EP0528217A1 - Method and device for treating refundable plastic bottles - Google Patents

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EP0528217A1
EP0528217A1 EP92112875A EP92112875A EP0528217A1 EP 0528217 A1 EP0528217 A1 EP 0528217A1 EP 92112875 A EP92112875 A EP 92112875A EP 92112875 A EP92112875 A EP 92112875A EP 0528217 A1 EP0528217 A1 EP 0528217A1
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bottles
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bottle
gas
filling
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EP92112875A
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Egon Ahlers
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Krones AG
Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B67C7/0073—Sterilising, aseptic filling and closing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations

Definitions

  • the invention relates to a method for treating empty reusable plastic bottles according to the preamble of claim 1 and a device suitable for carrying it out according to the preamble of claim 22.
  • Reusable plastic bottles like reusable glass bottles, must be cleaned thoroughly before refilling. While lye temperatures of 80 degrees Celsius and more are completely problem-free with glass bottles, such lye temperatures would lead to intolerable deformation or even complete destruction of the bottles when cleaning plastic bottles. PET bottles are therefore currently treated with an alkali temperature of around 58 degrees Celsius. However, even at this relatively low temperature, which is just portable due to the required cleaning effect, the bottles shrink slightly. The resulting reduction in volume has reached an intolerable size after about 20 revolutions of a reusable bottle, so that the bottle in question is no longer usable. Work in the same sense Temperature loads on the way to or from the consumer or at the consumer on the bottles, especially in hot countries and in the summer months. The achievable circulation figures for reusable plastic bottles, especially PET, have so far been far below the usual circulation figures for glass bottles.
  • the invention has for its object to provide a method for treating reusable plastic bottles and a device for its implementation, with which the achievable number of cycles or service life is increased noticeably.
  • the increase in volume of the bottles according to the invention at least approximately compensates for the shrinkage during cleaning and other influences.
  • the volume increase is carried out before each new filling, the number of cycles can be doubled without any problems.
  • the increase in volume can be carried out for a certain type of bottle with constant parameters, so that the desired constant or at least only a slight reduction in the bottle content is guaranteed on average.
  • the bottles can also be measured in terms of volume and / or dimensions, and the increase in volume can be carried out in accordance with measured values for a batch of bottles or for each individual bottle can be controlled individually. In this way, the shrinkage of the bottles can be compensated for within much narrower limits. In the simplest case, it is sufficient to measure the height and / or the diameter of the bottles.
  • the volume increase can take place at different times and in different locations, e.g. at a collection point for reusable bottles. It is particularly expedient if it takes place after cleaning the bottles with hot lye and immediately before filling the bottles with a drink or the like within a filling system for reusable bottles. The shrinkage of the bottles during cleaning is then immediately compensated for and the increase in volume of the bottles can be integrated into the function of the filling system.
  • the volume can be increased on the way of the bottles from a cleaning machine to a filling machine, for which a separate station is required.
  • the volume can also be increased within a filling machine, so that there is no need for a separate station and the additional effort remains low compared to a conventional filling system.
  • the increase in volume according to the invention brings about an increase in the number of cycles as well as an increase in the filling accuracy with the usual "height filling” or a Improvement of the appearance of the bottles with regard to the filling height in the case of a "custom filling".
  • the alkali temperature and thus the cleaning effect can be increased without any adverse effects.
  • the increase in volume itself is advantageously carried out by the measures specified in claims 8 to 18. These can be easily mastered at low cost with regard to the decisive parameters and easily adapted to the bottle material. In particular when using steam, there is the additional effect of sterilizing the interior of the bottle. In this way, the shelf life of the filled liquid can be increased significantly.
  • the volume is expediently only increased for those bottles which have suffered a loss of content due to shrinkage and the volume increase is restricted in such a way that the volume achieved does not exceed the nominal content of a bottle in its original state.
