DE10320390A1 - Method to remove deposit value of returned disposable drinks containers uses sonotrode to heat and mark bottom of e.g. plastic bottles to prevent repeated returns for claiming returned deposits - Google Patents

Method to remove deposit value of returned disposable drinks containers uses sonotrode to heat and mark bottom of e.g. plastic bottles to prevent repeated returns for claiming returned deposits Download PDF

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Abstract

A pre-selected point (2) of the container (1) is subjected to a localized heating process, so that this part of the container material melts. The rise in temperature is generated by electromechanical vibrations above 20khz, e.g. between 20 and approx. 100khz, and an amplitude of between 5 and 150 micrometer. The container is fitted into a holder (4), and the head of a sonotrode (8) is brought into contact with the container, which executes a relative movement. The head has a sharp edge or a blade, which widens towards a booster (7).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwertung des Pfandwertes von Getränkebehältnissen.The The present invention relates to a method for devaluing the Deposit values for beverage containers.

Derartige Verfahren sind notwendig, um zu verhindern, daß Einmalverpackungen nach Rückgabe und Auszahlung des Pfandwertes über die „graue Schiene" erneut in den Pfandzyklus eingeführt werden können, ohne daß zuvor Pfand entrichtet worden ist.such Procedures are necessary to prevent disposable packaging from being returned and Disbursement of the deposit value via the "gray track" again in the deposit cycle introduced can be without first Deposit has been paid.

Es hat sich insoweit nämlich gezeigt, daß die Einführung des sogenannten „Dosenpfandes" zu einer Verunsicherung des Marktes geführt hat, weil derzeit das Dosenpfand nur von den pfanderhebenden gewerblichen Verkäufern auch wieder zurückgezahlt wird, sobald der Pfandnachweis vom Verbraucher geführt werden kann.It has so far shown that the introduction of the so-called "can deposit" to an uncertainty of the market has, because currently the can deposit only from the deposit-raising commercial sellers also paid back will be provided as soon as the proof of deposit by the consumer can.

Um diesen Dilemma zu begegnen, ist davon auszugehen, daß ein allgemein übliches Pfandsystem eingeführt wird, wobei allerdings die Getränkebehältnisse nur für die Einwegverwendung ausgelegt sind.Around To counter this dilemma is assumed to be a common one Deposit system introduced will, however, the beverage containers only for are designed for single use.

Es muß daher Sorge getragen werden, daß mit der Rückgabe des Getränkebehältnisses und der Auszahlung des Pfandwertes, die z.B. über eine zentrale Verrechnungsstelle zu erfolgen hat, auch eine Entwertung des Einwegbehältnisses erfolgt.It must therefore Care should be taken that with the return of the beverage container and the payment of the deposit value, which e.g. via a central clearinghouse has to take place, also a cancellation of the disposable container he follows.

Die Entwertung soll kostengünstig, eindeutig erkennbar und nicht umkehrbar sein.The Devaluation should be inexpensive, be clearly recognizable and irreversible.

Dieses Problem löst die Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs und eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 5.This Solves problem the invention by a method with the features of the main claim and an apparatus having the features of claim 5.

Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß die Entwertung mit hoher Geschwindigkeit im Sekundenbereich mit genauestem Wiederholungsgrad stattfindet und daß die Merkmale am Getränkebehältnis so eindeutig erkennbar sind, daß nicht zu befürchten ist, entwertete Getränkebehältnisse erneut im Pfandkreislauf wiederzufinden.Out The invention has the advantage that the cancellation with high Speed in the range of seconds with the most precise repetition rate and that the Features on the beverage container like this are clearly recognizable that not to fear is devalued beverage containers to find again in the deposit cycle.

Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, daß das Material des Getränkebehältnisses lokal so ver- bzw. zerschmolzen wird, daß eine Fehlstelle im Material entsteht, die von jedem jederzeit erkennbar ist.This Advantage is achieved in that the material of the beverage container is locally melted or melted in such a way that a defect occurs in the material, which is recognizable by everyone at any time.

