DE3515334C2

DE3515334C2 - Gefäßverschließmaschine

Info

Publication number: DE3515334C2
Application number: DE3515334A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 8400 Regensburg Weiß
Original assignee: Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik
Current assignee: Krones AG
Priority date: 1985-04-27
Filing date: 1985-04-27
Publication date: 1987-04-09
Also published as: GB2174682B; BE904677A; DE3515334A1; IT1203774B; IT8647930A0; GB8607462D0; GB2174682A; FR2581052B1; US4729204A; FR2581052A1; JPS61259923A; NL8600718A

Abstract

An der Oberseite des Transportsterns (1) einer Gefäßverschließmaschine ist an jeder Sterntasche (2) eine den Flaschenkopf umfassende Kammer (10) befestigt. Diese weist an der Oberseite eine Durchtrittsöffnung (11) für die mit dem Transportstern umlaufenden, höhenbeweglichen Verschließorgane (6, 7), an der radial nach außen weisenden Seite eine Durchtrittsöffnung (12) für den Flaschenkopf und an der radial nach innen weisenden Seite einen Düsenschlitz (13) auf. Dieser ist über ein rohrartiges Winkelstück (14) an eine Kohlendioxydquelle angeschlossen. Hierdurch wird das Eindringen von Luft in das Flascheninnere im Bereich der Gefäßverschließmaschine zuverlässig verhindert bzw. es erfolgt das Aufsetzen des Gefäßverschlusses in einer absolut sauerstofffreien Atmosphäre.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gefäßverschließmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Betrieb von Getränkeabfüllanlagen wird angestrebt, daß vor dem Verschließen der gefüllten Flaschen in deren Hals- bzw. Kopfteil kein Rest von Luft verbleibt, der die Qualität des Flascheninhalts beeinträchtigen könnte. Dies kann durch die Zuführung von Inertgas in den von der Füllung her freibleibenden Teil des oberen Flaschenhalses erfolgen. Einrichtungen zur Durchführung solcher Maßnahmen sind im Prinzip bekannt. Insbesondere hat in der Praxis die Verwendung von Blasdüsen allgemein Eingang gefunden, mittels welchen die Zuführung von Kohlendioxyd einen Lufteinschluß im füllungsfreien Flaschenteil verhindern soll.
Durch die DE-PS 8 43 214 ist bereits eine gattungsgemäße Gefäßverschließmaschine bekannt, bei der die den Flaschenkopf umgebenden Kammern ähnlich wie die Verschließorgane heb- und senkbar gelagert sind und an ihrer Ober- und Unterseite jeweils eine Durchtrittsöffnung für den Flaschenkopf aufweisen. Im unteren Bereich der Kammer ist ein elastischer Dichtring vorgesehen, der mit dem Flaschenhals zusammenwirkt. Ein weiterer Dichtring ist an der Unterseite des Verschließorgans befestigt. Dieser wirkt mit der Oberseite der zugehörigen Kammer zusammen. Die beiden separaten Hubeinrichtungen für die Verschließorgane und die Kammern sind derart ausgebildet, daß in der obersten Position zwischen einem Verschließorgan und der oberhalb der Flaschenmündung befindlichen zugehörigen Kammer ein Spalt gebildet wird. Durch diesen Spalt wird ein Korken auf die als Korkenauflage ausgebildete Oberseite der Kammer zugeführt. Während des Absenkens auf eine durch einen Transportstern fixierte Flasche dringt der Flaschenkopf zuerst in die untere Durchtrittsöffnung ein, wobei sich der elastische Dichtring in der Kammer an den Flaschenhals anlegt. Dann legt sich die Unterseite des Verschließorgans mit dem Dichtring an die Oberseite der Kammer an, so daß im Bereich des Flaschenkopfs die Kammer hermetisch abgedichtet ist. Schließlich tritt während des Aufsetzens des Korkens auf die Mündung der Flaschenkopf teilweise aus der oberen Durchtrittsöffnung der Kammer aus und in das Verschließorgan ein. Im Bereich des Verschließkonus des Verschließorgans mündet eine Leitung ein, die über ein Steuerventil an eine Vakuumquelle oder bei einer anderen Ausführungsform an eine Schwefeldioxydquelle anschließbar ist.
