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Die
Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff Schutzanspruch
1.
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Behälter im
Sinne der Neuerung sind u. a. Flaschen, Dosen oder andere Behälter, wie
sie zum Verpacken oder Abfüllen
von Produkten verwendet werden, aber auch Transportbehälter oder
-kästen,
z. B. in der Getränkeindustrie
verwendete Transportbehälter
oder -kästen
(z. B. Flaschenkästen),
aber auch Transportbehälter
oder -kästen,
wie sie beispielsweise in Gewerbebetrieben (z. B. Bäckereien,
Fleischereibetrieben usw.) oder in Fertigungsbetrieben allgemein
zur Aufbewahrung und zum Transport von Produkten benutzt werden.
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Vorrichtungen
oder Maschinen zum Behandeln von Behältern sind in unterschiedlichsten
Ausführungen
und für
unterschiedlichste Zwecke und/oder Funktionen bekannt, beispielsweise
zum Reinigen, zum Sterilisieren, zum Etikettieren, zum Verschließen von
Behältern
usw.
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Zahlreiche
Typen oder Arten von Behandlungsmaschinen verwenden Behandlungsflüssigkeiten,
beispielsweise zur Reinigung und/oder Sterilisation und erfordern
dann zur einwandfreien Arbeitsweise permanente Volumenströme dieser
Flüssigkeiten.
Weiterhin sind Vorrichtungen oder Maschinen zum Behandeln von Behältern üblicherweise
zusätzlich
zu einem maschineninternen Transporteur, mit welchem die Behälter während der
Behandlung durch die Vorrichtung bewegt werden, mit zahlreichen
weiteren Funktionselementen oder Nebenaggregaten ausgestattet, welche
eigene Antriebsmotoren aufweisen. Derartige Nebenaggregate sind
z. B. bei Reinigungsmaschinen Aggregate zum Austragen oder Entfernen
von festen Stoffen oder Fremdkörpern
aus der Maschine, beispielsweise in Form eines Etiketten- oder/oder
Scherbenaustrags.
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In
der Regel ist eine Vorrichtung zum Behandeln von Behältern Bestandteil
einer Gesamtanlage, beispielsweise einer Anlage zur Herstellung
eines Produktes, zum Abfüllen
des Produktes in die Behälter,
zum Etikettieren der Behälter
und zum Einbringen der Behälter
in Transportkästen,
beispielsweise Flaschenkästen
und/oder zum Erstellen von Gebinden aus mehreren Behältern usw.
Störungen
des Produktionsablaufes einer solchen Gesamtanlage können nicht
ausgeschlossen werden, wobei diese Störungen zu Leistungsschwankungen
(Schwankungen in der Anzahl der verarbeitete Behälter je Zeiteinheit) zumindest
in einzelnen Vorrichtungen oder Behandlungsmaschinen auch zu einem
kompletten Stillstand zumindest einzelner Vorrichtungen oder Behandlungsmaschinen
und/oder der Gesamtanlage führen können. Bisher
ist es üblich,
auch bei einer derartigen massiven Störung zumindest die Antriebe,
die nicht zum Antrieb eines vorrichtungsinternen Transportelementes
dienen, sondern zum Antrieb anderer Funktionselemente oder Nebenaggregate
und dabei insbesondere auch die Antriebe für Pumpen (Pumpenmotoren) bei
Störungen
oder anderen Betriebssituationen, bei denen eine Teilleistung ausreichend
wäre, mit
der üblichen
Drehzahl und/oder Leistung weiter zu betreiben. Erreicht werden
soll hierdurch, dass nach Behebung der Störung, d. h. bei einem Wiederanfahren
der Vorrichtung die volle Leistung der Pumpen sofort zur Verfügung steht,
dass wäh rend
der Störung
ein auch nur teilweises Leerlaufen Flüssigkeit führender Rohre verhindert ist,
es also beim Wiederanfahren der Vorrichtung nicht zu einer unerwünschten
Zeitverzögerung
kommt, und dass Funktionsstörungen
und Anlaufströme
für die
Antriebsmotoren, die (Anlaufströme)
deutlich über
dem üblichen Betriebsstrom
liegen, und damit verbundene unerwünschte Belastungen des Stromnetzes
einer Gesamtanlage vermieden sind. Nachteilig ist bei bekannten
Vorrichtungen oder Anlagen bzw. bei den Betriebsweisen dieser Vorrichtungen
und Anlagen aber zumindest ein unnötig erhöhter Energieaufwand.
