vorblasen eines nachfolgenden zweiten Kunststoffbehälters und nachfolgend zum Karbonisieren des in den ersten und/oder zweiten Kunststoffbehälter gefüllten Produkts verwendet werden. Das recycelte CO2 kann einer Einrichtung zum Karbonisieren des in den hergestellten oder fertiggestellten Kunststoffbehälter gefüllten Produkts mithilfe des recycelten CO2, die außerhalb der Formfüllmaschine Maschinenraums angeordnet ist, zugeführt werden. Alternativ kann die Formfüllmaschine eine Einrichtung zum Karbonisieren umfassen. Beispielsweise kann das recycelte CO2 in den Produktkanal oder -tank, durch den das abzufüllende Produkt der Einrichtung zum Füllen beziehungsweise Einrichtung zum Füllen und Fertigstellen der teilweise hergestellten Kunststoffbehälter zugeleitet wird, eingeleitet werden. Das recycelte CO2 kann einem mehrstufigen Kompressor, der zum Komprimieren des zum Blasformen verwendeten CO2 ausgebildet ist, zugeführt werden. Leitungen innerhalb des Kompressors und vom Kompressor zur Einrichtung zum (teilweisen) Blasformen können beheizbar sein, um eine Verflüssigung des unter Druck stehenden CO2 zu vermeiden.By recycling the CO 2 used for blow molding, resources are spared. In particular, the recycled CO 2 may be used to carbonize the product filled in the finished plastic container and / or to blow out the plastic container filled with the product. In particular, the recycled in the production of a first plastic container CO 2 for pre-blowing a subsequent second plastic container and subsequently used to carbonize the filled in the first and / or second plastic container product. The recycled CO 2 may be supplied to a device for carbonizing the product filled in the manufactured or finished plastic container by means of the recycled CO 2 disposed outside the machine room mold filling machine. Alternatively, the mold filling machine may comprise a means for carbonizing. For example, the recycled CO 2 can be introduced into the product channel or tank through which the product to be filled is fed to the means for filling or filling and finishing the partially manufactured plastic containers. The recycled CO 2 may be supplied to a multi-stage compressor configured to compress the CO 2 used for blow molding. Cables inside the compressor and from the compressor to the (partial) blow molding device can be heated to prevent liquefaction of the pressurized CO2.
Insbesondere ist eine Vielzahl von Behandlungsstationen bzw. Form- und Füllstationen vorgesehen, welche insbesondere am Außenumfang eines sich kontinuierlich drehenden Rundläufers angeordnet sind. Bei dem Rundläufer handelt es sich vorzugsweise um ein Rad.In particular, a plurality of treatment stations or forming and filling stations is provided, which are arranged in particular on the outer circumference of a continuously rotating rotary. The rotary machine is preferably a wheel.
Der Rundläufer dreht sich insbesondere um eine vertikale Achse, deren Verlängerung den Erdmittelpunkt schneidet.The rotator rotates in particular about a vertical axis whose extension cuts the center of the earth.
Insbesondere sind die Stationen alle in äquidistanten Abständen zueinander angeordnet. Die Stationen weisen insbesondere Kavitäten auf, innerhalb derer die Behälter gegen die inneren Wände der Kavität expandiert werden, so dass die fertig ausgeformten Behälter die (negative) Form der inneren Wände der Kavität erhalten.In particular, the stations are all arranged at equidistant intervals from each other. In particular, the stations have cavities within which the containers are expanded against the inner walls of the cavity so that the finished containers receive the (negative) shape of the inner walls of the cavity.
Ein Einleiten von CO2 und dem Produkt von einem stationären Teil der Maschine (z. B. Gestell) in den drehenden Teil der Maschine bzw. zu der Behandlungsstation und ein Ausleiten von CO2 nach dem Blasformen aus der Behandlungsstation kann mithilfe eines Drehverteilers erfolgen. Der Drehverteiler ist insbesondere im Bereich des Zentrums der Achse des Rundläufers angeordnet. An introduction of CO 2 and the product from a stationary part of the machine (eg rack) into the rotating part of the machine or to the treatment station and a discharge of CO 2 after the blow molding from the treatment station can be done using a rotary distributor. The rotary distributor is arranged in particular in the region of the center of the axis of the rotary traveler.
Die Einrichtung zum (teilweisen) Blasformen kann insbesondere zum Streckblasen von Vorformlingen ausgebildet sein. Ein Vorblasvorgang kann hierbei bei einem Druck von zwischen 3 und 20 bar, ein Fertigblasvorgang durch Blasformen bei einem Druck von zwischen 8 und 40 bar erfolgen. Durch den Fertigblasvorgang wird das Blasformen abgeschlossen. Es kann das vollständige oder teilweise Fertigstellen der Kunststoffbehälter durch den Fertigblasvorgang erfolgen. Das Fertigblasformen findet insbesondere bei höherem Druck im Behälter statt als das Vorblasen.The device for (partial) blow molding can be designed in particular for stretch blow molding of preforms. A Vorblasvorgang here can be done at a pressure of between 3 and 20 bar, a Fertigblasvorgang by blow molding at a pressure of between 8 and 40 bar. The blow-molding completes the blow molding process. It may be the complete or partial finishing of the plastic container by the Fertigblasvorgang. The finished blow molding takes place in particular at higher pressure in the container than the pre-blowing.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Formfüllmaschine ein drehbares Transportrad (Karussell), an dem eine Mehrzahl an Behandlungsstationen mit ihren Hohlformen angebracht ist. In jeder der Mehrzahl an Behandlungsstationen/Hohlformen kann ein Kunststoffbehälter hergestellt und gefüllt werden.According to one embodiment, the mold filling machine comprises a rotatable transport wheel (carousel), to which a plurality of treatment stations is mounted with their molds. In each of the plurality of treatment stations / molds, a plastic container can be manufactured and filled.
Weiterhin kann die Formfüllmaschine eine Spüleinrichtung aufweisen oder mit einer solchen operativ verbunden sein, wobei die Spüleinrichtung zum Spülen eines Vorformlings oder des fertig hergestellten Kunststoffbehälters ausgebildet ist, und wobei Mittel zum Zuführen eines Teils des zum Karbonisieren verwendeten CO2 zu der Spüleinrichtung vorgesehen sind.Further, the mold filling machine may include or be operatively connected to a purging means, wherein the purging means is adapted for purging a preform or the finished plastic container, and means are provided for supplying a part of the CO 2 used for carbonizing to the purging means.
Der Füllvorgang kann bei einem gesteuerten Unterdruck erfolgen, wobei Mittel zum Erzeugen des Unterdrucks dazu ausgebildet sein können, einen Unterdruck in der Hohlform zu erzeugen, in der aus dem Vorformling der Kunststoffbehälter geformt wird. Damit ist gemeint, dass zwischen einer Formwand und der Außenoberfläche des Vorformlings bzw. des Behälters ein Unterdruck während des Formens anliegen kann. Ebenso können Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks im teilweise fertig gestellten oder fertiggestellten Behälter Vorgesehen sein. Auf diese Weise kann der Behälter sehr schnell insbesondere mit dem Endprodukt gefüllt werden.The filling process can be carried out at a controlled negative pressure, wherein means for generating the negative pressure can be adapted to generate a negative pressure in the mold in which is formed from the preform of the plastic container. By this is meant that a vacuum may be present during molding between a mold wall and the outer surface of the preform or container. Similarly, means may be provided for generating a vacuum in the partially completed or finished container. In this way, the container can be filled very quickly, especially with the final product.
Unter Endprodukt wird eine Flüssigkeit verstanden, welche so lange in dem Behälter bleibt, bis ein Konsument den Behälter öffnet.By end product is meant a liquid which remains in the container until a consumer opens the container.
In sämtlichen oben beschriebenen Beispielen kann die Formfüllmaschine eine Verschlusseinrichtung aufweisen, die zum Verschließen der gefüllten Kunststoffbehälter, beispielsweise mithilfe von Drehverschlüssen, ausgebildet ist. Insbesondere findet das Verschließen in einem Zeitraum statt, innerhalb dem der Behälter noch in der Form bzw. Kavität, in der er geformt wurde, angeordnet ist. Die Verschlusseinrichtung befindet sich hierfür in der unmittelbaren Umgebung des Rundläufers, insbesondere in seiner Peripherie und spendet den Verschluss zu einem Zeitpunkt, bei welchem schon sämtliches Endprodukt im Behälter ist und eine Blas- oder Fülldüse vom Behälter abgehoben wurde.In all the examples described above, the mold filling machine may include a closure device designed to close the filled plastic containers, for example by means of screw caps. In particular, the closure takes place in a period of time within which the container is still arranged in the mold or cavity in which it was formed. The closure device is for this purpose in the immediate vicinity of the rotary traveler, in particular in its periphery and donates the closure at a time at which all the end product is already in the container and a blowing or filling nozzle was lifted from the container.
Insbesondere findet die Herstellung bzw. Expansion und das Befüllen der Behälter innerhalb eines Raums mit kontaminationsarmer Umgebung transportiert. Die kontaminationsarme Umgebung, bei der es sich insbesondere um einen Reinraum handelt, kann durch eine oder Kombinationen der folgenden Maßnahmen hergestellt werden:
- – Die kontaminationsarme Umgebung der Vorrichtung (innerhalb eines Maschinenschutzes) wird unter einen Überdruck im Vergleich zur Umgebungsatmosphäre gesetzt, indem durch Feinfilter filtrierte Luft zumindest während der Produktion in den Raum eingeblasen wird
- – Die Antriebe für verschiedenste Bewegungen der Kavität sind außerhalb des Reinraums angeordnet, so beispielsweise die Antriebe für das Öffnen und Schließen der Kavität (Form) und/oder die für das Bewegen einer Reckstange und/oder die für ein Anheben oder senken eines Behälters und/oder die die Bewegung einer Blas- oder Fülldüse
- – Die innere Wandung des Raums wird in regelmäßigen Abständen gereinigt und/oder sterilisiert, beispielsweise über ein Bespritzen oder Bedampfen mit Lauge, Säure, Entkeimungsflüssigkeit, Wasserstoffperoxid (gasförmig oder flüssig). Insbesondere werden bei der Reinigung und/oder Sterilisation die Innen- und Außenseiten der Kavitäten, Blas- oder Fülldüsen und der Reckstangen miteinbezogen. Insbesondere werden aber auch die inneren Wandungen des Maschinenschutzes einbezogen.
- – Die kontaminationsarme Umgebung wird gegen die Umgebungsatmosphäre abgedichtet. Bei einem Rundläufer kann es sich bei der Dichtung um ein Wasserschloss oder eine Gummidichtung handeln, welche(s) den drehenden Teil zum stehenden Teil der Vorrichtung abdichtet.
- - The low-contamination environment of the device (within a machine protection) is placed under an overpressure compared to the ambient atmosphere by air filtered through the fine filter at least during production is blown into the room
- - The drives for various movements of the cavity are arranged outside the clean room, such as the drives for opening and closing the cavity (shape) and / or for moving a stretch rod and / or for raising or lowering a container and / or or the movement of a blowing or filling nozzle
- The inner wall of the room is cleaned and / or sterilized at regular intervals, for example by spraying or steaming with caustic, acid, degerming liquid, hydrogen peroxide (gaseous or liquid). In particular, during cleaning and / or sterilization, the inner and outer sides of the cavities, blowing or filling nozzles and the stretching rods are included. In particular, however, the inner walls of the machine protection are included.
- - The low-contamination environment is sealed against the ambient atmosphere. In a rotary machine, the seal may be a water lock or a rubber seal which seals the rotating part to the stationary part of the device.
Insbesondere werden die Behälter bzw. Vorformlinge vor einem Einbringen in die kontaminationsarme Umgebung sterilisiert.In particular, the containers or preforms are sterilized prior to introduction into the low-contamination environment.
Der Raum ist insbesondere im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet. Er kann auch ring- oder torusförmig ausgebildet sein – die Drehachse ist dann außerhalb der kontaminationsarmen Umgebung.The space is in particular substantially disc-shaped. It can also be annular or torus-shaped - the axis of rotation is then outside of the low-contamination environment.
Insbesondere wird der Behälter auf ein und demselben Karussell (Rundläufer) expandiert und mit dem zu verpackenden Endprodukt befüllt. In particular, the container is expanded on one and the same carousel (rotary machine) and filled with the final product to be packaged.
Insbesondere handelt es sich bei den Behältern vor dem Expandieren um Kunststoffvorformlinge, die bevorzugt die Form eines Reagenzglases aufweisen bzw. eine einzige Öffnung aufweisen. In der Nähe dieser Öffnung befindet sich ein Mündungsbereich, welcher beispielsweise mit einem schon im Spritzgussverfahren angeformten Gewinde für einen Verschluss versehen wurde. Zusätzlich kann im Mündungsbereich ein Tragring vorgesehen sein, welcher zum Transport bzw. weiteren Handling des Vorformlings/Behälters vorgesehen ist.In particular, the containers prior to expansion are plastic preforms which preferably have the shape of a test tube or have a single opening. In the vicinity of this opening is a mouth region, which has been provided for example with an already molded by injection threads for a closure. In addition, a support ring may be provided in the mouth region, which is provided for transport or further handling of the preform / container.
In Transportrichtung der Behälter stromaufwärts der Formfüllmaschine kann eine Erwärmungseinrichtung vorgesehen sein, welche die kalt angelieferten Vorformlinge erwärmt. Als Erwärmungseinrichtung kann ein Infrarotofen dienen, durch welchen die Vorformlinge transportiert werden. An zumindest einer Seite einer tunnelförmigen Heizstrecke durch den Ofen sind insbesondere Infrarotstrahler angeordnet. Anstatt des Infrarotofens kann auch eine Mikrowellenerwärmungseinrichtung vorgesehen sein, in der insbesondere für jeden Vorformling individuell zugeordnete Kavitäten zur Erwärmung angeordnet sind. Während es sich beim Mikrowellenofen bevorzugt um einen Rundläufer handelt, werden die Vorformlinge beim Infrarotofen zumindest einen Teil der Strecke geradlinig transportiert.In the transport direction of the containers upstream of the mold filling machine, a heating device can be provided, which heats the preforms supplied cold. As heating means, an infrared oven can be used, through which the preforms are transported. In particular, infrared radiators are arranged on at least one side of a tunnel-shaped heating path through the furnace. Instead of the infrared oven, it is also possible to provide a microwave heating device in which individually allocated cavities are arranged for heating, in particular for each preform. While the microwave oven is preferably a rotary machine, the preforms in the infrared oven are transported in a straight line at least part of the distance.
Anstatt der eben beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen zum Erwärmen von kalten (Umgebungstemperatur) Vorformlingen können die Vorformlinge auch direkt von einer stromaufwärts angeordneten Spritzgussvorrichtung erzeugt und im noch aufgewärmten Zustand weiter an die Form- und Füllvorrichtung weitertransportiert werden. Energetisch gesehen bietet das den Vorteil, dass ein Teil der Wärme nicht an die Umgebung verloren geht. U. U. muss jedoch noch eine Zwischenkonditioniereinrichtung vorgesehen werden, welche die Vorformlinge nur geringfügig temperiert (kleiner als plus oder minus 50°C) bzw. ein Temperaturprofil aufbringt, kurz bevor diese an die Formfüllmaschine weitergegeben werden. Werden die Vorformlinge innerhalb eines Reinraums spritzgegossen, so ist u. U. keine weitere Sterilisation dieser nötig, wenn sich der Reinraum bis zu einer Position hin erstreckt, an der ein Verschluss auf den Behälter nach dem Befüllen aufgebracht wird.Instead of the just described methods and devices for heating cold (ambient temperature) preforms, the preforms can also be generated directly from an upstream injection molding device and further transported in the still warmed up state to the forming and filling device. Energetically, this offers the advantage that part of the heat is not lost to the environment. U. U. however, must still be provided an intermediate conditioning, which only slightly tempered the preforms (less than plus or minus 50 ° C) or applies a temperature profile, shortly before they are passed to the mold filling machine. If the preforms are injection-molded within a clean room, then u. No further sterilization of these may be required if the clean room extends to a position at which a closure is applied to the container after filling.
Insbesondere ist das Endprodukt ein karbonisiertes Getränk.In particular, the final product is a carbonated beverage.
Insbesondere sind alle Einrichtungen (Kompressor, Leitungen, Tanks, Drehverteiler, Formfüllstationen, Blas-/Fülldüse) in den Bereichen beheizbar, mit denen das CO2 in Kontakt kommt.In particular, all devices (compressor, lines, tanks, rotary distributors, mold filling stations, blowing / filling nozzle) can be heated in the areas with which the CO 2 comes into contact.
Es wäre auch denkbar, das CO2 der Maschine flüssig zuzuführen und es innerhalb der Maschine kurz vor dem Einleiten in den Vorformling so zu erwärmen, dass es gasförmig wird.It would also be conceivable to supply the CO 2 of the machine liquid and to heat it within the machine just before it is introduced into the preform so that it becomes gaseous.
Insbesondere besteht der Vorformling bzw. Behälter zu mehr als 80% aus PET.In particular, the preform or container consists of more than 80% PET.
Insbesondere weist der fertig geformte Behälter einen Petaloidboden auf.In particular, the finished molded container has a petaloid bottom.
Insbesondere wenn ein nicht karbonisiertes Getränk abgefüllt werden soll, kann man anstatt des CO2 's auch ein anderes inertes Gas – insbesondere Stickstoff – für alle in dieser Schrift genannten Verfahren und Vorrichtungen (bis auf das Karbonisieren) einsetzen. Insbesondere bietet dies den Vorteil, dass wenig Sauerstoff im Behälter vorhanden ist.In particular, if a non-carbonated beverage is to be bottled, instead of the CO 2 's, another inert gas, in particular nitrogen, can also be used for all processes and devices mentioned in this document (except for carbonization). In particular, this offers the advantage that little oxygen is present in the container.
Wenn das CO2 zum Recyceln aus der Maschine durch den Drehverteiler ausgeleitet wird, wird hierfür insbesondere eine separate Spur im Drehverteiler vorgesehen.If the CO 2 is discharged for recycling from the machine through the rotary distributor, in particular a separate track in the rotary distributor is provided for this purpose.
Neben einer produktführenden Spur, einer CO2 – führenden Spur zum Einleiten von CO2 in den drehenden Teil der Maschine kann auch eine weitere Spur im Drehverteiler zum Herausführen von CO2 vorgesehen werden. Insbesondere wird das herausgeführte CO2 zwischen zwei Kompressorstufen eingeführt und/oder zum Karbonisieren des Getränks verwendet und in Leitungen zu einer oder beiden dieser Einrichtungen geführt.In addition to a product leading lane, a CO 2 - leading track for the introduction of CO 2 in the rotating part of the machine, a further track in the rotary distributor for removing CO 2 can be provided. In particular, the lead-out CO 2 is introduced between two compressor stages and / or used to carbonize the beverage and routed in lines to one or both of these devices.
Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen und Füllen eines Kunststoffbehälters mit den an einer Behandlungsstation einer Formfüllmaschine ausgeführten Schritten: Recken eines Vorformlings und Einleiten von CO2 in den Vorformling, um den Kunststoffbehälter zumindest teilweise (beispielsweise vollständig) herzustellen, zumindest teilweises Ausleiten des in den Vorformling eingeleiteten CO2 nach dem zumindest teilweisen Herstellen des Kunststoffbehälters, Einleiten eines Produkts in den zumindest teilweise hergestellten Kunststoffbehälter nach dem Ausleiten des CO2, um den Kunststoffbehälter fertigzustellen und/oder ihn mit dem Produkt zu füllen und Wiederverwenden des ausgeleiteten CO2.The above object is also achieved by a method for manufacturing and filling a plastic container with the steps performed at a treatment station of a form filling machine: stretching a preform and introducing CO 2 into the preform to at least partially (for example completely) produce the plastic container, at least partially discharging the CO 2 introduced into the preform after at least partially producing the plastic container, introducing a product into the at least partially produced plastic container after discharging the CO 2 to complete the plastic container and / or filling it with the product and reusing the discharged one CO 2 .
Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen und Füllen eines Kunststoffbehälters mit den an einer Behandlungsstation einer Formfüllmaschine ausgeführten Schritten: Recken eines Vorformlings und Einleiten von unter einem ersten Druck stehenden CO2 in den Vorformling, um den Kunststoffbehälter teilweise herzustellen, Einleiten von unter einem zweiten Druck, der größer als der erste Druck ist, stehenden CO2 in den teilweise hergestellten Kunststoffbehälter, um den Kunststoffbehälter fertigzustellen, zumindest teilweises Ausleiten des in den Vorformling eingeleiteten CO2 nach dem Fertigstellen des Kunststoffbehälters, Einleiten eines Produkts in den fertiggestellten (fertig hergestellten) Kunststoffbehälter, um den Kunststoffbehälter mit dem Produkt zu füllen und Wiederverwenden des ausgeleiteten CO2.The above object is also achieved by a method of manufacturing and filling a plastic container with the steps performed at a treatment station of a form filling machine: stretching a preform and introducing first pressurized CO 2 into the preform to partially produce the plastic container from under a second pressure, which is greater than the first pressure, standing CO 2 in the partially manufactured plastic container to completing the plastic container, at least partially discharging the CO 2 introduced into the preform after completing the plastic container, introducing a product into the finished (finished) plastic container to fill the plastic container with the product, and reusing the discharged CO 2 .
Schließlich kann das Fertigstellen des Kunststoffbehälters auch mithilfe eines von dem abzufüllenden Produkt verschiedenen flüssigen Mediums erfolgen. Somit wird bereitgestellt ein Verfahren zum Herstellen und Füllen eines Kunststoffbehälters mit den an einer Behandlungsstation einer Formfüllmaschine ausgeführten Schritten: Recken eines Vorformlings und Einleiten von CO2 in den Vorformling, um den Kunststoffbehälter teilweise herzustellen, Ausleiten des in den Vorformling eingeleiteten CO2 nach dem teilweisen Herstellen des Kunststoffbehälters, Einleiten eines flüssigen Mediums in den teilweise hergestellten Kunststoffbehälter nach dem zumindest teilweisen Ausleiten des CO2, um den Kunststoffbehälter fertigzustellen, Ausleiten des in den teilweise hergestellten Kunststoffbehälter eingeleiteten flüssigen Mediums nach dem Fertigstellen des Kunststoffbehälters, Füllen des fertiggestellten Kunststoffbehälters mit einem Produkt nach dem Ausleiten des flüssigen Mediums und Wiederverwenden des ausgeleiteten CO2.Finally, the completion of the plastic container can also be done using a different liquid medium from the product to be filled. Thus, there is provided a method of manufacturing and filling a plastic container with the steps performed at a treatment station of a form-filling machine: stretching a preform and introducing CO 2 into the preform to partially produce the plastic container, discharging the CO 2 introduced into the preform after the partial Producing the plastic container, introducing a liquid medium into the partially produced plastic container after at least partially discharging the CO 2 to complete the plastic container, discharging the introduced into the partially prepared plastic container liquid medium after the completion of the plastic container, filling the finished plastic container with a product after discharging the liquid medium and reusing the discharged CO 2 .
