DE19846322A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen der Innenraumbehandlung von Flaschen - Google Patents

Abstract

Zum Überwachen der Innenraumbehandlung von Flaschen oder dgl. Gefäße, die mit einem in ihren Innenraum eingeleiteten Fluid beaufschlagt werden, welches aus der offenen Mündung der Flasche austreten kann, wird der Rückfluß mittels eines Sensors erfaßt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der Innenraumbehandlung von Flaschen oder dgl. Gefäße, die mit einem in ihren Innenraum eingeleiteten Fluid beaufschlagt werden, welches aus der offenen Mündung der Flaschen austreten kann.

Es ist bekannt, Flaschen oder dgl. Gefäße vor dem Befüllen mit einem Fluid, z. B. Sterilluft, Chemikalien, Wasser oder Dampf auszublasen. Für diese Aufgabe werden sog. Rinser verwendet. Um überprüfen zu können, ob die Innenraumbehandlung der Flaschen tatsächlich stattgefunden hat, ist weiterhin bekannt, die Temperatur der Flaschen nach der Behandlung zu ermitteln. Bei einer Behandlung mit einem heißen Medium ist die Funktion des Rinsers aufgrund der Temperaturerhöhung der Flaschen nachweisbar. Allerdings ist die Methode nicht anwendbar, wenn das Behandlungsfluid annähernd die Temperatur der in den Rinser einlaufenden Flaschen aufweist, weil sich dann keine nennenswerte Temperaturveränderung einstellt.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der Funktion eines Rinsers anzugeben, das/die von der Art und Temperatur des verwendeten Fluids unabhängig ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Rückfluss des Fluids aus den Flaschen erfaßt wird. Da bei der Innenraumbehandlung im Rinser die offene Mündung der Flasche in der Regel nach unten gerichtet ist, kann mit einem geeigneten Sensor der aus der Mündung austretende Rückfluss des in den Flascheninnenraum eingeblasenen Fluids zuverlässig nachgewiesen werden, selbst wenn nur sehr geringe Mengen zum Einsatz kommen. Wird ein gas- oder dampfförmiges Fluid, wie Sterilluft, verwendet, kann der Rückfluss aus der offenen Mündung auch dann ermittelt werden, wenn die Mündung während der Innenraumbehandlung nicht nach unten weist. Ist kein oder nur ein zu geringer bzw. zu kurzer Rückfluss feststellbar, so ist dies ein Hinweis darauf, dass die Funktion des entsprechenden Behandlungsorgans des Rinsers gestört ist, d. h. kein Fluid in die Flasche eingeleitet wurde. Auf diese Weise können mit einfachen Mitteln frühzeitig Störungen durch verstopfte Fluiddüsen, -zuleitungen, Pumpenausfälle oder andere Defekte an der Maschine zuverlässig bemerkt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es von Vorteil, das bei der Innenraumbehandlung aus der offenen Mündung austretende Fluid zu sammeln und einem Sensor zuzuführen. Zu diesem Zweck kann der Flaschenmündung eine Sammelkappe zugeordnet werden, die die Mündung umgibt oder gas- bzw. flüssigkeitsdicht an diese ansetzbar ist. Diese Sammelkappe kann von einem Spülkanal zum Einleiten des verwendeten Fluids in die Flasche durchgriffen werden und mit diesem eine Einheit bilden, die ggf. auch heb- und senkbar gelagert sein kann, um z. B. das Einführen des Spülkanals in die offene Flaschenmündung oder das Ansetzen der Kappe an die Mündung zu erleichtern.

Die Sammelkappe kann so gestaltet werden, dass sie das gesamte aus der Flaschenmündung austretende Fluid gezielt einem Sensor zuleitet, der ortsfest nahe an der Umlaufbahn der Flaschenmündungen bzw. Sammelkappen angeordnet ist, oder sich mit einer Flasche und der zugeordneten Sammelkappe mitbewegt.