Die lokale Temperaturerhöhung kann durch Verwendung einer im Ultraschallbereich arbeitenden Schallquelle einfach realisiert werden.The local temperature increase can by using a sound source working in the ultrasonic range can be easily realized.

Es handelt sich dabei um eine elastomechanische Schwingung, die oberhalb der Hörgrenze liegt und somit auch keine Schutzmaßnahmen am Arbeitsplatz erfordert. Diese Schwingung wird von einem Ultraschallwandler erzeugt und über das am Kopf einer Sonotrode sitzende Formstück in das Werkstück eingeleitet.It is an elastomechanical vibration that is above the hearing limit and therefore does not require any protective measures at the workplace. This vibration is generated by an ultrasonic transducer and via the fitting at the head of a sonotrode is introduced into the workpiece.

Den Merkmalen des Anspruchs 3 kommt insoweit eine besondere Bedeutung zu, da derartige Schwingungen durch herkömmliche Ultraschallwandler mit nachgeordneten Sonotroden erzeugbar sind.The Features of claim 3 are of particular importance in this respect because such vibrations by conventional ultrasonic transducers can be generated with downstream sonotrodes.

Der Vorteil liegt darin, daß bei der lokalen Temperaturerhöhung, zum Ver- bzw. Zerschmelzen des Materials des Getränkebehältnisses eine Verschmutzung des Sonotrodenkopfes ausbleibt.The The advantage is that the local temperature increase, for melting or melting the material of the beverage container there is no contamination of the sonotrode head.

Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Halter für das Getränkebehältnis und einem Ultraschallwandler mit einer Sonotrode, die an ihrer Spitze ein Formstück trägt, welches in unmittelbarem Kontakt mit dem am Halter befindlichen Getränkebehältnis bringbar ist. In diesen Halter wird das Getränkebehältnis eingeführt. Anschließend wird für kurze Zeit die Sonotrode eingeschaltet, so daß das Material des Getränkebehältnisses sekundenschnell verschmilzt bzw. zerschmilzt.A appropriate device to carry out the method consists of a holder for the beverage container and an ultrasonic transducer a sonotrode, which carries a fitting at its tip, which in immediate Can be brought into contact with the beverage container located on the holder. In these The holder is inserted into the holder. Then will for short Time the sonotrode is switched on, so that the material of the beverage container Merges or melts in seconds.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.in the The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung an dem Boden einer Getränkeflasche aus Kunststoff, 1 a first embodiment of the invention on the bottom of a plastic beverage bottle,

2 ein weiteres Beispiel der Erfindung mit einer Sonotrode mit Schneidringkante, 2 another example of the invention with a sonotrode with cutting ring edge,

3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Halter, 3 an embodiment of the invention with a holder,

4 eine entwertete Getränkeflasche aus Kuststoff, 4 a devalued plastic beverage bottle,

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Sonotrode mit Dreikantkopf. 5 a further embodiment of the invention with a sonotrode with a triangular head.

Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.Provided Unless otherwise stated below, the following description applies always for all figures.

1 zeigt ein Getränkebehältnis 1 aus Kunststoff, hier z.B. PET. 1 shows a beverage container 1 made of plastic, here for example PET.

Ohne Beschränkung der Erfindung können auch Getränkebehältnisse aus anderen Kunststoffen mit dem vorliegenden Verfahren entwertet werden und sogar Getränkebehältnisse aus Blech.Without restricting the invention, beverage containers made of other plastics can also be devalued using the present method and even sheet metal beverage containers.

An einer vorbestimmten Stelle 2 des Getränkebehältnisses 1 wird die Flasche einer lokalen Temperaturerhöhung ausgesetzt.At a predetermined location 2 of the beverage container 1 the bottle is exposed to a local temperature increase.

