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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bodenausformung heißabgefüllter Behälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Produktionsanlage zur Heißabfüllung von Behältern.
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Die Heißabfüllung von Getränken oder dergleichen in Behälter erfolgt üblicherweise bei Produkttemperaturen von 70 bis 95°C. Beim Abkühlen der gefüllten und verschlossenen Behälter entsteht in diesen aufgrund des im Kopfraum der Behälter vorhandenen Luftvolumens ein Unterdruck. Insbesondere dünnwandige Kunststoffbehälter verformen sich dadurch nach innen.
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Für eine kontrollierte Verformung von Kunststoffbehältern können bekanntermaßen Vakuumausgleichsflächen, sogenannte Panels, in die Seitenwand der Behälter integriert werden. Derartige Ausgleichsflächen können aus gestalterischen Gründen unerwünscht sein und/oder eine Etikettierung der Seitenwände behindern. Daher wurden sogenannte Panelless-Flaschen vorgeschlagen, die keinerlei Vakuumausgleichsflächen auf ihren Seitenwänden aufweisen.
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Diesbezüglich beschreibt die
WO 2010/129402 A1 eine Panelless-Flasche mit einer Bodenmembran, die allein durch dem beim Abkühlen entstehenden Unterdruck nach innen in eine endgültige Sollposition gezogen wird. Allerdings weisen Membranen oder dergleichen dünnwandige Bodenbereiche im Gebrauch meist nicht die gewünschte Formstabilität und/oder mechanische Widerstandskraft auf.
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Alternativ schlägt die
WO 2013/139874 A1 vor, den Boden einer Panelless-Flasche mit Hilfe eines Stempels mechanisch nach innen zu drücken, während die Flasche zwischen einem Drehteller und einer Zentrierglocke eingespannt ist. Diese Bodenausformung, auch Bodenaktivierung genannt, erfordert jedoch einen komplizierten Hubmechanismus im Drehteller. Außerdem erfolgt die Bodenausformung dann im Bereich einer Etikettiermaschine oder dergleichen, also zu einem vergleichsweise späten Zeitpunkt, nach weitgehendem Abkühlen der Behälter. Zwischenzeitlich können sich die Behälter jedoch bereits unerwünscht verformt haben.
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Auch erfolgt die Handhabung der Behälter bis zur Bodenausformung im nichtaktiviertem Zustand des Bodens. Dies erschwert einen zuverlässigen Transport beispielsweise aufrechtstehender Behälter und/oder erfordert entsprechend angepasste Transportmittel.
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Es wäre daher wünschenswert, den Boden von Panelless-Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem möglichst geringen apparativen Aufwand und/oder möglichst frühzeitig nach dem Füllen und Verschließen im Sinn einer kompensatorischen Bodenaktivierung auszuformen.
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Die gestellte Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Demnach dient dieses zur Bodenausformung heißabgefüllter Behälter, wie beispielsweise Flaschen. Die Behälter bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Die Böden der heißabgefüllten Behälter werden insbesondere beim Abkühlen von einem nach außen gestülpten Zustand nach innen gedrückt. Erfindungsgemäß werden die Böden durch wenigstens einen Fluidstrahl und/oder eine Fluiddruckwelle nach innen gedrückt. Die Böden der Behälter werden dabei von einem sogenannten inaktivierten Zustand in einen sogenannten aktivierten Zustand versetzt.
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Die Bodenaktivierung erfolgt erfindungsgemäß fluidinduziert ohne einen die Böden nach innen drückenden Körper, wie beispielsweise einen Stempel, eine Negativform des Bodens oder dergleichen. Der Fluidstrahl und/oder die Fluiddruckwelle können prinzipiell unabhängig von der Orientierung der Behälter auf die Böden der Behälter gerichtet werden, beispielsweise bei aufrechtstehender Orientierung, liegender Orientierung oder auf dem Kopf stehender Orientierung der Behälter.