Wird die stationäre Sensoranordnung gewählt, kann der gerätetechnische Aufwand auf ein Minimum beschränkt gehalten werden, da ggf. ein einziger Sensor die Innenraumbehandlung aller Flaschen durch eine getaktete Abfrage im Moment des Vorbeilaufens einer einzelnen Flasche kontrollieren kann. Erfolgt eine Mehrfachbehandlung der Flaschen, kann in jeder Behandlungszone ein Sensor positioniert werden. Bei der genannten Alternative, mit jeder Flasche während der Innenraumbehandlung einen Sensor mitzuführen, ergibt sich die Möglichkeit, den gesamten zeitlichen Verlauf der zur Kontrolle des Rückflusses gewählten Meßgröße aufzunehmen. Ferner ist diese Lösung von Vorteil, wenn sehr hohe Arbeitsleistungen angestrebt werden, weil selbst dann eine immer ausreichende Messzeit für den einzelnen Sensor zur Verfügung steht.

Welche Messgröße am geeignetsten ist, wird unter anderem auch von dem gewählten Fluid beeinflusst. Als physikalische Messgrößen können unter anderem der Druck, die Masse, die Menge (Volumen), die Temperatur, der Wärmeinhalt, die Geschwindigkeit oder die Strömungsenergie des aus der Flasche austretenden Fluids, also des Rückflusses ermittelt werden. Dementsprechend sind geeignete Sensoren auszuwählen, wie z. B. Druckfühler, Hitzdraht, Stauklappe, Schwebekörper, Durchflussmessfühler, Temperaturfühler oder dgl. Es können auch Kombinationen der genannten Sensoren zum Einsatz kommen, z. B. Temperatur- und Massemesssensoren, um den Wärmeinhalt des Rückflusses zu ermitteln.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Rinser in einer schematischen Draufsicht,

Fig. 2 den Schnitt A-B in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und

Fig. 3 den Schnitt E-F in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Der Rinser nach den Fig. 1 bis 3 ist zum Ausspritzen von leeren Flaschen 1 aus Glas oder Kunststoff mit Sterilluft und/oder Dampf und/oder keimfreiem Wasser eingerichtet. Er weist ein Gehäuse 15 auf, an dessen Oberseite ein Rotor 2 mit senkrechter Drehachse 3, ein Einlaufstern 7, ein Auslaufstern 8, jeweils wiederum mit senkrechter Drehachse, sowie eine Einlaufschnecke 16 mit horizontaler Drehachse gelagert sind. Die Transportelemente 2, 7, 8 und 16 werden durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung in Pfeilrichtung synchron zueinander angetrieben, wobei die Teilkreise d von Einlaufstern 7 und Auslaufstern 8 mit dem Teilkreis D des Rotors 2 kämmen. Die Zu- und Abfuhr der Flaschen 1 zum bzw. vom Rinser erfolgt durch ein horizontales, in Pfeilrichtung angetriebenes Förderband 17 mit seitlichen Geländern 18; die Führung der Flaschen 1 im Bereich von Einlaufstern 7 und Auslaufstern 8 erfolgt durch einen Führungsbogen 9, wobei die Flaschen 1 auf ortsfesten Gleitschienen 19 stehen.

An der zylindrischen Außenseite des Rotors 2 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt mehrere senkrecht nach oben gerichteten Düsen 6 angeordnet, die über nicht gezeigte Steuerventile mit einer nicht gezeigten Zuleitung für die Spritzmedien in Verbindung stehen.