Die Temperaturerhöhung ist im Hinblick auf den Schmelzpunkt des Materials des Getränkebehältnisses 1 so, daß eine lokale Verschmelzung, vorzugsweise eine vollständige lokale Zerschmelzung des Materials erfolgt.The temperature increase is in view of the melting point of the material of the beverage container 1 so that a local fusion, preferably a complete local fusion of the material takes place.

Nach der so vorgenommenen Entwertung des Pfandwertes dieses Einweg-Getränkebehältnisses 1 kann das Material der Wiederverwendung zugefügt werden.After the deposit of this disposable beverage container has been canceled 1 the material can be reused.

Hier wird die lokale Temperaturerhöhung durch eine elastomechanische Schwingung herbeigeführt, die im Wellenlängenbereich oberhalb von 20 khz liegt und somit außerhalb der Hörgrenze ist.Here is caused by the local temperature increase an elastomechanical vibration caused in the wavelength range is above 20 khz and therefore outside the hearing limit is.

Zweckmäßigerweise sollte die Schwingung im Bereich von etwa 20 khz bis zu etwa 100 khz liegen und eine Amplitude im Bereich von etwa 5 bis 150 Mikrometer aufweisen.Conveniently, the vibration should range from about 20 khz to about 100 khz and an amplitude in the range of about 5 to 150 microns exhibit.

Während des Zerschmelzvorgangs kann, wie 1 zeigt, eine Relativbewegung zwischen der Flasche und dem Kopf der Sonotrode 8 erfolgen.During the melting process, how 1 shows a relative movement between the bottle and the head of the sonotrode 8th respectively.

Durch die Verwendung von Ultraschallwandlern 5 mit Sonotroden 8, die mit ausreichend großen Köpfen versehen sind, kann gegebenenfalls auf die Relativbewegung auch verzichtet werden.By using ultrasonic transducers 5 with sonotrodes 8th , which are provided with sufficiently large heads, the relative movement can also be omitted if necessary.

Hierzu zeigt insbesondere 2 und 5 ein Ausführungsbeispiel, bei welchem der Kopf der Sonotrode 8 bedarfsgerecht ausgebildet ist. Hierzu ist der Kopf als Formstück ausgebildet und weist einen Durchmesser im cm-Bereich auf, der ein entsprechend großes Loch im Werkstück hinterläßt.This shows in particular 2 and 5 an embodiment in which the head of the sonotrode 8th is trained to meet requirements. For this purpose, the head is designed as a shaped piece and has a diameter in the cm range which leaves a correspondingly large hole in the workpiece.

Im Ausführungsbeispiel der 2 weist der Kopf der Sonotrode 8 eine ringförmige scharfe Kontaktkante 10 auf, die in unmittelbarem Kontakt mit der Wandung des Getränkebehältnisses 1 gebracht wird und dort zu dem Herausschmelzen eines scheibenförmigen Körpers führt.In the embodiment of the 2 shows the head of the sonotrode 8th an annular sharp contact edge 10 on that in direct contact with the wall of the beverage container 1 is brought and there leads to the melting out of a disc-shaped body.

Hierfür bietet sich insbesondere der Boden eines Getränkebehältnisses 1 an, da dort ohne weitere Probleme die scharfe Kontaktkante 10 voll kreisförmig am Material des Getränkebehältnisses 1 anliegt.The bottom of a beverage container is particularly suitable for this 1 on, because there the sharp contact edge without further problems 10 fully circular on the material of the beverage container 1 is applied.

5 zeigt hingegen die Verwendung einer Sonotrode 8, deren Kopf eine mehrkantiges Messer 11 aufweist. Das Messer ist hier von dreieckförmigem Profil und weitet sich in Richtung zum Booster 7, so daß mit zunehmender Eintauchtiefe auch ein zunehmend größer werdendes Stück des Bodens herausgeschmolzen wird. 5 shows the use of a sonotrode 8th whose head is a polygonal knife 11 having. The knife here has a triangular profile and widens towards the booster 7 , so that with increasing immersion depth an increasingly larger piece of the soil is melted out.