Im Falle des Arbeitens mit einer Schwefeldioxydzuführung ergeben sich bei dieser bekannten Gefäßverschließmaschine einige Unzulänglichkeiten: Bis zum Einwirken des Inertgases auf die Gefäßmündung vergeht relativ viel Zeit, in der der Luftsauerstoff voll auf den Flascheninhalt einwirken kann. Es müssen nämlich zuerst die Kammer und das Verschließorgan aus ihrer jeweiligen oberen Endlage abgesenkt und voll auf den Flaschenkopf aufgesetzt werden, bis die Inertgaszufuhr wirkungsvoll einsetzen kann. Hinderlich ist weiter, daß das Inertgas durch einen engen Spalt und enge Kanäle vom oberen Ende des Verschließkonus her zur Flaschenmündung vordringen muß und daß infolge der hermetischen Abdichtung der Kammer ein vollständiges Verdrängen von Luft aus der Kammer bzw. dem Flaschenhals nicht möglich ist. Hinzu kommt noch der hohe konstruktive Aufwand für die separate Halterung und Höhenbewegung der unabhängig vom Transportstern angeordneten Kammern.
In der DE-PS 32 26 172 ist ein Verfahren zum Austausch von im Behälterhals gefüllter Flaschen verbleibender Luft gegen Inertgas bekanntgeworden, wonach im Anschluß an den Füllvorgang zunächst Warmgas in den Behälterhals eingeführt wird. Auf diese Weise sollen innerhalb des Behälterhalses zurückgebliebene Blasen aufgelöst werden. Erst danach wird in einem anschließenden Verfahrensschritt Inertgas zugeleitet und über Düsen direkt in die Flaschenmündung eingeführt, um darin enthaltene Luft zu eliminieren und gegen das Inertgas auszutauschen. In einem weiteren Verfahrensschritt werden schließlich in einer Gefäßverschließmaschine Kronenkorken herangeführt und auf die Flaschenmündung aufgedrückt. Die Blasdüsen sind an den höhenbeweglichen Verschließorganen, die am unteren Ende einen glockenartigen Ansatz aufweisen, befestigt.
Bei dieser bekannten Vorrichtung können die Blasdüsen erst wirksam werden, wenn die Verschließorgane ausreichend weit abgesenkt sind, so daß der glockenartige Ansatz die Falschenmündung umfaßt. Die Einwirkungszeit der Blasdüsen ist daher kurz und ein vollständiges Austreiben der Luft aus dem Leerraum im Flaschenhals, aus dem Hohlraum der Verschlußkappe sowie aus dem Zwischenraum zwischen Flaschenmündung und Verschlußkappe ist nicht gewährleistet. Schwierig ist außerdem das Einführen der Verschlußkappen unter den Verschließkonus, da dies durch eine seitliche Öffnung in dem glockenförmigen Ansatz erfolgen muß.
Um Gefäße mit luftempfindlichen Getränken zu füllen und ohne Lufteinschluß verschließen zu können, ist nach der DE-OS 19 10 548 ein Verfahren bekanntgeworden, bei welchem das Gefäß in CO₂-Atmosphäre vollständig gefüllt und vor dem Verschließen Flüssigkeit durch CO₂ aus dem Gefäß verdrängt wird. Nach diesem bekannten Verfahren ist im einzelnen vorgesehen, daß im Prinzip mit der gleichen Zielsetzung wie zuvor das mit im wesentlichen nicht schäumender Flüssigkeit randvoll gefüllte Gefäß unter die Verschließeinrichtung bewegt wird und während der Absenkbewegung der Verschließelemente CO₂ unter hohem Druck von unten und seitlich der Gefäßmündung gegen das Verschließelement geblasen und das Gefäß unter Aufrechterhaltung der CO₂-Zufuhr verschlossen wird. Dabei wird nach diesem bekannten Füllvorgang unmittelbar vor dem Verschließen durch unterhalb einer Zentrierglocke angeordnete Düsen Kohlendioxyd mit hohem Druck gegen die Unterseite des Kronenkorkens geblasen, so daß es durch Reflexionen auf die Flüssigkeitsoberfläche der Flasche wirkt. Hierbei soll durch den Druck der eingeblasenen Kohlensäure ein Teil der Flüssigkeit aus der Flaschenmündung verdrängt werden, so daß ein Leerraum entsteht, der mit reiner Kohlensäure gefüllt ist.
Diese Arbeitsweise bringt erhebliche Nachteile mit sich, wenn man berücksichtigt, daß infolge der von der Innenseite bzw. Unterseite des Kronenkorkens ausgehenden Prallwirkung für Kohlendioxid vor jedem Verschließvorgang die Verdrängung bzw. der Überlauf eines nicht begrenzbaren Quantums des Flascheninhalts in Kauf genommen werden muß und daß darüber hinaus im freiwerdenden Volumen des Flaschenhalses nicht mit Sicherheit ein restloses Verdrängen von Luft im Austausch gegen Kohlendioxyd erwartet werden kann. Die Funktion der Unterseite eines Kronenkorkens als Prallfläche ist keinesfalls geeignet, zusammen mit einer aus verhältnismäßig weit unterhalb der Flaschenmündung angeordneten Düsen abgegebenen Beaufschlagung von CO₂ den gewünschten Luftverdrängungs-Effekt herbeizuführen.