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Der nach außen gestülpte Zustand der Böden wird beispielsweise beim Streckblasen der Behälter hergestellt. Der nach außen gestülpte Zustand ist vorzugsweise ein quasi-stabiler Zustand, der sich beim Handhaben der leeren Behälter, beim Füllen der Behälter und beim Verschließen der Behälter nicht ändert. Erst durch gezieltes Einwirken eines Fluiddrucks von außen auf den Boden wechselt dieser in einen nach innen gestülpten Zustand.
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Vorzugsweise werden die Böden durch einen Wasserstrahl, insbesondere einen Kühlwasserstrahl, nach innen gedrückt. Dadurch können die Böden bei einem unmittelbar an das Verschließen der Behälter anschließenden Produktionsschritt nach innen gedrückt werden, insbesondere bei der Halssterilisation, oder beispielsweise beim Rückkühlen der Behälter. Insbesondere mit einem Kühlwasserstrahl lassen sich gleichzeitig eine gewünschte Kühlwirkung und die Aktivierung des Behälterbodens bewirken.
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Vorzugsweise werden die Böden durch einen Druckluftstrahl nach innen gedrückt. Druckluftstrahlen lassen sich flexibel in unterschiedlichen Bereichen von Abfüllanlagen auf die Behälter richten, beispielsweise beim Transfer oder Transport der Behälter zwischen einzelnen Behandlungsstationen. Ein Druckluftstrahl wäre beispielsweise im Bereich einer Halssterilisation der Behälter vorteilhaft einsetzbar.
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Vorzugsweise werden die Böden durch eine Stoßwelle nach innen gedrückt. Beispielsweise können derartige Fluiddruckwellen durch Wasser und eine an die Böden angelegte flexible Membran aus Gummi oder dergleichen auf den Behälterboden übertragen werden. Geeignete Stoßwellengeneratoren arbeiten beispielsweise nach dem Prinzip eines Lithotripters.
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Vorzugsweise werden der Fluidstrahl und/oder die Fluiddruckwelle bei liegender Orientierung und insbesondere während des Transports der Behälter auf die Böden gerichtet. Die Böden lassen sich dann insbesondere im Bereich einer Halssterilisation auf einfache Weise nach innen drücken. Die Aktivierung der Böden erfolgt dann unmittelbar nach dem Verschließen der Behälter. Somit sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass es bei einem Transport der Behälter mit inaktivierten Böden zu Problemen kommt, und/oder dass sich die Behälter dauerhaft in unerwünschter Weise an ihren Seitenwänden verformen.
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Vorzugsweise werden der Fluidstrahl und/oder die Fluiddruckwelle bei aufrecht stehender Orientierung und insbesondere während des Transports der Behälter auf die Böden gerichtet. Die Behälter lassen sich dann hängend oder auf einem längs geteilten Förderband stehend von unten mit wenigstens einem Fluidstrahl und/oder wenigstens einer Fluiddruckwelle beaufschlagen. Ein hängender oder stehender Transport der Behälter ist beispielsweise im Bereich eines Behälterrückkühlers praktikabel.
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Vorzugsweise werden die Behälter beim Einwirken des Fluidstrahls und/oder der Fluiddruckwelle von oben durch ein axiales und somit in Längsrichtung des Behälters wirkendes Gegenlager fixiert. Dadurch lässt sich ein Abheben der Behälter von einem Förderband oder dergleichen während des Einwirkens des Fluidstrahls und/oder der Fluiddruckwelle, und insbesondere ein Umfallen der Behälter, vermeiden.
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Vorzugsweise werden der Fluidstrahl und/oder die Fluiddruckwelle bei kopfüber transportierten Behältern auf die Böden gerichtet. Dadurch wirkt dem Fluidstrahl und/oder der Fluiddruckwelle keinerlei Flüssigkeitsdruck von oben entgegen. Eine Zuführung des Fluidstrahls und/oder der Fluiddruckwelle von oben ist sowohl platzsparend als bei der Wartung vorteilhaft.
