EP2150485B2

EP2150485B2 - Verfahren sowie vorrichtung zum befüllen und verschliessen von pet-getränkefässern

Info

Publication number: EP2150485B2
Application number: EP08758794.5A
Authority: EP
Inventors: Alois Monzel
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2007-05-30
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2028-05-28
Also published as: EP2150485B1; DE102007025286A1; WO2008145343A2; WO2008145343A3; DE102007025286B4; RU2414416C1; CN101687622B; EP2150485A2; CN101687622A; DE502008001836D1; ATE488471T1; PL2150485T3; PL2150485T5; US8935905B2; US20100304944A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
Bekannt sind als Einweg-Gebinde für Getränke, insbesondere für Mineral- oder Tafelwasser, großvolumige Kunststoff-Behälter, die durch Blasformen aus Kunststoff- oder PET-Preforms oder-Vorformlingen hergestellt und mit dem flüssigen Füllgut gefüllt sind. Diese Behälter besitzen beispielsweise ein Volumen von 10 - 20 l.
Ein gattungsgemäßes Verfahren beschreibt die DE 698 21 008 T2 . Sowohl die WO 01/00502 als auch die DE 199 28 325 offenbaren Füllprozesse und Vorrichtungen zur Durchführung dieser Prozesse.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem solche Gebinde in besonders einfacher Weise, auch realisiert werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer Anlage durchgeführt, in der das Bereitstellen der, aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus PET, hergestellten Behälter (auch als PET-Kegs bezeichnet) durch Blasformen der Behälter unter Verwendung von Kunststoff-Vorformlingen unmittelbar vor ihrer Verwendung erfolgt. Für das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich dann verschiedene Varianten im Bezug auf die Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte, nämlich u.a.:

Variante 1

Blasen der Behälter, Zuführen der vorbereiteten Behälter an eine Füllmaschine, Füllen der Behälter mit dem flüssigen Füllgut und anschließendes Bereitstellen und Aufsetzen der Fittings auf die Behälter in der Füllmaschine sowie Verbinden der Fittings und der Behälter in der Füllmaschine.

Variante 2

Blasen der Behälter, Zuführen der vorbereiteten Behälter an eine Füllmaschine, Füllen der Behälter mit dem flüssigen Füllgut, Bereitstellen und Aufsetzen der Fittings auf die Behälter in der Füllmaschine sowie anschließendes Verbinden der Fittings und der Behälter in einer gesonderten, auf die Füllmaschine folgenden Station oder Maschine.

Variante 3

Blasen der Behälter, Zuführen der vorbereiteten Behälter an eine Füllmaschine, Füllen der Behälter mit dem flüssigen Füllgut, und anschließendes Bereitstellen und Aufsetzen der Fittings auf die Behälter sowie Verbinden der Fittings und der Behälter in einer gesonderten, auf die Füllmaschine folgenden Station oder Maschine.
Die Fittings sind vorzugsweise als Einweg-Fittings ausgeführt, und zwar bestehend aus einem mit dem jeweiligen Behälter durch Verschrauben, Verpressen oder Verrasten zu verbindenden Fittingkörper aus Kunststoff und mit einem beispielsweise aus Edelstahl gefertigten Fitting-Ventileinsatz, wobei die Fittings bevorzugt so ausgebildet sind, dass sie den Behälter oder einen dortigen Behälterhals kappenartig nur an der Außenfläche übergreifen und auch die Verriegelung am Behälter nur an dessen Außenfläche erfolgt.
Unabhängig von der jeweiligen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und von der zeitlichen Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte erfolgt das Befüllen der Behälter mit dem flüssigen Füllgut stets vor dem Aufsetzen und Verbinden der Fittings mit den Behältern.
Die erfindungsgemäße Verfahrensweise, bei der zunächst das Füllen der Behälter mit dem flüssigen Füllgut und erst dann das Aufsetzen und Verbinden der Fittings mit den Behältern, d.h. das Verschließen der gefüllten Behälter mit den Fittings erfolgt, hat u.a. den Vorteil, dass die Fittings lediglich für die Abgabe des flüssigen Füllgutes ausgebildet werden müssen, hierdurch eine vereinfachte Konstruktion der Fittings möglich ist, insbesondere aber ein Füllen der Behälter unter Nutzung des gesamten Querschnittes der Behältermündung möglich ist, wodurch ein Füllen mit hoher Leistung erzielbar ist (Anzahl der gefüllten Behälter je Zeiteinheit). Insbesondere beim Montieren bzw. Verpressen der Fittings sind die Behälter vorzugsweise hängend gehalten, z.B. an einem Behälterhals bzw. an einem dortigen Flansch, wodurch das Montieren bzw. Verpressen der Fittings auch bei dünner Wandstärke der Behälter ermöglicht, zumindest aber wesentlich vereinfacht wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: in Teildarstellung ein Behälter (PET-Keg) im Bereich der Kegmündung, zusammen mit einem an der Kegmündung vorgesehenen Einweg-Fitting, teilweise geschnit- ten;
Fig. 2: in einem schematischen Blockdiagramm eine Anlage zum Formen, Füllen und anschließenden Verschließen der PET-Kegs mit jeweils einem Kegfitting;
Fig. 3 - 6: einen Behälter in einer Darstellung ähnlich Figur 1, und zwar in verschiednen Pha- sen der Behandlung.