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Aufgabe
der Neuerung ist es, eine Vorrichtung aufzuzeigen, die diesen Nachteil
vermeidet und selbst nach massiven Störungen, d. h. selbst nach einem
störungsbedingten
Stillstand der Vorrichtung und/oder der Gesamtanlage ein problemloses
Wiederanfahren der jeweiligen Vorrichtung ohne Zeitverzögerung und
ohne Funktionsstörungen
ermöglicht. Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend dem Schutzanspruch
1 ausgebildet.
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Die
neuerungsgemäße Vorrichtung
wird bei einem Maschinenstillstand und/oder bei einem Stillstand
der Gesamtanlage oder aber auch bei einem von einer Soll- oder Nennleistung
abweichenden Betriebszustand, d. h. beispielsweise bei einer Minderleistung
der in der Vorrichtung und/oder in der Gesamtanlage vorhandenen
Pumpen oder anderer Funktionselemente oder Aggregate bzw. Nebenaggregate
nur noch mit einer solchen reduzierten Drehzahl und/oder Leistung
betrieben, dass ein definierter, leistungsreduzierter Betriebszustand
erreicht ist, der keinem vollständigen
Stillstand entspricht, sodass die Funktionselemente und dabei insbesondere auch
Pumpen innerhalb eines kurzen Zeitintervalls, d. h. ohne eine zeitliche
Verzögerung
oder im Wesentlichen ohne eine zeitliche Verzögerung wieder mit Sollleistung
betrieben werden können.
Durch die Drehzahl und/oder Leistung und/oder durch die Vermeidung
von übermäßig hohen
Drehmomenten an den Antrieben beim Wiederanfahren der Vorrichtung oder
beim Zurückkehren
zu der Soll- oder Nennleistung ist u. a. auch eine erhebliche Einsparung
von elektrischer Energie möglich.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Neuerung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Neuerung,
unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu
einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
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Die
Neuerung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 in
sehr schematischer Funktionsdarstellung eine Vorrichtung zum Behandeln
von Behältern
gemäß der Neuerung;
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2 und 3 weitere
Details der neuerungsgemäße Vorrichtung.
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Die
in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung
dient zum Behandeln von Behältern 2,
die in den Figuren als Flaschen dargestellt sind, aber auch Behäl ter mit
einer anderen Ausbildung und/oder Funktion, beispielsweise Dosen
oder andere flaschen- oder dosenartige Behälter, Transportkästen für Flaschen
oder dergleichen Behälter
oder für
anderes Transportgut, beispielsweise aus Kunststoff hergestellte
Transportkästen
sein können.
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Die
Vorrichtung 1 ist Bestandteil einer Gesamtanlage, die in
einer Transport- oder Förderrichtung
A, in der die Behälter 2 durch
die Anlage bewegt werden, aneinander anschließen, und zwar beispielsweise
unmittelbar und/oder über
entsprechende zwischen den einzelnen Vorrichtungen vorgesehene Transporteure
oder Transporteinrichtungen.
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Bei
der für
die 1 gewählten
Darstellung werden die Behälter 2 der
Vorrichtung 1 bzw. einem Behältereinlauf 1.1 dieser
Vorrichtung über
einen äußeren Transporteur 3 zugeführt. Nach
der Behandlung werden die Behälter 2 an
einem Behälterauslauf 1.2 der
Vorrichtung 1 über
einen äußeren Transporteur 4 abgeführt und
beispielsweise an eine weitere Vorrichtung der Gesamtanlage weitergeleitet.