Das Wiederverwenden des ausgeleiteten CO2 kann die Verwendung desselben zum Karbonisieren des in den hergestellten oder fertiggestellten Kunststoffbehälter gefüllten Produkts oder zum Ausblasen des mit dem Produkt gefüllten Kunststoffbehälters umfassen. Prinzipiell kann das Verfahren jegliche Schritte umfassen, um die von den strukturellen Merkmalen der oben beschriebenen Beispiele der erfindungsgemäßen Füllformmaschine bereitgestellten Funktionen auszuführen. Das CO2 kann auch zu einem Ausblasen des Vorformlings verwendet werden, bevor dieser verformt wird.Reusing the discharged CO 2 may include using it to carbonize the product filled in the manufactured or finished plastic container or to blow out the plastic container filled with the product. In principle, the method may comprise any steps to carry out the functions provided by the structural features of the above-described examples of the filling molding machine according to the invention. The CO 2 can also be used to blow out the preform before it is deformed.
Zum Zuführen von CO2 können Ventile vorgesehen werden, welche steuerbar geöffnet werden können. Durch ein Ventil kann ein CO2 – führender Tank oder Ringkanal unter einem Vorblasdruck mit dem herzustellenden Behälter verbunden werden. Durch ein zweites Ventil kann ein unter einem Fertigblasdruck stehender Ringkanal oder Tank mit dem herzustellenden Behälter verbunden werden. Insbesondere wird zuerst das erste Ventil geöffnet, dann wieder geschlossen und dann das zweite Ventil geöffnet. Während das zweite Ventil noch geöffnet ist oder unmittelbar nach dem Schließen des zweiten Ventils wird das erste Ventil nochmal geöffnet, um einen Teil des CO2 's wieder in den ersten Tank zurückzuführen. Anschließend können die anderen oben diskutierten Schritte der Verwendung zusätzlich stattfinden.For supplying CO 2 valves can be provided, which can be opened controllable. Through a valve, a CO 2 - leading tank or annular channel can be connected under a Vorblasdruck with the container to be produced. By means of a second valve, a ring channel or tank which is under a finished blowing pressure can be connected to the container to be produced. In particular, the first valve is first opened, then closed again, and then the second valve is opened. While the second valve is still open or immediately after closing the second valve, the first valve is opened again to return some of the CO 2 's back to the first tank. Thereafter, the other steps of use discussed above may additionally take place.
Wenn man zum Karbonisieren des Getränks oder zum Ausblasen der Behälter oder Vorformlinge eine größere Menge benötigt als das dann nur noch unter Vorblasdruck stehende CO2 im Behälter, so kann man auch auf das Recycling in den Tank unter Vorblasdruck verzichten.If you need to carbonize the beverage or to blow out the container or preforms a larger amount than the only then under Vorblasdruck standing CO 2 in the container, so you can do without the recycling in the tank under Vorblasdruck.
Im Folgenden werden Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Formfüllmaschine unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht lediglich als illustrativ und nicht als einschränkend anzusehen und verschiedene Kombinationen der angeführten Merkmale sind in der Erfindung eingeschlossen.Embodiments of a mold filling machine according to the invention will now be described with reference to the drawings. The described embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive, and various combinations of the recited features are included in the invention.
ID 27 Überschwappvermeidung bei FormfüllmaschinenID 27 Overflow prevention in mold filling machines
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine zum Ausformen und Füllen eines Kunststoffbehälters mit einer Flüssigkeit in einer Behandlungsstation.The invention relates to a mold filling machine for molding and filling a plastic container with a liquid in a treatment station.
Stand der TechnikState of the art
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern in vorteilhafter Weise weiterzubilden.Object of the present invention is to develop known devices and methods for molding and filling plastic containers in an advantageous manner.
Eine Formfüllmaschine umfasst definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter.By definition, a mold-filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a hollow mold and for introducing a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Nach dem Formen und Befüllen der Behälter mit dem Produkt in der Behandlungsstation muss ein befüllter Behälter aus dem Karussell herausbefördert werden. Auslaufsysteme nach dem Stand der Technik arbeiten mit einem Teilungsverzugsstern. Alternativ kann auch ein klassischer Transferstern verwendet werden. Aufgrund der großen Teilung und der damit verbundenen Geschwindigkeit tritt im Vergleich zu einem klassischen Füllerauslauf verstärkt die Problematik eines Überschwappens des Produkts beim Übergeben bzw. kurz nach dem Übergeben in den Auslaufstern auf.After forming and filling the containers with the product in the treatment station, a filled container must be removed from the carousel. Discontinuous systems of the prior art work with a pitch delay star. Alternatively, a classic transfer star can be used. Due to the large pitch and the associated speed occurs in comparison to a classic Füllerauslauf increasingly the problem of spillover of the product when passing or shortly after passing in the outlet star.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile nach dem Stand der Technik zu überwinden und ein Überschwappen des Produkts zu vermeiden.In particular, it is an object of the invention to overcome these disadvantages of the prior art and to avoid spilling of the product.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Formfüllmaschine nach Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.This object is achieved by a mold filling machine according to
Die erfindungsgemäße Formfüllmaschine ist zum Ausformen und Füllen eines Kunststoffvorformlings mit einer Flüssigkeit in einer Behandlungsstation vorgesehen und ist gekennzeichnet durch eine Schwappschutzvorrichtung, die zur Vermeidung von Überschwappen einer Flüssigkeit aus dem Behälter, insbesondere beim Übergang des mit der Flüssigkeit gefüllten Behälters aus der Behandlungsstation der Formfüllmaschine in eine Auslaufvorrichtung, insbesondere einen Auslaufstern, geeignet ist. Demnach ist die Schwappschutzvorrichtung so ausgebildet, dass ein Schwappen der Flüssigkeit in dem Behälter aus der Öffnung des Behälters aufgrund von Richtungsänderungen in der Bahn des Behälters und daraus resultierenden Beschleunigungskräften vermieden wird.The mold filling machine according to the invention is provided for molding and filling a plastic preform with a liquid in a treatment station and is characterized by a Schwappschutzvorrichtung, which prevents the spilling over of a liquid from the container, in particular during the transition of the container filled with the liquid from the treatment station of the mold filling machine an outlet device, in particular an outlet star, is suitable. Accordingly, the anti-slosh device is designed to avoid sloshing of the liquid in the container from the opening of the container due to changes of direction in the path of the container and resulting acceleration forces.
Die Schwappschutzvorrichtung kann eine Verschlussvorrichtung zum Aufbringen eines Verschlusses, insbesondere eines Vorverschlusses, auf die Mündung des in der Behandlungsstation geformten und mit der Flüssigkeit gefüllten Behälters umfassen. Mit der Verschlussvorrichtung wird nach Ausformen und Befüllen des Behälters ein Verschluss mittels der Verschlussvorrichtung auf die Mündung des gefüllten Behälters aufgebracht, wodurch ein Herausschwappen der Flüssigkeit bei der Übergabe in die Auslaufvorrichtung vermieden wird.The antisafe device may comprise a closure device for applying a closure, in particular a prefastener, to the mouth of the container formed in the treatment station and filled with the liquid. With the closure device, a closure is applied to the mouth of the filled container after forming and filling of the container by means of the closure device, whereby a spilling out of the liquid is avoided during the transfer to the outlet device.
Der Verschluss kann wenigstens eine Gasaustauschöffnung aufweisen, wobei die wenigstens eine Gasaustauschöffnung vorzugsweise in Form eines Schlitzes an einem Rand des Verschlusses und/oder in Form eines sternförmigen oder kreuzförmigen Schlitzes in dem Verschluss, insbesondere in der Mitte des Verschlusses, vorgesehen ist. Der Verschluss ist im Sinne eines Vorverschlusses zu verstehen, der auf die Mündung aufgesetzt wird. Da mit einem heißen Produkt geblasen wird und sich die Flüssigkeit auf dem Transport in der Behandlungsstation abkühlt, entsteht ein kleinerer Unterdruck, der den Verschluss auf der Mündung hält. Der Verschluss weist vorzugsweise kleine Lüftungs- oder Atmungsöffnungen bzw. Lüftungsschlitze auf, durch die – abgestimmt auf die Blastemperatur und die Behälterfestigkeit – ein definierter Gasaustausch beim Abkühlen zugelassen wird, damit der Behälter durch den entstehenden Unterdruck nicht kollabiert. Ein derartiger Verschluss im Sinne eines Vorverschlusses kann vor dem Anbringen des endgültigen Verschlusses wieder abgenommen werden und zur Formfüllmaschine zurückgeführt werden.The closure may have at least one gas exchange opening, wherein the at least one gas exchange opening is preferably provided in the form of a slot on an edge of the closure and / or in the form of a star-shaped or cross-shaped slot in the closure, in particular in the middle of the closure. The closure is to be understood in the sense of a Vorverschlusses, which is placed on the mouth. As a hot product is blown and the liquid cools during transport in the treatment station, a smaller negative pressure is created which holds the closure on the mouth. The closure preferably has small ventilation openings or ventilation openings or ventilation slots through which a defined gas exchange during cooling is permitted, matched to the blowing temperature and the container strength, so that the container does not collapse due to the resulting negative pressure. Such a closure in the sense of a prefastener can be removed again before attaching the final closure and returned to the mold filling machine.
Der Verschluss kann als Kappe ausgebildet sein oder der Verschluss kann eine Folie umfassen, die mit der Verschlussvorrichtung auf die Mündung aufschweißbar oder aufklebbar ist, oder der Verschluss kann einen Stopfen umfassen, der in die Mündung eingedrückt wird. Im Falle einer Folie kann diese Art von Vorverschluss auch auf der Mündung belassen werden und die endgültige Verschlusskappe kann darauf aufgesetzt werden.The closure may be formed as a cap, or the closure may comprise a foil which may be welded or adhesively bonded to the closure with the closure device, or the closure may comprise a plug which is pressed into the mouth. In the case of a film, this type of pre-closure can also be left on the mouth and the final closure cap can be placed thereon.
Die Schwappschutzvorrichtung kann wenigstens einen Schwenkhalter zur schwenkbaren Halterung des Behälters im Auslaufstern mit einer Neigung gegenüber der Vertikalen umfassen. Da die Formfüllmaschine immer mit der gleichen Geschwindigkeit läuft, ist die Art und Ausprägung der Flüssigkeitsoberfläche für ein jeweiliges Produkt immer nahezu identisch. Anhand dieser spezifischen Ausprägung kann mittels eines Auslaufsterns, in dem der Behälter definiert mit einer Neigung der sich einstellenden Flüssigkeitsoberfläche mitschwenkt, ein Überschwappen verhindert werden.The Schwappschutzvorrichtung may comprise at least one pivot holder for pivotally mounting the container in the outlet star with an inclination relative to the vertical. Since the mold filling machine always runs at the same speed, the type and characteristics of the liquid surface for a given product is always almost identical. On the basis of this specific expression, an overflow star can be prevented by means of an outlet star, in which the container pivots defined with an inclination of the self-adjusting liquid surface.
Dies kann dahingehend weitergebildet werden, dass eine Steuervorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignals für die Steuerung der Neigung des Schwenkhalters entlang eines Auslaufwegs des Auslaufsterns und/oder eine Kamera zum Überwachen der Neigung vorgesehensind.This may be developed in that a control device is provided for outputting a control signal for controlling the inclination of the swivel holder along an outlet path of the outlet star and / or a camera for monitoring the inclination.
Alternativ kann sich die Neigung aufgrund der auf dem Behälter wirkenden Zentripetal- und Gravitationskraft einstellen, oder die Neigung kann entlang eines Auslaufwegs der Auslaufvorrichtung aufgrund einer mechanischen Führung im Auslaufstern vorgegeben sein. Alternatively, the inclination may be due to the centripetal and gravitational force acting on the container, or the incline may be predetermined along an outlet path of the outlet device due to mechanical guidance in the outlet spout.
Alternativ kann die Schwappschutzvorrichtung einen von der Kreisbahn abweichenden Auslaufweg der Behälter in der Auslaufvorrichtung, insbesondere mit einem von einem Übergabepunkt zwischen Behandlungsstation und Auslaufvorrichtung in tangentialer Richtung verlaufenden Teilstücks des Auslaufwegs umfassen. Auf diese Weise wird vermieden, dass die in der Behandlungsstation wirkende Zentripetalkraft bei der Übergabe momentan in eine entgegengesetzte Zentripetalkraft im Auslaufstern umgesetzt wird, wodurch ein Schwappen verringert wird. Besonders bevorzugt ist ein allmählicher Übergang von der Krümmung der Kreisbahn in der Behandlungsstation in eine gegenläufige Krümmung des Auslaufwegs. Mit anderen Worten, der Auslaufweg verläuft nach dem Übergabepunkt noch teilweise mit einer Krümmungsrichtung wie vor der Übergabe.Alternatively, the Schwappschutzvorrichtung may comprise a deviating from the circular path of the container outlet in the outlet device, in particular with a running from a transfer point between the treatment station and outlet device in the tangential direction portion of the outlet path. In this way, it is avoided that the centripetal force acting in the treatment station is instantaneously converted during the transfer in an opposite centripetal force in the outlet star, whereby a slosh is reduced. Particularly preferred is a gradual transition from the curvature of the circular path in the treatment station in an opposite curvature of the outlet path. In other words, the outlet path after the transfer point still partially with a direction of curvature as before the transfer.
Eine derartige Schwappschutzvorrichtung kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Schwappschutzvorrichtung weiterhin wenigstens einen um einen Drehpunkt drehbar angeordneten Halter für den Behälter umfasst, wobei ein Abstand des gehalterten Behälters und des Drehpunkts variabel ist, insbesondere mittels eines längenveränderlichen Verbindungselements. Dies entspricht einem Mehrachsenauslaufstern mit veränderlichem Radius.Such a Schwappschutzvorrichtung can be realized, for example, characterized in that the Schwappschutzvorrichtung further comprises at least one rotatably mounted about a pivot holder for the container, wherein a distance of the content Erten container and the pivot point is variable, in particular by means of a variable-length connecting element. This corresponds to a multi-axis outlet star with variable radius.
Alternativ kann die Auslaufvorrichtung mehrere Einzelschlitten für die jeweilige Aufnahme eines Behälters umfassen, wobei die Einzelschlitten auf wenigstens einer Führungsschiene angeordnet sind, und wobei bevorzugt die Geschwindigkeiten der Einzelschlitten jeweils separat steuerbar sind. Auf diese Weise kann jeder Einzelschlitten entlang der vorgegebenen Bahn fahren (einzeln angetrieben oder über einen Riemen oder eine Kette verbunden). Dabei kann nicht nur der Bahnverlauf sondern auch der Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverlauf angepasst und variabel sein. Auf diese Weise lässt sich die auf die Flüssigkeit im Behälter wirkende Zentrifugalkraft, insbesondere deren Maximalwerte im Verlauf der Auslaufbahn, minimiert werden.Alternatively, the outlet device may comprise a plurality of individual carriages for the respective receptacle of a container, wherein the individual carriages are arranged on at least one guide rail, and wherein preferably the velocities of the individual carriages are each separately controllable. In this way, each individual carriage can travel along the predetermined path (driven individually or connected by a belt or a chain). Not only the trajectory but also the speed and acceleration can be adapted and variable. In this way, the centrifugal force acting on the liquid in the container, in particular its maximum values in the course of the outlet path, can be minimized.
Die genannten Weiterbildungen können einzeln eingesetzt oder wie beansprucht geeignet miteinander kombiniert werden.The cited developments can be used individually or combined as claimed suitable.
Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.Further features and exemplary embodiments and advantages of the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It is understood that the embodiments do not exhaust the scope of the present invention. It is further understood that some or all of the features described below may be combined with each other in other ways.
ID 28 Formfüllmaschine und Formfüllverfahren für einen KunststoffbehälterID 28 mold filling machine and mold filling process for a plastic container
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine und ein Formfüllverfahren mit den Merkmalen der Oberbegriffe von Anspruch 1 bzw. 10.The invention relates to a mold filling machine and a mold filling method having the features of the preambles of
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Nachteilig dabei ist, dass die Qualität von Produkten mit einem flüssigen oder pastösen Anteil und einem partikelartigen Anteil beeinträchtigt werden kann.The disadvantage here is that the quality of products can be impaired with a liquid or pasty portion and a particle-like proportion.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Formfüllmaschine bereitzustellen, mit der eine Qualitätsminderung von derartigen Produkten beim Abfüllen in die Kunststoffbehälter vermieden wird.The object of the present invention is therefore to provide a mold filling machine with which a reduction in quality of such products during filling into the plastic containers is avoided.
Diese Aufgabe wird bei einer Formfüllmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils gelöst, gemäß dem der Ventilkopf zum Abfüllen eines Produkts mit einem flüssigen oder pastösen Anteil und mit einem partikelartigen Anteil, insbesondere Fruchtstücke, ausgebildet ist.This object is achieved in a mold filling machine with the features of the preamble of
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.Advantageous embodiments of the invention are defined in the subclaims.
Dadurch, dass der Ventilkopf sowohl zum Abfüllen des flüssigen oder pastösen als auch des partikelartigen Produktanteils ausgebildet ist, können mit der Formfüllmaschine auch partikelartige Produktanteile, wie Fruchtstücke, ohne Quetschung in den Kanälen des Ventilkopfs bzw. ohne Druckbeschädigung in die Kunststoffbehälter abgefüllt werden. Folglich wird eine Qualitätsminderung des Produkts beim Abfüllen vermieden.The fact that the valve head both for filling the liquid or pasty and the Particulate product content is formed, can be filled with the mold filling machine and particulate product components, such as pieces of fruit, without pinching in the channels of the valve head or without pressure damage in the plastic container. Consequently, degradation of the product during bottling is avoided.
Die Formfüllmaschine kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Die Vorrichtung kann einem Vorratsbehälter für Vorformlinge, einem Rinser, einer Transporteinrichtung, einer Spritzgussmaschine zum Herstellen der Vorformlinge und/oder einem Ofen zum Erwärmen der Vorformlinge nachgeordnet sein. Die Vorrichtung kann einer Transporteinrichtung, einem Verschließer und/oder einer Verpackungsmaschine vorgeordnet sein.The mold filling machine can be arranged in a beverage processing plant. The apparatus may be arranged downstream of a preform storage container, a rinser, a transport device, an injection molding machine for producing the preforms and / or a furnace for heating the preforms. The device may be arranged upstream of a transport device, a capper and / or a packaging machine.
Der Kunststoffbehälter kann dafür vorgesehen sein, Getränke, Hygieneartikel, Pasten, chemische, biologische und/oder pharmazeutische Produkte aufzunehmen. Der Kunststoffbehälter kann eine Kunststoffflasche, eine Dose und/oder eine Tube sein. Bei dem Kunststoffbehälter kann es sich im Speziellen um einen PET-, HD-PE- oder PP-Behälter bzw. -Flasche handeln. Der Vorformling kann dazu vorgesehen sein, durch Umformung in der Hohlform in den Kunststoffbehälter expandiert zu werden.The plastic container may be intended to contain drinks, toiletries, pastes, chemical, biological and / or pharmaceutical products. The plastic container may be a plastic bottle, a can and / or a tube. The plastic container may in particular be a PET, HD-PE or PP container or bottle. The preform may be intended to be expanded by deformation in the mold in the plastic container.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Die Formfüllmaschine kann zum Transport von Kunststoffbehältern eine Transporteinrichtung umfassen. Die Transporteinrichtung kann ein Förderband oder Karussell sein. Das Karussell kann um eine vertikale Achse mittels eines Antriebs drehbar ausgebildet sein. ”Vertikal” kann hier bedeuten, dass dies die Richtung ist, die auf den Erdmittelpunkt gerichtet ist. Die Transporteinrichtung kann Behälteraufnahmen zur Aufnahme der Kunststoffbehälter am Hals, am Behälterkörper und/oder Behälterboden umfassen. Ein Transportstern kann der Formfüllmaschine vor- und/oder nachgeordnet sein.The mold filling machine may comprise a transport device for transporting plastic containers. The transport device may be a conveyor belt or carousel. The carousel may be rotatable about a vertical axis by means of a drive. "Vertical" can mean here that this is the direction that is directed to the center of the earth. The transport device may comprise container receptacles for receiving the plastic containers on the neck, on the container body and / or container bottom. A transport star may be upstream and / or downstream of the mold filling machine.