In den Figuren ist 1 ein großvolumiger Behälter, der durch Blasformen aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise aus PET hergestellt ist, und zwar beispielsweise als Einweg-Gebinde mit einem Volumen von 10 bis 20 l. Der mit einem flüssigen Füllgut, beispielsweise Mineralwasser, Tafelwasser, Bier oder dgl. Getränk gefüllte Behälter 1 ist im Bereich seiner in der Figur 1 oberen und an einem Behälterhals 2 gebildeten Behältermündung 2.1 durch ein Einweg-Fitting 3 dicht verschlossen. Das Fitting 3 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus Kunststoff mit einem Fitting-Ventil-Einsatz 4 aus Edelstahl und ist unter Verwendung eines Dichtungsringes 5 dauerhaft abgedichtet durch Verpressen bzw. Verrasten an einem am Behälterhals 2 gebildeten Flansch 2.2 gehalten.
In der Figur 2 ist 7 eine Blasmaschine, die an einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor 8 mehrere Blasformen 9 aufweist, an denen die einzelnen Behälter 1 jeweils durch Streckblasen aus Vorformlingen 10 gebildet werden. Die Vorformlinge 10 aus einem thermoplastischen Kunststoff, nämlich aus PET, werden der Blasmaschine 7 bzw. den dortigen Blasformen 9 jeweils einzeln und bevorzugt vorerhitzt zugeführt, und zwar über eine Förderstrecke oder Förderschiene 11. Die durch Blasformen hergestellten Behälter 1 werden von der Blasmaschine 7 an ein Transportelement 13 weitergeleitet, an welchem die Behälter 1 mit ihrer Behälterachse BA in vertikaler Richtung orientiert und mit der Behältermündung 2.1 oben liegend an einem unterhalb des Flansches 2.2 ebenfalls am Behälterhals 2 ausgebildeten und über den Behälterhals 2 radial nach außen weg stehenden Flansch oder Halsring 2.3 hängend gehalten sind, wie dies in der Figur 1 mit dem zweiteiligen Behälterträger 14 angedeutet ist.
Durch geeignete Fördermittel, beispielsweise unter Verwendung von Förderluft, werden die Behälter 1 an eine Station 15 gefördert (Pfeil A), die als Füllmaschine ausgebildet ist und in der die Behälter 1 weiterhin an ihrem Behälterflansch 2.3 an einem Behälterträger 14 hängend gehalten mit dem flüssigen Füllgut gefüllt werden. Das Füllen erfolgt beispielsweise unter Gegendruck in der Weise, dass die Behälter 1 hierbei mit ihrer Behältermündung 2.1 angepresst gegen ein Füllelement 16 anliegen, wie dies in der Figur 3 sehr schematisch dargestellt ist. Die die Station 15 bildende Füllmaschine ist beispielsweise eine lineare Füllmaschine oder aber eine Füllmaschine umlaufender Bauart, und zwar mit einer Vielzahl von jeweils ein Füllelement 16 sowie auch einen zugehörigen Behälterträger 14 aufweisenden Füllpositionen am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend angetriebenen Rotors.