Schließlich ist noch eine Gefäßverschließmaschine mit einem zusammen mit den Verschließorganen umlaufenden Transportstern bekannt, der relativ hoch am Flaschenkopf angreift (DE-AS 21 47 770). Die Verschließorgane liegen in der unteren Endstellung dicht über dem Transportstern, wobei der Flaschenkopf in üblicher Weise in den Verschließkonus eindringt. Bei dieser bekannten Gefäßverschließmaschine ist weder eine den Flaschenkopf umgebende Kammer noch eine Inertgaszufuhr vorhanden. Eine Verdrängung von Luft unter dem Kronenkorken bzw. aus dem Flaschenhals ist daher nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Gefäßverschließmaschine die Wirkung der Einrichtung zur Zufuhr von Inertgas zu verbessern und gleichzeitig den Aufbau zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei einer erfindungsgemäßen Gefäßverschließmaschine wird mit Hilfe der Kammern eine gezielte, radial von innen nach außen gerichtete Strömung erzeugt, die durch die Umgebungsluft nicht gestört werden kann. Die Zufuhr von Inertgas kann sofort beim Einlaufen eines Flaschenkopfs in die betreffende Kammer, also noch vor dem Absenken des Verschließorgans, beginnen. Die Einwirkungszeit ist entsprechend lang. In einer erfindungsgemäßen Gefäßverschließmaschine können somit die Gefäße unter einer absolut sauerstoffreien Atmosphäre verschlossen werden. Durch die direkte, höhenfeste Anordnung der Kammern auf dem Transportstern wird außerdem ein äußerst einfacher Aufbau ermöglicht, da jegliche separate Aufhängung und Steuerung für die Kammern entfällt. Die Kammern können optimal an die Form des Flaschenkopfs angepaßt und im Falle der Umstellung der Gefäßverschließmaschine auf eine andere Flaschensorte zusammen mit dem Transportstern rasch ausgetauscht werden. Dadurch, daß die Verschließorgane zur Korkenaufnahme vollständig aus der Kammer herausbewegt werden, ist eine ungehinderte, exakte Übergabe der Korken möglich.
Im nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfndung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen senkrechten Teilschnitt durch eine Flaschenverschließmaschine im Bereich eines Verschließorgans,
Fig. 2 den Schnitt A B nach Fig. 1.
Die Flaschenverschließmaschine nach Fig. 1 und 2 weist einen um eine senkrechte Drehachse umlaufenden Transportstern 1 auf, von dem nur die obere der beiden parallelen Sternplatten gezeigt ist. Diese besitzen an ihrem Umfang gleichmäßig verteilt mehrere Sterntaschen 2, von denen nur eine dargestellt ist. In diese Sterntaschen 2 werden die bis zu einem bestimmten Füllstand 8 mit einer sauerstoffempfindlichen Flüssigkeit, z. B. Bier, gefüllten Flaschen 3 durch einen nicht gezeigten Transferstern eingeschoben und dann durch ortsfest am Umfang des Transportsterns 1 angeordnete Führungsbogen 4, von denen wiederum nur der obere gezeigt ist, gehalten.
Konzentrisch zu jeder Sterntasche 2 bzw. zu einer darin kontinuierlich transportierten Flasche 3 ist jeweils ein mit umlaufendes Verschließorgan, bestehend aus einem magnetischen Niederhalter 6 und einem konzentrisch dazu angeordneten Verschließkonus 7, höhenbeweglich gelagert. Durch die Verschließorgane werden die Flaschen 3 in herkömmlicher Weise mittels Kronenkorken 5 verschlossen. Diese werden beispielsweise durch ein nicht gezeigtes Sternrad der Unterseite der Niederhalter 6 zugeführt, wo sie durch Magnetkraft gehalten werden.
Auf der Oberseite der oberen Sternplatte des Transportsterns 1 ist an jeder Sterntasche 2 jeweils eine den Flaschenkopf einschließlich der Mündung mit Abstand umgebende Kammer 10 befestigt, die im wesentlichen durch ein zylindrisches, konzentrisch zum Verschließorgan 6, 7 angeordnetes Rohrstück gebildet wird. Die Kammer 10 besitzt an ihrer Oberseite eine horizontale Durchtrittsöffnung 11 für das Verschließorgan 6, 7, deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser des Verschließkonus 7. Das Verschließorgan 6, 7 kann somit ungehindert in die Kammer 10 einfahren. Weiter ist die Kammer 10 an ihrer radial nach außen weisenden Seite mit einer Durchtrittsöffnung 12 für den Flaschenkopf versehen, die einen ungehinderten Einlauf und Auslauf der Flaschen 3 erlaubt. Wie die Fig. 2 zeigt, liegt die Peripherie des Transportsterns 1 dem oberen Führungsbogen 4 mit geringem Abstand gegenüber. Dadurch wird die Kammer 10 nach unten hin weitgehend abgeschlossen, wenn eine Flasche 3 die Sterntasche 2 ausfüllt (strichpunktiert angedeutet).