Wie insbesondere 2 und 5 zeigen, weist nach der Entwertung des Getränkebehältnisses 1 der Boden eine durchgehende Öffnung auf und ist somit für jedermann durch Besichtigung oder Ertasten sofort als entwertetes Getränkebehältnis erkennbar.How in particular 2 and 5 show points after the cancellation of the beverage container 1 the bottom has a continuous opening and is therefore immediately recognizable as a devalued beverage container for everyone by inspection or touch

Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist daher neben einem Halter 4 für das Getränkebehältnis einen Ultraschallwandler 5 auf. Das Getränkebehältnis 1 ist auf den Halter 4 aufgesteckt. Der Boden des Getränkebehältnisses 1 sitzt auf der Spitze des Halters 4 auf und dient der von der gegenüberliegenden Seite herausgebrachten Sonotrode als Widerlager. Von der gegenüberliegenden Seite ist also ein wirksamer Energieaustausch zwischen dem Kopf der Sonotrode 8 und dem Boden des Getränkebehältnisses 1 ermöglicht.A suitable device for carrying out the method therefore has a holder 4 an ultrasonic transducer for the beverage container 5 on. The beverage container 1 is on the holder 4 attached. The bottom of the beverage container 1 sits on the tip of the holder 4 and serves as an abutment for the sonotrode brought out from the opposite side. From the opposite side there is an effective energy exchange between the head of the sonotrode 8th and the bottom of the beverage container 1 allows.

Auf diese Weise ist ein stets ausreichender Kompressionskontakt zwischen dem Kopf der Sonotrode 8 und der Wandung des Getränkebehältnisses 1 möglich.In this way there is always sufficient compression contact between the head of the sonotrode 8th and the wall of the beverage container 1 possible.

Abweichend hiervon kann dieser Kontakt aber auch an den Seitenwänden oder dem Hals des Getränkebehältnisses erfolgen.deviant this contact can also be on the side walls or the neck of the beverage container respectively.

Dabei weist der Ultraschallwandler 5 einen Generator als Schallquelle zur Erzeugung der Hochfrequenz auf. Es kann sich um einen mit Gleichstrom angesteuerten Piezokristall handeln. Gleichfalls kann die Schwingung über einen magnetostriktiven Schallwandler erzeugt werden.The ultrasonic transducer points 5 a generator as a sound source for generating the high frequency. It can be a piezo crystal driven by direct current. The vibration can also be generated using a magnetostrictive transducer.

Im Schwingungsknoten der Hochfrequenz sitzt ein Schallkopf 6, der seine Renonanzschwingung auf einen Booster 7 weitergibt. Der so erzeugte hochenergetische Ultraschall wird zwecks Amplitudenvergrößerung in die Sonotrode 8 geleitet und von dort in den Kopf, der hier im Boden des Getränkebehältnisses 1 zu sehen ist, übergeführt. Bei dem Kopf handelt es sich um ein Formstück zur Schalleinleitung in das Werkstück 1, wobei die Kopfform im Kontaktbereich mit dem Werkstück 1 die Zone der Energieübertragung bestimmt und damit im Sinne der Erfindung die geometrische Form der Zerschmelzungszone im Getränkebehältnis.A transducer sits in the vibration node of the high frequency 6 that is its renonance vibration on a booster 7 passes. The high-energy ultrasound generated in this way is placed in the sonotrode for the purpose of increasing the amplitude 8th passed and from there to the head, which is here in the bottom of the beverage container 1 can be seen transferred. The head is a fitting for introducing sound into the workpiece 1 , the head shape in the contact area with the workpiece 1 determines the zone of energy transfer and thus, in the sense of the invention, the geometric shape of the melting zone in the beverage container.