Die Formfüllmaschine kann wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen des Vorformlings zum Kunststoffbehälter in der Hohlform und zum Abfüllen des Produkts in den Kunststoffbehälter in der Hohlform umfassen. Die Formfüllmaschine kann mehrere Behandlungsstationen umfassen, die insbesondere mit den Behälteraufnahmen der Transporteinrichtung korrespondieren. Dadurch können mit der Formfüllmaschine mehrere Kunststoffbehälter parallel hergestellt und befüllt werden. Jede Behandlungsstation kann eine Hohlform und einen Ventilkopf umfassen. Die Behandlungsstationen können mit einem Drehverteiler zur Verteilung des Formfluids, des Produkts, eines Gases, eines Unter- und/oder Überdrucks verbunden sein. Die Behandlungsstationen können derart ausgebildet sein, dass die Vorformlinge in die Hohlform eingebracht, mit der Reckstange gestreckt, mit einem Formfluid zum Kunststoffbehälter ausgeformt, das Formfluid wieder abgesaugt und das Produkt in den Kunststoffbehälter abgefüllt wird. Das Formfluid kann Wasser oder eine geeignete inkompressible Flüssigkeit zur Behälterumformung sein. Ebenso ist denkbar, dass die Behandlungsstationen derart ausgebildet sind, dass der Vorformling in die Hohlform eingebracht, mit der Reckstange gestreckt und mittels des Produkts oder mit dem flüssigen oder pastösen Anteil zum Kunststoffbehälter ausgeformt wird.The mold filling machine may comprise at least one treatment station for expanding the preform to the plastic container in the mold cavity and for filling the product into the plastic container in the mold. The mold filling machine may comprise a plurality of treatment stations, which correspond in particular with the container receptacles of the transport device. As a result, a plurality of plastic containers can be produced and filled in parallel with the mold filling machine. Each treatment station may include a mold and a valve head. The treatment stations may be connected to a rotary distributor for distribution of the molding fluid, the product, a gas, an underpressure and / or overpressure. The treatment stations may be designed such that the preforms are introduced into the mold, stretched with the stretching rod, formed with a molding fluid to the plastic container, the mold fluid is sucked off again and the product is filled into the plastic container. The molding fluid may be water or a suitable incompressible fluid for container reshaping. It is also conceivable that the treatment stations are designed such that the preform is introduced into the mold, stretched with the stretching rod and formed by means of the product or with the liquid or pasty portion to the plastic container.
Der Ventilkopf kann dazu ausgebildet sein, beim Ausformen und/oder beim Abfüllen des Produkts mit der Mündung des Vorformlings bzw. des Kunststoffbehälters zu korrespondieren. Ferner kann eine Verfahreinheit dazu vorgesehen sein, um nach dem Einbringen des Vorformlings die Hohlform mit dem Ventilkopf im Mündungsbereich zu verschließen. Ferner kann der Ventilkopf Ventile, Leitungen, Düsen, Weichen und dergleichen umfassen, um das Formfluid, ein Gas, das Produkt, den flüssigen oder pastösen Produktanteil, den partikelartigen Produktanteil und/oder weitere Produktanteile in den Vorformling und/oder den Kunststoffbehälter ein- oder auszuführen. Darüber hinaus kann der Ventilkopf zum Absaugen des Formfluids und/oder des Gases ausgebildet sein. Insbesondere kann der Ventilkopf dazu vorgesehen sein, einen Unter- und/oder Überdruck in den Vorformling bzw. den Kunststoffbehälter einzubringen. Ferner kann der Ventilkopf einen Kompressor umfassen oder mit diesem verbunden sein, um einen Druck auf das Formfluid und/oder das Gas aufzubringen. Der Kompressor kann beispielsweise ein Zylinder mit einem Kolben oder eine Pumpe umfassen. Darüber hinaus kann der Ventilkopf mit einer Vakuumpumpe verbunden sein. Die Ventile können dazu vorgesehen sein, den Fluss des Formfluids, des Produkts und/oder des Gases zu regulieren, freizugeben und/oder zu sperren.The valve head may be designed to correspond with the mouth of the preform or of the plastic container during molding and / or during filling of the product. Further, a moving unit may be provided to close the mold with the valve head in the mouth area after the introduction of the preform. Further, the valve head may include valves, conduits, nozzles, switches, and the like, to include the molding fluid, a gas, the product, the liquid or pasty product portion, the particulate product portion, and / or other product portions in the preform and / or the plastic container perform. In addition, the valve head may be designed to suck off the molding fluid and / or the gas. In particular, the valve head can be provided to introduce an underpressure and / or overpressure into the preform or the plastic container. Further, the valve head may include or be connected to a compressor to apply pressure to the mold fluid and / or the gas. The compressor may for example comprise a cylinder with a piston or a pump. In addition, the valve head may be connected to a vacuum pump. The valves may be arranged to regulate, release, and / or lock the flow of the molding fluid, the product, and / or the gas.
Die Reckstange kann dazu vorgesehen sein, den Vorformling in einem erwärmten Zustand in der Hohlform zu strecken. Das Füllorgan kann wenigstens teilweise in der Reckstange integriert sein. Die Reckstange kann mit einer Längsverstellung oder über eine Kurvensteuerung entlang der Längsachse des Vorformlings verfahrbar sein.The stretch rod may be intended to stretch the preform in a heated state in the mold. The filling member may be at least partially integrated in the stretching rod. The stretch rod may be movable with a longitudinal adjustment or via a cam control along the longitudinal axis of the preform.
Dass der Ventilkopf zum Abfüllen eines Produkts mit einem flüssigen oder pastösen Anteil und mit einem partikelartigen Anteil ausgebildet ist, kann hier bedeuten, dass die Kanäle für das Produkt oder wenigstens einen Anteil davon derart ausgelegt sind, dass der partikelartige Anteil beim Abfüllen nicht gequetscht wird.The fact that the valve head is designed to fill a product with a liquid or pasty portion and with a particle-like proportion may here mean that the channels for the product or at least a portion thereof are designed in such a way that that the particulate fraction is not crushed during filling.
Der flüssige oder pastöse Produktanteil kann ein flüssiges Lebensmittel, wie beispielsweise Saft, Bier, Wein, Milch, Tee, Kaffee oder dergleichen umfassen. Ebenso kann der flüssige oder pastöse Anteil einen Hygieneartikel, wie beispielsweise Parfum, Flüssigseife, Shampoo, Duschgel oder dergleichen umfassen. Der partikelartige Produktanteil kann Fruchtstücke, Körner (beispielsweise Samenkörner in einem Müsli), Geleestücke und/oder Fruchtanteile in einer Marmelade umfassen. Bei einem Hygieneartikel kann der partikelartige Anteil Seifenpartikel umfassen, die zur optischen Produktaufwertung eine andere Farbe aufweisen, als der flüssige oder pastöse Anteil.The liquid or pasty product portion may comprise a liquid food such as juice, beer, wine, milk, tea, coffee or the like. Likewise, the liquid or pasty portion may comprise a hygiene article such as perfume, liquid soap, shampoo, shower gel or the like. The particulate product portion may include fruit pieces, grains (for example, seeds in a cereal), jelly pieces, and / or fruit pieces in a jam. In the case of a hygiene article, the particulate fraction may comprise soap particles which have a different color to the optical product enhancement than the liquid or pasty portion.
Das Füllorgan kann derart ausgebildet sein, dass durch das Abfüllen des flüssigen oder pastösen Produktanteils ein Innendruck auf den Vorformling oder den mit der Reckstange gestreckten Vorformling derart aufbringbar ist, dass der Kunststoffbehälter in der Hohlform ausformbar ist. Dadurch kann der flüssige oder pastöse Produktanteil als Formfluid zum Ausformen des Kunststoffbehälters eingesetzt werden. Folglich muss das Formfluid nach dem Ausformen nicht mehr aus dem Kunststoffbehälter abgesaugt werden.The filling member may be formed such that by filling the liquid or pasty product portion, an internal pressure on the preform or stretched with the stretch rod preform can be applied such that the plastic container is moldable in the mold. Thereby, the liquid or pasty product portion can be used as a molding fluid for molding the plastic container. Consequently, the molding fluid after molding no longer needs to be sucked out of the plastic container.
Das Füllorgan kann derart ausgebildet sein, dass der partikelartige Produktanteil nach dem Ausformen des Kunststoffbehälters darin abfüllbar ist. Dadurch wird der partikelartige Produktanteil beim Abfüllen nicht mit einem Überdruck beaufschlagt und so besonders schonend behandelt. Denkbar ist hier, dass zunächst der Vorformling oder der mit der Reckstange gestreckte Vorformling mittels des flüssigen oder pastösen Produktanteils in der Hohlform zum Kunststoffbehälter ausgeformt wird und anschließend der partikelartige Produktanteil abgefüllt wird.The filling member may be formed such that the particulate product portion after the molding of the plastic container is fillable therein. As a result, the particle-like product content during filling is not subjected to an overpressure and thus treated very gently. It is conceivable here that initially the preform or stretched with the stretch rod preform is formed by means of the liquid or pasty product portion in the mold to the plastic container and then the particulate product content is filled.
Die Formfüllmaschine kann eine Absperreinrichtung zum wahlweisen Durchlassen oder Sperren wenigstens eines der Produktanteile umfassen, wobei die Absperreinrichtung insbesondere im Füllorgan und/oder in einer Produktzuführleitung des Füllorgans angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, den partikelartigen Produktanteil zeitlich getrennt von dem flüssigen oder pastösen Produktanteil in den Kunststoffbehälter abzufüllen. Ebenso ist es möglich, durch die Absperreinrichtung den flüssigen oder pastösen Produktanteil zeitlich getrennt von einem Gemisch der beiden Produktanteile abzufüllen. Beispielsweise kann die Absperreinrichtung ein Rückhaltegitter oder -sieb umfassen, mit dem die partikelartigen Produktanteile im Füllorgan und/oder in der Produktzuführleitung rückhaltbar sind. Ebenso kann die Absperreinrichtung ein Ventil zum Freigegeben oder Sperren des flüssigen oder pastösen Produktanteils und/oder ein weiteres Ventil zum Freigeben oder Sperren des partikelartigen Produktanteils umfassen.The mold filling machine may comprise a shut-off device for selectively passing or blocking at least one of the product components, wherein the shut-off device is arranged in particular in the filling member and / or in a product feed line of the filling member. This makes it possible to fill the particle-like product portion separated in time from the liquid or pasty product portion in the plastic container. Likewise, it is possible by the shut-off device to fill the liquid or pasty product portion separated in time from a mixture of the two product components. For example, the shut-off device may comprise a retaining grid or sieve with which the particulate product components in the filling member and / or in the product supply line can be retained. Likewise, the shut-off device may comprise a valve for releasing or blocking the liquid or pasty product portion and / or a further valve for releasing or blocking the particulate product portion.
In der Reckstange kann wenigstens ein Kanal zum Abfüllen wenigstens eines Produktanteils oder des Produkts ausgebildet sein. Dadurch kann die Reckstange besonders effizient sowohl zum Strecken des Vorformlings als auch zum Abfüllen des wenigstens einen Produktanteils oder des Produkts eingesetzt werden. Ferner kann die Reckstange entlang der Längsachse des Kunststoffbehälters verstellbar ausgebildet sein, um den Vorformling zu strecken und/oder dem sich verändernden Flüssigkeitsspiegel beim Abfüllen des Produkts anzupassen.At least one channel for filling at least one product portion or the product may be formed in the stretch rod. As a result, the stretching rod can be used particularly efficiently both for stretching the preform and for filling the at least one product portion or the product. Furthermore, the stretch rod can be made adjustable along the longitudinal axis of the plastic container in order to stretch the preform and / or to adapt to the changing liquid level during filling of the product.
Das Füllorgan kann mehrere separate Kanäle für unterschiedliche Produktanteile umfassen, insbesondere einen ersten Kanal für den flüssigen oder pastösen Produktanteil und einen zweiten Kanal für den partikelartigen Produktanteil. Dadurch können die Produktanteile voneinander getrennt gehalten werden, bis sie an den Kunststoffbehälter abgegeben werden. Folglich ist eine besonders genaue Dosierung der einzelnen Anteile möglich.The filling member may comprise a plurality of separate channels for different product portions, in particular a first channel for the liquid or pasty product portion and a second channel for the particulate product portion. As a result, the product components can be kept separate from each other until they are delivered to the plastic container. Consequently, a particularly accurate dosage of the individual shares is possible.
Wenigstens einer der separaten Kanäle kann in der Reckstange ausgebildet sein. Dadurch kann die Reckstange besonders effizient als Füllorgan eingesetzt werden und der entsprechende Produktanteil kann an der gewünschten Höhe in den Kunststoffbehälter abgegeben werden. An der Reckstange kann für jeden der separaten Kanäle wenigstens eine Austrittsöffnung zur Abgabe der Produktanteile in den Kunststoffbehälter ausgebildet sein. Ebenso ist denkbar, dass mehrere der separaten Kanäle in eine Austrittsöffnung an der Reckstange münden.At least one of the separate channels may be formed in the stretch rod. As a result, the stretch rod can be used particularly efficiently as a filling member and the corresponding product content can be delivered to the desired height in the plastic container. At least one outlet opening for dispensing the product components into the plastic container can be formed on the stretching rod for each of the separate channels. It is also conceivable that several of the separate channels open into an outlet opening on the stretch rod.
Die separaten Kanäle können um eine gemeinsame Achse konzentrisch ausgebildet sein und jeweils unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Dadurch ist das Füllorgan besonders einfach aufgebaut. Beispielsweise können dadurch die flüssigen oder pastösen Produktanteile durch ein zentrales Rohr und die partikelartigen Produktanteile durch einen das zentrale Rohr umgebenden Ringkanal geführt werden. Eine umgekehrte Nutzung der Kanäle für die jeweiligen Anteile ist ebenfalls denkbar.The separate channels may be formed concentrically about a common axis and each have different diameters. As a result, the filling element is particularly simple. For example, the liquid or pasty product portions can thereby be guided through a central tube and the particle-like product portions through an annular channel surrounding the central tube. A reverse use of the channels for the respective shares is also conceivable.
Wenigstens einer der separaten Kanäle kann für den partikelartigen Produktanteil ausgebildet sein, insbesondere mit einem Durchmesser in einem Bereich von 5 mm bis 20 mm, weiterhin insbesondere in einem Bereich von 8–12 mm. Vorzugsweise kann der Durchmesser größer sein als die maximale Größe der Partikel des partikelartigen Produktanteils. Dadurch wird eine Qualitätsbeeinträchtigung des partikelartigen Produktanteils durch ein Verklemmen im Kanal vermieden.At least one of the separate channels may be designed for the particulate product portion, in particular with a diameter in a range of 5 mm to 20 mm, more particularly in a range of 8-12 mm. Preferably, the diameter may be greater than the maximum size of the particles of the particulate product portion. As a result, a deterioration in the quality of the particulate product portion is avoided by jamming in the channel.
Darüber hinaus stellt Erfindung mit dem Anspruch 10 ein Formfüllverfahren für Kunststoffbehälter bereit, wobei ein Vorformling mit einer Reckstange eines Ventilkopfs in einer Hohlform gestreckt und mit einem Füllorgan des Ventilkopfs in der Hohlform befüllt und dabei zum Kunststoffbehälter ausgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Füllorgan ein flüssiger oder pastöser Produktanteil und ein partikelartiger Produktanteil, insbesondere Fruchtstücke, abgefüllt werden. In addition, the invention provides claim 10 a mold filling method for plastic containers, wherein a preform is stretched with a stretching rod of a valve head in a mold and filled with a filling member of the valve head in the mold and thereby formed into a plastic container, characterized in that with the filling member a liquid or pasty product portion and a particulate product portion, in particular fruit pieces, are bottled.
Dadurch, dass mit dem Füllorgan sowohl der flüssige oder pastöse Produktanteil als auch der partikelartige Produktanteil abgefüllt werden, werden die partikelartigen Produktanteile besonders schonend behandelt. Durch die Auslegung des Ventilkopfs werden eine Quetschung und eine Druckbeaufschlagung des partikelartigen Produktanteils, beispielsweise auf Fruchtstücke und eine daraus folgende Qualitätsminderung des Produkts vermieden.Characterized in that both the liquid or pasty product portion and the particulate product content are filled with the filling member, the particulate product components are treated particularly gently. The design of the valve head prevents pinching and pressurization of the particulate product portion, for example, on fruit pieces and consequent quality degradation of the product.
Bei dem Formfüllverfahren kann der flüssige oder pastöse Produktanteil und der partikelartige Produktanteil jeweils durch separate Kanäle des Füllorgans abgefüllt werden, wobei wenigstens einer der Kanäle in der Reckstange ausgebildet ist. Dadurch kann der partikelartige Produktanteil besonders schonend und genau dosiert dem Kunststoffbehälter zugeführt werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, die separaten Kanäle so auszulegen, dass der jeweilige Produktanteil besonders schonend gleichzeitig schnell abgefüllt wird.In the case of the mold-filling method, the liquid or pasty product portion and the particle-like product portion can each be filled through separate channels of the filling member, wherein at least one of the channels is formed in the stretching rod. As a result, the particulate product content can be supplied to the plastic container in a particularly gentle and precisely metered manner. In addition, it is also possible to design the separate channels so that the respective product content is filled very gently at the same time quickly.
Der flüssige oder pastöse Produktanteil und der partikelartige Produktanteil können mittels einer Absperreinrichtung wenigstens zeitweise nacheinander in den Kunststoffbehälter abgefüllt werden. Dadurch können die Produktanteile unabhängig voneinander dem Kunststoffbehälter zugeführt werden.The liquid or pasty product portion and the particulate product portion can be filled by means of a shut-off device at least temporarily successively in the plastic container. As a result, the product components can be supplied to the plastic container independently.
Der Vorformling oder der gestreckte Vorformling kann mit dem flüssigen oder pastösen Produktanteil zum Kunststoffbehälter umgeformt und anschließend kann der partikelartige Produktanteil in den Kunststoffbehälter abgefüllt werden. Dadurch wird der partikelartige Produktanteil nicht durch den Druck beim Ausformen des Kunststoffbehälters belastet. Folglich werden also empfindliche Produktanteile, wie beispielsweise Fruchtstücke, nicht durch einen äußeren Druck belastet und dadurch in der Qualität vermindert.The preform or the stretched preform can be formed with the liquid or pasty product portion to the plastic container and then the particulate product content can be filled into the plastic container. As a result, the particle-like product content is not burdened by the pressure during molding of the plastic container. Consequently, so sensitive product components, such as fruit pieces, not burdened by an external pressure and thereby reduced in quality.
Darüber hinaus kann das Formfüllverfahren nach einem der Ansprüche 10–13 mit einer Formfüllmaschine nach einem der Ansprüche 1–9 durchgeführt werden. Ferner kann das Formfüllverfahren die zuvor in Bezug auf die Formfüllmaschine beschriebenen Merkmale einzelnen oder in beliebigen Kombinationen umfassen.Moreover, the mold filling method according to any one of claims 10-13 can be performed with a mold filling machine according to any one of claims 1-9. Further, the mold filling method may include the features previously described with respect to the mold filling machine, individually or in any combination.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:Further features and advantages of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures. Showing:
ID 29 Formfüllmaschine für einen KunststoffbehälterID 29 mold filling machine for a plastic container
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to a mold filling machine with the features of the preamble of
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Nachteilig dabei ist, dass gelegentlich unterschiedliche Produktmengen in die Behälter abgefüllt werden. Hier setzt die Erfindung an.The disadvantage here is that occasionally different amounts of product are filled into the container. This is where the invention starts.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Formfüllmaschine bereitzustellen, mit der eine möglichst gleichbleibende Produktmenge in die Behälter abgefüllt werden kann.The object of the present invention is to provide a mold filling machine with which a product quantity which is as constant as possible can be filled into the containers.
Diese Aufgabe wird bei einer Formfüllmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils gelöst, gemäß dem die Formfüllmaschine eine Messeinrichtung zur Bestimmung der in den Kunststoffbehälter abgefüllten Produktmenge aufweist.This object is achieved with a mold filling machine having the features of the preamble of
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.Advantageous embodiments of the invention are defined in the subclaims.
Dadurch, dass die Formfüllmaschine die Messeinrichtung aufweist, kann die abgefüllte Produktmenge genau bestimmt und darüber das Füllorgan so geregelt werden, dass die gewünschte Sollmenge in den Behälter eingefüllt wird. Folglich wird immer die gleiche Menge an Produkt abgefüllt.Characterized in that the form filling machine has the measuring device, the filled product quantity can be determined exactly and about the filling member can be controlled so that the desired target amount is filled into the container. Consequently, always the same amount of product is filled.
Die Formfüllmaschine kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Die Vorrichtung kann einem Vorratsbehälter für Vorformlinge, einem Rinser, einer Transporteinrichtung, einer Spritzgussmaschine zum Herstellen der Vorformlinge und/oder einem Ofen zum erwärmen der Vorformlinge nachgeordnet sein. Die Vorrichtung kann einer Transporteinrichtung, einem Verschließer und/oder einer Verpackungsmaschine vorgeordnet sein. The mold filling machine can be arranged in a beverage processing plant. The apparatus may be arranged downstream of a preform storage container, a rinser, a transport device, an injection molding machine for producing the preforms and / or a furnace for heating the preforms. The device may be arranged upstream of a transport device, a capper and / or a packaging machine.
Der Kunststoffbehälter kann dafür vorgesehen sein, Getränke, Hygieneartikel, Pasten, chemische, biologische und/oder pharmazeutische Produkte aufzunehmen. Der Kunststoffbehälter kann eine Kunststoffflasche, eine Dose und/oder eine Tube sein. Bei dem Kunststoffbehälter kann es sich im Speziellen um einen PET-, HD-PE- oder PP-Behälter bzw. -Flasche handeln. Der Vorformling kann dazu vorgesehen sein, durch Umformung in der Hohlform in den Kunststoffbehälter expandiert zu werden.The plastic container may be intended to contain drinks, toiletries, pastes, chemical, biological and / or pharmaceutical products. The plastic container may be a plastic bottle, a can and / or a tube. The plastic container may in particular be a PET, HD-PE or PP container or bottle. The preform may be intended to be expanded by deformation in the mold in the plastic container.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Die Formfüllmaschine kann zum Transport von Kunststoffbehältern eine Transporteinrichtung umfassen. Die Transporteinrichtung kann ein Förderband oder Karussell sein. Das Karussell kann um eine vertikale Achse mittels eines Antriebs drehbar ausgebildet sein. ”Vertikal” kann hier bedeuten, dass dies die Richtung ist, die auf den Erdmittelpunkt gerichtet ist. Die Transporteinrichtung kann Behälteraufnahmen zur Aufnahme der Kunststoffbehälter am Hals, am Behälterkörper und/oder Behälterboden umfassen. Ein Transportstern kann der Formfüllmaschine vor- und/oder nachgeordnet sein.The mold filling machine may comprise a transport device for transporting plastic containers. The transport device may be a conveyor belt or carousel. The carousel may be rotatable about a vertical axis by means of a drive. "Vertical" can mean here that this is the direction that is directed to the center of the earth. The transport device may comprise container receptacles for receiving the plastic containers on the neck, on the container body and / or container bottom. A transport star may be upstream and / or downstream of the mold filling machine.