An der radial nach innen weisenden Seite jeder separaten Kammer 10 ist auf Höhe der Flaschenmündung ein sich leicht erweiternder, horizontal verlaufender Düsenschlitz 13 ausgebildet. An diesen schließt sich ein rohrartiges Winkelstück 14 mit einer im Querschnitt dem Düsenschlitz 13 entsprechenden horizontalen Schlitzdüse 15 an. Das Winkelstück 14 wird über eine schematisch angedeutete Leitung 16 und einen Drehverteiler 17 mit Inertgas, z. B. Kohlendioxyd, versorgt. Der Drehverteiler 17 ist konzentrisch zur Drehachse des Transportsterns 1angeordnet und führt jedem Winkelstück 14 über einen bestimmten Teil seiner Umlaufbahn, beginnend kurz vor Einlauf eines Flaschenkopfs in die betreffende Kammer 10 und endend nach dem vollständigen Aufsetzen eines Kronenkorkens 5 auf die Flasche 3, Kohlendioxyd zu.
Die Funktion der vorstehend beschriebenen Flaschenverschließmaschine wird im nachstehenden erläutert. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Flaschen 3 in einer vorgeschalteten, nicht gezeigten Flaschenfüllmaschine bis zum gewünschten Pegel 8 mit Bier weitgehend schaumfrei gefüllt worden sind und außerdem der Leerraum in der Flasche bis hin zur Mündung mit reinem oder nahezu reinem Kohlendioxyd angefüllt wurde. Während des Transports zwischen der Flaschenfüllmaschine und der Flaschenverschließmaschine, die im allgemeinen dicht hintereinander angeordnet sind, kann daher der Luftsauerstoff nicht auf den Flascheninhalt einwirken. Schlimmstenfalls wird ein Teil des reinen Kohlendioxyd im Bereich der Flaschenmündung etwas mit Luft vermischt. In diesem Zustand werden die Flaschen 3 in den Transportstern 1 der Flaschenverschließmaschine eingeführt. Daraufhin wird über den Drehverteiler 17, die Leitung 16, das Winkelstück 14 und der Düsenschlitz 13 mit Kohlendioxyd unter ausreichendem Überdruck beschickt. Das aus dem Düsenschlitz 13 in breitem Strom austretende Kohlendioxyd füllt das Innere der Kammer 10 vollständig aus und strömt durch die Durchtrittsöffnung 12 ins Freie. Dabei wird die Flaschenmündung bzw. der Flaschenkopf vollständig gegen die Umgebungsluft abgeschirmt und es wird die evtl. in die Flasche eingedrungene Luft verdrängt und durch Kohlendioxyd ersetzt.
Bei Beginn der Kohlendioxyd-Zufuhr ist das Verschlußorgan 6, 7 noch nicht in die Durchtrittsöffnung 11 eingedrungen, sondern steht mit der Unterseite auf Höhe der Linie 9, so daß die Unterseite des Niederhalters 6 ungehindert mit einem Kronenkorken 5 beschickt werden kann. Ein Teil des aus dem Düsenschlitz 13 austretenden CO₂ kann daher zunächst durch die Durchtrittsöffnung 11 entweichen. Auch dieser Bereich wird somit mit Kohlendioxyd durchgespült und damit "luftfrei" gemacht. Sobald dann das Verschließorgan 6, 7 mit einem Kronenkorken 5 in die obere Durchtrittsöffnung 11 eingedrungen ist, entweicht das Kohlendioxyd nur noch durch die seitliche Durchtrittsöffnung 12 und es wird die Unterseite des Verschließorgans 6, 7 sowie der dort sitzende Kronenkorken 5 mit Kohlendioxyd gespült und damit gleichfalls "luftfrei" gemacht, insbesondere auch der Hohlraum des Kronenkorkens 5. Durch diesen kann somit kein Luftsauerstoff in die Flasche verschleppt werden.
Infolge der diametralen Anordnung von Düsenschlitz 13 und Durchtrittsöffnung 12 sowie der Abschirmung durch die Kammer 10 wird der Flaschenkopf bzw. die Flaschenmündung von einem im wesentlichen horizontal gerichteten, gleichmäßigen, breiten Strom aus Kohlendioxyd beaufschlagt, so daß jeglicher Kontakt des Flascheninneren mit der Umgebungsluft vermieden wird. Eine Einwirkung des Luftsauerstoffs auf den Flascheninhalt im Bereich der Verschließmaschine ist somit absolut ausgeschlossen.

