EP2822890A1 - Verfahren zum befüllen eines behältnisses und befüllbares behältnis - Google Patents

Verfahren zum befüllen eines behältnisses und befüllbares behältnis

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Publication number
EP2822890A1
EP2822890A1 EP13709374.6A EP13709374A EP2822890A1 EP 2822890 A1 EP2822890 A1 EP 2822890A1 EP 13709374 A EP13709374 A EP 13709374A EP 2822890 A1 EP2822890 A1 EP 2822890A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
filling
mouth
during
containers
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13709374.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Neubauer
Ute John-Unterburger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP2822890A1 publication Critical patent/EP2822890A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B65B3/045—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles for filling flexible containers having a filling and dispensing spout, e.g. containers of the "bag-in-box"-type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65D1/00—Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
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    • B65D1/0223—Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents characterised by shape
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    • B65B3/10—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles by application of pressure to material

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for filling containers as well as to a container which can be filled with the described method.
  • a variety of devices and methods for filling containers is known.
  • the empty containers for example plastic containers, are filled with a liquid, for example a beverage, during a movement along a transport path.
  • a wide variety of variants are known, for example, a hot filling of drinks or a filling of drinks with different components.
  • the container is filled via an orifice of the container and an inner volume of the container increases during the volume.
  • the inner volume of the subsequently filled container is at least twice (preferably at least three times, preferably at least five times and particularly preferably at least ten times) the volume of the unfilled container.
  • the container itself increases in the context of the filling process. However, this enlargement does not refer to any occurring slight enlargement, which occurs as a result of the filled contents. Rather, it is proposed that a substantial increase in volume of the container, in particular just by the filling process occurs. In a sense, therefore, the container is "inflated" directly by the filling material to be filled.
  • the container is or was expanded prior to the filling process by an expansion process.
  • a plastic preform is first expanded into a plastic container and then advantageously this plastic container thus produced is again reduced in volume, in particular folded, and preferably subsequently expanded again through the filling process.
  • the container to be filled (next to its mouth) already has its final shape in at least one region of the container, for example in a bottom region.
  • This expansion process can take place immediately before filling, but it would also be conceivable that the containers are first reduced in their volume after their production and then stored in this reduced state and / or to a bottler be transported.
  • the container is compressed after the expansion process. It is thus possible in particular for the container produced by the expansion process to be folded in such a way that its internal volume is reduced.
  • the folded state is preferably a predetermined wall section and in particular a circumferential wall section adjacent to another predetermined wall section and in particular a further circumferential wall section.
  • these wall sections in a folded state of the containers at least partially and preferably along a circumferential surface.
  • a container is produced by means of a blow molding machine and this container is subsequently rolled up or folded in order to reduce the inner volume of this container as far as possible in this way.
  • the container is folded with respect to a defined folding edge.
  • This is preferably a folding edge running around with respect to the longitudinal direction of the container, and particularly preferably a folding edge extending at least in sections and particularly preferably in a completely straight line.
  • the container is folded so that the folded container can be inserted into another, correspondingly folded, container. It is thus possible that two or more containers, in particular in a cylindrical region thereof, are inserted into one another.
  • the container is rolled in the context of the folding process.
  • a folded or rolled-up container shape has in this way two concentric outer diameters, which preferably lie one above the other.
  • the rolled-up container shape has a concentric inner diameter or a further concentric inner diameter, which is smaller than a smaller outer diameter.
  • the wall of the container has a thickness which is between 0.1 and 0.8 mm, between 0.2 and 0.6 mm and particularly preferred between 0.3 and 0.45 mm.
  • the container is pressure-stable for example carbonated drinks such as beer or soft drinks.
  • the container is folded or rolled in such a way that a volume ratio between the plastic preform and the volume-reduced container (which are inserted into one another) is smaller than 1: 2, preferably 1: 1, 5 and particularly preferably less than 1: 1 .
  • this is a volume ratio between the plastic preform and the unrolled container in the case of a 20-liter container at 1:50.
  • compression of the material preferably also occurs, which is preferably permanent.
  • this deformation is still present even after filling under pressure.
  • the container is deformed in a cold state and in particular without thermal action. This may mean that, for example, the plastic preforms are cooled to plastic containers after they have been formed, before they are compressed or folded. However, it may also be sufficient to heat the molded plastic containers just not further.
  • two or more such compressed containers are then stacked one inside the other.
  • a transport of the stacked containers is easily possible.