Die Formfüllmaschine kann wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen des Vorformlings zum Kunststoffbehälter in der Hohlform und zum Abfüllen des Produkts in den Kunststoffbehälter in der Hohlform umfassen. Die Formfüllmaschine kann mehrere Behandlungsstationen umfassen, die insbesondere mit den Behälteraufnahmen der Transporteinrichtung korrespondieren. Dadurch können mit der Formfüllmaschine mehrere Kunststoffbehälter parallel hergestellt und befüllt werden. Jede Behandlungsstation kann eine Hohlform und einen Ventilkopf umfassen. Die Behandlungsstationen können mit einem Drehverteiler zur Verteilung des Formfluids, des Produkts, eines Gases, eines Unter- und/oder Überdrucks verbunden sein. Die Behandlungsstationen können derart ausgebildet sein, dass die Vorformlinge in die Hohlform eingebracht, mit der Reckstange gestreckt, mit einem Formfluid zum Kunststoffbehälter ausgeformt, das Formfluid wieder abgesaugt und das Produkt abgefüllt wird. Das Formfluid kann Wasser oder eine geeignete inkompressible Flüssigkeit zur Behälterumformung sein. Ebenso ist denkbar, dass die Behandlungsstationen derart ausgebildet sind, dass der Vorformling in die Hohlform eingebracht, mit der Reckstange gestreckt und mittels des Produkts zum Kunststoffbehälter ausgeformt wird.The mold filling machine may comprise at least one treatment station for expanding the preform to the plastic container in the mold cavity and for filling the product into the plastic container in the mold. The mold filling machine may comprise a plurality of treatment stations, which correspond in particular with the container receptacles of the transport device. As a result, a plurality of plastic containers can be produced and filled in parallel with the mold filling machine. Each treatment station may include a mold and a valve head. The treatment stations may be connected to a rotary distributor for distribution of the molding fluid, the product, a gas, an underpressure and / or overpressure. The treatment stations may be designed such that the preforms are introduced into the mold, stretched with the stretching rod, formed with a molding fluid to the plastic container, the mold fluid is sucked off again and the product is filled. The molding fluid may be water or a suitable incompressible fluid for container reshaping. It is also conceivable that the treatment stations are designed such that the preform is introduced into the mold, stretched with the stretching rod and formed by means of the product to the plastic container.
Der Ventilkopf kann dazu ausgebildet sein, beim Ausformen und/oder beim Abfüllen des Produkts mit der Mündung des Vorformlings bzw. des Kunststoffbehälters zu korrespondieren. Ferner kann eine Verfahreinheit dazu vorgesehen sein, nach dem Einbringen des Vorformlings die Hohlform mit dem Ventilkopf zu verschließen. Ferner kann der Ventilkopf Ventile, Leitungen, Düsen, Weichen und dergleichen umfassen, um das Formfluid, ein Gas und/oder das Produkt in den Vorformling und/oder den Kunststoffbehälter ein- oder auszuführen. Darüber hinaus kann der Ventilkopf zum Absaugen des Formfluids und/oder des Gases ausgebildet sein. Insbesondere kann der Ventilkopf dazu vorgesehen sein, einen Unter- und/oder Überdruck in den Vorformling bzw. den Kunststoffbehälter einzubringen. Ferner kann der Ventilkopf einen Kompressor umfassen oder mit diesem verbunden sein, um einen Druck auf das Formfluid und/oder das Gas aufzubringen. Der Kompressor kann beispielsweise ein Zylinder mit einem Kolben oder eine Pumpe umfassen. Darüber hinaus kann der Ventilkopf mit einer Vakuumpumpe verbunden sein. Die Ventile können dazu vorgesehen sein, den Fluss des Formfluids, des Produkts und/oder des Gases zu regulieren, freizugeben und/oder zu sperren.The valve head may be designed to correspond with the mouth of the preform or of the plastic container during molding and / or during filling of the product. Furthermore, a moving unit may be provided to close the mold with the valve head after introduction of the preform. Further, the valve head may include valves, conduits, nozzles, switches, and the like to insert or export the molding fluid, a gas, and / or the product into the preform and / or the plastic container. In addition, the valve head may be designed to suck off the molding fluid and / or the gas. In particular, the valve head can be provided to introduce an underpressure and / or overpressure into the preform or the plastic container. Further, the valve head may include or be connected to a compressor to apply pressure to the mold fluid and / or the gas. The compressor may for example comprise a cylinder with a piston or a pump. In addition, the valve head may be connected to a vacuum pump. The valves may be arranged to regulate, release, and / or lock the flow of the molding fluid, the product, and / or the gas.
Die Reckstange kann dazu vorgesehen sein, den Vorformling in einem erwärmten Zustand in der Hohlform zu strecken. Das Füllorgan kann wenigstens teilweise in der Reckstange integriert sein. Die Reckstange kann mit einer Längsverstellung oder über eine Kurvensteuerung entlang der Längsachse des Vorformlings verfahrbar sein.The stretch rod may be intended to stretch the preform in a heated state in the mold. The filling member may be at least partially integrated in the stretching rod. The stretch rod may be movable with a longitudinal adjustment or via a cam control along the longitudinal axis of the preform.
Messeinrichtung kann hier bedeuten, dass die tatsächlich abgefüllte Produktmenge durch ein Messinstrument gemessen wird. Die Messeinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass sie ein Signal abgibt, das der aktuell abgefüllten Produktmenge entspricht. Zusätzlich oder alternativ kann die Messeinrichtung dazu ausgebildet sein, bei einem Soll-Füllstand ein Signal abzugeben. Das Signal kann ein elektrisches Signal, beispielsweise ein digitales Signal auf einem Datenbus oder ein zur abgefüllten Produktmenge proportionaler analoger Spannungswert sein.Measuring device can mean here that the actually filled product quantity is measured by a measuring instrument. The measuring device can be designed such that it emits a signal that corresponds to the currently filled product quantity. Additionally or alternatively, the measuring device may be configured to emit a signal at a desired level. The signal may be an electrical signal, such as a digital signal on a data bus or an analog voltage value proportional to the amount of product dispensed.
Die Messeinrichtung kann mit einer Maschinensteuerung verbunden sein, die das Signal von der Messeinrichtung erfasst und das Füllorgan steuert. Die Maschinensteuerung kann einen Regelkreis umfassen, der dazu ausgebildet ist, das Füllorgan auf Basis des Signals der Messeinrichtung zu regeln.The measuring device may be connected to a machine control, which detects the signal from the measuring device and controls the filling member. The machine controller may include a control circuit configured to control the filling member based on the signal from the measuring device.
Die Messeinrichtung kann in der Hohlform, einer Produktzuleitung, dem Ventilkopf, der Reckstange und/oder dem Füllorgan integriert sein. Die abgefüllte Produktmenge kann ein Volumen, eine Masse und/oder ein Gewicht des in den Behälter abgefüllten Produkts sein. Das Volumen und die Masse können mit an sich bekannten Mitteln über die Dichte des Produkts ineinander umgerechnet werden. Ebenso kann die Masse und das Gewicht durch die Erdbeschleunigung von typischerweise 9,81 N/kg ineinander umgerechnet werden.The measuring device may be integrated in the mold, a product feed line, the valve head, the stretching rod and / or the filling member. The filled product quantity may be a volume, a mass and / or a weight of the product filled in the container. The volume and the mass can be converted into each other by means known per se via the density of the product. Likewise, mass and weight can be interconverted by gravitational acceleration of typically 9.81 N / kg.
Die Messeinrichtung kann eine Positionserfassungseinrichtung zur Ermittlung der Reckstangenlängsposition gegenüber dem Kunststoffbehälter umfassen. Dadurch kann der Flüssigkeitsspiegel im Behälter besonders einfach und genau ermittelt werden. Die Positionserfassungseinrichtung kann ein optischer oder magnetischer Encoder sein, mit dem die Reckstangenlängsposition innerhalb eines Bewegungsbereichs kontinuierlich erfassbar ist. Ebenso kann die Positionserfassungseinrichtung dazu ausgebildet sein, eine einzelne oder mehrere diskrete Längspositionen der Reckstange zu erfassen. Beispielswese kann die Positionserfassungseinrichtung ein Reed-Kontakt oder ein Hall-Element zur Erfassung eines Magneten an der Reckstange sein.The measuring device may comprise a position detection device for determining the stretching rod longitudinal position relative to the plastic container. As a result, the liquid level in the container can be determined particularly simply and accurately. The position detection device may be an optical or magnetic encoder, with which the stretching rod longitudinal position can be continuously detected within a movement range. Likewise, the position detection device can be designed to detect a single or a plurality of discrete longitudinal positions of the stretch rod. For example, the position detecting device may be a reed contact or a Hall element for detecting a magnet on the stretch rod.
Die Reckstange kann mit einem Rückgasrohr ausgebildet sein. Dadurch kann besonders einfach der Flüssigkeitsspiegel mit der Reckstange erfasst werden. Das Rückgasrohr dient üblicherweise zum Entweichen des beim Füllen des Behälters verdrängten Gasvolumens. Schlägt nun der Flüssigkeitsspiegel am Rückgasrohr an, so kann kein Gas mehr entweichen und der Füllvorgang stoppt. Dadurch ist es möglich, über die Messung und Einstellung der Reckstangenlängsposition den Flüssigkeitsspiegel des befüllten Behälters zu bestimmen.The stretch rod may be formed with a return gas pipe. This makes it particularly easy to detect the liquid level with the stretch rod. The return gas pipe is usually used to escape the displaced during filling of the container gas volume. If the liquid level now hits the return gas pipe, gas can no longer escape and the filling process stops. This makes it possible to determine the liquid level of the filled container via the measurement and adjustment of the stretching rod longitudinal position.
Die Messeinrichtung kann eine an der Reckstange ausgebildete Sonde zur Erfassung der Füllstandshöhe im Kunststoffbehälter umfassen. Dadurch, dass die Sonde den Flüssigkeitsspiegel im Behälter direkt erfasst, kann dieser besonders genau ermittelt werden. Zudem ist es mit mehreren längs der Reckstange ausgebildeten Sonden möglich, den Füllverlauf des Kunststoffbehälters zu erfassen. Dadurch kann das Füllorgan noch genauer geregelt werden. Die Sonde kann beispielsweise ein Leitfähigkeitssensor sein. Da das Gas über dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter üblicherweise eine geringere Leitfähigkeit als das Produkt aufweist, kann damit beim Abfüllen erfasst werden, zu welchem Zeitpunkt der Flüssigkeitsspiegel die Sonde überstreicht.The measuring device may comprise a trained on the stretch rod probe for detecting the level height in the plastic container. The fact that the probe detects the liquid level in the container directly, this can be determined very accurately. In addition, it is possible with a plurality of probes formed along the stretching rod to detect the filling process of the plastic container. As a result, the filling element can be regulated even more accurately. The probe may for example be a conductivity sensor. Since the gas above the liquid level in the container usually has a lower conductivity than the product, it can be detected during filling, at which time the liquid level passes over the probe.
Die Messeinrichtung kann eine Wägezelle umfassen. Dadurch kann das Gewicht des im Kunststoffbehälter eingeschlossenen Produkts besonders genau erfasst werden. Die Wägezelle kann einen Kraftaufnehmer und optional Federelemente umfassen.The measuring device may comprise a weighing cell. As a result, the weight of the product enclosed in the plastic container product can be detected very accurately. The load cell may include a load cell and optionally spring elements.
Die Wägezelle kann zur Gewichtsbestimmung der Hohlform und/oder des darin aufgenommenen Kunststoffbehälters und des abgefüllten Produkts ausgebildet sein. Dadurch, dass das Gewicht der Hohlform und des Kunststoffbehälters üblicherweise a priori bekannt ist, kann dieses vom gemessenen Gewicht subtrahiert werden. Folglich dient die Hohlform mit dem Kunststoffbehälter als Wiegekammer für das abgefüllte Produkt. Dadurch benötigt die Vorrichtung keine gesonderte Vorkammer zum Wiegen des Produkts und kann dadurch einfacher aufgebaut werden. Die Wägezelle kann in der Hohlform integriert sein. Denkbar ist auch, dass ein Tragelement der Wägezelle am Behälter zum Wiegen angreift, wobei insbesondere die Hohlform den Behälter freigibt.The weighing cell can be designed to determine the weight of the hollow mold and / or the plastic container and the product filled therein. Because the weight of the hollow mold and the plastic container is usually known a priori, this can be subtracted from the measured weight. Consequently, the mold with the plastic container serves as a weighing chamber for the filled product. As a result, the device does not require a separate pre-chamber for weighing the product and can therefore be made simpler. The load cell can be integrated in the mold. It is also conceivable that a support element of the load cell acts on the container for weighing, wherein in particular the hollow mold releases the container.
Die Wägezelle kann als Dehnungsmessstreifen oder als Piezokraftaufnehmer ausgebildet sein. Dadurch ist die Wägezelle besonders kostengünstig.The load cell can be designed as strain gauges or as a piezoelectric force transducer. As a result, the load cell is particularly cost-effective.
Die Messeinrichtung kann einen Produktstrommesser im Ventilkopf oder in einem Produktzulauf zum Ventilkopf umfassen. Dadurch kann die abgefüllte Produktmenge bereits vor dem Austritt aus dem Füllorgan bestimmt werden und ist damit unabhängig von einem Schwappen oder einer Flüssigkeitsbewegung im Behälter. Der Produktstrommesser kann einen Produktkanal und ein darin drehbar angeordnetes Flügelrad umfassen. Mit einem Geber kann die durch den Produktstrom hervorgerufene Drehbewegung des Flügelrads erfasst und darüber auf die abgefüllte Produktmenge geschlossen werden.The measuring device may comprise a product flow meter in the valve head or in a product inlet to the valve head. As a result, the filled product quantity can be determined before it leaves the filling element and is thus independent of sloshing or fluid movement in the container. The product flow meter may include a product channel and an impeller rotatably disposed therein. With a donor, caused by the product flow rotational movement of the impeller can be detected and closed on the bottled product quantity.
Die Messeinrichtung kann eine Einrichtung zur Erfassung einer Vordosagemenge in einer Dosierkammer umfassen. Dadurch kann die abzufüllende Produktmenge im Voraus noch genauer erfasst werden und ist beispielsweise unabhängig von den thermischen Vorgängen im Kunststoffbehälter. Die Dosierkammer kann einen Dosierzylinder mit einem darin bewegbar angeordneten Dosierkolben (ähnlich einer Spritze) umfassen. Denkbar ist auch, dass das Gewicht einer Dosierkammer mit der darin enthaltenen Vordosagemenge über eine Wägezelle erfasst wird. Alternativ ist denkbar, dass die Vordosagemenge mit einem Produktstrommesser erfasst wird. Die Erfassungseinrichtung kann eine Wägezelle, einen Produktstrommesser und/oder einen Geber zur Erfassung der Position des Dosierkolbens umfassen.The measuring device may comprise a device for detecting a pre-dosage amount in a metering chamber. As a result, the amount of product to be filled can be detected even more accurately in advance and is, for example, independent of the thermal processes in the plastic container. The metering chamber may comprise a metering cylinder with a metering piston (similar to a syringe) arranged movably therein. It is also conceivable that the weight of a metering chamber with the amount of predosedosa contained therein is detected via a weighing cell. Alternatively, it is conceivable that the predosedage amount is detected with a product flow meter. The detection device may comprise a load cell, a product flow meter and / or an encoder for detecting the position of the metering piston.
Die Dosierkammer kann am Ventilkopf ausgebildet sein. Dadurch befindet sich eine möglichst geringe, von der Messeinrichtung nicht erfasste Produktmenge in einer Leitung zwischen der Dosierkammer und dem Füllorgan. Dadurch arbeitet die Messeinrichtung noch genauer.The metering chamber may be formed on the valve head. This is one as possible low, not detected by the measuring device amount of product in a line between the metering chamber and the filling member. As a result, the measuring device works even more accurately.
ID 30 Transportsystem und Verfahren zum Transport von KunststoffbehälternID 30 Transport system and method for transporting plastic containers
Die Erfindung betrifft ein Transportsystem und Verfahren zum Transport von Kunststoffbehältern mit den Merkmalen der Oberbegriffe von Anspruch 1 bzw. 10.The invention relates to a transport system and method for transporting plastic containers having the features of the preambles of
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Ferner sind zur Übergabe zwischen zwei oder zum Transport innerhalb einer Behälterbehandlungsmaschinen Transportsysteme, wie beispielsweise Transportsterne, Förderbänder, Karusselle oder dergleichen bekannt. Dabei werden die Behälter üblicherweise am Behälterhals und/oder Behälterboden mit entsprechenden Behälteraufnahmen gehalten.Furthermore, transport systems such as transport stars, conveyor belts, carousels or the like are known for transfer between two or for transport within a container handling machines. The containers are usually held on the container neck and / or container bottom with corresponding container receptacles.
Nachteilig dabei ist, dass die Kunststoffbehälter beim Ausformen und Abfüllen in einer Behandlungsmaschine gelegentlich nicht weit genug abgekühlt sind und dann durch die Aufnahmen des Transportsystems plastisch verformt werden können. Dadurch leidet beim Transport die Qualität der Kunststoffbehälter.The disadvantage here is that the plastic containers are occasionally not far enough cooled during molding and filling in a processing machine and then can be plastically deformed by the recordings of the transport system. As a result, the quality of the plastic containers suffers during transport.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Transportsystem für eine Behälterbehandlungsmaschine bereitzustellen, das die Qualität der Kunststoffbehälter möglichst wenig beeinträchtigt.It is therefore an object of the present invention to provide a transport system for a container treatment machine which minimally impairs the quality of the plastic containers.
Diese Aufgabe wird bei einem Transportsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils gelöst, gemäß dem die Behälteraufnahme wenigstens einen an die Behälterform angepassten Saugnapf zum Angriff und Halten des Kunststoffbehälters aufweist.This object is achieved in a transport system having the features of the preamble of
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.Advantageous embodiments of the invention are defined in the subclaims.
Dadurch, dass der Saugnapf an die Behälterform angepasst ist, wird der Kunststoffbehälter großflächig angegriffen bzw. gehalten. Folglich ist die Haltekraft an der Kontaktfläche zum Kunststoffbehälter besonders gleichmäßig verteilt und es entstehen keine Spannungsspitzen. Darüber hinaus wird ein erwärmter und noch verformbarer Kunststoffbehälter durch die angepasste Form des Saugnapfs in der gewünschten Behälterform stabilisiert. Dadurch können mit dem Transportsystem auch forminstabile Behälter im Verarbeitungsprozess ohne Qualitätsminderung zuverlässig transportiert werden.The fact that the suction cup is adapted to the container shape, the plastic container is extensively attacked or held. Consequently, the holding force is particularly evenly distributed at the contact surface to the plastic container and there are no voltage spikes. In addition, a heated and still deformable plastic container is stabilized by the adapted shape of the suction cup in the desired container shape. As a result, even unstable containers can be reliably transported in the processing process without quality degradation with the transport system.
Das Transportsystem und/oder die Behälterbehandlungsanlage können in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Die Behälterbehandlungsanlage kann eine Behälterherstellungsmaschine zum Umformen von Vorformlingen in die Kunststoffbehälter umfassen. Das Transportsystem kann einer Behälterbehandlungsmaschine, einer Behälterherstellungsmaschine, einer Formfüllmaschine, einer Streckblasmaschine, einem Rinser, einem Füller, einem Verschließer und/oder einer Verpackungsmaschine vor- oder nachgeordnet sein. Die Formfüllmaschine kann wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen des Vorformlings zum Kunststoffbehälter in der Hohlform und zum Abfüllen des Produkts in den Kunststoffbehälter in der Hohlform umfassenThe transport system and / or the container treatment plant can be arranged in a beverage processing plant. The container treatment system may include a container manufacturing machine for forming preforms into the plastic containers. The transport system may be upstream or downstream of a container treatment machine, a container manufacturing machine, a mold filling machine, a stretch blow molding machine, a rinser, a filler, a capper and / or a packaging machine. The mold filling machine may comprise at least one treatment station for expanding the preform to the plastic container in the mold cavity and for filling the product into the plastic container in the mold
Die Kunststoffbehälter können dafür vorgesehen sein, Getränke, Hygieneartikel, Pasten, chemische, biologische und/oder pharmazeutische Produkte aufzunehmen. Die Kunststoffbehälter können Kunststoffflaschen, Dosen und/oder Tuben sein. Bei den Kunststoffbehältern kann es sich im Speziellen um PET-, HD-PE- oder PP-Behälter bzw. -Flaschen handeln.The plastic containers may be intended to contain drinks, toiletries, pastes, chemical, biological and / or pharmaceutical products. The plastic containers may be plastic bottles, cans and / or tubes. The plastic containers may in particular be PET, HD-PE or PP containers or bottles.
Das Transportsystem kann als Transportstern, Karussell oder Förderband ausgebildet sein. Der Transportstern und/oder das Karussell können um eine vertikale Achse mittels eines Antriebs drehbar ausgebildet sein. ”Vertikal” kann hier bedeuten, dass dies die Richtung ist, die auf den Erdmittelpunkt gerichtet ist. Die Behälteraufnahme kann über einen Transportarm mit dem Antrieb verbunden sein. Insbesondere kann eine vertikale zentrale Welle/Schaft/Säule mit dem Antrieb drehbar sein und daran mehrere im Wesentlichen horizontale Transportarme sternförmig angeordnet sein. Die Behälteraufnahme kann zur Aufnahme eines Kunststoffbehälters am Hals, am Behälterkörper und/oder Behälterboden vorgesehen sein. Denkbar ist, dass die Behälteraufnahme zusätzlich Puffer, Greifer, Stützen und dergleichen umfasst.The transport system can be designed as a transport star, carousel or conveyor belt. The transport star and / or the carousel can be designed to be rotatable about a vertical axis by means of a drive. "Vertical" can mean here that this is the direction that is directed to the center of the earth. The container receptacle can be connected via a transport arm to the drive. In particular, a vertical central shaft / shaft / column can be rotatable with the drive and a plurality of substantially horizontal transport arms can be arranged in a star shape. The container receptacle can be provided for receiving a plastic container at the neck, the container body and / or container bottom. It is conceivable that the container receptacle additionally comprises buffers, grippers, supports and the like.