  • the device according to FIG. 1 has a filling element 1 with a housing 14, which is attached laterally to the boiler 15 of a rotary counter-pressure filling machine (not shown further). This is set up for filling PET reusable bottles 16 - called bottles below - with a drink.
  • a supply line 4 for saturated steam (indicated by dots) with a control valve 5, a supply line 6 for CO2 under a pressure of 4 bar (indicated by crosses) with a control valve 7, a supply line 12 for the drink from top to bottom formed or arranged with a valve 13 and a servomotor 17 and a discharge line 18 for the gas emerging from the bottle 16 with a control valve 19.
  • the feed lines 4 and 6 and the discharge line 18 are connected, with the interposition of their control valves, to the upper end of a gas pipe 8, which is arranged such that it can move in height in the housing 14 and is connected to the servomotor 17.
  • the gas pipe 8 protrudes downward from the housing 14 and carries the valve 13 for the beverage, which cooperates with a valve seat 22 formed in the housing 14.
  • an outlet opening 11 for the drink which is concentric with the gas pipe 8.
  • annular chamber 21 is formed in the housing 14, in which a sealing ring 2 is arranged such that it can move in height.
  • the chamber 21 is connected to the discharge line 18 via a channel 23.
  • the connection between the chamber 21 and the discharge line 18 via the channel 23 is open (see FIG. 1); If the sealing ring 2 assumes its upper end position, the connection is interrupted (see FIG. 2).
  • the device also has a lifting device 3 for the bottles 16 to be treated, consisting of a plate for supporting the bottle base and a pneumatic lifting cylinder (not shown further) and a control cam.
  • a lifting device 3 for the bottles 16 to be treated consisting of a plate for supporting the bottle base and a pneumatic lifting cylinder (not shown further) and a control cam.
  • the lifting device can also have a hooking element with a U-shaped recess, which engages below the support ring on the head of the bottle 16.
  • a corresponding lifting device 3a is indicated in FIG. 2.
  • the control valves 5, 7, 19 and the servomotor 17 are actuated by a control device 9, to which the probe 20 is also connected. Furthermore, a measuring device 10 for the bottle height and possibly other parameters, such as tightness, are connected to the control device 9.
  • the structure of the measuring device is For example, known from German Offenlegungsschrift 37 22 422.
  • the method for treating bottles 16 which can be carried out with the device described above proceeds as follows: The height of the bottle 16 coming from a cleaning machine, not shown, which is cleaned by means of hot alkali by soaking and spraying, is next measured by the measuring device 10 and checked for leaks. The measured value for the height is forwarded to the control device 9; the measured value for the tightness is input into a sorting device, not shown, for separating leaky bottles 16.
  • the control valve 5 remains closed and there is no steam supply. Instead, the control valve 5 can also be opened briefly, for about 0.5 seconds, in order to introduce a short burst of steam, which is used only for sterilizing the inside of the bottle, via the feed line 4 and the gas pipe 8 into the bottle.
  • the control valve 5 is opened accordingly via the control device 9, for example in a range from one to three seconds. Due to the saturated steam flowing in via the feed line 4 and the gas pipe 8 into the bottle 16 and flowing out again via the annular chamber 21, the channel 23 and the discharge line 18, the inner surface of the bottle 16 and partly also the wall is heated sufficiently to subsequently have a To allow deformation of the bottle 16. Directly on the surface, the temperature is approx. 100 degrees Celsius, correspondingly less inside the wall. Molecular changes do not take place here and a subsequent stretching of the bottle material is not possible. During steaming, the pressure in the bottle increases slightly to approx. 1.2 bar, due to the flow resistance for the steam. However, this internal pressure is not sufficient for permanent deformation of the bottle 16.
  • the still warm bottle wall is permanently deformed outward in the sense of an increase in volume.
  • the heat supply by the steam and the increase in internal pressure by the CO2 are coordinated such that the bottle volume does not exceed the original nominal volume, so the bottle 16 is not overstretched.
  • the beverage to be filled can be introduced into the bottle 16 by opening the liquid valve 13 via the servomotor 17, the CO2 previously used for the deformation of the bottle now serving in the usual manner as a tensioning gas.
  • the filling process is controlled with the aid of the probe 20 by the control device 9, wherein the displaced CO2 can escape into the open by opening the control valve 19.
  • the increase in volume that can be achieved with the method described above is around 3 milliliters for a conventional reusable PET bottle with a nominal content of 1.5 liters. This increase in volume is sufficient to compensate for the shrinkage when cleaning the bottle. If there is no measuring device 10, the control valve 5 for all bottles 16 is of the same length for an average period of e.g. Open for 1.5 seconds.