  • the containers can be separated again and then be filled in particular with a liquid.
  • At least one wall section of the container which is at a distance from the mouth of the container has substantially the same wall thickness before the filling operation as after the filling process.
  • the container is not heated during the filling process or only to a temperature which is below the temperature which lies for the expansion of plastic preforms to plastic containers.
  • the container during filling under a temperature of 80 ° C, preferably maintained at a temperature of 60 ° C and more preferably below a temperature of 40 ° C.
  • the container is deployed during the filling process.
  • a wall section of the container advantageously moves relative to a further wall section of the container, in particular along a longitudinal direction of the container.
  • the container is a foldable container and in particular a plastic container and more preferably a blow-molded plastic container.
  • the material of the container may also be another, in particular foldable, material, such as a metal, in particular aluminum.
  • the air oxygen is reduced by the small volume and can be additionally improved by a single or even multiple evacuation and gas purging.
  • the evacuation in glass bottles known in the prior art can also be carried out here by a supporting action of a punch (described in more detail below). It would also be possible for a start of filling to take place in an evacuated container.
  • Another advantage is that the volume expansion during filling no return gas flow is required. This in turn results in a simple valve assembly and possibly also a stroke-controlled flow rate control. It would also be possible to regulate the filling pressure via the lifting movement. For example, it would also be possible for the container to be expanded on the one hand by the filling pressure, but on the other hand, if necessary, to support the container during the filling process is increased by the device itself in terms of their volume and in this way the filling process is facilitated. A filling of the container overhead is also possible. This brings an advantage, for example, with regard to a special product protection.
  • the container is expanded by a filling pressure applied during filling.
  • the force required to mold the container in a controlled manner is high, but it does not have to be specially produced for this purpose.
  • the power generation can predominantly and preferably also arise exclusively from the filling pressure itself.
  • a distance between a bottom region and the mouth of the container changes during filling.
  • the container in the initial stage can be folded together such that the
  • Mouth of the container is located very close to the ground. By a corresponding unfolding of the container and the internal volume is increased.
  • the container has a folding edge (in particular with respect to the longitudinal direction of the container).
  • an inner wall of the container is advantageously located radially circumferentially opposite to an outer wall of the container.
  • the outer wall of the container is advantageously arranged in this area within the inner wall.
  • a plane is spanned by this folding edge, which plane is perpendicular to the longitudinal direction of the container.
  • a distance between this inner wall and the outer wall at least in sections ⁇ 1 cm, at least in sections preferably ⁇ 0.5 cm and at least partially preferably ⁇ 0.3 cm.
  • said distance is circumferential in the circumferential direction. It is possible that during the filling of this distance is also increased by the pressures occurring.
  • the mouth of the container is removed at least temporarily during the filling process at a predetermined speed from the bottom portion of the container and at the same time said folding edge moves away from the bottom portion at a speed that is halved relative to that speed.
  • a filling element is locked relative to the mouth during filling. In this way it can be achieved that during filling by the filling pressure, the filling element does not slip off the mouth.
  • the filling element is sealed against the mouth.
  • At least a portion of the Be Daveniswandung is deformed during the filling process.
  • This is advantageously a section of the container which lies below the mouth and particularly preferably in a region of a container shoulder.
  • the folding edge disappears during the filling process.
  • an annular section of the container is bent relative to a further annular section of the container by an angle which is greater than 20 °, preferably greater than 40 °, preferably greater than 60 °, preferably greater than 90 °, preferably greater than 120 ° and preferably greater than 150 °.
  • the container forms in a folded state of a second folding edge, wherein advantageously this second fold edge is also formed circumferentially.
  • a distance between the first folded edge and the second folded edge advantageously reduces.
  • the second folding edge also forms a plane that is perpendicular to the longitudinal direction of the container.
  • the container in a folded state, apart from these two folded edges, has no further folds.
  • the present invention is further directed to an apparatus for filling expandable containers, said apparatus having a filling element, through which a liquid can be supplied to the container via its mouth. Furthermore, the device has a first holding device for holding a bottom region of the container and a second holding device for holding a mouth region of the container.
  • the first holding device and the second holding device are movable with respect to each other in a longitudinal direction of the container and at least one holding device is provided.
  • direction preferably the second holding device, which holds the mouth region of the container
  • this holding device is suitable to be inserted into a base body of the container.
  • a cross section of this holding device is adapted to a cross section of the container (but preferably slightly less).