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Innerhalb
der Vorrichtung 1 werden die Behälter 2 auf einem vorrichtungsinternen
Transporteur, der in der 1 nur sehr schematisch mit der
unterbrochenen Linie 5 angedeutet ist, zwischen dem Behältereinlauf 1.1 und
dem Behälterauslauf 1.2 bewegt.
Auf diesem vorrichtungsinternen Transporteur 5 erfolgt
dann eine Behandlung der Behälter 2,
wobei diese Behandlung, wie auch die nachstehenden Ausführungen
zeigen, unterschiedlichster Art sein kann, und zwar in Abhängigkeit
von der jeweiligen speziellen Funktion der Vorrichtung 1.
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Die
Vorrichtung 1 ist u. a. mit einer elektrischen Antriebsgruppe 6 mit
wenigstens einen elektrischen Antriebsmotor 6.1 ausgebildet,
und zwar zum motorischen Antrieb wenigstens eines übergeordneten
Funktionselementes der Vorrichtung 1, beispielsweise zum
Antrieb des vorrichtungsinternen Transportelementes 5.
Die Vorrichtung 1 ist u. a. mit einer weiteren elektrischen
Antriebsgruppe 7 mit wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor 7.1 ausgebildet,
der zum Antrieb weiterer Funktionselemente, beispielsweise von Pumpen
und/oder Nebenaggregaten der Vorrichtung 1 dient.
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Die
Antriebsmotore 6.1 und 7.1 sind wenigstens zum
Teil frequenzgeregelte Elektromotore, die über Frequenzumrichter 8 bzw. 9 betrieben
werden, und zwar derart, dass ihre Drehzahl und/oder Leistung unabhängig von
der Frequenz des allgemeinen Versorgungsnetzes sehr stabil und weitestgehend unabhängig von
der jeweiligen Belastung der Antriebsgruppen 6 und 7 bzw.
der Antriebsmotoren 6.1 und 7.1 von einer die
Frequenzumrichter 8 und 9 ansteuernden Steuereinrichtung 10 sehr
exakt gesteuert oder geregelt werden kann, wobei die Drehmomente
der Antriebsmotoren 6.1 und 7.1 vorzugsweise über einen
weiten Drehzahlbereich innerhalb gewünschter Grenzwerte sehr exakt
gehalten werden können.
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Die
Steuerung der Frequenzumrichter 8 und 9 durch
die beispielsweise rechnergestützte
Steuerelektronik 10 erfolgt bei der dargestellten Ausführungsform
z. B. unter Berücksichtigung
von in einem Speicher 11 der Steuerelektronik 10 abgelegten Steuerprogrammen
und/oder Daten und/oder Kennlinien, insbesondere unter Be rücksichtigung
von Kennlinien der von dem elektrischen Antrieb 7 angetriebenen
Funktionselemente, wie Pumpen, Nebenaggregaten usw., und/oder in
Abhängigkeit
von Sensorsignalen, die von in- und/oder an der Vorrichtung 1 vorgesehenen
Sensoren 12, beispielsweise von Temperatur-Sensoren, Durchflussmessern,
Drucksensoren usw. geliefert werden, und/oder in Abhängigkeit
von Steuer-Signalen oder Daten, die über wenigstens eine, beispielsweise
als Daten- und/oder Steuerbus ausgebildete Datenverbindung oder
-leitung 13 der Steuereinrichtung 10 zugeführt werden und
z. B. den Betriebszustand der Gesamtanlage und/oder wenigstens einer
Vorrichtung wiedergeben oder entsprechen, die der Vorrichtung 1 in
der Gesamtanlage in Transportrichtung A vorausgeht oder sich an
die Vorrichtung 1 anschließt.
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Generell
erfolgt die Steuerung der Vorrichtung 1 bzw. deren Antriebsgruppen 6 und 7 durch
die Steuereinrichtung 10 in der Weise, dass bei störungsfrei
arbeitender Gesamtanlage auch die Vorrichtung 1 mit der
erforderlichen Sollleistung (behandelte Behälter 2 je Zeiteinheit)
betrieben wird.