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  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
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Abstract

The volumes of returnable plastic bottles are increased before filling by means of a combined heat/internal pressure treatment. This compensates for the shrinking caused by cleaning with hot caustic solution and the number of times the bottle can be used is substantially increased. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von leeren Mehrwegflaschen aus Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 22.The invention relates to a method for treating empty reusable plastic bottles according to the preamble of claim 1 and a device suitable for carrying it out according to the preamble of claim 22.

Mehrwegflaschen aus Kunststoff müssen ähnlich wie Mehrwegflaschen aus Glas vor dem erneuten Befüllen gründlich gereinigt werden. Während bei Glasflaschen Laugentemperaturen von 80 Grad Celsius und mehr völlig problemlos sind, würden derartige Laugentemperaturen bei der Reinigung von Kunststoffflaschen zu einer untragbaren Deformation oder gar zur völligen Zerstörung der Flaschen führen. PET-Flaschen werden daher gegenwärtig mit einer Laugentemperatur von ca. 58 Grad Celsius behandelt. Doch selbst bei dieser relativ geringen Temperatur, die im Hinblick auf die erforderliche Reinigungswirkung gerade noch tragbar ist, findet bereits eine geringe Schrumpfung der Flaschen statt. Die dadurch bewirkte Volumensverringerung hat nach ca. 20 Umläufen einer Mehrwegflasche eine untragbare Größe erreicht, so daß die betreffende Flasche nicht mehr brauchbar ist. Im gleichen Sinne wirken auch Temperaturbelastungen auf dem Weg zum oder vom Verbraucher oder beim Verbraucher auf die Flaschen ein, insbesondere in heißen Ländern und in den Sommermonaten. Die erreichbaren Umlaufzahlen von Mehrwegflaschen aus Kunststoff, insbesondere PET, liegen daher bisher weit unter den üblichen Umlaufzahlen von Glasflaschen.Reusable plastic bottles, like reusable glass bottles, must be cleaned thoroughly before refilling. While lye temperatures of 80 degrees Celsius and more are completely problem-free with glass bottles, such lye temperatures would lead to intolerable deformation or even complete destruction of the bottles when cleaning plastic bottles. PET bottles are therefore currently treated with an alkali temperature of around 58 degrees Celsius. However, even at this relatively low temperature, which is just portable due to the required cleaning effect, the bottles shrink slightly. The resulting reduction in volume has reached an intolerable size after about 20 revolutions of a reusable bottle, so that the bottle in question is no longer usable. Work in the same sense Temperature loads on the way to or from the consumer or at the consumer on the bottles, especially in hot countries and in the summer months. The achievable circulation figures for reusable plastic bottles, especially PET, have so far been far below the usual circulation figures for glass bottles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Behandeln von Mehrwegflaschen aus Kunststoff und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, mit denen die erreichbare Umlaufzahl oder Gebrauchsdauer spürbar erhöht wird.The invention has for its object to provide a method for treating reusable plastic bottles and a device for its implementation, with which the achievable number of cycles or service life is increased noticeably.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 21 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 22 gelöst.This object is achieved according to the invention by a method with the features of claims 1 or 21 and by a device with the features of claim 22.

Durch die erfindungsgemäß vorgenommene Volumensvergrößerung der Flaschen wird die Schrumpfung beim Reinigen und durch sonstige Einflüsse zumindest annähernd kompensiert. Insbesondere dann, wenn die Volumensvergrößerung vor jedem erneuten Abfüllen durchgeführt wird, läßt sich ohne weiteres eine Verdoppelung der Umlaufzahlen erreichen.The increase in volume of the bottles according to the invention at least approximately compensates for the shrinkage during cleaning and other influences. In particular, if the volume increase is carried out before each new filling, the number of cycles can be doubled without any problems.

Die Volumensvergrößerung kann für eine bestimmte Flaschensorte mit konstanten Parametern durchgeführt werden, so daß im statistischem Mittel die gewünschte Konstanthaltung oder zumindest nur geringe Verringerung des Flascheninhalts gewährleistet ist. Statt dessen können auch die Flaschen volumen- und/oder abmessungsmäßig vermessen werden und es kann die Volumensvergrößerung entsprechend den gemessenen Werten für eine Partie von Flaschen oder für jede einzelne Flasche individuell gesteuert werden. Auf diese Weise ist eine Kompensation der Schrumpfung der Flaschen in wesentlich engeren Grenzen möglich. Dabei genügt es im einfachsten Falle, die Höhe und/oder den Durchmesser der Flaschen zu messen.The increase in volume can be carried out for a certain type of bottle with constant parameters, so that the desired constant or at least only a slight reduction in the bottle content is guaranteed on average. Instead of this, the bottles can also be measured in terms of volume and / or dimensions, and the increase in volume can be carried out in accordance with measured values for a batch of bottles or for each individual bottle can be controlled individually. In this way, the shrinkage of the bottles can be compensated for within much narrower limits. In the simplest case, it is sufficient to measure the height and / or the diameter of the bottles.

Die Volumensvergrößerung kann zu verschiedenen Zeitpunkten und an verschiedenen Orten, z.B. an einer Sammelstelle für Mehrwegflaschen, durchgeführt werden. Besonders zweckmäßig ist es, wenn sie nach dem Reinigen der Flaschen mit heißer Lauge und unmittelbar vor dem Befüllen der Flaschen mit einem Getränk oder dgl. innerhalb einer Abfüllanlage für Mehrwegflaschen erfolgt. Die Schrumpfung der Flaschen bei der Reinigung wird dann sofort wieder ausgeglichen und es ist eine Einbindung der Volumensvergrößerung der Flaschen in die Funktion der Abfüllanlage möglich.The volume increase can take place at different times and in different locations, e.g. at a collection point for reusable bottles. It is particularly expedient if it takes place after cleaning the bottles with hot lye and immediately before filling the bottles with a drink or the like within a filling system for reusable bottles. The shrinkage of the bottles during cleaning is then immediately compensated for and the increase in volume of the bottles can be integrated into the function of the filling system.

Die Volumensvergrößerung kann auf dem Weg der Flaschen von einer Reinigungsmaschine zu einer Füllmaschine erfolgen, wozu eine eigene Station erforderlich ist. Auch kann die Volumensvergrößerung innerhalb einer Füllmaschine erfolgen, so daß auf eine eigene Station verzichtet werden kann und der zusätzliche Aufwand gegenüber einer herkömmlichen Abfüllanlage gering bleibt.The volume can be increased on the way of the bottles from a cleaning machine to a filling machine, for which a separate station is required. The volume can also be increased within a filling machine, so that there is no need for a separate station and the additional effort remains low compared to a conventional filling system.