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Vorzugsweise werden der Fluidstrahl und/oder die Fluiddruckwelle im Bereich eines Halssterilisators auf die Böden gerichtet. Die Aktivierung der Böden erfolgt dann besonders frühzeitig, im Wesentlichen unmittelbar nach dem Verschließen der Behälter. Potentielle Komplikationen aufgrund von Transportfehlern bei inaktivierten Böden lassen sich dadurch ebenso minimieren wie die Gefahr eines dauerhaften unkontrollierten Verformens der Behälter.
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Vorzugsweise werden der Fluidstrahl und/oder die Fluiddruckwelle im Bereich eines Behälterrückkühlers auf die Böden gerichtet. Insbesondere bei Verwendung von wenigstens einem Wasserstrahl können gleichzeitig Kühlung des gefüllten Behälters und eine Aktivierung des Behälterbodens erzielt werden. Außerdem lässt sich ein Fluidstrahl im Bereich eines Behälterrückkühlers mit besonders geringem apparativen Aufwand erzeugen.
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Vorzugsweise sind die Behälter Panelless-Flaschen aus Kunststoff. Derartige Flaschen lassen sich dann mit besonders dünnen Seitenwänden ausbilden und/oder auf flexible Weise etikettieren und/oder bedrucken. Dadurch kann sowohl Kunststoffmaterial eingespart werden als auch die gestalterische Freiheit hinsichtlich möglicher Behälterformen und Etiketten erweitert werden.
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Vorzugsweise bewirkt die Bodenausformung eine Volumenverkleinerung des Behälters und kompensiert dadurch einen durch Abkühlen der heißabgefüllten und verschlossenen Behälter induzierten Unterdruck in den Behältern zu wenigstens 50%, insbesondere zu wenigstens 75%. Eine unerwünschte Verformung der Behälterseitenwände lässt sich dadurch vermeiden.
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Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit einer Produktionsanlage nach Anspruch 13 gelöst. Demnach dient diese zur Heißabfüllung von Behältern und umfasst einen Füller sowie stromabwärts des Füllers angeordnete Behandlungsmaschinen und Transportstrecken für die Behälter. Im Bereich wenigstens einer der Behandlungsmaschinen und/oder Transportstrecken ist eine Druckfluidquelle für wenigstens einen Fluidstrahl und/oder eine Fluiddruckwelle zum Durchführen des Verfahrens nach wenigstens einer der vorstehenden Ausführungsformen angeordnet.
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Somit lassen sich die Böden der Behälter auf flexible Weise an geeigneten Stellen der Produktionsanlage und auf schonende Weise aktivieren. Ferner kann der Ort der Bodenaktivierung an die Erfordernisse des Behältertransports angepasst werden. Darunter ist zu verstehen, dass sich eine unerwünschte Einschränkung oder Verschlechterung des Behältertransports aufgrund noch inaktivierter Böden gezielt vermeiden lässt, sowohl in aufrechtstehender Orientierung der Behälter als auch in liegender Orientierung oder kopfüber.
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Vorzugsweise ist die Druckfluidquelle für den wenigstens einen Fluidstrahl und/oder die wenigstens eine Fluiddruckwelle im Bereich eines Halssterilisators und/oder im Bereich eines Behälterrückkühlers angeordnet. Die Aktivierung der Böden lässt sich dann bei vergleichsweise hoher Temperatur, insbesondere vor einer weitgehenden oder endgültigen Abkühlung der Behälter durchführen. Die Böden sind bei erhöhter Temperatur des Kunststoffs flexibler und können mit geringerem Fluiddruck aktiviert werden. Ferner lässt sich eine dauerhafte unkontrollierte Verformung der Behälter, insbesondere in ihrem Seitenwandbereich, vermeiden, indem die Aktivierung der Böden möglichst frühzeitig nach dem Verschließen der Behälter erfolgt.