Der Saugnapf kann aus einem gummiartigen Material ausgebildet sein, um sich an die Behälterform besonders gut anzuschmiegen. Dadurch wird die Saugwirkung verbessert. Der Saugnapf kann wenigstens eine Kontaktzone mit einem als Dichtelement ausgebildeten Rand aufweisen. Der Rand kann lippenartig ausgebildet sein. Zur Zuleitung eines Unter-, Ausgleichs- oder Überdrucks kann der Saugnapf Kanäle aufweisen, die insbesondere einen Druckanschluss mit der Kontaktzone verbinden. Zur Stabilisierung seiner Form kann der Saugnapf Rippen- und/oder Wabenelemente aufweisen. Denkbar ist auch, dass der Saugnapf aus wenigstens zwei verschieden steifen Kunststoffsorten oder aus einem gummiartigen Kunststoffeinsatz in einem Trägerelement besteht. Dadurch ergibt sich eine hohe Formstabilität bei geleichzeitig guter Dichtwirkung.The suction cup may be formed of a rubber-like material to conform to the container shape particularly well. This improves the suction effect. The suction cup may have at least one contact zone with an edge formed as a sealing element. The edge may be lip-shaped. For supplying a lower, equalizing or overpressure, the suction cup may have channels which in particular connect a pressure connection with the contact zone. To stabilize its shape, the suction cup may have rib and / or honeycomb elements. It is also conceivable that the suction cup consists of at least two different rigid types of plastic or a rubber-like plastic insert in a carrier element. This results in a high dimensional stability at the same time good sealing effect.
Dass der Saugnapf an die Behälterform angepasst ist, kann hier bedeuten, dass eine Kontaktfläche des Saugnapfs zu wenigstens einem Teilbereich der Behälterform korrespondierend ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Saugnapf mit seiner Kontaktfläche im Wesentlichen eine Negativform zum korrespondierenden Teilbereich des Behälters sein.The fact that the suction cup is adapted to the container shape, can mean here that a contact surface of the suction cup is formed corresponding to at least a portion of the container shape. For example, the suction cup with its contact surface can essentially be a negative mold to the corresponding part region of the container.
Der Saugnapf kann zur Anpassung an die Behälterform mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt sein. Dadurch kann der Saugnapf besonders schnell und kostengünstig an einen bestimmten Behältertyp angepasst werden. Das 3D-Druckverfahren kann beispielsweise ein Lasersinter-, Stereolithographie- oder 3D-Direktdruckverfahren sein. Denkbar sind jedoch auch beliebige andere 3D-Druckverfahren, die den Saugnapf punkt-, zeilen- oder schichtweise aus einem gummiartigen Material herstellen können. Ferner kann mit dem 3D-Druckverfahren eine Gieß- oder Urform (ohne Zerspanung) herstellbar sein, über die der Saugnapf mittels einer Abformung herstellbar ist. Weiterhin kann die 3D-Geometrie eines bestimmten Behältertyps aus einem CAD-System, einem 3D-Scanner und/oder einer Sortenverwaltung als Basis für die Herstellung des Saugnapfs mit dem 3D-Druckverfahren dienen. Denkbar ist hier, dass mit einer automatischen Software Geometrieteile des Behältertyps automatisch zur Geometrie des Saugnapfs verarbeitet werden.The suction cup can be made to adapt to the container shape with a 3D printing process. As a result, the suction cup can be adapted to a particular type of container particularly quickly and inexpensively. The 3D printing process may be, for example, a laser sintering, stereolithography or 3D direct printing process. However, any other 3D printing methods that can produce the suction cup in points, lines or layers from a rubber-like material are also conceivable. Furthermore, with the 3D printing method, a casting or prototype (without machining) can be produced, via which the suction cup can be produced by means of an impression. Furthermore, the 3D geometry of a particular container type from a CAD system, a 3D scanner and / or a variety management can serve as a basis for the production of the suction cup with the 3D printing process. It is conceivable here that geometry parts of the container type are automatically processed to the geometry of the suction cup with an automatic software.
Eine Unterdruckeinheit kann zur Bereitstellung eines Unterdrucks im Saugnapf vorgesehen sein und insbesondere an der Behälteraufnahme angeordnet sein. Dadurch kann die Saugwirkung des Saugnapfs an- und abgestellt werden. Dabei kann jeder Behälteraufnahme eine Unterdruckeinheit zugeordnet sein. Denkbar ist, dass die Saugnäpfe des Transportsystems jeweils beim Erreichen einer Aufnahmeposition mit einem Unterdruck versorgbar sind, um den Behälter aufzunehmen und jeweils bei einer Abgabeposition mit einem Ausgleichs- oder Überdruck versorgbar sind, um den aufgenommenen Behälter wieder abzugeben.A vacuum unit may be provided to provide a negative pressure in the suction cup and in particular be arranged on the container receptacle. As a result, the suction effect of the suction cup can be switched on and off. Each container receptacle can be assigned a vacuum unit. It is conceivable that the suction cups of the transport system can each be supplied upon reaching a receiving position with a negative pressure to receive the container and each can be supplied at a discharge position with a compensation or overpressure to deliver the recorded container again.
Die Unterdruckeinheit kann als Faltenbalg, Kolben- oder Membransystem ausgebildet sein. Dadurch ist die Unterdruckeinheit besonders einfach und damit kostengünstig aufgebaut. Darüber hinaus kann die Unterdruckeinheit zur Unterstützung mit einer Vakuumpumpe verbunden sein. Vorzugsweise können mehrere oder alle Unterdruckeinheiten des Transportsystems mit einer Vakuumpumpe beispielsweise über einen Drehverteiler verbunden sein.The vacuum unit may be formed as a bellows, piston or diaphragm system. As a result, the vacuum unit is particularly simple and therefore inexpensive. In addition, the vacuum unit may be connected to a vacuum pump for assistance. Preferably, several or all vacuum units of the transport system may be connected to a vacuum pump, for example via a rotary distributor.
Eine Steuerkurve, ein Motor und/oder eine Feder können zur Betätigung der Unterdruckeinheit ausgebildet sein. Dadurch kann die Unterdruckeinheit automatisch an der gewünschten Aufnahme- bzw. Abgabeposition betätigt werden. Beispielsweise kann die Steuerkurve dazu ausgebildet sein, an einer gewünschten Position einen Druck auf die Unterdruckeinheit auszuüben, um diese zu komprimieren. Dadurch wird der Unterdruck im Saugnapf an dieser Position aufgehoben. Durch eine entgegengesetzt wirkende Feder wird dagegen die Unterdruckeinheit expandiert und baut den gewünschten Unterdruck auf. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Steuerkurve eine Zugkraft auf die Unterdruckeinheit ausübt. Ferner kann ein Motor anstatt der Steuerkurve dazu vorgesehen sein, bei der gewünschten Position die Unterdruckeinheit zu betätigen.A control cam, a motor and / or a spring may be formed for actuating the vacuum unit. As a result, the vacuum unit can be automatically operated at the desired recording or dispensing position. For example, the control cam can be designed to exert a pressure on the vacuum unit at a desired position in order to compress it. This releases the vacuum in the suction cup at this position. By contrast, the vacuum unit is expanded by an oppositely acting spring and builds up the desired negative pressure. Alternatively or additionally, it is conceivable that the control cam exerts a pulling force on the vacuum unit. Further, a motor instead of the control cam may be provided to operate at the desired position, the vacuum unit.
Vorzugsweise kann die Unterdruckeinheit mit dem Saugnapf über einen Druckkanal verbunden sein. Dadurch ist die Behälteraufnahme besonders einfach aufgebaut. Beispielsweise kann das Transportsystem mehrere Behälteraufnahmen umfassen, die jeweils einen Saugnapf und eine über einen Druckkanal verbundene Unterdruckeinheit aufweist. Durch die oben näher beschriebenen Betätigungsmechanismen können die Unterdruckeinheiten dann an den gewünschten Positionen gesteuert werden.Preferably, the vacuum unit may be connected to the suction cup via a pressure channel. As a result, the container receptacle is particularly simple. For example, the transport system may comprise a plurality of container receptacles each having a suction cup and a negative pressure unit connected via a pressure channel. By the actuating mechanisms described in more detail above, the vacuum units can then be controlled at the desired positions.
Das Transportsystem kann wenigstens eine Plattform zur Unterstützung des Behälterbodens umfassen, wobei die Plattform insbesondere mit der Behälteraufnahme mitlaufend ausgebildet ist. Dadurch können auch besonders schwere Behälter sicher transportiert werden. Denkbar ist, dass jeder Behälteraufnahme eine Plattform zugeordnet ist. Dabei kann der Saugnapf den Behälter seitlich angreifen bzw. halten.The transport system may comprise at least one platform for supporting the container bottom, wherein the platform is designed to run in particular with the container receptacle. As a result, even very heavy containers can be transported safely. It is conceivable that each container receptacle is associated with a platform. The suction cup can attack or hold the container laterally.
Der Saugnapf kann über ein schaltbares Steuerventil mit einer Vakuumpumpe verbunden sein. Denkbar ist hier, dass das Steuerventil elektronisch schaltbar ist und das Transportsystem so besonders flexibel konfiguriert werden kann. Vorzugsweise sind mehrere oder alle Saugnäpfe des Transportsystems mit der Vakuumpumpe, beispielsweise über einen Drehverteiler, verbunden.The suction cup may be connected via a switchable control valve with a vacuum pump. It is conceivable here that the control valve is electronically switchable and the transport system can be configured so flexible. Preferably, several or all suction cups of the transport system with the vacuum pump, for example via a rotary distributor, connected.
Darüber hinaus stellt die Erfindung mit dem Anspruch 10 ein Verfahren zum Transport von Kunststoffbehältern in einer Behälterbehandlungsanlage bereit, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffbehälter mit einem an die Behälterform angepassten Saugnapf transportiert werden.In addition, the invention with
Durch den angepassten Saugnapf wird die Krafteinwirkung auf den Kunststoffbehälter besonders großflächig ohne Spannungsspitzen verteilt. Ferner wird die Behälterform durch den angepassten Saugnapf stabilisiert. Dadurch können erwärmte Behälter, die besonders leicht deformierbar sind, ohne Qualitätseinbußen sicher transportiert werden.Due to the adapted suction cup, the force on the plastic container is distributed over a particularly large area without voltage peaks. Furthermore, the container shape is stabilized by the adapted suction cup. As a result, heated containers, which are particularly easy to deform, can be safely transported without loss of quality.
Zum Aufnehmen oder Abgeben der Kunststoffbehälter kann eine Unterdruckeinheit mit einer Steuerkurve betätigt werden, wodurch im Saugnapf ein Unter-, Ausgleichs- oder Überdruck erzeugt wird. Dadurch ist es besonders einfach, das Aufnehmen und Abgeben der Kunststoffbehälter zu steuern.For receiving or dispensing the plastic container, a vacuum unit can be actuated with a control cam, whereby a suction, compensation or overpressure is generated in the suction cup. This makes it particularly easy to control the picking and dispensing of the plastic containers.
Darüber hinaus kann das Verfahren die zuvor in Bezug auf die Ansprüche 1–9 beschriebenen Merkmale einzeln oder in beliebigen Kombinationen umfassen.Moreover, the method may comprise the features described above with respect to claims 1-9 individually or in any combination.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.Further features and advantages of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures.
ID 31 Formfüllmaschine zum Ausformen und Füllen von BehälternID 31 Form filling machine for forming and filling containers
Die Erfindung betrifft eine Formfüllmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a mold filling machine according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Bekanntermaßen lassen sich Kunststoffbehälter im Streckblasverfahren aus Vorformlingen (Preforms) herstellen.As is known, plastic containers can be produced by stretch blow molding from preforms.
Alternativ zu einem Aufblasen der Behälter mit Pressluft beschreibt die
Die
Erfolgt in einer kombinierten Blas- und Füllmaschine eine heißaseptische oder heißsterile Abfüllung von Füllgut, so muss der gefüllte Behälter und das im Behälter befindliche Füllgut für eine gewisse Zeit auf einer Sterilisationstemperatur gehalten werden, um eine erforderliche Sterilisationsrate zu erreichen.If a hot aseptic or hot sterile filling of filling material takes place in a combined blowing and filling machine, then the filled container and the contents located in the container must be kept at a sterilization temperature for a certain time in order to achieve a required sterilization rate.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bekannte Vorrichtungen zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern in vorteilhafter Weise weiterzubilden, so dass eine erforderliche Sterilisation eines gefüllten Behälters und eine Pasteurisierung der im gefüllten Behälter befindlichen Flüssigkeit mit einer Energieeinsparung und vorzugsweise unter einem verbesserten Wirkungsgrad erfolgen kann.It is an object of the present invention to advantageously develop known devices for molding and filling plastic containers, so that a required sterilization of a filled container and a pasteurization of the liquid present in the filled container can take place with an energy saving and preferably with an improved efficiency.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Formfüllmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.This object is achieved by the mold filling machine according to
Eine Formfüllmaschine umfasst definitionsgemäß wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des Produkts in die Kunststoffbehälter.By definition, a mold-filling machine comprises at least one treatment station for expanding plastic preforms into plastic containers in a mold and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the product into the plastic containers.
Flüssigkeiten, auch solche mit darin gelöstem Kohlendioxid oder dergleichen, sind definitionsgemäß hinsichtlich ihrer Funktion beim Ausformen und Füllen der Behälter inkompressible Fluide im Gegensatz zu Gasen, die funktional als kompressible Fluide definiert sind.By definition, liquids, including those containing dissolved carbon dioxide or the like, are by definition incompressible fluids in terms of their function in forming and filling the containers, as opposed to gases that are functionally defined as compressible fluids.
Bei den herzustellenden und zu befüllenden Kunststoffbehältern kann es sich um Flaschen aus Polyester, insbesondere um PET-Flaschen handeln. Formen, insbesondere Blasformen zum Herstellen von Kunststoffbehältern sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden daher nicht weiter beschrieben. Im Allgemeinen umfasst eine solche Form zwei seitliche Formhälften und eine Bodenform, die nach Einbringen eines in einem Ofen aufgewärmten Vorformlings zusammengefahren werden, um einen Kunststoffbehälter aus dem Vorformling auszuformen. Nach Herstellung und Befüllung des Kunststoffbehälters wird die Blasform geöffnet, um den gefüllten Behälter zu entnehmen. The plastic containers to be produced and to be filled may be bottles made of polyester, in particular PET bottles. Molds, in particular blow molds for producing plastic containers are well known in the prior art and are therefore not further described. In general, such a mold comprises two lateral mold halves and a bottom mold which, after introduction of a preform heated in an oven, are brought together to form a plastic container from the preform. After production and filling of the plastic container, the blow mold is opened to remove the filled container.
Eine Formfüllmaschine zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern umfasst wenigstens eine Behandlungsstation zum expandierenden Umformen von Vorformlingen zu Kunststoffbehältern in einer Hohlform und zum Einfüllen eines im Wesentlichen flüssigen Produkts oder wenigstens einer flüssigen oder festen Komponente des im Wesentlichen flüssigen Produkts in die Kunststoffbehälter in der Hohlform und einen Ofen mit einer Vorheizstrecke zum Aufheizen der Vorformlinge. Die Formfüllmaschine umfasst zudem eine Pasteurisierstrecke zum Pasteurisieren der gefüllten Kunststoffbehälter, wobei zum Pasteurisieren zumindest teilweise die Wärme des Ofens verwendet wird.A mold filling machine for molding and filling plastic containers comprises at least one processing station for expanding preforms into plastic containers in a mold cavity and for filling a substantially liquid product or at least one liquid or solid component of the substantially liquid product into the plastic containers in the mold cavity and one Oven with a preheating section for heating the preforms. The mold-filling machine also comprises a pasteurizing line for pasteurizing the filled plastic containers, the heat of the oven being used at least partially for pasteurisation.
Die Vorheizstrecke dient dazu, die Vorformlinge auf eine Vorheiztemperatur aufzuwärmen, so dass die Vorformlinge nach einem Einbringen in die Hohlform zu den Kunststoffbehältern umgeformt werden können. Das Aufheizen kann gemäß einem bestimmten Temperaturprofil erfolgen, welches das Material des Vorformlings sowie auch eine gewünschte Wanddickenverteilung des durch das expandierende Umformen erhaltenen Behälters berücksichtigen kann. Die Wärme, die zum Aufheizen auf die Vorheiztemperatur erforderlich ist, kann mittels Heizelementen, wie beispielsweise Heizstrahlern, erzeugt werden. Die Vorheiztemperatur kann in einem Bereich von 70° bis 80° liegen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Mündungsbereich der Vorformlinge nur auf eine niedrigere Temperatur als die anderen Bereiche des Vorformlings oder gar nicht aufgeheizt wird, um ein Verformen des Mündungsbereichs zu verhindern.The preheating section serves to heat the preforms to a preheating temperature, so that the preforms can be converted to the plastic containers after being introduced into the mold. The heating can take place according to a specific temperature profile, which can take into account the material of the preform as well as a desired wall thickness distribution of the container obtained by the expanding forming. The heat required to heat up to the preheat temperature may be generated by means of heating elements such as radiant heaters. The preheat temperature may be in a range of 70 ° to 80 °. It can be provided that the mouth region of the preforms is heated only to a lower temperature than the other regions of the preform or not at all, in order to prevent deformation of the mouth region.
Die Vorformlinge können entlang der Vorheizstrecke in dem Ofen mittels einer Transportvorrichtung transportiert werden, wobei die Transportvorrichtung vorzugsweise steuerbar ist. Dadurch ist es möglich die Transportgeschwindigkeit und somit die Verweildauer der Vorformlinge in dem Ofen nach Bedarf festzulegen. Die Transportvorrichtung kann als Neck-Handling ausgebildet sein.The preforms can be transported along the preheating in the oven by means of a transport device, wherein the transport device is preferably controllable. This makes it possible to set the transport speed and thus the residence time of the preforms in the oven as needed. The transport device can be designed as neck handling.
Für eine Energieersparnis ist es vorteilhaft zumindest teilweise die Wärme des Ofens, der auch zum Aufheizen der Vorformlinge dient, zum Pasteurisieren des gefüllten Behälters zu verwenden.For an energy saving, it is advantageous at least partially to use the heat of the furnace, which also serves to heat the preforms, for pasteurizing the filled container.
Die Pasteurisierstrecke kann durch den Ofen verlaufen. Der Ausdruck „durch” soll hier insbesondere angeben, dass die Pasteurisierstrecke derart in dem Ofen angeordnet ist, dass die Wärme des Ofens direkt auf die Pasteurisierstrecke und somit auf die entlang der Pasteurisierstrecke transportierten befüllten Behälter wirken kann. Da die Pasteurisierstrecke durch den Ofen verläuft, kann die Wärme des Ofens direkt genutzt werden. Beispielsweise können die gefüllten Behälter mit den Heizelementen des Ofens, mit denen auch die Vorformlinge erwärmt werden, erwärmt und die im Behälter befindliche Flüssigkeit pasteurisiert werden. Hierbei können verschiedene Anordnungen der Pasteurisierstrecke in Bezug zu der Vorheizstrecke vorgesehen sein.The Pasteurisierstrecke can pass through the oven. The term "through" is intended here to indicate, in particular, that the pasteurizing section is arranged in the oven in such a way that the heat of the oven can act directly on the pasteurizing section and thus on the filled containers transported along the pasteurizing section. Since the Pasteurisierstrecke runs through the oven, the heat of the oven can be used directly. For example, the filled containers with the heating elements of the furnace, with which the preforms are heated, heated and the liquid in the container can be pasteurized. In this case, various arrangements of the Pasteurisierstrecke may be provided in relation to the preheating.
Diese Pasteurisierstrecke kann in einer ersten Ebene und die Vorheizstrecke der Vorformlinge in einer zweiten Ebene des Ofens angeordnet sein, wobei die erste Ebene und die zweite Ebene übereinander angeordnet sind.This Pasteurisierstrecke can be arranged in a first plane and the preheating of the preforms in a second plane of the furnace, wherein the first plane and the second plane are arranged one above the other.
Die Bezeichnungen „erste” bzw. „zweite” dienen nur der Unterscheidung der beiden Ebenen und stellen sonst keine Begrenzung dar. Die Bezeichnung „Ebene” soll hierbei trotzdem die Dreidimensionalität der Vorformlinge bzw. der gefüllten Kunststoffbehälter berücksichtigen. Der Fachmann erkennt, dass eine solche Ebene beispielsweise durch die Mündungsdichtfläche der Vorformlinge bzw. der gefüllten Kunststoffbehälter oder auch durch die Bodenfläche der gefüllten Kunststoffbehälter verlaufen kann.The designations "first" and "second" serve only to distinguish between the two levels and otherwise do not constitute a limitation. The term "plane" should nevertheless take into account the three-dimensionality of the preforms or of the filled plastic containers. The person skilled in the art recognizes that such a plane can run, for example, through the mouth-sealing surface of the preforms or the filled plastic containers or else through the bottom surface of the filled plastic containers.
Zum Pasteurisieren der gefüllten Kunststoffbehälter und zum Aufheizen der Vorformlinge können in dem Ofen Heizelemente angeordnet sein. Mittels der Heizelemente lässt sich beispielsweise durch Infrarotstrahlung oder durch Mikrowellenstrahlung die erforderliche Temperatur für das Aufheizen der Vorformlinge und zum Pasteurisieren der gefüllten Kunststoffbehälter erzeugen.For pasteurizing the filled plastic containers and for heating the preforms heating elements may be arranged in the oven. By means of the heating elements can be produced for example by infrared radiation or microwave radiation, the required temperature for the heating of the preforms and for pasteurizing the filled plastic containers.
In einer Ausführungsform können erste Heizelemente zum Pasteurisieren der gefüllten Kunststoffbehälter und zweite Heizelemente zum Aufheizen der Vorformlinge vorgesehen sein. Somit können die ersten Heizelemente beispielsweise auf eine andere Temperatur als die zweiten Heizelemente eingestellt werden, wodurch es auf einfache Weise möglich ist, unterschiedliche Temperaturen für die Pasteurisierung der gefüllten Kunststoffbehälter bzw. für das Aufheizen der Vorformlinge zu erreichen.In one embodiment, first heating elements may be provided for pasteurizing the filled plastic containers and second heating elements for heating the preforms. Thus, the first heating elements can for example be set to a different temperature than the second heating elements, whereby it is possible in a simple manner to achieve different temperatures for the pasteurization of the filled plastic containers or for the heating of the preforms.