Unabhängig vom Ort und Zeitpunkt der Durchführung erbringt die erfindungsgemäße Volumensvergrößerung neben einer Erhöhung der Umlaufzahlen auch eine Vergrößerung der Füllgenauigkeit bei der üblichen "Höhenfüllung" oder eine Verbesserung des Erscheinungsbildes der Flaschen hinsichtlich der Füllhöhe im Falle einer "Maßfüllung". Darüber hinaus kann auch die Laugentemperatur und damit die Reinigungswirkung ohne nachteilige Auswirkungen erhöht werden.Irrespective of the place and time of the implementation, the increase in volume according to the invention brings about an increase in the number of cycles as well as an increase in the filling accuracy with the usual "height filling" or a Improvement of the appearance of the bottles with regard to the filling height in the case of a "custom filling". In addition, the alkali temperature and thus the cleaning effect can be increased without any adverse effects.

Die Durchführung der Volumensvergrößerung selbst erfolgt in vorteilhafter Weise durch die in den Ansprüchen 8 bis 18 angegebenen Maßnahmen. Diese lassen sich bei geringem Kostenaufwand hinsichtlich der entscheidenden Parameter gut beherrschen und einfach an das Flaschenmaterial anpassen. Insbesondere bei der Verwendung von Dampf ergibt sich noch der zusätzliche Effekt einer Sterilisation des Flascheninnenraums. Hierdurch kann die Haltbarkeit der abgefüllten Flüssigkeit wesentlich erhöht werden.The increase in volume itself is advantageously carried out by the measures specified in claims 8 to 18. These can be easily mastered at low cost with regard to the decisive parameters and easily adapted to the bottle material. In particular when using steam, there is the additional effect of sterilizing the interior of the bottle. In this way, the shelf life of the filled liquid can be increased significantly.

Zweckmäßigerweise wird zwecks Schonung der Flaschen die Volumensvergrößerung nur bei denjenigen Flaschen vorgenommen, die durch Schrumpfen eine Inhaltseinbuße erlitten haben und es wird die Volumensvergrößerung derart beschränkt, daß das erzielte Volumen nicht über den Nenninhalt einer Flasche im Ursprungszustand hinausgeht.For the sake of protecting the bottles, the volume is expediently only increased for those bottles which have suffered a loss of content due to shrinkage and the volume increase is restricted in such a way that the volume achieved does not exceed the nominal content of a bottle in its original state.

Die Erzeugung des Überdrucks im Flascheninneren kann mit dem Vorgang des Vorspannens der Flaschen unmittelbar vor dem Einleiten der Flüssigkeit zusammengelegt werden. Dadurch wird der Vorgang der Volumensvergrößerung sozusagen nahtlos mit dem eigentlichen Füllvorgang verbunden. Der zusätzliche Aufwand ist somit äußerst gering. Eine entsprechende Vorrichtung ist in den Ansprüchen 22 bis 25 angegeben.The generation of the excess pressure inside the bottle can be combined with the process of prestressing the bottles immediately before the liquid is introduced. As a result, the process of increasing the volume is seamlessly connected with the actual filling process, so to speak. The additional effort is therefore extremely low. A corresponding device is specified in claims 22 to 25.

Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1
die schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Behandeln von Mehrwegflaschen während der Einleitung von Dampf
Fig. 2
die teilweise Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 während der Einleitung von Druckgas.
In the following an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1
the schematic view of a device for treating reusable bottles during the introduction of steam
Fig. 2
the partial view of the device of FIG. 1 during the introduction of compressed gas.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 weist ein Füllorgan 1 mit einem Gehäuse 14 auf, das seitlich am Kessel 15 einer nicht weiter gezeigten Rotations-Gegendruckfüllmaschine befestigt ist. Diese ist zum Füllen von PET-Mehrweg-Flaschen 16 - im Nachstehenden kurz Flaschen genannt -, mit einem Getränk eingerichtet. Im Gehäuse 14 sind von oben nach unten eine Zuleitung 4 für Sattdampf (angedeutet durch Punkte) mit einem Steuerventil 5, eine Zuleitung 6 für CO₂ unter einem Druck von 4 bar (angedeutet durch Kreuze) mit einem Steuerventil 7, eine Zuleitung 12 für das Getränk mit einem Ventil 13 und einem Stellmotor 17 sowie eine Ableitung 18 für das aus der Flasche 16 austretende Gas mit einem Steuerventil 19 ausgebildet bzw. angeordnet.The device according to FIG. 1 has a filling element 1 with a housing 14, which is attached laterally to the boiler 15 of a rotary counter-pressure filling machine (not shown further). This is set up for filling PET reusable bottles 16 - called bottles below - with a drink. In the housing 14 are a supply line 4 for saturated steam (indicated by dots) with a control valve 5, a supply line 6 for CO₂ under a pressure of 4 bar (indicated by crosses) with a control valve 7, a supply line 12 for the drink from top to bottom formed or arranged with a valve 13 and a servomotor 17 and a discharge line 18 for the gas emerging from the bottle 16 with a control valve 19.