Über jeder Düse 6 ist an der zylindrischen Außenseite des Rotors 2 ein gabelförmiger Lagerbock 20 befestigt, dessen freien Enden radial nach außen weisen und eine horizontale Schwenkachse 5 tragen, die tangential zum Umkreis des Rotors 2 verläuft. Auf der Schwenkachse 5 ist ein Klotz 21 drehbar gelagert, an dessen Unterseite ein schräg nach innen/unten ragendes Gabelstück 22 befestigt ist. Dieses greift eine ortsfeste Steuerkurve 23 ab, die durch eine räumlich gekrümmte, endlose Rundstange gebildet wird. Diese ist über mehrere nicht gezeigte Stützen ortsfest am Umfang des Rotors 2 gehalten und bilden zusammen mit den Gabelstücken 22 eine Steuereinrichtung 10 für die Schwenkbewegung von Greifzangen 4, 24.

An der radial nach außen weisenden Seite jedes Klotzes 21 ist eine Halterung 14 in Form einer Vierkantstange befestigt, die in der in Fig. 2 gezeigten Normalposition senkrecht nach unten ragt. An der Halterung 14 sind durch Querstifte 29 eine obere Greifzange 4 und eine untere Greifzange 24 lösbar mit Abstand befestigt. Die obere Greifzange 4 ist auf Höhe des konischen Halses dicht unterhalb des Flaschenkopfes, die untere Greifzange 24 auf Höhe des zylindrischen Flaschenrumpfes einer auf der Gleitschiene 19 stehenden Flasche 1 angeordnet. Beide Greifzangen 4, 24 sind einstückig ausgebildet und bestehen aus zähelastischem, verschleißfestem Kunststoff.

Seitlich neben der Umlaufbahn der Düsen 6 ist ein Messwertaufnehmer 50, z. B. Druckaufnehmer, ortsfest so positioniert, dass er sich bei einer mit der Mündung nach unten gehaltenen Flasche nahe unterhalb der Mündungsöffnung befindet. Der Messwertaufnehmer 50 steht mit einem Steuer- und Auswertgerät 51 in Verbindung, das eine am Rinserauslauf angeordnete Ausschleuseinrichtung 52 zum Ausleiten von ungenügend behandelten Flaschen ansteuern kann.

Zusätzlich kann - entsprechend der Ausführung in Fig. 3 - jeder Düse 6 eine die Flaschenmündung umgebende Kappe 53 mit einer unmittelbar zum Meßwertaufnehmer 50 gerichteten Austrittsbohrung 54 zugeordnet werden. Damit kann das aus der Flaschenmündung austretende Behandlungsfluid aufgefangen und dem Messwertaufnehmer zugeleitet werden, wobei eine entsprechend bemessene Austrittsbohrung 54 einen gebündelten Fluidstrahl erzeugen kann.

Abweichend von der in Fig. 3 gezeigten Ausführung kann unmittelbar an der Austrittsbohrung 54 anstelle eines Sensors eine beweglich aufgehängte Stauklappe angeordnet werden, deren Stellung von einem kostengünstigen Nährungsinitiator in herkömmlicher Ausführung abfragbar ist. Findet eine ordnungsgemäße Innenraumbehandlung einer Flasche statt, wird die Stauklappe durch den aus der Austrittsbohrung 54 austretenden Fluidstrahl aus ihrer senkrechten Lage seitlich ausgelenkt, wobei eine ausreichende Auslenkung vom Näherungsinitiator erfassbar ist. Wird der Näherungsinitiator dagegen nicht ausgelöst, erfolgt automatisch eine Ausscheidung der entsprechenden Flasche.