  • a filling device which itself also simultaneously performs an expansion of the container.
  • a filling pressure for the liquid to be removed can be made available via the filling element, which is also sufficient to expand the container and, in particular, to unfold it.
  • the device has a sealing element which seals a region between the mouth of the container and the filling element.
  • this seal is advantageously carried out completely and particularly preferably fully circumferentially.
  • the sealing element can be fastened to the mouth of the container.
  • This sealing element can be clipped onto the mouth and / or screwed on.
  • the present invention is further directed to a container that can be filled with a liquid, wherein this container has an orifice, a bottom region and a basic body formed integrally with the mouth and the bottom region.
  • this container has an orifice, a bottom region and a basic body formed integrally with the mouth and the bottom region.
  • the base body is bent by a predetermined bending angle in such a way around a predetermined circumferential folding edge of the base body, that the mouth of the container is arranged closer to the bottom region, as the circumferential folding edge.
  • a relative position (and / or a distance) of the folded edge relative to the bottom region of the container can be changed during an expansion of the container.
  • a relative position of the folding edge relative to the mouth of the container during an expansion of the container is variable.
  • the base body itself is folded together with at least one folding edge and preferably with exactly one folding edge.
  • the container is a plastic container.
  • another foldable material could be used.
  • an outer surface of the base body circumferentially at least partially against an inner surface of the base body - in particular in a radial direction of the container - opposite. In this way, a very effective reduction in internal volume is achieved in the folded state of the container.
  • the outer surfaces and the inner surface of the container at least in sections to each other at a distance which is> 0.2 cm.
  • this is a circumferential distance and more preferably also a distance in a radial direction of the container.
  • a wall thickness of the base body is at least partially (and particularly preferably in the entire region of the
  • Body substantially constant. It is thus proposed here that a thin-walled region for folding the container is not applied to another region, but rather that a folding of a wall region with a substantially constant wall thickness preferably takes place.
  • said folding edge is also displaceable during an expansion process.
  • the container has, at least in sections, a cylindrical cross section in its longitudinal direction. It is possible that this cylindrical cross-section of the container varies in the longitudinal direction. For example, it would be possible for the container to have three or more sections in the longitudinal direction, which each have different cross sections. In a preferred embodiment, it is possible that initially to the mouth of the Be A first cylindrical section adjoins this, a second cylindrical section having a second cross section or diameter and, in turn, a third section having a third cylindrical cross section or diameter. In this case, the second cross section may be larger than the other two cross sections. The first cross section is preferably smaller than the third cross section or diameter.
  • the container prefferably has a spherical cross-section in a region adjoining the mouth.
  • an identification element which can be read in particular without contact is arranged, by means of which at least one piece of information which is characteristic for the container is read out.
  • This is preferably an RFI D element, in particular but not exclusively an RFI D chip.
  • the identification element is inseparably connected to the container.
  • this information is selected from a group of information including a best before date, information about the type of beverage or the like. For example, it could be ensured that containers whose expiry date has passed are no longer emptied. For example, knowledge of the type of beverage may control relevant parameters for sampling, such as a suitable pressure.
  • the identification element is arranged in the form of a label on the container.
  • the identification element it would also be possible for the identification element to be integrated into a region of the container, for example a wall region.
  • the identification element is already integrated in the manufacture of the containers in this.
  • the identification element already in an area of a blow molding machine approximately within a wall a blow mold is kept ready and is fixed during the forming process of a plastic preform to the container on the wall of the container.
  • such a device has at least one read-out device for, in particular, wireless read-out of at least one identification element attached to the container.
  • this may be a device for reading out an RFI D element arranged on the container.
  • the device has a control device, which also controls a removal process as a function of a read-out result of the read-out device.
  • the user can be informed by means of an alarm that he uses an unsuitable for the removal process container.
  • a picking operation may be aborted or its start prevented.
  • control device if it determines that no marking element is provided on the container, aborts a withdrawal operation or does not initiate.
  • the present invention is further directed to a plant for filling containers with a plurality of devices of the type described above.
  • a system advantageously also has a transport device which conveys the containers along a predetermined transport path, preferably perpendicular to their longitudinal direction.
  • the device is designed so advantageous that it fills the containers during this promotion along the transport path.
  • FIG. 1 Show: An inventive device for filling containers in an unfilled state of the container; the device of Figure 1 in a partially filled state of the container. the device of Figure 1 in a fully filled state of the container.