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Außerdem können Fluide im Bereich von Halssterilisatoren und/oder Behälterrückkühlern besonders einfach angewendet werden. Beispielsweise lassen sich Wasserstrahlen im Bereich des Behälterrückkühlers unproblematisch auf die Behälter richten und das abgestrahlte Wasser wieder auffangen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1A, 1B eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Bodenausformung;
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2 eine schematische Darstellung einer Produktionsanlage für die Heißabfüllung von Behältern;
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3 eine alternative Ausführungsform zur Bodenausformung liegender Behälter;
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4 eine alternative Ausführungsform zur Bodenausformung kopfüber transportierter Behälter.
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Wie die 1A und 1B erkennen lassen, kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Bodenausformung heißabgefüllter Behälter 1 beispielsweise in einer aufrechten Orientierung 2 und insbesondere während des Transports der Behälter 1 erfolgen. Zu diesem Zweck wird der Boden 3 des Behälters 1 von unten her mit einem Fluidstrahl 4 aus einer Druckfluidquelle 5 beaufschlagt. Der Fluidstrahl 4 kann beispielsweise ein Wasserstrahl sein, der mittels einer Düse 5a der Druckfluidquelle 5 auf den Boden 3 des Behälters 1 gerichtet wird. Vom Boden 3 zurückprallendes Wasser kann mit einer Auffangwanne 5b, die vorzugsweise auch als Spritzwasserschutz ausgebildet ist, oder dergleichen Auffangeinrichtung aufgefangen werden.
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In der 1A ist der Boden 3 in einem nach außen gestülpten äußeren Zustand 6 vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die 1B zeigt den Boden 3 in einem demgegenüber nach innen gedrückten und insbesondere fertig ausgeformten inneren Zustand 7 nach der Durchführung des Verfahrens. Der äußere Zustand 6 kann auch als inaktivierter Zustand des Bodens 3 bezeichnet werden, der innere und insbesondere fertig ausgeformte Zustand 7 auch als aktivierter Zustand. Die vollständige Aktivierung des Bodens 3 ist prinzipiell auch in mehreren Teilschritten und/oder in unterschiedlichen Anlagenbereichen möglich.
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Der äußere Zustand 6 kann als quasi-stabiler Zustand bezeichnet werden, der ohne gezielte Aktivierung des Bodens 3, also ohne Einwirken eines äußeren Überdrucks auf den Boden 3, sowohl bei der Handhabung der leeren Behälter 1 als auch beim Füllen und Verschließen der Behälter 1 formstabil ist. Der fertig ausgeformte Boden 3 hat eine für den späteren Gebrauch bestimmte endgültige Form.
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Wie die 1A schematisch andeutet, erfolgt der Wechsel zwischen dem äußeren Zustand 6 und inneren Zustand 7 des Bodens 3, indem ein insbesondere zentraler Abschnitt 3a des Bodens 3 aus einer quasi-stabilen äußeren Stellung nach innen gedrückt wird. Es kann ausreichend sein, dass der Fluidstrahl 4 den Boden 3 nur bis in eine labile Zwischenstellung 8 nach innen drückt und der Boden 3 ausgehend von der Zwischenstellung 8 selbsttätig in den inneren Zustand 7 übergeht, siehe die 1B. Möglich ist beispielsweise ein elastisches Überdrücken des zentralen Abschnitts 3a über einen an der Zwischenstellung 8 vorhandenen Totpunkt hinaus, mit der Folge eines nachfolgend selbsttätigen Einstülpens des Abschnitts 3a bis in den inneren Zustand 7.
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Der Behälter 1 hat vor der Heißabfüllung ein Volumen V1 und nach der Bodenausformung ein Volumen V2. Die kompensatorische Volumenverkleinerung ∆V = V1 – V2 zum Ausgleich eines Unterdrucks im verschlossenen Behälter 1 wird durch den Wechsel vom äußeren Zustand 6 in den inneren Zustand 7 erzeugt.