In einer anderen Ausführungsform können die Heizelemente sowohl zum Pasteurisieren der gefüllten Kunststoffbehälter als auch zum Aufheizen der Vorformlinge vorgesehen sein. Somit kann die Anzahl der erforderlichen Heizelemente kleiner gehalten werden als in der zuvor erwähnten Ausführungsform. Um für das Pasteurisieren eine andere Temperatur zur Verfügung zu haben, können ein Abschnitt oder mehrere Abschnitte der Pasteurisierstrecke gegenüber den Heizelementen isoliert sein, so dass keine Zufuhr von Wärme erfolgt. Es kann auch vorgesehen sein, dass in derart isolierten Abschnitten Umgebungsluft eingebracht wird, um für eine Abkühlung der gefüllten Kunststoffbehälter zu sorgen.In another embodiment, the heating elements can be provided both for pasteurizing the filled plastic containers and for heating the preforms. Thus, the Number of required heating elements are kept smaller than in the aforementioned embodiment. In order to have a different temperature available for pasteurization, one or more sections of the pasteurizing section may be insulated from the heating elements, so that there is no supply of heat. It can also be provided that ambient air is introduced into such insulated sections in order to ensure a cooling of the filled plastic containers.
Eine erste Transportrichtung der Pasteurisierstrecke kann gleichsinnig oder gegensinnig zu einer zweiten Transportrichtung der Vorheizstrecke ausgerichtet sein.A first transport direction of the pasteurizing section can be aligned in the same direction or in opposite directions to a second transport direction of the preheating section.
Die Bezeichnungen „erste” bzw. „zweite” dienen nur der Unterscheidung der Transportrichtungen und stellen sonst keine Begrenzung dar. Somit kann je nach baulicher Gegebenheit in der Umgebung der Formfüllmaschine die geeignetste Anordnung gewählt werden, so dass die Zufuhr der Vorformlinge bzw. der gefüllten Kunststoffbehälter in den Ofen von der einen und/oder der anderen Seite erfolgen kann.The designations "first" and "second" serve only to distinguish the transport directions and are otherwise no limitation. Thus, depending on the structural conditions in the vicinity of the mold filling machine, the most suitable arrangement can be selected, so that the supply of the preforms or the filled Plastic container can be placed in the oven from one side and / or the other side.
Wenn die Vorheizstrecke der Vorformlinge in dem Ofen zuerst in eine erste Richtung und dann durch Umlenkung in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, verläuft, können die Pasteurisierstrecke und der Teil der Vorheizstrecke der ersten Richtung im Wesentlichen übereinander oder können die Pasteurisierstrecke und der Teil der Vorheizstrecke der zweiten Richtung im Wesentlichen übereinander verlaufen oder die Pasteurisierstrecke kann im Wesentlichen unterhalb eines Bereichs zwischen dem Teil der Vorheizstrecke der ersten Richtung und dem Teil der Vorheizstrecke der zweiten Richtung angeordnet sein.When the preheating path of the preforms in the furnace is first in a first direction and then deflected in a second direction opposite to the first direction, the pasteurizing section and the preheating section of the first direction may be substantially one over the other or the pasteurizing section and the part of the preheating section of the second direction is substantially one above the other, or the pasteurizing section may be arranged substantially below an area between the part of the preheating section of the first direction and the part of the preheating section of the second direction.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Formfüllmaschine zudem eine Pasteurisiereinheit umfassen, in der die Pasteurisierstrecke angeordnet ist, wobei die Pasteurisiereinheit derart ausgebildet ist, um durch die Wärme des Ofens erwärmt zu werden.In another embodiment, the mold filling machine may further comprise a pasteurizing unit in which the pasteurizing section is arranged, the pasteurising unit being designed to be heated by the heat of the oven.
Die Formfüllmaschine kann zudem einen oder mehrere Wärmetauscher umfassen, die dazu ausgelegt sind, die Wärme des Ofens zumindest teilweise an die Pasteurisiereinheit zu übertragen. Somit verläuft die Pasteurisierstrecke der befüllten Kunststoffbehälter zwar nicht durch den Ofen, jedoch kann die Wärme des Ofens trotzdem zum Pasteurisieren verwendet werden, so dass eine Energieeinsparung erreicht und der Wirkungsgrad der Pasteurisiereinheit verbessert werden kann.The mold filling machine may also include one or more heat exchangers configured to at least partially transfer the heat of the oven to the pasteurizer unit. Thus, although the Pasteurisierstrecke the filled plastic container does not pass through the oven, but the heat of the furnace can still be used for pasteurization, so that an energy saving can be achieved and the efficiency of the Pasteurisiereinheit can be improved.
In den verschiedenen Ausführungsformen kann die Pasteurisierstrecke aktive Streckenabschnitte, die einer Zufuhr von Wärme dienen, und passive Streckenabschnitte, bei denen keine Zufuhr von Wärme erfolgt oder Umgebungsluft eingebracht wird, umfassen.In the various embodiments, the pasteurizing section may include active sections for supplying heat and passive sections for which no supply of heat or ambient air is introduced.
Die Verwendung aktiver und passiver Streckenabschnitte ist besonders dann vorteilhaft, wenn die gleichen Heizelemente sowohl zum Pasteurisieren der gefüllten Kunststoffbehälter als auch zum Aufheizen der Vorformlinge in dem Ofen vorgesehen sind. Um für das Pasteurisieren eine andere Temperatur zur Verfügung zu haben als von den Heizelementen geliefert wird, können ein Abschnitt oder mehrere Abschnitte der Pasteurisierstrecke gegenüber den Heizelementen isoliert sein, so dass keine Zufuhr von Wärme erfolgt. Es kann auch vorgesehen sein, dass in derart isolierten Abschnitten (passiver Streckenabschnitt) Umgebungsluft eingebracht wird, um für eine Abkühlung der gefüllten Kunststoffbehälter zu sorgen.The use of active and passive sections is particularly advantageous when the same heating elements are provided both for pasteurizing the filled plastic containers and for heating the preforms in the oven. In order to have a different temperature available for pasteurization than is supplied by the heating elements, a portion or several portions of the pasteurizing line may be insulated from the heating elements, so that no supply of heat takes place. It can also be provided that in such isolated sections (passive section) ambient air is introduced to provide for cooling of the filled plastic containers.
In den verschiedenen Ausführungsformen kann zudem vorgesehen sein, dass eine erste Transportvorrichtung der Vorformlinge der Vorheizstrecke unabhängig von einer zweiten Transportvorrichtung der gefüllten Kunststoffbehälter der Pasteurisierstrecke steuerbar ist.In the various embodiments, it can also be provided that a first transport device of the preforms of the preheating section can be controlled independently of a second transport device of the filled plastic containers of the pasteurization section.
Die Bezeichnungen „erste” bzw. „zweite” dienen nur der Unterscheidung der Transportvorrichtungen und stellen sonst keine Begrenzung dar. Die erste Transportvorrichtung kann ein Neck-Handling sein. Dadurch, dass die beiden Transportvorrichtungen unabhängig voneinander steuerbar sind, kann die Verweildauer der Vorformlinge in der Vorheizstrecke von der Verweildauer der befüllten Kunststoffbehälter in der Pasteurisierstrecke verschieden sein.The terms "first" and "second" serve only to distinguish the transport devices and are otherwise no limitation. The first transport device may be a neck handling. Because the two transport devices can be controlled independently of one another, the residence time of the preforms in the preheating section can be different from the residence time of the filled plastic containers in the pasteurization section.
Die Formfüllmaschine kann zudem eine Sterilisierungsvorrichtung umfassen, die dazu ausgelegt ist, mittels durch die Wärme des Ofens erzeugten Dampfs, die gefüllten Kunststoffbehälter zu sterilisieren.The mold-filling machine may further comprise a sterilizing device designed to sterilize the filled plastic containers by means of steam generated by the heat of the oven.
Erfindungsgemäß handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters sowie zu dessen Befüllung mit mindestens einem Füllprodukt in einer Form, umfassend das Einbringen eines Preforms in die Form insbesondere eine Blasform, und das zumindest teilweise Herstellen des Kunststoffbehälters durch Beaufschlagen des Preforms mit zumindest einem ersten, unter Druck stehenden Medium, wobei es sich bei dem ersten Medium um ein inkompressibles Fluid handelt.The invention relates to a method for producing a plastic container and to its filling with at least one filling product in a mold, comprising introducing a preform into the mold, in particular a blow mold, and at least partially producing the plastic container by applying at least a first to the preform , pressurized medium, wherein the first medium is an incompressible fluid.
Bei dem inkompressiblen Fluid handelt es sich vorteilhafterweise um das Füllprodukt.The incompressible fluid is advantageously the filling product.
Bei einer alternativen Ausführungsform wird der Preform zunächst durch das erste Medium mit einer ersten Temperatur beaufschlagt und anschließend durch ein zweites Medium, insbesondere durch ein inkompressibles Fluid mit einer zweiten Temperatur, die von der ersten Temperatur abweicht.In an alternative embodiment, the preform is first through the first medium with a first temperature applied and then by a second medium, in particular by an incompressible fluid having a second temperature, which deviates from the first temperature.
Alternativ wird der Preform weiterhin durch ein zweites Medium, insbesondere durch ein gasförmiges Blasmedium, beaufschlagt.Alternatively, the preform is further acted upon by a second medium, in particular by a gaseous blowing medium.
Bei dem Verfahren kann der Kunststoffbehälter durch das Beaufschlagen mit dem zweiten Medium, insbesondere mit gasförmigem Blasmedium, nur teilweise ausgeformt werden, und die restliche Ausformung des Kunststoffbehälters kann durch Befüllen mit dem ersten Medium, insbesondere durch Füllprodukt erfolgen.In the method, the plastic container by applying to the second medium, in particular with gaseous blowing medium, only partially formed, and the remaining shape of the plastic container can be carried out by filling with the first medium, in particular by filling product.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung der Erfindung kann das erste Medium nach der Fertigstellung des Kunststoffbehälters zumindest teilweise wieder aus dem Kunststoffbehälter abgesaugt werdenAccording to an alternative development of the invention, the first medium after the completion of the plastic container can be at least partially sucked out of the plastic container again
Die oben genannten Aufgaben werden auch durch eine Formfüllmaschine zur Herstellung eines Kunststoffbehälters sowie zu dessen Befüllung mit einem Füllprodukt in einer Form gelöst, umfassend eine Form zum Formen beziehungsweise Streckformen eines Kunststoffbehälters aus einem Preform. eine erste Zuführleitung zum Zuführen eines ersten Mediums zu der Form zum zumindest teilweisen Ausformen des Kunststoffbehälters und einen Druckerzeuger, um das Medium unter Druck in der ersten Zuführleitung zu fördern, wobei es sich bei dem ersten Medium um ein inkompressibles Fluid handelt.The above objects are also achieved by a mold filling machine for producing a plastic container and filling it with a filling product in a mold comprising a mold for molding a plastic container from a preform. a first supply line for supplying a first medium to the mold for at least partially molding the plastic container and a pressure generator to convey the medium under pressure in the first supply line, wherein the first medium is an incompressible fluid.
Alternativ umfasst das Medium das Füllprodukt und/oder ein weiteres Füllprodukt und der Druckerzeuger eine Pumpe oder eine Druckkammer mit Hubkolben.Alternatively, the medium comprises the filling product and / or another filling product and the pressure generator comprises a pump or a pressure chamber with reciprocating pistons.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform umfasst die Druckkammer und/oder die erste Zuführleitung eine Heizvorrichtung (
Weiterhin kann eine zweite Zuführleitung für ein zweites Medium, insbesondere für gasförmiges Blasmedium vorhanden sein.Furthermore, a second supply line for a second medium, in particular for gaseous blowing medium may be present.
Das Medium und/oder das Füllprodukt kann über eine gemeinsame Zuführung, insbesondere eine hohlgebohrte Reckstange, in den auszuformenden Kunststoffbehälter geführt werden.The medium and / or the filling product can be guided via a common feed, in particular a hollow-drilled stretching rod, into the plastic container to be formed.
Weiterhin kann die Vorrichtung mindestens ein Regelventil umfassen, um die Zufuhr des Mediums und/oder des Füllprodukts zu der Form zu regulieren.Furthermore, the device may comprise at least one control valve to regulate the supply of the medium and / or the filling product to the mold.
Figurenbeschreibung ID 11:Figure description ID 11:
Wie die
Der Hohlform
In der
Die Fluiddüse
Für ein serielles Dosieren eines Produktkonzentrats in das nach dem Ausformen im Behälter
Die Fluiddüse
Im Beispiel ist die Leitung
Bei einem vollständigen Absaugen des Formfluids durch die Absaugleitung
Vorzugsweise ist wenigstens eine pneumatische Absaugleitung
Das Dreiwegeventil
Schematisch angedeutet ist ferner ein für die Behandlungsstationen
Schematisch angedeutet ist ferner ein hydraulischer Kompressor
An dem Ventilkopf
Alternativ oder anteilig könnten der Überdruck und/oder die Temperatur des Formfluids zentral für mehrere Behandlungsstationen
Wie insbesondere die linke Hälfte der
Vorzugsweise sind an den seitlichen Formteilen
Ferner ist entlang des gesamten Umfangs des unteren Formteils
Ferner ist stirnseitig und vollumfänglich am Ventilkopf
Wie insbesondere die rechte Hälfte der
Hohlform
Nach Anheben des Ventilkopfs
Für die hydraulische Umformung geeignete Kunststoffe sind beispielsweise PET, PE, PP oder dergleichen.For the hydraulic forming suitable plastics are for example PET, PE, PP or the like.
Mit der Formfüllmaschine
Die Vorformlinge
The preforms
Je ein Vorformling
Das inkompressible Formfluid wird mit einem vorgegebenen Überdruck und einer vorgegebenen Temperatur durch den Ventilkopf
Druck und Temperatur des Formfluids werden während des Aufpressens vorzugsweise mit dem hydraulischen Kompressor
Ist das Formfluid nicht Bestandteil des abzufüllenden Produkts, wird der Behälter
Ein durch Absaugung im Behälter
Bei einem im Behälter
Der Behälter
Alternativ zum obigen Füllprozess könnte das Formfluid eine Komponente des Produkts sein und lediglich teilweise aus dem ausgeformten Behälter
Die erfindungsgemäße Formfüllmaschine und das obige Verfahren zum Ausformen von Behältern und Abfüllen eines Produkts in der Hohlform ließen sich beliebig im Rahmen der beschriebenen Ausführungsformen auf technisch sinnvolle Weise modifizieren.The mold filling machine according to the invention and the above method for molding containers and filling a product in the mold could be modified as desired in the context of the described embodiments in a technically meaningful manner.
Figurenbeschreibung ID 12Description of the character ID 12
In
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also nun bei einem Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern
Der Verschluss, hier die Membran
Bei dem in
Nach dem Ausformen des Vorformlings
Alternativ zu dem in
Wird kein selbstverschließender Verschluss, wie beispielsweise in Zusammenhang mit der
Nachfolgend wird ein mögliches bevorzugtes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme der
Der Vorformling wird sterilisiert und mit einer Membran verschlossen, so dass keine Keime mehr in den Vorformling gelangen können. Der Formträger zum Tragen des Vorformlings wird geschlossen und (nicht dargestellt). Der Ventilkopf
Eine weitere Verschlussmöglichkeit besteht darin, dass beispielsweise die Reckstange
Der Durchgang kann aber nach dem Ausform- und Füllprozess nicht nur über das Füllrohr bzw. Reckstange, sondern auch über eine separate Einrichtung mit einem entsprechenden Element verschlossen werden.However, after the forming and filling process, the passage can not only be closed via the filling tube or stretch rod, but also via a separate device with a corresponding element.
Wie insbesondere aus
Bevorzugt wird das inkompressive erste Fluid schon vor der Erwärmung des Vorformlings in Ofen
Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Vorformling mit Bestandteilen des Endprodukts gefüllt wird, wie beispielsweise mit einem Sirup oder mit stückigem Füllgut. Der so verwendete Vorformling kann dann im Ausform- und Füllschritt mit der Verdünnerflüssigkeit (beispielsweise Wasser) umgeformt werden, so dass dann der fertig geformte Grundstoffbehälter mit dem fertigen Produkt befüllt ist. Auf diese Weise können beispielsweise Getränke, wie Limonade, hergestellt werden. Auch andere gemischte Produkte (wie beispielsweise Milch mit verschiedenen Fettgehalten) können so hergestellt werden. So ist es beispielsweise denkbar, den Vorformling mit sehr fettreicher Milch zu füllen, befüllt und verschlossen angeliefert zu bekommen und zu erwärmen und den Verformungsvorgang dann mit fettarmer Milch durchzuführen, so dass dann am Ende des Prozesses der korrekte Fettgehalt des Endprodukts eingestellt ist. Auf diese Weise werden Dosage-Systeme überflüssig, da der Vorformling selbst als Dosierkammer fungiert.It is particularly advantageous if the preform is filled with constituents of the end product, such as with a syrup or with lumpy contents. The preform thus used can then be formed in the forming and filling step with the diluent liquid (for example, water), so that then the finished molded base container is filled with the finished product. In this way, for example, drinks, such as lemonade, can be produced. Other mixed products (such as milk with different fat contents) can also be made this way. So it is conceivable, for example, to fill the preform with very high-fat milk, filled and get delivered sealed and warm and then perform the deformation process with low-fat milk, so that then the correct fat content of the final product is set at the end of the process. In this way, dosage systems become superfluous because the preform itself acts as a metering chamber.
Es kann jedoch auch ein nicht zum Endprodukt gehörendes Fluid in den Vorformling abgefüllt werden. Der Vorformling kann beispielsweise mit einem Desinfektionsmittel, insbesondere H2O2 befüllt werden. Beispielsweise wird ein Vorformling
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Ausformen und Füllen von Kunststoffbehältern gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der Station
Wenn der fertige Kunststoffbehälter
Figurenbeschreibung ID 13Figure description ID 13
Dazu wird die nunmehr geschlossene Vakuumkammer
Die Verbindungsleitungen
Wie durch einen weiteren Pfeil schematisch dargestellt, wird ein zu behandelnder Behälter an eine geöffnete Vakuumkammer
Vor diesem Druckausgleich mit der Vakuumkammer
Entsprechend kann nach erfolgtem Druckausgleich zwischen den Vakuumkammern
In der hier dargestellten, nicht limitierenden Weiterbildung sind die Vakuumkammern jeweils mit der gegenüberliegenden Vakuumkammer verbunden, sodass sich separate Paare von Vakuumkammern bilden, die lediglich über ihre Verbindungsleitungen
In der dargestellten Weiterbildung umfasst der zentrale Vakuumspeicher einen Hauptspeicher
Wie in
Umgekehrt wird die evakuierte Vakuumkammer
Die dargestellten Weiterbildungen erlauben das teilweise Recyceln einer zu entlastenden Vakuumkammer, indem die Entlastung teilweise durch Druckausgleich mit einem zentralen Vakuumspeicher und/oder einer zu evakuierenden Vakuumkammer erfolgt. Dadurch kann der Energiebedarf einer Vakuumpumpe, welche schlussendlich die zu evakuierende Vakuumkammer auf den Zieldruck evakuiert, reduziert werden. Durch mehrstufiges Recycling kann die Rückgewinnung der Vakuumpumpleistung verbessert werden, wobei insbesondere ein großes Volumenverhältnis zwischen Vakuumspeicher und Vakuumkammer von Vorteil ist. Durch Anordnen der Ventile an den Vakuumkammern kann das Volumen der benötigten Verbindungsleitungen fast vollständig dem Speichervolumen zugeschlagen werden. Eine Ringleitung kann auf elegante Weise eine symmetrische Verteilung der Volumina der Verbindungsleitungen ermöglichen.The illustrated developments allow the partial recycling of a relieved Vacuum chamber by the discharge takes place partially by pressure equalization with a central vacuum reservoir and / or a vacuum chamber to be evacuated. As a result, the energy requirement of a vacuum pump, which finally evacuates the vacuum chamber to be evacuated to the target pressure, can be reduced. Through multi-stage recycling, the recovery of the Vakuumpumpleistung can be improved, in particular, a large volume ratio between the vacuum reservoir and vacuum chamber is advantageous. By arranging the valves on the vacuum chambers, the volume of required connection lines can be almost completely added to the storage volume. A loop can elegantly allow a symmetrical distribution of the volumes of the connecting lines.
Figurenbeschreibung ID 14Description of the character ID 14
Die
Das Produkt wird im Produktionsbetrieb über die Zuleitung
Das kompressible Formfluid wird im Produktionsbetrieb von einem zentralen Kompressor
Eine Versorgungseinheit
Bei der Reinigung und/oder Entkeimung von Produkt führenden Komponenten strömt ein CIP-Medium aus der Versorgungseinheit
Die CIP-Rückführleitung
Um die CIP-Kappe
Die Reckstangen
Nachfolgend sind weitere Varianten der erfindungsgemäßen Führung von CIP-Reinigungsmedium schematisch dargestellt, wobei Bezugszeichen für funktionell gleichwertige Elemente beibehalten und daher nicht nochmals erklärt werden.Below, further variants of the inventive guide of CIP cleaning medium are shown schematically, wherein reference numerals for functionally equivalent elements maintained and therefore will not be explained again.
Gemäß
Ferner wäre es denkbar, die unteren Formteile
Gemäß
Insbesondere wird der Medienverteiler
Gemäß
Als CIP-Kappe verwendete Vorformlinge
Die
Die
Die
Demnach wird beispielsweise eine Reinraum-Einhausung
Zu diesem Zweck kann ebenso ein Heißhaltekanal
Bei Produktionsunterbrechung kann der Heißhaltekanal
Die erfindungsgemäße Formfüllmaschine und die beschriebenen CIP-Prozesse ließen sich beliebig im Rahmen der beschriebenen Ausführungsformen auf technisch sinnvolle Weise modifizieren und/oder kombinieren.The mold filling machine according to the invention and the described CIP processes could be modified and / or combined as desired in the context of the described embodiments in a technically meaningful manner.