  • FIG. 15 is an illustration of a rolled-up container
  • FIG. 16 is an illustration of a bottom tray of the container
  • 18 is an illustration of several nested containers.
  • FIG. 19a - g representations of a container with identification elements.
  • FIG. 1 shows a partial representation of a device 1 according to the invention for filling containers 10.
  • the device 1 shown in FIG. 1 has a first holding device 4, which receives a bottom region 10b of the container to be filled here.
  • this first holding device 4 is adapted to the shape of the bottom region 10b with regard to its shape.
  • the holding device 4 it would also be possible for the holding device 4 to be interchangeable with a carrier (not shown) in order to make the device usable for different container shapes.
  • the reference numeral 10a refers to an opening of the container 10, via which the container 10 is filled with a filling element 2 with a liquid, such as a beverage.
  • the reference numeral 12 denotes a fastening device, with which the filling element 2 is arranged at the mouth 10 a of the container 10 during the filling process.
  • the reference numeral 10c denotes a main body of the container 10, which is folded here with respect to a folding edge 10d, but which is arranged in the filled state of the container 10 between the bottom portion 10b and the mouth 10a of the container 10.
  • the reference numeral 6 denotes a second holding device, which receives the mouth region 10a of the container here and which in the still unfilled state the container is fully circumferential - here by an outer wall 20a of the base body 10b is surrounded and engages in this outer wall 20a.
  • a corresponding inner wall 20b of the container lies opposite the outer wall 20a of the container 10 and is arranged radially outside the outer wall 20a.
  • the fastening device 12 also acts as a sealing element to seal a region between the filling element 2 and the mouth of the container 10, so that no liquid passes laterally at the mouth of the container.
  • the holding device 6 has a cavity in which the filling element 2 and preferably also a line adjoining the filling element is arranged.
  • a volume-reduced container is pushed onto the first holding device 6, which here also acts as a support punch, and in the bottom region 10b the holding device or bottom cup is to counter.
  • the container to be filled can also be evacuated, in addition, a stationary or dynamic flushing can take place and begin the filling process.
  • a stationary or dynamic flushing can take place and begin the filling process.
  • FIG. 2 shows an illustration of the container shown in FIG. 1 during a filling process.
  • a partially filled container 10 is drawn here, during which a relative movement occurs between the first holding device 4 and the second holding device 6 or the support punch during the filling process.
  • This movement takes place in the direction vi or v2 also shown in Fig. 1.
  • These directions are here parallel to the longitudinal direction L of the container.
  • these reference numerals vi and v2 also indicate the speeds with which on the one hand the holding device 6 and on the other hand the folding edge 10d moves.
  • the speed vi at which the holding device 6 moves is at least temporarily twice as high as the speed v2 with which the folding edge 10d moves.
  • FIG. 1 shows an illustration of the container shown in FIG. 1 during a filling process.
  • the second holding device is inserted into the container from the container shoulder and the first holding device supports the bottom.
  • the second holding device 6 is held stationary and the first holding device 4 moves (here down).
  • the filling system itself can remain stationary and the construction can be simplified.
  • a movement of the second holding device 6 is made and the first holding device 4 is arranged stationary.
  • the reference numeral 14 refers to a punch on which the holding device for holding the mouth portion 10a of the container is formed and which is insertable into the interior of the container.
  • the reference numeral 16 denotes a cavity formed within this stamp, in which the filling element 2 and the filling line are also arranged here. This cavity may be formed in the manner of a bore.
  • the support punch or the second holding device is pulled out from the bottom and the shoulder of the container is supported by a cup.
  • the bead or folding edge 10d would be directed downwards. If the fold edge or the bead is directed downwards, then the folding edge also fills with a product and thus the container could be filled even better.
  • the container 10 advantageously has a second folded edge 10e. This second folded edge 10e is advantageously arranged radially within the first folded edge 10d and moves advantageously during the deployment of the container with the mouth 10a of the container.
  • a bending of a first container section relative to a second container section preferably also takes place with respect to this second folding edge 10e, preferably at an angle of between 10 ° and 170 °, preferably between 20 ° and 160 °, preferably between 30 ° and 150 °, preferably between 50 ° and 130 °, especially ders preferably between 70 ° and 1 10 °.
  • the second folded edge 10e advantageously has an opposite direction in one of the first folded edge 10d.