Auf dem Förderband 17 der Einlaufschnecke 16 zugeführte Flaschen 1 werden auseinandergezogen, vom Einlaufstern 7 übernommen und auf dem Gleitblech 19 rutschend dem kontinuierlich umlaufenden Rotor 2 zugeleitet, wobei nacheinander jeweils eine Flasche in eine obere und untere Greifzange 4,24 hineingedrückt und dabei übernommen wird. Unmittelbar danach wird die Flasche durch die Steuerkurve 23 nach aussen geschwenkt, bis sich ihre offene Mündung nach unten weisend annähernd konzentrisch über einer mitlaufenden Düse 6 befindet. Sobald diese zweite Stellung erreicht worden ist, wird die Fluidzufuhr zur entsprechenden Düse freigegeben und Fluid durch die Mündung in den Flascheninnenraum geblasen. Bei ordnungsgemäßer Funktion setzt nun ein Fluidrückfluss aus der Flaschenmündung ein, während die Flasche am stationären Messfühler 50 vorbeiläuft, der im gleichen Augenblick vom Auswertgerät 51 abgefragt wird. Vor dem Erreichen des Auslaufsterns 8 wird die Flasche in die ursprüngliche Stellung zurückgeschwenkt, vom Auslaufstern übernommen und auf das Förderband 17 überführt. Ungenügend behandelte Flaschen werden beim Passieren der Ausschleuseinrichtung 52 ausgeschieden.

Claims (29)

1. Verfahren zum Überwachen der Innenraumbehandlung von Flaschen oder dgl. Gefäße, die mit einem in ihren Innenraum eingeleiteten Fluid beaufschlagt werden, welches aus der offenen Mündung der Flaschen austreten kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückfluss des Fluids aus den Flaschen erfaßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus einer Flasche austretende Fluidrückfluss gesammelt und einem Sensor zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines fehlenden, zu geringen oder zu kurz anhaltenden Rückflusses ein Signal erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer des Rückflusses erfaßt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert einer für die Rückflußkontrolle verwendbaren physikalischen Größe ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückflussmenge und/oder der Rückflußmengenstrom ermittelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückflussmasse und/oder der Rückflussmassenstrom ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsenergie des Rückflusses ermittelt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückflusstemperatur ermittelt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückflusswärmeenergie ermittelt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückflussdruck ermittelt wird.

12. Vorrichtung zum Überwachen der Innenraumbehandlung von Flaschen oder dgl., die mit einem in ihren Innenraum eingeleiteten Fluid beaufschlagt werden, welches aus der offenen Mündung der Flaschen austreten kann, dadurch gekennzeichnet, dass der aus den Flaschen (1) austretende Rückfluss mittels eines Sensors (50) erfaßbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor nahe an der Mündung der Flaschen oder deren Umlaufebene positioniert ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündung der Flaschen während der Innenraumbehandlung eine Sammelkappe (53) zugeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkappe (53) eine Austrittsöffnung (54) aufweist und der Sensor der Austrittsöffnung zugeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkappe abdichtend an die Flaschenmündung ansetzbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkappe (53) von einem Fluidzuführungskanal (6) durchgriffen wird, der vorzugsweise in die offene Flaschenmündung einführbar ist.

18. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (50) stationär angeordnet ist und die Flaschen (1) mittels einer Transporteinrichtung (2) an diesem vorbeiführbar sind, vorzugsweise kontinuierlich.

19. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor mit der zu behandelnden Flasche mitführbar ist.

20. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Druckaufnehmer ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Strömungsmesser, insbesondere ein Flügelradströmungsmesser, ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Durchflussmesser ist.

23. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Hitzdraht ist.

24. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Stauklappenmesser ist.

25. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Feuchtemesser ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Temperaturfühler ist.

27. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Bestandteil eines kontinuierlich arbeitenden Rinsers mit einer Mehrzahl von Flaschenbehandlungsorganen ist, die an einem Karussell (2) oder Zugmittel befestigt sind und auf einer geschlossenen Bahn umlaufen.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Flaschenbehandlungsorgan ein Greifelement (4, 24) zum Halten einer Flasche (1) aufweist, welches derart schwenkbar ausgeführt ist, dass eine aufrecht ausgerichtete Flasche zur Innenraumbehandlung in eine zweite Stellung überführbar ist, in der die offene Mündung im wesentlichen nach unten weist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (50) unterhalb der Mündung einer sich in der zweiten Stellung befindenden Flasche (1) positioniert ist.