Die Zuleitungen 4 und 6 sowie die Ableitung 18 sind unter Zwischenschaltung ihrer Steuerventile an das obere Ende eines Gasrohres 8 angeschlossen, das höhenbeweglich im Gehäuse 14 angeordnet und mit dem Stellmotor 17 verbunden ist. Das Gasrohr 8 ragt nach unten aus dem Gehäuse 14 heraus und trägt das Ventil 13 für das Getränk, das mit einem im Gehäuse 14 ausgebildeten Ventilsitz 22 zusammenwirkt. An diesen schließt sich eine Auslauföffnung 11 für das Getränk, die konzentrisch zum Gasrohr 8 liegt, an. Innerhalb des Gasrohres 8 sitzt eine Sonde 20, die auf die Füllhöhe in der Flasche 16 anspricht und zur Steuerung des Abfüllvorgangs dient. Unterhalb der Auslauföffnung 11 ist im Gehäuse 14 eine ringförmige Kammer 21 ausgebildet, in der ein Dichtring 2 höhenbeweglich angeordnet ist. Die Kammer 21 ist über einen Kanal 23 mit der Ableitung 18 verbunden.The feed lines 4 and 6 and the discharge line 18 are connected, with the interposition of their control valves, to the upper end of a gas pipe 8, which is arranged such that it can move in height in the housing 14 and is connected to the servomotor 17. The gas pipe 8 protrudes downward from the housing 14 and carries the valve 13 for the beverage, which cooperates with a valve seat 22 formed in the housing 14. At this is followed by an outlet opening 11 for the drink, which is concentric with the gas pipe 8. Inside the gas pipe 8 there is a probe 20, which responds to the filling level in the bottle 16 and serves to control the filling process. Below the outlet opening 11, an annular chamber 21 is formed in the housing 14, in which a sealing ring 2 is arranged such that it can move in height. The chamber 21 is connected to the discharge line 18 via a channel 23.

Befindet sich der Dichtring 2 in seiner unteren Endstellung, so ist die Verbindung zwischen der Kammer 21 und der Ableitung 18 über den Kanal 23 offen (siehe Fig. 1); nimmt der Dichtring 2 seine obere Endstellung ein, so ist die Verbindung unterbrochen (siehe Fig. 2).If the sealing ring 2 is in its lower end position, the connection between the chamber 21 and the discharge line 18 via the channel 23 is open (see FIG. 1); If the sealing ring 2 assumes its upper end position, the connection is interrupted (see FIG. 2).

Die Vorrichtung weist weiter eine Hubeinrichtung 3 für die zu behandelnden Flaschen 16 auf, bestehend aus einem Teller zur Abstützung des Flaschenbodens und einem nicht weiter gezeigten pneumatischen Hubzylinder und einer Steuerkurve. Statt eines Tellers zur Aufnahme des Flaschenbodens kann die Hubeinrichtung auch ein Einhakelement mit einer U-förmigen Ausnehmung aufweisen, welche unterhalb des Tragrings am Kopf der Flasche 16 angreift. Eine entsprechende Hubvorrichtung 3a ist in Fig. 2 angedeutet.The device also has a lifting device 3 for the bottles 16 to be treated, consisting of a plate for supporting the bottle base and a pneumatic lifting cylinder (not shown further) and a control cam. Instead of a plate for receiving the bottle bottom, the lifting device can also have a hooking element with a U-shaped recess, which engages below the support ring on the head of the bottle 16. A corresponding lifting device 3a is indicated in FIG. 2.

Die Betätigung der Steuerventile 5, 7, 19 und des Stellmotors 17 erfolgt durch eine Steuervorrichtung 9, an die auch die Sonde 20 angeschlossen ist. Ferner ist an die Steuervorrichtung 9 eine Meßvorrichtung 10 für die Flaschenhöhe und ggf. weitere Parameter, wie z.B. Dichtigkeit angeschlossen. Der Aufbau der Meßvorrichtung ist z.B. aus der deutschen Offenlegungsschrift 37 22 422 bekannt.The control valves 5, 7, 19 and the servomotor 17 are actuated by a control device 9, to which the probe 20 is also connected. Furthermore, a measuring device 10 for the bottle height and possibly other parameters, such as tightness, are connected to the control device 9. The structure of the measuring device is For example, known from German Offenlegungsschrift 37 22 422.

Das mit der im Vorstehenden beschriebenen Vorrichtung durchführbare Verfahren zum Behandeln von Flaschen 16 läuft folgendermaßen ab:
Die von einer nicht gezeigten Reinigungsmaschine kommende, mittels heißer Lauge durch Weichen und Spritzen gesäuberte Flasche 16 wird als nächstes durch die Meßvorrichtung 10 höhenmäßig vermessen und auf Dichtigkeit geprüft. Der Meßwert für die Höhe wird an die Steuereinrichtung 9 weitergeleitet; der Meßwert für die Dichtigkeit wird in eine nicht gezeigte Sortiervorrichtung zum Ausscheiden undichter Flaschen 16 eingegeben.The method for treating bottles 16 which can be carried out with the device described above proceeds as follows:
The height of the bottle 16 coming from a cleaning machine, not shown, which is cleaned by means of hot alkali by soaking and spraying, is next measured by the measuring device 10 and checked for leaks. The measured value for the height is forwarded to the control device 9; the measured value for the tightness is input into a sorting device, not shown, for separating leaky bottles 16.