  • Fig. 3 shows a completely filled container, in which accordingly the folding edge 10d, or preferably both folding edges 10d, 10e has disappeared / are. It is also possible that the filling quantity or the filling level is carried out by the completed stroke or via separate measuring devices, such as flow meter, photocells, height probe or the like. Relief of the container can take place here via a further stroke, in which a filling valve has already been closed. This relief can still take place during a movement of the container along its transport path, here for example in a horizontal direction.
  • Fig. 4 shows a fully formed container, which, however, was filled here with its mouth down.
  • the advantages in this embodiment lie in a different lent filling and the ability to empty the container well after a liquid cleaning.
  • the container was formed from the bottom.
  • the stamp or the first holding device 4 is here on the side of the bottom and also the folding edge would form up here.
  • the first holding device could advantageously move upwards in the longitudinal direction L of the container 10.
  • the folding edge 10 d upwards.
  • the container After filling, the container must be sealed in order to be further processed. Also in this position, the container by the lifting movement (the first holding device) can be depressurized. For this purpose, no gas must escape from the container, which was therefore not consumed.
  • the beverage to be filled may be, for example, beer or the like, which is filled into PET bottles in order to achieve favorable oxygen values.
  • the size of the container plays only a minor role here. This makes it possible to process containers with volumes of less than half a liter up to containers with volumes of more than 30 liters. But so-called soft drinks, in which C0 2 is consumed or juices that are sensitive to oxygen, can be filled with the method proposed here.
  • the reference character F denotes a filling level of the liquid within the container.
  • 5 shows a further illustration of a plurality of containers 10 folded together.
  • a conventional container is first produced, for example by means of a stretch blow molding process. Subsequently, this container is folded over, so that it is present in the embodiment shown in Fig. 5.
  • this can be configured so that a plurality of folded containers 10 can be stacked in one another. This facilitates the transport of such containers.
  • the folding of such containers can also be carried out by two holding devices, between which the container is arranged and which are then moved towards each other.
  • the container 10 during the folding with a medium, in particular a gaseous medium such as (sterile) air is applied to support the desired folding process with respect to the two fold edges.
  • a closure to be arranged on the container during the folding process, which allows air to escape from the container only in relatively small quantities, so that the container is at least initially under a certain internal pressure during its compression.
  • the volume reduction of the container can be done both after the container manufacturing, for example, locally separated before the filling process, so as to keep the transport volume as small as possible. This is particularly suitable for bottling companies who do not produce containers themselves.
  • volume reduction can also be done directly in the filling machine or in an upstream cleaning machine. In this case it would be possible to also use the lifting cylinders which are required for pressing and sealing.
  • FIG. 6 shows a plant 30 for filling containers, which has a multiplicity of the devices 1 shown in FIG. 1 for filling containers.
  • the attachment can have a rotatable carrier 32, on which this multiplicity of the devices 1 shown in FIG. 1 is arranged.
  • the entire device may also have a reservoir 34, such as a filling vessel, which supplies the individual devices here via a connecting line 36 with the contents.
  • This support 32, on which a plurality of the devices shown in Fig. 1 can be arranged, is advantageously circular, or formed as a filling wheel.
  • the reference symbol P denotes the transport path of the containers to be filled.
  • such a device for filling containers also has measuring devices 38, which allow a quantitative measurement of the filling material filled into the container.
  • a flow meter can be provided, which determines the volume flowing through the line 36 filling material.
  • weight measuring devices can also be provided, which determine the weight of the container 10, in order to enable a quantity measurement.
  • the reference numeral 42 denotes a feeding device to supply the system still unfilled and preferably also folded containers and the reference numeral 44 denotes a discharge device to remove the containers from the system 30.
  • the feed device 42 and / or the discharge device 44 can be designed as transport stars.
  • FIGS. 7a and 7b illustrate a process of folding over or rolling in a container 10. It is possible for the container 10 to have a plurality of differently matched diameters in order to achieve the stacking function in a rolled-up or folded state. As shown in Fig. 7b, the container wall of the container 10 must be passed by itself. In order to achieve a wrinkle-free nesting of the container, it is necessary that the tool used for rolling in or folding be adapted as exactly as possible to the diameter of the container. Since, as shown in Fig.
  • the wall of the container is passed to itself, the diameter of either the now inner wall 10f must be reduced and / or the diameter of the outer wall 10g to be increased.
  • the Applicant has found that, in fact, the diameter of the inner wall 10f is typically compressed.