Claims

1. Gefäßverschließmaschine mit einem umlaufenden Transportstern, zusammen mit diesem konzentrisch umlaufenden heb- und senkbaren Verschließorganen und die Flaschenköpfe mit Abstand umgebenden, im wesentlichen ringförmigen Kammern, sowie mit einer Einrichtung zur Beaufschlagung der Flaschenmündungen mit Inertgas, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (10) auf Höhe der Flaschenköpfe an der Oberseite des Transportsterns (1) befestigt sind, daß jede Kammer (10) an ihrer Oberseite eine Durchtrittsöffnung (11) für das Verschließorgan (6, 7), an ihrer radial nach außen weisenden Seite eine Durchtrittsöffnung (12) für den Flaschenkopf und an ihrer radial nach innen weisenden Seite mindestens eine mit Inertgas versorgbare Düsenöffnung (13) aufweist, und daß die Hubeinrichtung für die Verschließorgane (6, 7) derart ausgebildet ist, daß diese zur Aufnahme einer Verschlußkappe vollständig aus der Kammer (10) bzw. der Durchtrittsöffnung (11) heraus und zum Aufsetzen einer Verschlußkappe in die Kammer (10) bzw. die Durchtrittsöffnung (11) hinein bewegt werden.

2. Gefäßverschließmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöffnung als Düsenschlitz (13) ausgebildet ist, im wesentlichen horizontal verläuft und sich nahezu über die gesamte Breite der Kammer (10) erstreckt.

3. Gefäßverschließmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Düsenöffnung (13) ein rohrartiges Winkelstück (14) anschließt, das über eine Leitung (16) mit einem die Inertgaszufuhr steuernden Drehschieber (17) verbunden ist.

4. Gefäßverschließmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelstück (14) eine sich an den Düsenschlitz (13) anschließende Schlitzdüse (15 ) aufweist.

5. Gefäßverschließmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöffnungen (13) auf Höhe der Flaschenmündung angeordnet sind.

6. Gefäßverschließmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Durchtrittsöffnungen (12) für den Flaschenkopf und die Düsenöffnungen (13) diametral gegenüberliegen.

7. Gefäßverschließmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherie des Transportsterns (1) mit geringem Abstand an einen ortsfest an dessen Umfang angeordneten Führungsbogen (4) heranreicht und zusammen mit diesem die Kammern (10) nach unten hin abschließt.

8. Gefäßverschließmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (12) für den Flaschenkopf in der Kammer (10) über dem Führungsbogen (4) liegt.

9. Gefäßverschließmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Kammer (10) dem Durchmesser der Durchtrittsöffnung (11) für das Verschließorgan (6, 7) entspricht.