Jeder gefüllte Behälter 1 wird dann weiterhin mit seinem Flansch 2.3 an einem Behälterträger 14 hängend gehalten einer Station 17 zugeführt, in der auf die Behältermündung 2.1 jedes Behälters ein Fitting 3 mit einem Zentrier- oder Übergabeelement 18 aufgesetzt wird. Die Fittings werden dabei der Station 17 über eine Förderstrecke von einer Versorgungseinheit 19 zugeführt.
Jeder so gefüllte und anschließend mit einem Fitting versehene Behälter 1 gelangt dann weiterhin mit seinem Flansch 2.3 an einem Behälterträger 14 hängend an eine Station 20, in der entsprechend den Figuren 5 und 6 das jeweilige mit dem Dichtungsring 5 vormontierte Fitting 3 durch Verpressen an der Behältermündung 2.1 dauerhaft abgedichtet befestigt wird. Das Verpressen erfolgt mit Hilfe eines ringförmigen Verschließ- und Anpresswerkzeugs 21, welches beispielsweise in Richtung der Behälterachse BA beweglich ist und mit welchem durch Absenken das jeweilige Fitting 3 soweit auf die Behälteröffnung 2.1 gedrückt wird, dass es schließlich den Flansch 2.2 an der Außenseite des Behälterhalses 2 formschlüssig hintergreift, also durch Verrasten am Behälterhals 2 gehalten ist und die Ringdichtung 5 den Spalt zwischen dem Behälterhals 2 und dem Fitting 3 abdichtet. Das Verschließ- und Anpresswerkzeug 21 ist vorzugsweise zugleich auch als Zentrierwerkzeug ausgeführt, um das jeweilige Fitting 3 zentriert und im Bezug auf die Behälterachse BA an der Behälteröffnung 2.1 durch Verpressen zu befestigen.
Die Stationen 17 und 20 sind beispielsweise Teil der die Station 15 bildenden Füllmaschine, bevorzugt aber Teil einer auf die Füllmaschine folgenden Maschine. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, dass die Station 17 noch Teil der Füllmaschine ist, die Station 20 aber von einer auf die Füllmaschine folgenden Maschine gebildet ist.
Die gefüllten Behälter 1 werden über einen Transporteur 22 in Förderrichtung einer weiteren Verwendung und/oder Bearbeitung, beispielsweise einer Etikettiermaschine zugeführt.
Insbesondere dann, wenn das Aufsetzen der Fittings 3 auf die gefüllten Behälter 1 und das anschließende Verpressen der Fittings 3 in einer eigenständigen, auf die Station 15 bzw. die Füllmaschine folgende Maschine oder Vorrichtung erfolgen, ist letztere beispielsweise wiederum als Maschine umlaufender Bauart ausgebildet, und zwar mit einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor und mit einer Vielzahl von Arbeits- bzw. Verpresspositionen mit jeweils einem Verpresswerkzeug an diesem Rotor.
Allen beschriebenen Ausführungsformen ist gemeinsam,