11
Getränkebehältnisbeverage container
22
vorbestimmte Stellepredetermined Job
44
Halterholder
55
Ultraschallwandlerultrasound transducer
66
Schallkopftransducer
77
Boosterbooster
88th
Sonotrodesonotrode
1010
Kontaktkantecontact edge
1111
Messerknife

Claims (11)

Verfahren zur Entwertung des Pfandwertes von Getränkebehältnissen (1), dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Stelle (2) des Getränkebehältnisses (1) einer lokalen Temperaturerhöhung ausgesetzt wird, die eine lokale Ver- bzw. Zerschmelzung des Materials des Getränkebehältnisses (1) zur Folge hat.Procedure for the depreciation of the deposit value of beverage containers ( 1 ), characterized in that a predetermined position ( 2 ) of the beverage container ( 1 ) is exposed to a local temperature increase, which causes local melting or melting of the material of the beverage container ( 1 ) results. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerhöhung durch eine im Wellenlängenbereich oberhalb von 20 khz liegende elektromechanische Schwingung erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the temperature increase through one in the wavelength range Electromechanical vibration is above 20 khz. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwingung im Bereich von 20 khz bis zu etwa 100 khz verwendet wird, deren Amplituden im Bereich von 5 bis 150 Mikrometern liegen.A method according to claim 1 or 2, characterized in that that a Vibration in the range of 20 khz up to about 100 khz is used whose amplitudes are in the range from 5 to 150 micrometers. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerhöhung durch Kontakt der vorbestimmten Stelle mit dem Kopf einer Sonotrode (8) erfolgt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the temperature increase by contact of the predetermined point with the head of a sonotrode ( 8th ) he follows. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halter (4) für das Getränkebehältnis (1) vorgesehen ist, und daß das am Halter (4) befindliche Getränkebe hältnis (1) in Kontakt mit dem Kopf einer Sonotrode (8) bringbar ist.Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that a holder ( 4 ) for the beverage container ( 1 ) is provided and that on the holder ( 4 ) Beverage ratio ( 1 ) in contact with the head of a sonotrode ( 8th ) can be brought. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonotrode (8) nur bei Getränkebehältnissen aktivierbar ist, die an dem Halter (4) angebracht sind.Device according to claim 5, characterized in that the sonotrode ( 8th ) can only be activated for beverage containers that are attached to the holder ( 4 ) are attached. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Getränkebehältnisses (1) während der lokalen Temperaturerhöhung in Kontakt mit der Spitze der Sonotrode (8) ist.Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the bottom of the beverage container ( 1 ) during the local temperature increase in contact with the tip of the sonotrode ( 8th ) is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß während der lokalen Temperaturerhöhung eine Relativbewegung zwischen der Sonotrode (8) und dem Getränkebehältnis (1) erfolgt.Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that during the local temperature increase a relative movement between the sonotrode ( 8th ) and the beverage container ( 1 ) he follows. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf der Sonotrode (8) eine ringförmige scharfe Kontaktkante (10) aufweist.Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the head of the sonotrode ( 8th ) a ring-shaped sharp contact edge ( 10 ) having. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf der Sonotrode (8) ein mehrkantiges Messer (11) aufweist, welches sich in Richtung zum Booster (7) verbreitert.Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the head of the sonotrode ( 8th ) a polygonal knife ( 11 ), which is towards the booster ( 7 ) widened. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (4) und der Kopf der Sonotrode (8) auf unterschiedlichen Seiten einer Wandung des Getränkebehältnisses (1) sitzen.Device according to one of claims 5 to 10, characterized in that the holder ( 4 ) and the head of the sonotrode ( 8th ) on different sides of a wall of the beverage container ( 1 ) sit.
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WO2018050376A1 (en) * 2016-09-19 2018-03-22 Krones Aktiengesellschaft Device and method for producing multipacks having carrying handles

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