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Im verschlossenen Behälter 1 ist ein heiß abgefülltes flüssiges Produkt 9 vorhanden. Vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist über dem Produkt 9 ein Teilvolumen V3 des Behälters 1 mit insbesondere noch heißer Luft 10 gefüllt. Nach Durchführung des Verfahrens verbleibt über dem Produkt 9 ein demgegenüber kleineres Teilvolumen V4 mit Luft 10. Durch die kompensatorische Volumenverkleinerung ∆V wird hierbei ein durch die Abkühlung der Luft 10 über dem Produkt 9 verursachter Druckabfall ausgeglichen. Hierbei kann die Volumenänderung des Produkts 9 beim Abkühlen näherungsweise vernachlässigt werden.
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In der 1A wird der Fluidstrahl 4 während eines bodenfreien Transports der Behälter 1 auf die Böden 3 gerichtet. Die Behälter 1 werden zu diesem Zweck von einem Transportmittel 11 in einer Transportrichtung 11a bewegt und hängen hierbei bodenfrei in Halterungen 12, die gleichzeitig als oberes axiales Widerlager beim Einwirken des Fluidstrahls 4 dienen. Die Halterungen 12 greifen die Behälter 1 beispielsweise am Halsbereich 1b.
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Wie die 1B verdeutlicht, können die Behälter 1 alternativ auf einem Transportmittel 13 stehen, das beispielsweise zwei in einer Transportrichtung 13a laufende Förderbänder 13b umfasst. Der Fluidstrahl 4 kann dann zwischen den beiden Förderbändern 13b hindurch auf die Böden 3 gerichtet werden.
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Vorzugsweise wird die axiale Bewegungsfreiheit der Behälter 1 durch ein separates axiales Gegenlager 14 nach oben hin begrenzt, um ein übermäßiges Abheben der Behälter 1 vom Transportmittel 13 oder gar ein Umfallen der Behälter 1 zu vermeiden. Das Gegenlager 14 könnte beispielsweise eine stationäre Gleitschiene sein oder ein aktiv oder auch passiv mit den Behältern 1 mitlaufendes Band oder dergleichen. Ebenso können seitliche stationäre Führungsschienen 15 oder seitlich mitlaufende Bänder vorhanden sein.
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Der Fluidstrahl 4 kann von wenigstens einer stationären Druckfluidquelle 5 taktweise abgegeben werden, wenn der Boden 3 durch den Arbeitsbereich der Druckfluidquelle 5 hindurch läuft. Es können auch mehrere Druckfluidquellen 5 in Transportrichtung 11a, 13a hintereinander liegend vorhanden sein, um den Übergang zwischen dem äußeren Zustand 6 und dem inneren Zustand 7 stufenweise und/oder an mehreren Behälter 1 gleichzeitig zu bewirken.
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Bei der Bodenausformung könnte die Druckfluidquelle 5 über einen vorgegebenen Transportabschnitt in Transportrichtung 11a, 13a mit den Behältern 1 mit laufen oder auch mehrere Druckfluidquellen 5 mit je einem Behälter 1. Dadurch lässt sich die Einwirkzeit des Fluidstrahls 4 erhöhen und/oder dieser selektiv auf den zu aktivierenden Abschnitt 3a des Bodens 3 richten. Die wenigstens eine Druckfluidquelle 5 könnte zu diesem Zweck beispielsweise in und entgegen der Transportrichtung 11a, 13a oszillieren.
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Der Fluidstrahl 4 kann ein Wasserstrahl sein, ein Druckluftstrahl oder ein anderer Gasstrahl. Wasserstrahlen haben gegenüber Druckluftstrahlen den Vorteil einer geringeren Geräuschentwicklung und einer besseren Kühlwirkung. Geeignete Auffangeinrichtungen für das abgegebene Wasser sind beispielsweise Auffangwannen 5b oder dergleichen im Bereich von Behälterrückkühlern und Halssterilisatoren.