Ist die Flasche 16 dicht, so wird sie an die Rotations-Gegendruckfüllmaschine weitergeleitet und dort durch eine Hubvorrichtung 3 an den in seiner unteren Endstellung befindlichen Dichtring 2 des zugehörigen Füllorgans 1 angedrückt. Wurde vorher durch die Meßvorrichtung 10 festgestellt, daß die betreffende Flasche 16 die standardmäßige Höhe und damit wohl auch das standardmäßige Volumen aufweist, also nicht geschrumpft ist, so bleibt das Steuerventil 5 geschlossen und es findet keine Dampfzufuhr statt. Statt dessen kann auch das Steuerventil 5 kurzzeitig, etwa 0,5 Sekunden, geöffnet werden, um einen allein der Sterilisierung des Flascheninneren dienenden kurzen Dampfstoß über die Zuleitung 4 und das Gasrohr 8 in die Flasche einzuleiten.If the bottle 16 is sealed, it is passed on to the rotary counterpressure filling machine and there pressed by a lifting device 3 onto the sealing ring 2 of the associated filling element 1 which is in its lower end position. If it has previously been determined by the measuring device 10 that the bottle 16 in question has the standard height and therefore probably also the standard volume, that is to say has not shrunk, the control valve 5 remains closed and there is no steam supply. Instead, the control valve 5 can also be opened briefly, for about 0.5 seconds, in order to introduce a short burst of steam, which is used only for sterilizing the inside of the bottle, via the feed line 4 and the gas pipe 8 into the bottle.

Wurde vorher durch die Meßvorrichtung 10 festgestellt, daß die Flasche 16 niedriger ist als vorgeschrieben, so wird in Abhängigkeit von der gemessenen Höhendifferenz über die Steuervorrichtung 9 das Steuerventil 5 entsprechend geöffnet, beispielsweise in einem Bereich von einer bis zu drei Sekunden. Durch den hierbei über die Zuleitung 4 und das Gasrohr 8 in die Flasche 16 einströmenden und über die Ringkammer 21, den Kanal 23 und die Ableitung 18 wieder ausströmenden Sattdampf wird die innere Oberfläche der Flasche 16 und teilweise auch die Wandung ausreichend erwärmt, um anschließend eine Verformung der Flasche 16 zu ermöglichen. Direkt an der Oberfläche beträgt die Temperatur ca. 100 Grad Celsius, im Inneren der Wandung entsprechend weniger. Molekulare Veränderungen finden hierbei nicht statt und eine nachfolgende Überdehnung des Flaschenmaterials ist nicht möglich. Während des Dämpfens tritt in der Flasche eine leichte Druckerhöhung auf ca. 1,2 Bar auf, bedingt durch den Strömungswiderstand für den Dampf. Dieser Innendruck reicht jedoch nicht für eine bleibende Verformung der Flasche 16 aus.If it has previously been determined by the measuring device 10 that the bottle 16 is lower than prescribed, then depending on the measured height difference, the control valve 5 is opened accordingly via the control device 9, for example in a range from one to three seconds. Due to the saturated steam flowing in via the feed line 4 and the gas pipe 8 into the bottle 16 and flowing out again via the annular chamber 21, the channel 23 and the discharge line 18, the inner surface of the bottle 16 and partly also the wall is heated sufficiently to subsequently have a To allow deformation of the bottle 16. Directly on the surface, the temperature is approx. 100 degrees Celsius, correspondingly less inside the wall. Molecular changes do not take place here and a subsequent stretching of the bottle material is not possible. During steaming, the pressure in the bottle increases slightly to approx. 1.2 bar, due to the flow resistance for the steam. However, this internal pressure is not sufficient for permanent deformation of the bottle 16.