Figurenbeschreibung ID 15Description of the character ID 15
In den
Die
Alternativ kann auch eine Regeleinrichtung basierend auf Messwerten des Füllstands die Einführtiefe steuern. Die Reckstange muss nicht während des gesamten Einfüllprozesses in das Produkt eingetaucht sein. Das Verfahren kann ebenfalls mit einem Einfüllstutzen statt der Reckstange erfolgen, insbesondere, wenn bereits beim Ausformen auf eine Reckstange verzichtet werden konnte.Alternatively, a control device can also control the insertion depth based on measured values of the filling level. The stretch rod does not have to be immersed in the product during the entire filling process. The method can also be done with a filler neck instead of the stretch rod, especially if it could be dispensed already during molding on a stretch rod.
In
In
In
In
Das oben beschriebene Prinzip ist vergleichbar auch auf eine weitere Ausführungsform anwendbar, nämlich den Fall, dass das Produkt zum Ausformen der Kunststoffbehälter verwendet wird, wobei dann die zeitabhängige Form und das zeitabhängige Volumen des Behälters von der Menge des zugeführten Produkts und dem Druck, mit dem das Produkt zugeführt wird, abhängen. Damit eine vollständige Ausformung des Behälters erfolgt ist es vorteilhaft, wenn der vorgegebene maximal zulässige Füllstand im bereits vorgeformten Halsbereich des Behälters liegt, so dass das Produkt den gesamten Schulterbereich der Flasche ausformt.
In
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.It is understood that in the embodiments described above mentioned features are not limited to these specific combinations and are also possible in any other combinations.
Figurenbeschreibung ID 16 (17 ist ohne Zeichnungen)Figure description ID 16 (17 is without drawings)
Insbesondere sind die Stationen alle in äquidistanten Abständen zueinander angeordnet. Die Stationen weisen insbesondere Kavitäten auf, innerhalb derer die Behälter gegen die inneren Wände der Kavität expandiert werden, so dass die fertig ausgeformten Behälter die (negative) Form der inneren Wände der Kavität erhalten. Die Maschine weist weiter einen Auslaufstern
Der Füllstandssensor kann zwar so ausgebildet sein, dass er die absolute Höhe des Füllstands bestimmt, es reicht jedoch aus, wenn der Füllstandssensor
Der jeweilige Sensor ist, wie z. B. aus
Vorteilhafterweise wird die Füllhöhe auf eine Höhe h2 geregelt. Die Regelung auf eine bestimmte Höhe h2 bringt nicht nur den Vorteil mit sich, dass die gesetzlich geforderte Mindestfüllmenge auf jeden Fall erreicht wird, sondern bringt auch den Vorteil mit sich, dass eine einheitliche Optik der Flaschen mit konstanter Füllhöhe gegeben ist, egal, wie maßhaltig die Behälter durch den Prozess geformt werden.Advantageously, the filling level is regulated to a height h2. The regulation to a certain height h 2 not only brings the advantage that the legally required minimum filling quantity is achieved in any case, but also brings with it the advantage that a uniform appearance of the bottles is given a constant level, no matter how dimensionally stable the containers are formed by the process.
Die Regelung auf eine bestimmte Höhe ist besonders zu bevorzugen.The regulation to a certain height is particularly preferable.
Es ist jedoch auch möglich, eine Füllstandskorrektur auf andere Art und Weise durchzuführen, wie im Zusammenhang mit
In
Dann wird über die Nachfülleinrichtung
Figurenbeschreibung ID 18Description of the character ID 18
Insbesondere kann der erste Schritt mit einem komprimierten Gas, beispielsweise einem Inertgas oder CO2, als Medium durchgeführt werden, sodass ein vorzeitiges Abkühlen des zu streckenden Kunststoffs unter dessen Kristallisationstemperatur verhindert werden kann. Anschließend kann durch Einfüllen von relativ kühlem Füllprodukt unter Druck sowohl das restliche Ausformen als auch das Abkühlen des Behälters vorgenommen werden. Somit eignet sich dieses Verfahren insbesondere für karbonisierte Getränke, die möglichst kalt eingefüllt werden sollen, um ein Entbinden der gelösten Kohlensäure zu vermeiden. Zum Entweichen des Gases beim Einfüllen des Füllprodukts kann die oben erwähnte hohlgebohrte Reckstange dienen, die dabei entsprechend zurückgezogen wird. Alternativ kann eine spezielle Blasdüse mit einem Ventil verwendet werden, das zum Entweichen des Gases geöffnet wird. Da der Behälter nur teilweise mit komprimiertem Gas ausgeformt wird, sinkt der Energiebedarf für das Bereitstellen des Gases. Zusätzlich kann mit relativ kühlem Füllprodukt „fertiggeblasen” werden, sodass der Wärmebedarf im Vergleich zum vollständigen Ausformen mit warmer Füllprodukt (siehe unten) geringer ist.In particular, the first step can be carried out with a compressed gas, for example an inert gas or CO 2 , as the medium, so that premature cooling of the plastic to be stretched below its crystallization temperature can be prevented. Subsequently, by filling relatively cool filling product under pressure, both the rest of the molding and the cooling of the container can be carried out. Thus, this method is particularly suitable for carbonated drinks, which should be filled as cold as possible in order to avoid the decontamination of the dissolved carbonic acid. To escape the gas during filling of the filling product can serve the above-mentioned hollowed stretch rod, which is thereby withdrawn accordingly. Alternatively, a special blowing nozzle may be used with a valve which is opened to escape the gas. Since the container is only partially formed with compressed gas, the energy required for providing the gas decreases. In addition, a relatively cool filling product can be "blown" so that the heat requirement is lower compared to the complete molding with warm filling product (see below).
In einer alternativen Weiterbildung ist das Medium das Füllprodukt mit einer ersten, relativ hohen Temperatur, die entsprechend gewählt werden kann, um die Kristallisation des Kunststoffs während des Streckens zu vermeiden. Ebenso kann ein weiteres Füllprodukt mit dieser ersten Temperatur eingefüllt werden, insbesondere falls es sich um Mischgetränke handelt. Da nur der erste Teil des Ausformens mit dem heißen Füllprodukt als Medium erfolgt, kann die Mischtemperatur nach Einfüllen des kalten Füllprodukts durch die zweite Zuführleitung
Bei beiden Varianten kann durch Einfüllen des Füllprodukts mit geringer Temperatur zum restlichen Ausformen auf eine separate Kühlung für die Form verzichtet werden, da der Behälter bereits durch das eingefüllte Produkt abgekühlt wird.In both variants can be dispensed by filling the filling product with low temperature to the remaining molding on a separate cooling for the mold, since the container is already cooled by the filled product.
Alternativ ist aber auch denkbar, eine zusätzliche separate Kühlung für die Form oder den Behälter vorzusehen. Das kann entweder direkt in der Form, beispielsweise durch Kühlung der Bodenform geschehen oder im Rahmen der weiteren Transportstrecke nach der Formfüllmaschine. Beispielsweise sind dort Düsen vorgesehen, die den Behälter von unten mit kaltem Wasser oder Luft beaufschlagen.Alternatively, however, it is also conceivable to provide an additional separate cooling for the mold or the container. This can either be done directly in the mold, for example by cooling the bottom mold or in the context of the further transport route to the mold filling machine. For example, nozzles are provided there, which act on the container from below with cold water or air.
Die
Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (nicht dargestellt) regelt hierbei das Öffnen und Schließen der Ventile sowie die Bewegung der Hubkolben. Im Normalfall ist stets nur eines der Einlassventile
Die Figur zeigt weiterhin eine Heizvorrichtung
Die in
Weitere Ausführungsformen, beispielsweise mit kontinuierlichen Druckerzeugern, wie Pumpen, und/oder zusätzlichen Zuführ- bzw. Absaugleitungen sind denkbar, solange ein Ausformen des Behälters in wenigstens zwei Schritten, insbesondere mit Fluiden unterschiedlicher Temperaturen, möglich ist.Further embodiments, for example with continuous pressure generators, such as pumps, and / or additional supply or suction lines are conceivable, as long as a molding of the container in at least two steps, in particular with fluids of different temperatures, is possible.
Die erste Temperatur des Füllprodukts zum „Vorblasen” kann durch Regelung der Heizleistung der Heizvorrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur des Preforms beim Austritt aus dem Ofen eingestellt werden. Dabei kann die Temperatur des Preforms mit einer Temperatursonde, beispielsweise in Form eines Pyrometers, am Ausgang des Ofens gemessen werden. Die erste Temperatur kann dabei insbesondere derart gewählt werden, dass sie gleich der durchschnittlichen Oberflächentemperatur des Preforms ist. Dadurch wird das zuvor im Ofen aufgetragene Temperaturprofil des Preforms nicht zu stark beeinflusst, während der Kunststoff durch den zweiten Schritt des Einfüllens eines kalten Füllprodukts weiterhin, wie im normalen Blasprozess durch Kontakt mit der Blasformwand, „abgeschreckt” werden kann. Auch hier ist das Verfahren besonders für CO2-haltige Getränke von Vorteil, die bevorzugt kalt abgefüllt werden, um eine gute Lösbarkeit von CO2 im Produkt zu erhalten.The first temperature of the "pre-bubble" filling product can be adjusted by controlling the heating power of the heating device as a function of the temperature of the preform as it exits the oven. In this case, the temperature of the preform can be measured with a temperature probe, for example in the form of a pyrometer, at the outlet of the furnace. The first temperature can be chosen in particular such that it is equal to the average surface temperature of the preform. This does not overly affect the preform temperature profile previously applied in the oven, while the plastic can still be "quenched" by the second step of filling a cold fill product, as in the normal blow process by contact with the blow mold wall. Again, the method is particularly advantageous for CO 2 -containing beverages, which are preferably filled cold, in order to obtain a good solubility of CO 2 in the product.
Die
Die Zuführ- bzw. Absaugleitung
In
Nachdem der Behälter
In
In
Mit dem beschriebenen Verfahren lassen sich Kunststoffbehälter heiß ausformen und schnell abkühlen, sodass Weißbruch und Trübung im Material vermieden werden kann. Durch annähernd vollständiges Zurückziehen der zum Ausformen verwendeten Flüssigkeit in die beheizte Druckkammer und Ersetzen der zurückgezogenen Flüssigkeit durch das eingefüllte kalte Produkt lässt sich die Wärmeenergie der Formflüssigkeit zu großen Teilen für den nächsten Ausformvorgang bewahren. Zudem entfällt das Kühlen des befüllten Behälters und der Form, da dies durch das eingefüllte kalte Produkt geschieht. Die erstarrte Behälterwand ist somit bereits bei Entnahme des Behälters aus der Formfüllmaschine formstabil und kann problemlos transportiert und weiterbehandelt werden. Da mit kaltem Produkt befüllt wird, ist das Verfahren insbesondere für karbonisierte und wärmeempfindliche Getränke geeignet. Da zudem fast die gesamte Formflüssigkeit wieder zurückgewonnen wird, kann als Formflüssigkeit auch, aufgrund der hohen Temperatur steriles, Wasser eingesetzt werden, falls die Rezeptur des Produkts eine geringe Beimischung von Wasser erlaubt. Das zum Ausformen verwendete Wasser kann bei Bedarf in der Druckkammer ergänzt werden.With the described method, plastic containers can be formed hot and cooled quickly, so that stress whitening and turbidity in the material can be avoided. By almost completely retracting the liquid used for molding in the heated pressure chamber and replacing the liquid withdrawn by the filled cold product, the heat energy of the molding liquid can be largely preserved for the next molding process. In addition, eliminates the cooling of the filled container and the shape, as this is done by the filled cold product. The solidified container wall is thus dimensionally stable already upon removal of the container from the mold filling machine and can be easily transported and treated. Since it is filled with cold product, the method is particularly suitable for carbonated and heat-sensitive drinks. In addition, since almost the entire mold liquid is recovered, can be used as a molding liquid also, sterile due to the high temperature, water, if the formulation of the product allows a little admixture of water. If necessary, the water used for shaping can be supplemented in the pressure chamber.
Figurenbeschreibung ID 19Figure description ID 19
Dazu zeigt
Die lokale Kühlung bestimmter Bereiche des Vorformlings bzw. im Ausformen befindlichen Behälters wird über das Mittel
In der Ausführungsform gemäß
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Lanze
Da das Aufbringen eines flüssigen Mediums, im Gegensatz zum lokalen Kühlen mit beispielsweise Luft, mit hoher Genauigkeit erfolgen kann, kann durch geeignete Wahl des Aufbringdruckes und/oder der Temperatur des verwendeten Mediums an unterschiedlichen Auftreffpunkten eine Vielzahl unterschiedlicher Muster realisiert werden. So kann beispielsweise auf einer Seite des Vorformlings Medium mit geringer Temperatur und auf einer anderen Seite des Vorformlings Medium mit höherer Temperatur auf der Innenseite des Vorformlings verteilt werden, so dass der ausgeformte Behälter sich an der kühleren Seite weniger weit ausdehnt als an der wärmeren Seite. Auch kleine Punktmuster mit unterschiedlichen Punkttiefen können so erreicht werden. Es ist auch möglich, für einzelne Stellen bei der lokalen Kühlung eine längere Kühlzeit zu nutzen, um diese Bereiche auf eine geringere Temperatur als die übrigen gekühlten Bereiche zu bringen.Since the application of a liquid medium, in contrast to local cooling with air, for example, can be done with high accuracy, a variety of different patterns can be realized by appropriate choice of the application pressure and / or the temperature of the medium used at different points of impact. For example, on one side of the preform, low temperature media and on another side of the preform, higher temperature media may be distributed on the inside of the preform so that the molded container expands less on the cooler side than on the warmer side. Even small dot patterns with different dot depths can be achieved in this way. It is also possible to use a longer cooling time for individual points in the local cooling to bring these areas to a lower temperature than the other cooled areas.
Ferner kann das Fließverhalten der Flüssigkeit zusammen mit ihrer, verglichen zu Gasen, hohen Kühlleistung verwendet werden, um auch durch das Herunterfließen der Flüssigkeit an der Innenwand des Vorformlings eine bestimmte Kühlung einzelner Bereiche zu realisieren. Da sich die Flüssigkeit beim allmählichen Herunterlaufen an der Innenseite des Vorformlings erwärmt, kann so gleichzeitig ein Temperaturgradient in das Behältermaterial eingeprägt werden, der sich beim Ausformen in unterschiedlich starker Verstreckung dieser Bereiche äußert.Furthermore, the flow behavior of the liquid can be used together with its, compared to gases, high cooling capacity, in order to realize also by the flowing down of the liquid on the inner wall of the preform a certain cooling of individual areas. Since the liquid heats up on the inside of the preform as it gradually runs down, a temperature gradient can be impressed into the container material at the same time, which manifests itself during molding in different degrees of stretching of these regions.
Die in
Auch mehrstufiges lokales Kühlen mit der Reckstange ist denkbar. So kann zu verschiedenen Zeitpunkten vor und während des Ausformens Kühlmedium aus der/den Düsen der Reckstange auf den Behälter aufgebracht werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei Verwendung der Reckstange oder einer Lanze zum lokalen Kühlen des Behälters die Kühlung erst bei einem schon teilweise ausgeformten Behälter erfolgt. So kann beispielsweise die lokale Kühlung auch bei einem bereits zu 50 bzw. 70% der Zielgröße ausgeformten Behälter erfolgen. Da die Dehnung des Materials bei einem nahezu vollständig ausgeformten Behälter bis zur vollständigen Ausformung weniger groß ist als die Streckung des Materials vom Vorformling zum ausgeformten Behälter, kann bei lokaler Kühlung während des Ausformprozesses die Gefahr von Beschädigungen des Vorformlings bzw. Behälters und insbesondere die Bildung von Rissen in der Behälterwand aufgrund großer Temperaturunterschiede und Spannungen im Material, reduziert werden.Also multi-stage local cooling with the stretch rod is conceivable. Thus, at various times before and during the molding cooling medium from the / the nozzles of the stretch rod are applied to the container. It is particularly advantageous if, when using the stretch rod or a lance for local cooling of the container, the cooling takes place only in the case of an already partially formed container. Thus, for example, the local cooling can also take place in a container that is already shaped to 50 or 70% of the target size. Since the elongation of the material in a nearly completely formed container to complete formation is less than the stretching of the material from the preform to the molded container, local cooling during the molding process, the risk of damage to the preform or container and in particular the formation of Cracks in the container wall due to large temperature differences and stresses in the material can be reduced.
Gemäß
Die Ausführungsform der
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Struktur innerhalb der Düsen, wie sie beispielsweise in
Figurenbeschreibung ID 20Description of the character ID 20
Eine detailliertere Ansicht einer Ausführungsform der Düse ist rechts in
Die Lanze
Alternativ kann gemäß der Ausführungsform in
Damit das im Kopfbereich verbliebene Gas aus dem Kopfbereich entweichen kann, ist vorgesehen, dass in dem Verschlussteil
Um einen möglichst guten Abzug des im Kopfbereich verbliebenen Gases zu realisieren, kann vorgesehen sein, dass die Lanze über nur eine Düse
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lanze
In einer weiteren in den
Dazu ist in
Bevorzugt ist, wenn nach Beendigung des Füllvorgangs und vor Herausziehen der Reckstange das nicht mit Flüssigkeit angefüllte Volumen im Kopfbereich 1/10, vorzugsweise 1/20, besonders bevorzugt 1/50 des Volumens des nicht mit Flüssigkeit angefüllten Kopfbereichs bei herausgezogener Reckstange beträgt. Um diese Werte zu realisieren, kann es notwendig sein, dass die Reckstange bereits während des Befüllens zumindest teilweise aus dem Behälter herausgefahren wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Volumen der Reckstange so groß ist, dass es das Gesamtvolumen des Kopfbereichs, in dem keine Flüssigkeit vorhanden ist, wenn die Reckstange vollständig aus dem Behälter herausgezogen ist, übersteigt. Die Einfahrtiefe der Reckstange kann dabei auf einfache Weise kontrolliert werden, indem in Abhängigkeit der abgefüllten Menge und des noch verbleibenden Volumens die Einfahrtiefe der Reckstange geändert wird.It is preferred if, after completion of the filling operation and before pulling out of the stretching rod, the volume not filled with liquid in the head region is 1/10, preferably 1/20, particularly preferably 1/50 of the volume of the head region not filled with liquid when the stretching rod is pulled out. In order to realize these values, it may be necessary for the stretching rod to be at least partially removed from the container during filling. This is particularly the case when the volume of the stretch rod is so large that it exceeds the total volume of the head region where there is no liquid when the stretch rod is completely withdrawn from the container. The entry depth of the stretch rod can easily be controlled by the depth of entry of the stretch rod is changed depending on the filled quantity and the remaining volume.
Nachdem der Behälter in
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Reckstange entlang ihrer Länge an der Außenseite Öffnungen bzw. Ventile zum Auslassen von Spülgas besitzt (ähnlich den Öffnungen
Die Ausführungsform gemäß
Wird der Behälter durch eine Blasdüse mittels Druckluft oder Druckgas zum Behälter ausgeformt, so ist auch eine Ausführungsform denkbar, in der die Blasdüse zum Einbringen des Spülgases verwendet wird und das Absaugen des Spülgases bzw. des im Behälter verbliebenen Gases durch die Reckstange oder eine zusätzliche Lanze erfolgt.If the container is formed by a blow nozzle by means of compressed air or compressed gas to the container, so is an embodiment is conceivable in which the tuyere is used to introduce the purge gas and the suction of the purge gas or the gas remaining in the container through the stretch rod or an additional lance he follows.
Üblicherweise kann das verwendete Gas, wie insbesondere CO2, aus einem separaten Tank zugespeist werden, beispielsweise mit Hilfe eines Ringkanals in der Formfüllmaschine den einzelnen Formfüllstationen zugeführt werden kann. Werden mit der Formfüllmaschine Behälter mit kohlensäurehaltigen Substanzen befüllt, so kann hier bereits CO2 für die Spülung abgegriffen werden.Typically, the gas used, in particular CO 2 , can be supplied from a separate tank, for example, with the aid of an annular channel in the mold filling machine the individual mold filling stations can be supplied. If containers are filled with carbonated substances with the mold filling machine, CO 2 can already be tapped off here for the rinsing.
In einer weiteren Ausführungsform kann zum luftdichten Verschließen des Behälters auch vorgesehen sein, dass nach dem Befüllen eine semipermeable Membran auf die Öffnung des befüllten Behälters aufgebracht wird. Diese Membran kann dann beispielsweise von einer sehr dünnen Lanze mit Durchmesser von 2, bevorzugt 1, bevorzugt weniger als 1 mm durchstochen werden, um das Spülgas einzuleiten. Aufgrund der Semipermeabilität der Membran kann das im Kopfbereich des befüllten Behälters verbliebene Gas durch die Membran entweichen aber andererseits kein Gas und insbesondere keine Luft aus der Umgebung in den Kopfbereich eindringen, außer das durch die Lanze eingebrachte Spülgas. Wird in dem durch die Membran verschlossenen Kopfbereich ein geringer Überdruck des Spülgases erzeugt, kann selbst bei Herausziehen der Lanze sichergestellt werden, dass kein umgebendes Gas in den Kopfbereich durch das Loch in der Membran eindringen kann.In a further embodiment, it can also be provided for airtight sealing of the container that after filling a semipermeable membrane is applied to the opening of the filled container. This membrane can then be pierced, for example, by a very thin lance with a diameter of 2, preferably 1, preferably less than 1 mm in order to introduce the purge gas. Due to the semipermeability of the membrane, the gas remaining in the head region of the filled container can escape through the membrane but, on the other hand, no gas and in particular no air from the environment can penetrate into the head region, except for the purge gas introduced by the lance. If a slight overpressure of the flushing gas is generated in the head region closed by the membrane, it is possible to ensure that no surrounding gas can penetrate into the head region through the hole in the membrane, even when the lance is pulled out.