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Die 2 zeigt schematisch eine Produktionsanlage 20 zur Heißabfüllung der Behälter 1. Demnach werden die Behälter 1 in einem Füller 21 mit dem heißen Produkt 9 gefüllt und mittels einer Transportstrecke 22, die beispielsweise wenigstens einen Transferstern und/oder Linearförderer umfasst, an einen Verschließer 23 übergeben.
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Die darin verschlossenen Behälter 1 werden mittels einer Transportstrecke 24, die beispielsweise wenigstens einen Transferstern und/oder Linearförderer umfasst, an einen Halssterilisator 25 übergeben. In diesem werden die Behälter 1 auf an sich bekannte Weise in eine liegende Orientierung gebracht oder kopfüber transportiert, um den Halsbereich 1b der Behälter 1 mit dem noch heißen Produkt 9 zu sterilisieren.
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Im Anschluss daran werden die derart behandelten Behälter 1 mittels einer weiteren Transportstrecke 24 einem Behälterrückkühler 26 zugeführt, in dem die Behälter 1 auf eine für die weitere Verarbeitung geeignete Temperatur, beispielsweise auf Raumtemperatur, abgekühlt werden.
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Die abgekühlten Behälter 1 können schließlich mit Hilfe einer weiteren Transportstrecke 24 an eine Etikettiermaschine 27 oder dergleichen zur Verarbeitung übergeben werden.
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Im Bereich des Halssterilisators 25 kann der Fluidstrahl 4 sowohl aus Kühlwasser bestehen als auch aus geeignet temperiertem Wasser, um den Prozess der Halssterilisierung nicht zu behindern. Ebenso denkbar ist ein Fluidstrahl 4 bestehend aus Druckluft.
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Auch im Bereich der Transportstrecken 24 stromabwärts des Verschließers 23 könnte wenigstens ein Fluidstrahl 4 zur Durchführung des Verfahrens auf die Behälter 1 gerichtet werden, beispielsweise in Form von temperierten Wasser, Kühlwasser oder Druckluft.
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Im Bereich des Behälterrückkühlers 26 wird der Fluidstrahl 4 vorzugsweise in Form von Kühlwasser bereitgestellt. Auf diese Weise lassen sich sowohl die Böden 3 kompensatorisch ausformen als auch die Rückkühlung der Behälter 1 auf wirtschaftliche Weise durchführen. Aufgrund der für die Rückkühlung der Behälter 1 erforderlichen Auffangwannen für Wasser oder dergleichen entsteht durch die Anwendung des Fluidstrahls 4 nur wenig apparativer Aufwand.
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Transportstrecken 24, der Halssterilisator 25 und/oder der Behälterrückkühler 26 sind zur Durchführung des Verfahrens vorzugsweise in einem Gehäuse gekapselt und/oder mit Auffangwannen 5b oder dergleichen ausgestattet, beispielsweise zur Schalldämmung und/oder für einen Spritzwasserschutz.
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Wie die 3 und 4 verdeutlichen, kann die Halssterilisierung der Behälter 1 in einer liegenden Orientierung 31 der Behälter 1 oder kopfüber erfolgen. Unter kopfüber ist zu verstehen, dass der Mündungsbereich der Behälter 1 entweder senkrecht nach unten weist oder eine schräg nach unten weisenden Orientierung 32 aufweist, wie beispielhaft in der 4 dargestellt ist. Der Transport und die Rückkühlung der Behälter 1 ist prinzipiell in beliebiger Orientierung 2, 31 und/oder 32 möglich.
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Die 3 verdeutlicht schematisch den Transport der Behälter 1 im Bereich des Halssterilisators 25. Der Behälter 1 liegt zu diesem Zweck auf einem Förderband 33 und wird axial von einem seitlichen Gegenlager 34 stabilisiert. Das Gegenlager 34 könnte sowohl eine stationäre Gleitplatte sein als auch ein in Transportrichtung 33a mitlaufendes Band oder dergleichen.