Nach dem Schließen des Steuerventils 5 für den Dampf wird das bisher geschlossene Steuerventil 7 für CO₂ geöffnet. Daraufhin strömt über die Zuleitung 6 und das Gasrohr 8 Kohlensäure mit einem Druck von 4 Bar ins Innere der Flasche 16 und spült den Dampf über die Ringkammer 21, den Kanal 23 und die Ableitung 18 ins Freie, zusammen mit evtl. in der Flasche angesammeltem Kondensat. Daraufhin wird bei weiter geöffnetem Steuerventil 7 die Flasche 16 durch die Hubvorrichtung 3 weiter angehoben, bis der Dichtring 2 seine in Fig. 2 gezeigte obere Endstellung einnimmt. Nun baut sich in der Flasche 16 entsprechend dem Druck des CO₂ ein Innendruck von 4 Bar auf. Durch diesen Druck, der in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet ist, wird die noch warme Flaschenwandung etwa im Sinne einer Volumensvergrößerung nach außen bleibend verformt. Die Wärmezufuhr durch den Dampf und die Innendruckerhöhung durch das CO₂ sind derart abgestimmt, daß das Flaschenvolumen nicht über das ursprüngliche Nennvolumen hinausgeht, die Flasche 16 also nicht überdehnt wird.After closing the control valve 5 for the steam, the previously closed control valve 7 for CO₂ is opened. Thereupon, carbon dioxide flows with a pressure of 4 bar into the inside of the bottle 16 via the feed line 6 and the gas pipe 8 and flushes the steam through the ring chamber 21, the channel 23 and the discharge line 18 into the open, together with any condensate that may have accumulated in the bottle . Thereupon, with the control valve 7 opened further, the bottle 16 is raised further by the lifting device 3 until the sealing ring 2 assumes its upper end position shown in FIG. 2. Now builds up in the bottle 16 according to the pressure of the CO₂ an internal pressure of 4 bar. As a result of this pressure, which is indicated by arrows in FIG. 2, the still warm bottle wall is permanently deformed outward in the sense of an increase in volume. The heat supply by the steam and the increase in internal pressure by the CO₂ are coordinated such that the bottle volume does not exceed the original nominal volume, so the bottle 16 is not overstretched.

Schließlich kann durch Öffnen des Flüssigkeitsventils 13 über den Stellmotor 17 das abzufüllende Getränk in die Flasche 16 eingeleitet werden, wobei das vorher zur Verformung der Flasche dienende CO₂ nunmehr in der üblichen Weise als Spanngas dient. Der Füllvorgang wird mit Hilfe der Sonde 20 durch die Steuervorrichtung 9 gesteuert, wobei durch Öffnen des Steuerventils 19 das verdrängte CO₂ ins Freie entweichen kann.Finally, the beverage to be filled can be introduced into the bottle 16 by opening the liquid valve 13 via the servomotor 17, the CO₂ previously used for the deformation of the bottle now serving in the usual manner as a tensioning gas. The filling process is controlled with the aid of the probe 20 by the control device 9, wherein the displaced CO₂ can escape into the open by opening the control valve 19.

Die mit dem im vorstehenden beschriebenen Verfahren erzielbare Volumensvergrößerung beträgt bei einer üblichen Mehrweg-PET-Flasche mit einem Nenninhalt von 1,5 Litern um die 3 Milliliter. Diese Volumensvergrößerung reicht aus, um die Schrumpfung beim Reinigen der Flasche zu kompensieren. Ist keine Meßvorrichtung 10 vorhanden, so wird das Steuerventil 5 für alle Flaschen 16 gleich lang für eine mittlere Zeitdauer von z.B. 1,5 Sek. geöffnet.The increase in volume that can be achieved with the method described above is around 3 milliliters for a conventional reusable PET bottle with a nominal content of 1.5 liters. This increase in volume is sufficient to compensate for the shrinkage when cleaning the bottle. If there is no measuring device 10, the control valve 5 for all bottles 16 is of the same length for an average period of e.g. Open for 1.5 seconds.

Claims (25)