Figurenbeschreibung ID 21Description of the character ID 21
Das Füllventil kann einen Teil der Reckstange
Vorteilhaft ist, wenn die Reckstange
Die komplementäre Verbindung
Während in den bisherigen Ausführungsformen beschrieben wurde, dass das Füllventil von der Formfüllstation trennbar ist, kann auch vorgesehen sein, dass das Füllventil zusammen mit beispielsweise der Reckstange oder anderen Komponenten, wie beispielsweise ein Kolben zum Einleiten der abzufüllenden Flüssigkeit in das Füllventil als Form/Füllblock zusammengefasst sind. Dieser Form/Füllblock kann schnellwechselbar mit den übrigen Elementen der Formfüllstation verbunden sein, sodass nicht nur das einzelne Füllventil sondern die gesamte Anordnung aus Füllventil und Form/Füllblock von der Formfüllstation abgenommen werden kann. Die beschriebenen Ausführungsformen für die schnellwechselbaren Verbindungen können auch an dem Form/Füllblock vorgesehen sein, um diesen an der Formfüllstation zu befestigen.While it has been described in the previous embodiments that the filling valve is separable from the mold filling station, it can also be provided that the filling valve together with, for example, the stretching rod or other components, such as a piston for introducing the liquid to be filled into the filling valve as a form / Füllblock are summarized. This form / filler block can be quickly connected to the other elements of the mold filling station, so that not only the single filling valve but the entire arrangement of filling valve and form / filling block can be removed from the mold filling station. The described embodiments for the quick-change connections may also be provided on the mold / filler block to secure it to the mold filling station.
Das abgenommene Füllventil bzw. der abgenommene Form/Füllblock kann dann gereinigt oder anderen Arbeiten, wie beispielsweise Wartungsarbeiten, zugeführt werden. Ebenso können sie abhängig von bestimmten Produktionsparametern, wie beispielsweise unterschiedlichen abzufüllenden Flüssigkeiten (beispielsweise kohlensäurehaltige Flüssigkeiten oder stille Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Viskosität), ausgetauscht werden.The removed filling valve or the removed form / filler block can then be cleaned or other work, such as maintenance, supplied. Likewise, they can be replaced depending on certain production parameters, such as different liquids to be filled (for example, carbonated liquids or still liquids or liquids with different viscosity).
Insbesondere mit Hinblick auf die Reinigung des Füllventils und/oder des Form/Füllblocks kann alternativ vorgesehen sein, dass das Füllventil von der Umgebung isoliert werden kann. In diesem isolierten Zustand kann dann eine Reinigung mithilfe einer Reinigungsvorrichtung erfolgen.In particular, with regard to the cleaning of the filling valve and / or the mold / filling block may alternatively be provided that the filling valve can be isolated from the environment. In this isolated state, a cleaning can then be done using a cleaning device.
Dazu zeigt
Um das Füllventil
Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass das Reinigungsmedium nicht durch das Füllventil geleitet wird, sondern zunächst über Leitungen, die in die Kappe
Die Zuleitung von Reinigungsmedium kann beispielsweise durch separate Zuleitungen erfolgen, die mit einem Speicher für Reinigungsmedium verbunden sein können. Dieser kann auf dem Karussell angeordnet sein. Insbesondere kann jeder Formfüllstation ein separater Speicher zugeordnet sein. Diese können je nach Notwendigkeit separat gefüllt werden oder mit einem Versorgungssystem, das in der Formfüllmaschine oder außerhalb der Formfüllmaschine angeordnet sein kann, verbunden sein. Über dieses Versorgungssystem kann den Speichern Reinigungsmedium zugeleitet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Speicher außerhalb des Karussells angeordnet sind und über Zuleitungen mit den einzelnen Formfüllstationen verbunden sind. Insbesondere kann hierzu ein zentraler Drehverteiler in der Formfüllmaschine angeordnet sein, der über eine zentrale Zuleitung das Reinigungsmedium aus den außerhalb angeordneten Speichern den einzelnen Formfüllstationen zuleiten kann.The supply of cleaning medium can be done for example by separate supply lines, which can be connected to a memory for cleaning medium. This can be arranged on the carousel. In particular, each mold filling station can be assigned a separate memory. These may be filled separately as needed or connected to a supply system which may be located in the mold-filling machine or outside the mold-filling machine. About this supply system can be supplied to the storage cleaning medium. It can also be provided that one or more stores are arranged outside the carousel and are connected via supply lines to the individual mold filling stations. In particular, for this purpose, a central rotary distributor can be arranged in the mold filling machine, which can forward the cleaning medium from the stores located outside to the individual mold filling stations via a central supply line.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn während der Reinigung die Form
In
Die Zuführung von Reinigungsmedium kann analog zu der in
Alternativ zu den in
Figurenbeschreibung ID 22Figure description ID 22
Die Behandlungsstation
In dieser Ausführungsform umfasst die mechanische Spreizeinrichtung mehrere Drähte
Die Drähte
Nach dem Einführen kann dann beispielsweise die Hülse
Danach können die Drähte
Anschließend kann ein Füllrohr in die Zwischenform
Figurenbeschreibung ID 23Figure description ID 23
In
An der Lanze können ein oder mehrere Reinigungsventile angeordnet sein. Dabei kann ein Reinigungsventil am unteren, in Richtung Boden des Vorformlings zeigenden Ende der Lanze
Um sicherzustellen, dass das Reinigungsmedium vor dem Ausformen vollständig aus dem Vorformling
Hinsichtlich einer Verbesserung des Spül- und Reinigungsergebnisses ist es natürlich denkbar die Ein- und Austragsprozesse wiederholt oder in verschieden Varianten gekoppelt ablaufen zu lassen, wie beispielsweise mehrmaliges Pulsen, abwechselnd Spülen mit gleichen oder verschiedenen Fluiden und oder ein Wechsel von Fluiden und GasenWith regard to an improvement of the rinsing and cleaning results, it is of course conceivable to run the input and discharge processes repeatedly or in different variants coupled, such as multiple pulses, alternating rinsing with the same or different fluids and or a change of fluids and gases
In
In dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn der Verschluss des Vorformlings
Um den Vorformling
In
In
Der nun im Ausformen befindliche Vorformling
Um den luftdichten Verschluss zu gewährleisten, kann auch vorgesehen sein, dass die Öffnung des Vorformlings durch eine Membran versiegelt wird. Diese Membran kann semipermeabel sein, so dass beispielsweise Reinigungsmedium, wie ein Gas, aus der Membran aus dem Vorformling heraus diffundieren kann. Um den Vorformling zu reinigen, auszuformen oder zu befüllen, kann die Membran an einer Stelle durchstochen und anschließend direkt wieder versiegelt werden. Diese Versiegelung kann auch automatisch durch die Membran selbst, beispielsweise als reversibel verformbare Membran, erfolgen.To ensure the airtight seal, it may also be provided that the opening of the preform is sealed by a membrane. This membrane may be semi-permeable so that, for example, cleaning medium, such as a gas, may diffuse out of the preform out of the membrane. To clean, form or fill the preform, the membrane can be pierced at one point and then directly resealed. This sealing can also be done automatically by the membrane itself, for example as a reversibly deformable membrane.
Diese Ausführungsform ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Vorformling außerhalb der Formfüllmaschine in einer separaten Reinigungseinrichtung gereinigt wird, wie dies beispielsweise in
Figurenbeschreibung ID 24Description of the character ID 24
In
Die Vorformlinge können aus einem Ofenbereich
Die befüllten und ausgeformten Behälter können aus dem Karussell über eine entsprechende Transporteinrichtung
Um einen Behälter zu formen, wird zunächst der Vorformling in die Formfüllstation
Da in der Formfüllmaschine das Befüllen zeitgleich oder zumindest direkt nach dem Ausformen des Behälters erfolgt, kann es bei Fehlern in der Produktion zum Umherspritzen von Produkt oder zum Platzen von einzelnen Behältern in den Formfüllstationen kommen. Dementsprechend ist eine Reinigung der Formfüllstationen vorteilhaft.Since filling takes place at the same time in the mold-filling machine or at least directly after the container has been formed, product spills or bursting of individual containers in the mold-filling stations may occur in the event of production errors. Accordingly, a cleaning of the mold filling stations is advantageous.
Die Formhälften
Die Formschale
Erfindungsgemäß ist jedoch insbesondere mit Hinblick auf die Reinigung vorgesehen, dass jeder der Teile der Formen bzw. Formhälften über eine Antriebseinheit mit einem jeweils benachbarten Teil der Formhälften verbunden ist, sodass auch diese beiden Teile relativ zueinander bewegt werden können. Die separaten Antriebseinheiten sind hier nicht dargestellt. Dabei muss es sich nicht notwendigerweise um unterschiedliche Antriebseinheiten handeln. Die Formhälften können auch wie in
Während die in
Besonders bevorzugt ist es, wenn die einzelnen Teile der Formhälften in einer Reinigungsposition weiter auseinander gefahren sind, als im üblichen Betrieb, sodass die Reinigung auch der Zwischenräume der Teile der Formhälften möglich wird. Im Betrieb werden die Formhälften üblicherweise zwischen einer Ausformposition und einer Aufnahmeposition bewegt. Dabei werden sie zur Aufnahme eines Behälters in der Aufnahmeposition (und auch zum Ausgeben des Behälters nachdem dieser ausgeformt und befüllt wurde) auseinandergefahren bzw. geöffnet, wobei sie entweder um eine Drehachse gedreht und dabei gespreizt werden, oder voneinander weg bewegt werden. In dieser Stellung sind die Formhälften gerade weit genug voneinander entfernt, um einen Behälter aufzunehmen. In der Reinigungsposition kann der Abstand der Formhälften zueinander und insbesondere der Abstand der einzelnen Teile der Formhälften vorzugsweise größer sein, als in der Aufnahmeposition, um ein gutes Reinigungsergebnis zu erzielen.It is particularly preferred if the individual parts of the mold halves are moved farther apart in a cleaning position than in normal operation, so that the cleaning of the intermediate spaces of the parts of the mold halves is possible. In operation, the mold halves are usually moved between a molding position and a receiving position. They are for opening a container in the receiving position (and also for dispensing the container after it has been formed and filled) opened or opened, where they are either rotated about an axis of rotation and thereby spread, or moved away from each other. In this position, the mold halves are just far enough apart to accommodate a container. In the cleaning position, the distance between the mold halves to each other and in particular the distance of the individual parts of the mold halves may be preferably greater than in the receiving position in order to achieve a good cleaning result.
Dazu zeigt
Die Reinigungseinrichtung
Sind die Formhälften, wie in
Demgegenüber erfolgt bei einer fest an der Formfüllmaschine (nicht mit dem Karussell, wie es in
Bei der Reinigung kann grundsätzlich Medium mit hohem Druck zur Reinigung eingesetzt werden, um das Entfernen auch fester Rückstände, die beispielsweise beim Platzen eines Behälters in der Hohlform verbleiben können, sicherzustellen.During cleaning, it is generally possible to use high-pressure medium for cleaning in order to ensure the removal even of solid residues which may remain in the mold cavity, for example when a container bursts.
Abhängig vom Durchsatz der Formfüllmaschine kann auch vorgesehen sein, dass mehrstufige Reinigungsprozesse zum Einsatz kommen. So kann es abhängig von der Rotationsgeschwindigkeit realisierbar sein, dass die einzelnen Formhälften bei jedem Umlauf soweit auseinander gefahren werden, dass zumindest eine Reinigung mit unter Hochdruck eingelassenem Gas möglich ist. Dazu können entweder dieselben Düsen verwendet werden durch die auch flüssiges Reinigungsmedium geleitet wird oder es können an der Reinigungseinrichtung zusätzliche Düsen vorgesehen sein, die ein gasförmiges Medium in Richtung der Teile der Formhälften ausleiten können. Dabei kann insbesondere H2O2 (Wasserstoffperoxid) verwendet werden, da dies eine desinfizierende Wirkung besitzt.Depending on the throughput of the mold filling machine, provision may also be made for multistage cleaning processes to be used. Thus, depending on the rotational speed, it can be realized that the individual mold halves are moved apart during each revolution so far that at least cleaning with gas introduced at high pressure is possible. For this purpose either the same nozzles can be used by the liquid cleaning medium is also passed or it can be provided on the cleaning device additional nozzles which discharge a gaseous medium in the direction of the parts of the mold halves can. In particular, H2O2 (hydrogen peroxide) can be used, since this has a disinfecting effect.
Insbesondere wenn die Reinigung der Teile der Formhälften nur im Falle des Platzens eines Behälters oder anderer unvorhergesehener Verunreinigungen erfolgt, die gleichzeitig mit einem Stillstand oder Wartungsarbeiten der Formfüllmaschine einhergehen, können auch Reinigungsmedien mit Schaumentwicklung zum Einsatz kommen, um eine gründliche Reinigung zu gewährleisten. Werden die Formhälften auch während des Betriebs zumindest grob gereinigt, können neben gasförmigen Reinigungsmedien auch Sprühnebel verwendet werden, die beispielsweise peressigsäurehaltig sind.In particular, when the cleaning of the parts of the mold halves occurs only in the event of a container bursting or other unforeseen contaminants accompanying a standstill or maintenance of the mold filling machine, foaming cleaning media may also be used to ensure thorough cleaning. If the mold halves are at least roughly cleaned during operation, in addition to gaseous cleaning media, it is also possible to use sprays which are, for example, peracetic acid-containing.
Da die Hohlformen jedoch im Betrieb nicht mit Flüssigkeit benetzt werden sollten, um ein fehlerhaftes Ausformen der Behälter zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass die Hohlformen während des Betriebs zumindest grob mit einem gasförmigen Reinigungsmedium gereinigt werden wohingegen die übrigen Teile der Formhälften auch während des Betriebs mit Sprühnebel oder flüssigen Reinigungsmedien behandelt werden können.However, since the molds should not be wetted with liquid in operation in order to prevent incorrect molding of the container, it can be provided that the molds are cleaned during operation at least roughly with a gaseous cleaning medium, whereas the remaining parts of the mold halves also during operation can be treated with spray or liquid cleaning media.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch vorgesehen sein, dass an einer Reckstange, die für das Verstrecken des Vorformlings verwendet wird, Düsen angeordnet sind, die ebenfalls ein gasförmiges oder flüssiges Reinigungsmedium auf die Innenseite der Hohlform auftragen können.Alternatively or additionally, provision may also be made for nozzles to be arranged on a stretching rod which is used for drawing the preform, said nozzles also being able to apply a gaseous or liquid cleaning medium to the inside of the hollow mold.
Während in den obigen Ausführungsformen die Reinigungseinrichtung entweder mit der Formfüllstation mit bewegt wurde (also beispielsweise für jede Formfüllstation eine separate Reinigungseinrichtung vorgesehen war) oder eine mit der Formfüllmaschine fest verbundene Reinigungseinrichtung vorgesehen war, kann auch vorgesehen sein, entweder die komplette Formfüllstation oder zumindest die Form, umfassend die beiden Formhälften, aus der Formfüllmaschine herauszufahren und in eine Reinigungseinrichtung, die neben der Formfüllmaschine angeordnet, zu überführen.While in the above embodiments the cleaning device was either moved with the mold filling station (ie a separate cleaning device was provided for each mold filling station) or a cleaning device fixedly connected to the mold filling machine, it is also possible to provide either the complete mold filling station or at least the mold comprising the two mold halves, to be moved out of the mold filling machine and into a cleaning device, which arranged next to the mold filling machine to transfer.
Eine besonders vorteilhaft Ausführungsform wäre hier das Ausbilden einer Reinigungseinrichtung als Karussell, das zur Aufnahme der Formen geeignet ist, sodass die einzelnen Formen während eines Umlauf um diese Reinigungseinrichtung gereinigt werden und anschließend an die passende Stelle in der Formfüllstation zurückgegeben werden können. Zu diesem Zweck müssen die Antriebseinrichtungen der Formen von diesen lösbar sein und ebenso müssen die einzelnen Führungen die Form freigeben können. Vorteilhaft ist hier auch, wenn der Formfüllmaschine und der Reinigungseinrichtung insgesamt mehr Formen zugeordnet sind, als Formfüllstationen an der Formfüllmaschine angeordnet sind. So können die Formen der Formfüllstationen nach dem Ausformen und Befüllen eines Behälters der Reinigungseinrichtung zugeführt werden und eine gereinigte Form aus der Reinigungseinrichtung dem Karussell zugeführt werden. Damit kann eine kontinuierliche Reinigung der Formhälften realisiert werden.A particularly advantageous embodiment here would be the formation of a cleaning device as a carousel, which is suitable for receiving the molds, so that the individual molds can be cleaned during a cycle around this cleaning device and then returned to the appropriate location in the mold filling station. For this purpose, the drive means of the forms of these must be solvable and also the individual guides must be able to release the mold. It is also advantageous here if the mold-filling machine and the cleaning device are altogether associated with more molds than mold-filling stations are arranged on the mold-filling machine. Thus, after the molding and filling of a container, the molds of the mold filling stations can be supplied to the cleaning device and a cleaned mold can be supplied from the cleaning device to the carousel. Thus, a continuous cleaning of the mold halves can be realized.
Besonders vorteilhaft ist es hier, wenn die Formen in einer ersten Ebene aus der Formfüllmaschine an die Reinigungseinrichtung übergeben werden und in einer zweiten, zur ersten Ebene parallelen aber entlang der Rotationsachse des Karussells versetzten Ebene von der Reinigungseinrichtung an die Formfüllmaschine übergeben werden. So kann zeitgleich eine Form von der Formfüllmaschine bzw. dem Karussell an die Reinigungseinrichtung und eine Form von der Reinigungseinrichtung an die Formfüllmaschine übergeben werden. So kann ein Reinigungs- und Arbeitskreislauf während des Betriebs der Formfüllmaschine realisiert werden und sichergestellt werden, dass jede Formfüllstation stets einen Behälter in eine saubere Form aufnehmen kann.It is particularly advantageous here if the molds are transferred from the mold-filling machine to the cleaning device in a first plane and transferred from the cleaning device to the mold-filling machine in a second plane parallel to the first plane but offset along the rotational axis of the carousel. Thus, at the same time a mold can be transferred from the mold filling machine or the carousel to the cleaning device and a mold from the cleaning device to the mold filling machine. Thus, a cleaning and working cycle can be realized during operation of the mold filling machine and ensure that each mold filling station can always accommodate a container in a clean form.
Figurenbeschreibung ID 25Figure description ID 25
Eine Formfüllmaschine mit einem Ventilblock mit Absperrventilen, die Kammern absperren und öffnen können, aus denen ein Blasgas beziehungsweise ein Produkt in einen Düsenkanal des Ventilblocks über die Absperrventile gelangen können, ist in
Die einzelnen Blasgaskanäle enden in eine erste Kammer
Bei geöffnetem Absperrventil
Durch Vorsehen des Absperrventils
Die Blasgaskanäle
Auch hier kann wie in der in
In den in den
In
Da die Enden der Blasgaskanäle
In dem in
In den oben mit Bezug auf die
Einzelne Merkmale der anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsform lassen sich untereinander geeignet kombinieren.Individual features of the embodiment described with reference to the figures can be suitably combined with each other.
Figurenbeschreibung ID 26Description of the character ID 26
Ein Beispiel dafür, wie das erfindungsgemäße CO2-Recycling in einer Behandlungsstation einer Formfüllmaschine mit einem Ventilblock
In der Behandlungsstation erfolgt ein Blasformen von Vorformlingen. Das zum Blasformen verwendete CO2 wird in dem gezeigten Beispiel von einem Kompressor
Die
Ein Vorblasen eines Vorformlings kann bei 2 bis 20 bar erfolgen. Das entsprechend unter Druck gesetzte CO2 wird von einem durch einen CO2-Tank
Der teilweise oder vollständig hergestellte Kunststoffbehälter
In der in
Figurenbeschreibung ID 27Description of the character ID 27
Figurenbeschreibung ID 28Description of the character ID 28
Der Ventilkopf
In der
Damit die einzelnen Produktanteile
Alternativ ist mit der in
Der Kanal
In der
Zu sehen ist, dass die Absperreinrichtung
Ferner ist zu sehen, dass beim Befüllen der partikelartigen Produktanteile
Die zuvor in den
Zunächst wird der Vorformling
First, the preform
Mit der Formfüllmaschine
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt und in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.It is understood that features mentioned in the embodiments described above are not limited to these specific combinations and are possible in any other combinations.
Figurenbeschreibung ID 29Figure description ID 29
Die
Ferner weist der Ventilkopf
Vor dem Abfüllen wird die Reckstange
Before filling, the stretching rod becomes
Beim anschließenden Abfüllen wird das Produkt
Folglich kann über eine Messeinrichtung
In der
Die Sonde
Die in der
Ebenso ist denkbar, dass die Reckstange
In der
Zu sehen ist, dass die Wägezellen
Die Messeinrichtung
Nach dem Einbringen des Vorformlings
After the introduction of the preform
Beim Befüllen wird kontinuierlich die Änderung zum Ausgangsgewicht erfasst und ebenfalls an die Maschinensteuerung weitergeleitet. Die abgefüllte Menge des Produkts
In der
Zu sehen ist, dass der Produktstrom aus der Zuleitung
Die Messeinrichtung
Ein hier nicht dargestelltes Ventil im Füllorgan
A not shown here valve in the filling
In der
Zu sehen ist, dass am Ventilkopf
Die Position des Dosierkolbens
Die Vordosagemenge lässt sich aus den Endstellungen beim Verfahren des Dosierkolbens
Die Messeinrichtung
Zunächst befindet sich der Dosierkolben
First, there is the
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt und in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.It is understood that features mentioned in the embodiments described above are not limited to these specific combinations and are possible in any other combinations.
Figurenbeschreibung ID 30Figure description ID 30
Da das Umformen und Füllen der Behälter
In den
In the
Die Behälteraufnahme
Der Saugnapf
Darüber hinaus weist der Saugnapf
Das Transportsystem
In der
In the
Wie in der
Der Saugnapf
In den
Das Transportsystem
Zum Aufnehmen des Behälters
To pick up the container
Dagegen wird an der Abgabeposition in
Durch den angepassten Saugnapf
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt und in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.It is understood that features mentioned in the embodiments described above are not limited to these specific combinations and are possible in any other combinations.
Figurenbeschreibung ID 31Figure description ID 31
Die in den
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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Representative=s name: GRUENECKER PATENT- UND RECHTSANWAELTE PARTG MB, DE |
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R082 | Change of representative |
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R016 | Response to examination communication |