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Alternativ zum Fluidstrahl 4 kann eine Fluiddruckwelle 35 mit Hilfe eines Stoßwellengenerators 36 auf den Boden 3 gerichtet werden. Der Stoßwellengenerator 36 kann beispielsweise in Anlehnung an einen Lithotripter ausgebildet sein und die Fluiddruckwelle 35 durch ein Wasserreservoir 37 und eine flexible Membran 38 auf den Boden 3 richten.
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Die 4 verdeutlicht ferner einen während der Durchführung des Verfahrens in einer Orientierung 32 kopfüber schräg stehenden Behälter 1. Der Fluidstrahl 4 ist im Beispiel der 4 alternativ als Druckluftstrahl schematisch angedeutet. Der Druckluftstrahl wird beispielsweise aus einer Düse 5a abgegeben, die sowohl stationär ausgebildet sein kann, beispielsweise als eine entlang einer Transportrichtung 39a verlaufende Schlitzdüse, oder über einen Transportabschnitt mit den Behältern 1 mitlaufen kann. Schematisch angedeutet sind ferner Transportmittel 39, die den Behälter 1 in der Transportrichtung 39a bewegen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bodenausformung wird vorzugsweise vor und/oder während einer aktiven Rückkühlung der verschlossenen Behälter 1 durchgeführt. Ein Transport der Behälter 1 ist dann frühzeitig im inneren Zustand 7 und insbesondere mit fertig ausgeformten Böden 3 möglich. Dadurch lassen sich Transportprobleme reduzieren, die ansonsten aufgrund einer zwischenzeitlichen Verformung der Behälter 1 auftreten könnten. Außerdem weist der Boden 3 im heißen Zustand eine geringere Steifigkeit auf, so dass zur Durchführung des Verfahrens geringere Fluiddrücke notwendig sind als bei fertig rückgekühltem Behälter 1.
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Prinzipiell wäre eine Bodenausformung mittels Druckfluid 4 jedoch auch nach der Behälterrückkühlung denkbar, beispielsweise im Bereich der Etikettiermaschine 27.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann wie folgt gearbeitet werden:
Die Behälter 1 werden vorzugsweise von einer Streckblasmaschine (nicht dargestellt) als kontinuierlicher Produktstrom bereit gestellt und sind vorzugsweise sogenannte Panelless-Behälter beziehungsweise Panelless-Flaschen. Das heißt, die Behälter 1 weisen dann keine für den Unterdruckausgleich vorgesehenen Ausgleichsflächen auf ihren Seitenwänden auf.
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Die Behälter 1 werden dem Füller 21 vorzugsweise mit einem Luftförderer oder dergleichen als kontinuierlicher Produktstrom zugeführt. Die Behälter 1 werden im Füller 21 mit dem Produkt 9 heiß bei einer Produkttemperatur von vorzugsweise wenigstens 85°C, insbesondere von 85 bis 92°C, gefüllt.
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Die anschließend verschlossenen Behälter 1 werden im Wesentlichen mit der Abfülltemperatur des Produkts 9 in den Bereich des Halssterilisators 25 transportiert. Dort werden die Behälter 1 vorzugsweise in eine liegende Orientierung 31 gebracht oder kopfüber gestellt, um den Halsbereich 1b der Behälter mit dem noch heißen Produkt 9 zu sterilisieren.
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Der Transport durch den Halssterilisator 25 kann entweder mit gleichbleibender Transportgeschwindigkeit oder taktweise erfolgen. Beispielsweise wäre es denkbar, einen Fluidstrahl 4 und/oder eine Fluiddruckwelle 35 im Bereich des Halssterilisators 25 bei ruhendem Behälter 1 auf den Boden 3 zu richten und den Behälter 1 davor und/oder danach mit einer gegenüber einer mittleren Transportgeschwindigkeit der Transportstrecken 24 erhöhten Transportgeschwindigkeit zu transportieren. Dadurch wird das Beaufschlagen der Böden 3 mit den Fluidstrahl 4 und/oder mit einer Fluiddruckwelle 35 vereinfacht. Es wäre aber auch denkbar, wenigstens eine Druckfluidquelle 5 und/oder einen Stoßwellengenerator 36 oder dergleichen Druckwellengenerator über einen Transportabschnitt mit den Behältern 1 mit zu bewegen und den Fluidstrahl 4 und/oder die Fluiddruckwelle 35 dabei auf die Böden 3 zu richten.