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Tritt
in der Gesamtanlage eine Strömung
auf, so erfolgt durch die Steuereinrichtung 10 über die Frequenzumrichter 8 und 9 eine
Ansteuerung der Antriebsgruppen 6 und 7 bzw. deren
Antriebsmotoren 6.1 und 7.1 in der Weise, dass
zumindest die Antriebsgruppe 7 oder die dortigen Antriebsmotoren 7.1 nicht
vollständig
abgeschaltet, sondern in einem Wartemodus weiter betrieben werden,
und zwar derart, dass in diesem Wartemodus die Drehzahl und/oder
die Leistung der Antriebsgruppe 7 oder dortiger Antriebsmotoren 7.1 unter
90%, aber über
5% der Solldrehzahl und/oder -leistung der Antriebe 6 und 7 liegt
und damit ausreichend ist, um unerwünschte lange Zeitverzögerungen
und/oder überhöhte Anlaufströme beim
Wiederanfahren der Vorrichtung bzw. beim Rückkehren zu der Solldrehzahl und/oder
-leistung nach der Behebung der Störung zu vermeiden.
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Durch
die Verwendung der frequenzgesteuerten bzw. -geregelten Antriebsmotoren 6.1 und 7.1 und
durch die Ansteuerung dieser Motoren über die Frequenzumrichter 8 und 9 ist
eine sehr exakte Einhaltung der den Wartemodus und auch das Wiederanfahren
optimierenden Drehzahl und/oder Leistung im Wartemodus möglich, d.
h. mit den frequenzgesteuerten Antriebsmotoren 6.1 und 7.1 und
den Frequenzumrichtern 8 und 9 ist über einen
weiten Drehmomentbereich eine durch die jeweilige Frequenz exakt
definierte Drehzahl und/oder Leistung an den Antriebsgruppen 6 und 7 erreichbar.
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Die
von der Antriebsgruppe 7 bzw. von den dortigen frequenzgesteuerten
Antriebsmotoren 7.1 angetriebenen Funktionselemente oder
Nebenaggregate sind bei einer Reinigungsmaschine zum Reinigen von
Behältern 2 in
Form von Flaschen beispielsweise Pumpen an verschiedenen Behandlungszonen,
beispielsweise Umwälzpumpen
zum Umwälzen
von Reinigungs- und Behandlungsflüssigkeiten, insbesondere auch
zum Beheizen von Behandlungszonen, in Verbindung mit Wärmetauschern verwendete
Pumpen, Pumpen für
ein Ab- oder Überschwallen
der Behälter 2 in
Behandlungszonen zum Ablösen
der Etiketten und/oder zum Entfernen von anderen Fremd- oder Feststoffen
von den oder aus den Behältern,
Pumpen an Behandlungszonen für eine
In- und Außenabspritzung
der Behälter
mit einer Reinigungsmittel oder Reinigungszusätze enthaltenden Reinigungsflüssigkeit
(Lauge) Pumpen an Behandlungszone zur abschließenden Innen- oder Außenabspritzung
der Behälter
mit Frischwasser, Antriebe für
Etiketten- und Scherbenaustrag usw.