dass die Behälter 1 erst unmittelbar vor ihrer Verwendung, nämlich unmittelbar vor dem Füllen mit dem flüssigen Füllgut durch Blasformen hergestellt werden,
dass die Behälter 1 nach ihrer Herstellung während des gesamten Prozesses (Füllen der Behälter 1, Aufsetzen der Fittings 3 und Montage oder Fixieren der Fittings 3) ständig an ihrem Flansch 2.3 hängend gehalten sind, die Behälter also eine vorgegebene Orientierung aufweisen,
dass vor dem Aufsetzen und Verbinden der Fittings 3 mit den Behältern 1 zunächst das Füllen der Behälter erfolgt, und
dass das Verbinden der Fittings 3 mit den Behältern 1 jeweils durch Aufsetzen der Fittings auf die Behältermündungen 2.1 und durch anschließendes Verpressen erfolgt.

Sowohl beim Füllen, als auch beim Montieren bzw. Verpressen der Fittings 3 sind die Behälter 1 am Behälterhals 2 bzw. am dortigen Flansch 2.3 abgestützt, also an einem Behälterbereich, der auch nach dem Blasen der Behälter 1 durch seine größere Wandstärke eine höhere Festigkeit aufweist.

Bezugszeichenliste

1: Behälter
2: Behälterhals
2.1: Behältermündung
2.2, 2.3: Flansch am Behälterhals
3: Fitting
4: Ventileinsatz
5: Dichtungsring
6: Anlage
7: Blasmaschine
8: Rotor
9: Blasform
10: Vorformling
11: Versorgungseinheit
12: Förderstrecke
13: Förderstrecke
14: Behälterträger
15: Station zum Füllen der Behälter 1
16: Füllelement
17: Station zum Zusammenführen der Behälter 1 und Fittings 3
18: Zentrier- oder Übergabeelement
19: Versorgungseinheit
20: Station zum dauerhaften dichten Verbinden von Fitting und Behälter
21: Verpresswerkzeug
22: Förderstrecke
A: Förder- oder Transportrichtung
BA: Behälterachse

Claims

Verfahren zur Bildung von Verpackungseinheiten bestehend aus jeweils einem mit einem Kegfitting (3) verschlossenen und mit einem flüssigen Füllgut gefüllten Behälter (1), mit wenigstens folgenden Verfahrensschritten in folgender Abfolge:
a) Bereitstellung des jeweiligen Behälters (1) aus Kunststoff durch Blasformen des Behälters (1);

b) Füllen des Behälters (1) mit dem flüssigen Füllgut;

c) Zuführen und Einsetzen des jeweiligen Kegfittings (3) in eine Behältermündung (2.1) sowie

d) Herstellung einer dichten Verbindung zwischen dem Behälter (1) und dem Kegfitting (3) durch Verpressen des Kegfittings (3) an der Behältermündung (2.1),
gekennzeichnet dadurch, dass der jeweilige Behälter (1) nach seiner Herstellung gemäß a) während der gesamten weiteren Verfahrensschritte b) bis d) ständig an seinem Flansch (2.3) hängend gehalten wird und dadurch eine vorgegebene Orientierung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Behälter (1) beim Einsetzen und Verbinden des Kegfittings (3) an einem Behälterhals (2) und/oder an dem Behälterflansch (2.3) abgestützt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Behälter (1) als Einweg-Keg und/oder das jeweilige Kegfitting (3) als Einweg-Fitting (3) ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Behälter großvolumige Behälter (1), beispielsweise solche mit einem Behältervolumen von 10 - 20 l, verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen der Behälter (1), das Füllen der Behälter (1), das Zuführen und Aufsetzen der Kegfittings (3) auf die Behälter (1) sowie das Verbinden der Kegfittings (3) mit den Behältern (1) in einer Anlage (6) zeitlich unmittelbar aufeinander folgend durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Behälter (1) jeweils in einer Füllmaschine (15) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Füllmaschine (15) auch das Zuführen und Aufsetzen der Kegfittings (3) auf die Behälter erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Füllmaschine (15) auch das Verbinden der Kegfittings (3) mit den Behältern erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der Kegfittings (3) mit den Behältern (1) in einer der Füllmaschine folgenden Station (17, 20) oder Maschine erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen und Aufsetzen der Kegfittings (3) auf die Behälter (1) sowie das Verbinden der Kegfittings (3) mit den Behältern (1) in einer der Füllmaschine folgenden Station (17, 20) oder Maschine erfolgen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von Kegfittings (3), die die Behälter (1) im Bereich ihrer Behältermündung ausschließlich an der Behälteraußenfläche kappenartig übergreifen und ausschließlich an dieser Behälteraußenfläche am jeweiligen Behälter verriegelt oder fixiert werden.