Verfahren zum Behandeln von Mehrwegflaschen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Flaschen vor dem Befüllen mit einem Getränk oder dgl. einer Volumensvergrößerung unterzogen werden.Process for treating reusable plastic bottles, characterized in that the bottles are subjected to an increase in volume before being filled with a drink or the like. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flaschen volumen- und/oder abmessungsmäßig vermessen werden und dann die Volumensvergrößerung entsprechend den gemessenen Werten für eine Partie von Flaschen oder für jede einzelne Flasche individuell gesteuert wird.Method according to claim 1, characterized in that the bottles are measured in terms of volume and / or dimensions and then the increase in volume is individually controlled in accordance with the measured values for a batch of bottles or for each individual bottle. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumensvergrößerung unmittelbar vor dem Befüllen der Flaschen mit einem Getränk oder dgl. erfolgt.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the volume is increased immediately before the bottles are filled with a drink or the like. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumensvergrößerung nach dem Reinigen der Flaschen mit heißer Lauge erfolgt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the volume is increased after cleaning the bottles with hot lye. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumensvergrößerung innerhalb einer Abfüllanlage für Mehrwegflaschen erfolgt.Method according to claims 3 and 4, characterized in that the volume is increased within a filling system for reusable bottles. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumensvergrößerung auf dem Weg der Flaschen von einer Reinigungsmaschine zu einer Füllmaschine erfolgt.Method according to claim 6, characterized in that the volume is increased on the way of the bottles from a cleaning machine to a filling machine. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumensvergrößerung innerhalb einer Füllmaschine erfolgt.Method according to claim 5, characterized in that the volume is increased within a filling machine. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumensvergrößerung durch Einwirkung von Wärme auf das Flaschenmaterial und durch Erzeugung eines Überdrucks im Flascheninneren erfolgt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the volume is increased by the action of heat on the bottle material and by generating an overpressure inside the bottle. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung von Wärme und die Erzeugung eines Überdrucks gleichzeitig erfolgt.A method according to claim 8, characterized in that the action of heat and the generation of an overpressure takes place simultaneously. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flaschen im Innenraum mit einem heißen, unter Überdruck stehenden Gas beaufschlagt werden.A method according to claim 9, characterized in that a hot, pressurized gas is applied to the bottles in the interior. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die Flaschen Dampf eingeleitet wird.A method according to claim 10, characterized in that steam is introduced into the bottles. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung von Wärme und die Erzeugung eines Überdrucks nacheinander erfolgen.A method according to claim 8, characterized in that the action of heat and the generation of an overpressure take place successively. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flaschen zuerst im Innenraum mit einem heißen Gas und danach mit einem anderen, unter Überdruck stehenden Gas beaufschlagt werden.A method according to claim 12, characterized in that the bottles are first charged with a hot gas in the interior and then with another gas under pressure. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das heiße Gas vor dem Einleiten des Druckgases aus dem Innenraum der Flaschen entfernt wird.A method according to claim 13, characterized in that the hot gas is removed from the interior of the bottles before the compressed gas is introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Flaschen spätestens bei der Beaufschlagung mit Druckgas im Mündungsbereich gegenüber der Atmosphäre abgedichtet werden.Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that the bottles are sealed from the atmosphere at the latest when pressurized gas is applied in the mouth region. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als heißes Gas Dampf und als Druckgas Luft oder ein Inertgas oder ein Gemisch aus Luft und Inertgas verwendet wird.Method according to one of claims 13 to 15, characterized in that steam is used as the hot gas and air or an inert gas or a mixture of air and inert gas is used as the compressed gas. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas Kohlensäure verwendet wird.A method according to claim 16, characterized in that carbonic acid is used as the inert gas. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas mit einem Druck zugeführt wird, der dem Spanndruck beim Füllen entspricht, und daß nach der Erzeugung des Überdrucks im Flascheninneren die abzufüllende Flüssigkeit unter Verdrängung des Druckgases in die Flasche eingeleitet wird.Method according to one of claims 13 to 17, characterized in that the compressed gas is supplied at a pressure which corresponds to the clamping pressure during filling, and that after the excess pressure has been generated in the interior of the bottle, the liquid to be filled is introduced into the bottle, displacing the compressed gas. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumensvergrößerung nur bei Flaschen durchgeführt wird, die durch Schrumpfen eine Inhaltsverringerung erlitten haben.Method according to one of claims 1 to 18, characterized in that the volume increase is carried out only for bottles which have suffered a reduction in content due to shrinkage. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumensvergrößerung derart beschränkt ist, daß der Flascheninhalt nicht über den Nenninhalt hinausgeht.Method according to one of claims 1 to 19, characterized in that the increase in volume is limited in such a way that the bottle content does not exceed the nominal content. Verfahren zum Behandeln von Mehrwegflaschen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Flaschen vor dem Füllen einer kombinierten Wärme-Innendruck-Behandlung unterzogen werden.Process for treating reusable plastic bottles, characterized in that the bottles are subjected to a combined heat-internal pressure treatment before they are filled. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Füllorgan (1) mit einer Dichtung (2) für die Flaschenmündung und eine die Flaschen an diese anpressende Hubeinrichtung (3, 3a) aufweist, wobei das Füllorgan (1) eine Zuleitung (4) für ein heißes Gas mit einem Steuerventil (5) und eine Zuleitung (6) für ein Druckgas mit einem Steuerventil (7) aufweist.Device for carrying out the method according to claim 21, characterized in that it has a filling element (1) with a seal (2) for the bottle mouth and a lifting device (3, 3a) pressing the bottles against it, the filling element (1) having a Has supply line (4) for a hot gas with a control valve (5) and a supply line (6) for a compressed gas with a control valve (7). Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllorgan (1) ein in die Flasche einführbares Gasrohr (8) aufweist, an das die Zuleitung (4) für das heiße Gas und die Zuleitung (6) für das Druckgas angeschlossen sind.Apparatus according to claim 22, characterized in that the filling member (1) has a gas tube (8) which can be inserted into the bottle and to which the feed line (4) for the hot gas and the feed line (6) for the compressed gas are connected. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (5) für das heiße Gas mit einer Steuereinrichtung (9) verbunden ist, die an eine Meß-Vorrichtung (10) für das Volumen und/oder mindestens einer Abmessung einer Flasche angeschlossen ist und die Einwirkungszeit des Heißgases in Abhängigkeit von den gemessenen Werten steuert.Device according to Claim 22 or 23, characterized in that the control valve (5) for the hot gas is connected to a control device (9) which is connected to a measuring device (10) for the volume and / or at least one dimension of a bottle and controls the exposure time of the hot gas as a function of the measured values. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllorgan (1) eine Auslauföffnung (11) für die abzufüllende Flüssigkeit aufweist, an die eine Zuleitung (12) für die abzufüllende Flüssigkeit mit einem Steuerventil (13) angeschlossen ist.Device according to one of claims 19 to 21, characterized in that the filling member (1) has an outlet opening (11) for the liquid to be filled, to which a feed line (12) for the liquid to be filled is connected with a control valve (13).
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