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Die
Vorrichtung 1 ist beispielsweise eine Reinigungsmaschine
zum Reinigen der als Flaschen ausgebildeten Behälter 2. Eine derartige
Reinigungsmaschine weist in der dem Fachmann bekannten Weise zusätzlich zu
dem vorrichtungsinternen Transporteur 5, mit dem die Behälter 2 durch
verschiedene, u. a. auch als Tauchbad ausgebildete Behandlungszonen
bewegt werden, auch Behandlungszonen auf, die, wie in der 2 schematisch
dargestellt, als Spritzzonen 14 zum Innen- und Außenabspritzen
der in Aufnahmen des vorrichtungsinternen Transporteurs 5 gehaltenen
Behälter 2 mit
Reinigungsflüssigkeiten,
beispielsweise mit Lauge oder frischem Wasser dienen. Hierfür sind an
dem Transportweg, auf dem die Behälter 2 durch die jeweilige Spritzzone 14 bewegt
werden Spritzdüsen 15 vorgesehen,
die dann über
wenigstens eine Leitung 16 mit mindestens einer Pumpe 17 an
eine nicht dargestellte Quelle für
die jeweilige Behandlungsflüssigkeit
angeschlossen sind. In der Praxis sind mehrere derartige Spritzzonen 14 in
der als Reinigungsmaschine ausgebildeten Vorrichtung 1 vorgesehen,
wobei jeder Spritzzone 14 oder aber jeweils einer Gruppe
von mehren Spritzzonen 14 eine Pumpe 17 zugeordnet ist,
die über
einen frequenzgesteuerten Antriebs- oder Pumpenmotor 7.1 angetrieben
wird.
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Bei
einem vorübergehenden
Leistungsabfall oder bei Leistungsschwankungen in der Gesamtanlage
wird über
die Steuereinrichtung 10 die Leistung bzw. Drehzahl u.
a. der den vorrichtungsinternen Transporteur 5 antreibenden
Antriebgruppe 6 reduziert, und zwar zur Anpassung an die
aktuelle Leistung der Gesamtanlage, nicht aber die Drehzahl und/oder
Leistung der die Pumpen 17 antreibenden Antriebsgruppe 7.
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Bei
einer massiven Störung
der Gesamtanlage, d. h. bei einer Störung, die eine Förderung
der Behälter 2 an
die Vorrichtung 1 und/oder eine Weiterleitung der behandelten
Behälter 2 aus
der Vorrichtung 1 ausschließt, erfolgt ein Abschalten
der Antriebsgruppe 6 für
den vorrichtungsinternen Transporteur 5 und eine Reduzierung
der Drehzahl und/oder Leistung der Antriebsgruppe 7 bzw.
zumindest eines Teils der dortigen Antriebsmotoren 7.1 und dabei
eine Reduzierung der Drehzahl und/oder Leistung der zugehörigen Pumpen 17 in
der Weise, dass die Leitungen 16 zuverlässig mit der jeweiligen Reinigungsflüssigkeit
gefüllt
bleiben, d. h. ein Leerlaufen dieser Leitungen vermieden ist.
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Bei
Spritzzonen 14 zum Innen- und Außenabspritzen der Behälter 2 mit
Frischwasser erfolgt die Reduzierung der Drehzahl und/oder Leistung
der zugehörigen
Pumpe 17 so, dass die Behandlungsflüssigkeit (Frischwasser) gerade
noch erkennbar aus den Spritzdüsen 15 austritt.
Der von der jeweiligen Pumpe 17 erzeugte Volumenstrom liegt
dabei deutlich unter dem Volumenstrom bei Soll- oder Normalbetrieb,
beispielsweise unter 90%, aber über
5% des Volumenstroms bei Normalbetrieb.
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Bei
Spritzzonen 14 zum Innen- und/oder Außenabspritzen der Behälter 2 mit
Lage erfolgt die Reduzierung der Drehzahl und/oder Leistung der
zugehörigen
Pumpe 17 so, dass die Behälter in einem vollständig benetzten
Zustand gehalten werden, d. h. ein An- oder Abtrocknen der Behandlungsflüssigkeit auf
und in den Behältern 2 und damit
später
nur schwer entfernbare angetrocknete Reste der Lauge oder Behandlungsflüssigkeit
zuverlässig
vermieden sind. Der von der jeweiligen Pumpe 17 erzeugte
Volumenstrom liegt dabei deutlich unter dem Volumenstrom bei Soll-
oder Normalbetrieb, beispielsweise unter 90%, aber über 5% des
Volumenstroms bei Normalbetrieb.