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Nach erfolgter Halssterilisation der Behälter 1 werden diese an den Behälterrückkühler 26 weitergeleitet. Hierbei können die Behälter 1 wieder in eine aufrechte Orientierung 2 gebracht werden. Alternativ oder ergänzend zu einer Bodenausformung im Halssterilisator 25 kann eine Bodenausformung im Behälterrückkühler 26 durchgeführt werden.
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Zu diesem Zweck wird beispielsweise ein Fluidstrahl 4 in Form von Kühlwasser auf die Böden 3 gerichtet. Auch im Behälterrückkühler 26 kann eine Transportstrecke ausgebildet sein, bei der die Behälter 1 während der Bodenausformung stillstehen und/oder langsamer transportiert werden als deren mittlere Transportgeschwindigkeit durch die Produktionsanlage 20. Es sind dann entsprechend schneller laufende Transportabschnitte zur Kompensation vor beziehungsweise nach dem Bereich der Bodenausformung auszubilden.
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Für die Bodenausformung im Rückkühler 26 können auch mehrere in Transportrichtung 11a, 13a hintereinander liegende Düsen 5a oder dergleichen zur Abgabe von Fluidstrahlen 4 ausgebildet sein. Diese werden dann beispielsweise taktweise aktiviert, sobald ein Behälter 1 den Bereich einer Düse 5a durchquert. Ebenso wäre es denkbar, einzelne Düsen 5a mit zugeordneten Böden 3 im Wesentlichen mit der jeweiligen Transportgeschwindigkeit mit zu bewegen. Hierzu könnten diesbezüglich oszillierende Halterungen für die Düsen 5a ausgebildet sein.
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Die rückgekühlten Behälter 1 werden vorzugsweise mit fertig ausgeformten Böden 3, also im ausgeformten Zustand 7, zur Weiterverarbeitung stromabwärts transportiert. Im Anschluss an die Behälterrückkühlung werden die Behälter 1 beispielsweise in der Etikettiermaschine 27 etikettiert und/oder bedruckt.
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Durch die Behälterrückkühlung und die Bodenausformung haben die Behälter 1 für die weitere Verarbeitung eine sowohl mechanische stabile als auch bestimmungsgemäße Formgebung. Dadurch werden mögliche Probleme beim Transport und der Weiterverarbeitung der Behälter 1 minimiert.
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Mit Hilfe der fluidinduzierten Bodenausformung ließe sich in den fertig ausgeformten Behältern 1 auch ein vorgegebener Überdruck erzeugen, um Behälter mit besonders labilen Seitenwänden zusätzlich für die Weiterverarbeitung und/oder den Gebrauch zu stabilisieren. Zu diesem Zweck lässt sich die kompensatorische Volumenverkleinerung ∆V durch geeignete Formgebung und Größe des zu aktivierenden Bereichs 3a vorgeben.
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Die erfindungsgemäße kompensatorische Bodenausformung mittels Druckfluidstrahl 4 und/oder Fluiddruckwelle 35 ist besonders materialschonend und erübrigt an die Böden 3 anzupassende Stempel und Betätigungsmechanismen.
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Die Fluidstrahlen 4 und/oder die Fluiddruckwellen 35 lassen sich problemlos bei unterschiedlichen Bodenformen anwenden und flexibel auf geänderte Steifigkeit oder anderweite mechanische Eigenschaften der Böden 3 anpassen. Ebenso lassen sich mechanische Beschädigungen bei der Bodenausformung auf einfache Weise vermeiden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010/129402 A1 [0004]
- WO 2013/139874 A1 [0005]