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Analog
zu den vorstehenden Ausführungen erfolgt
auch in Spritzstationen 14 von Reinigungsmaschinen zum
Reinigen von Behältern 2,
die als Flaschenkästen
oder als andere wieder verwendete Transportbehälter oder -kästen oder
als KEGs ausgeführt
sind, bei Leistungsschwankungen und/oder bei massiven Störungen der
Vorrichtung und/oder der Gesamtanlage die Ansteuerung der Pumpen 17 für das Abspritzen
der Behälter 2 mit
der Reinigungszusätze
aufweisenden Reinigungsflüssigkeit
(Lauge) und für
das abschließende
Abspritzen der Behälter 2 mit
Frischwasser.
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Speziell
bei Reinigungsmaschinen zum Reinigen von Flaschen ist vielfach an
der von dem vorrichtungsinternen Transporteur 5 gebildeten
Förderstrecke
auch wenigstens eine Station vorgesehen, an der ein Ablösen von
Etiketten bevorzugt erfolgt, und zwar beispielsweise durch Überschwallen
der Flaschen mit einer Reinigungs- oder Behandlungsflüssigkeit.
Eine derartige Station ist in der 3 hinsichtlich
ihrer Funktion schematisch dargestellt, und zwar mit einer Überschwall-Einrichtung 19 zum
Ausbringen der Reinigungs- oder Behandlungsflüssigkeit auf die Behälter 2 und
mit einer von einem Pumpen- oder Antriebsmotor 7.1 angetriebene
Pumpe 20. Die Behandlungsflüssigkeit wird zusammen mit
den von den Behältern 2 abgelösten Etiketten 21 in
einer Wanne 22 aufgefangen oder gesammelt und fließt über einen
Etikettenaustrag 23, beispielsweise in Form eines umlaufend
angetriebenen Siebbandes an die Pumpe 20 zurück.
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Im
Falle einer massiven Störung
werden der Antriebsmotor 7.1 und damit die Pumpe 20 mit
reduzierter Leistung, d. h. beispielsweise mit einer Leistung unter
90%, aber über
5% der Soll- oder Normalleistung so betrieben, dass ein gewisser,
die Etiketten 21 an den Etikettenaustrag 23 bewegender
Flüssigkeitsstrom
erhalten bleibt und dadurch auch eine möglicherweise schwer aufzulösende Anlagerung von
abgelösten
Etiketten 21 in der Behandlungsstation 18, beispielsweise
am Boden der Wanne 22 vermieden wird.
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Der
Etikettenaustrag 23 wird im Falle einer massiven Störung ebenfalls
mit einer reduzierten Leistung, beispielsweise mit einer Leistung
unter 90%, aber über
5% der Soll- oder Normalleistung derart betrieben, dass die bewegten
Massen des Etikettenaustrags 23 nicht vollständig zum
Stillstand kommen und somit unerwünscht hohe Anlaufströme des Antriebsmotors 7.1 für den Etikettenaustrag 23 vermieden
werden.
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Vorrichtungen
zum Behandeln von Behältern sind
neben diesen vorgenannten Reinigungsmaschinen auch andere Behandlungsmaschinen,
beispielsweise Vorrichtungen oder Maschinen zum Füllen, Verschließen oder
Ausstatten bzw. Etikettieren von Behältern.
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- 1
- Behälterbehandlungsvorrichtung
- 2
- Behälter
- 3,
4
- äußerer Transporteur
- 5
- vorrichtungsinterner
Transporteur
- 6,
7
- elektrische
Antriebsgruppe
- 6.1,
7.1
- frequenzgesteuerter
Elektro- oder Antriebsmotor
- 8,
9
- Frequenzumrichter
- 10
- elektronische
Steuereinrichtung
- 11
- Speicher
- 12
- Sensor
- 13
- Datenverbindung
- 14
- Spritzstation
- 15
- Spritzdüse
- 16
- Leitung
- 17
- Pumpe
- 18
- Behandlungsstation
- 19
- Überschwalleinrichtung
- 20
- Pumpe
- 21
- abgelöstes Etikett
- 22
- Wanne
- 23
- Etikettenaustrag
- A
- Transport-
oder Förderrichtung