  • FIGS. 8a and 8b show a further possible embodiment of a container.
  • the container has a cylindrical container wall, which initially widens in the direction of a central region 10 h and then tapers again. Again, the refolding of the container is shown in Fig. 8b again. It can be seen that the upper portion of the container rests against the lower region in a folded or rolled-up state, since these expand or taper in the same way or at the same angle.
  • FIG. 9 illustrates the deformation in an opening region 10a of the container 10.
  • the right part of the figure in FIG. 9 shows the deformation in the shoulder region.
  • the shoulder region it would be possible, in particular, for the shoulder region to be embodied in the shape of a sphere or in a spherical shape so as to facilitate the deformation, as shown in FIG. 9.
  • Fig. 10 is an illustration for illustrating a forming or folding or curling operation. It is difficult in itself to make the two walls with a previous difference in diameter, since this point of the container wall has to be passed by itself. Nevertheless, a wrinkle-free upsetting of the wall of the container To reach nisses, it is proposed to create an internal pressure P1 for supporting the container wall to be compressed. This can be done, for example, that after the manufacture of the container, an outlet of air is permitted only in a defined manner.
  • Fig. 1 1 a and 1 1 b show an advantageous embodiment of a container according to the invention. It can be seen that here three diameters A, B, C are provided in different sections of the container 10. The purpose of these different diameters is not curling, but later stackability. When looking closely, it is noticeable that the upper diameter A in the blown original form is larger than the lower diameter C, although these are rolled into each other in opposite directions, that is, the area with the present diameter A is rolled into the region C. The Applicant has found that by such a choice, that is, a larger diameter, or a larger cross-section of that portion of the container, which is rolled into another, a largely crease-free compression of the container can be achieved.
  • Fig. 1 1 b shows a corresponding folded or rolled-up state of the container.
  • An upsetting of the container diameter is limited by the material properties as well as by physical factors such as pressure, temperature and the wall thickness and the container diameter. If too much deformation occurs due to a compression process, the diameter can become so small that the wall buckles. If the diameter is too large or the forming too small, the rolling radius is too small to ensure proper or stress-free curling.
  • Fig. 12a shows a situation where the diameter differences are too large. In this case, kinks occur in the wall or the wall section 10f. In the illustration shown in Fig. 10b, the curling due to the small radius of curvature in the region of the fold 10d can also be problematic.
  • FIGS. 13a and 13b show a further embodiment of the container.
  • the container has a roughly spherical shape shown in Fig. 13b in the mouth and bottom area.
  • a spherical shape is favorable for PET containers in order to realize the largest volume with the possibility of thin wall thicknesses or high pressure stability.
  • the diameter D of the container is limited (for example, by the force for emptying and the packing mass), or the spherical shape must or can be extended, as shown in Fig. 13b.
  • Fig. 13b is located between two spherical bottom and mouth areas a cylindrical or rectilinear section.
  • Fig. 14 shows a further embodiment of such a container. Since the height is limited, can be tried here, with as little material use a spherical shape at the ends, here, for example, down flatten. In this case, offers a stiffening through the mouth and the bottom of the container. Since a mouth 10a (which preferably has a screw cap or a snap closure) is kept small in contrast to the bottom area (for small closures and little use of material in the mouth area), but the floor area should be large (to ensure a secure footprint), Also, different flattenings, as shown in FIG. 14, may result.
  • a mouth 10a which preferably has a screw cap or a snap closure
  • Fig. 15 shows a container in a folded or rolled-up state. It can be seen that the shape of the bottom region 10b and the shoulder or the mouth region 10a are connected, so that they fit together as well as possible during curling.
  • the floor area 10b must satisfy the requirements of high stability, but on the other hand it must also allow a good emptying with a small residual quantity. For this purpose, if necessary, a deformation of the feet during emptying be accepted.
  • Fig. 17 shows another illustration of a bottom portion 10b.
  • the container is designed so that it can be stuck in a container of identical design up to a minimum requirement resulting from the mouth and the bottom mold.
  • the shoulder area is largely adapted to the floor area.
  • the envelope diameter (this is the diameter from which the shoulder is deformed) is selected such that the mouth disappears far enough in the floor area or foot space.
  • Fig. 18 shows a further illustration of a plurality of containers stacked one inside the other. It is possible that containers are stacked with or without closure. If the containers have a closure, a valve function is advantageously integrated in this closure in order not to have to dismantle the closure for filling. In addition, however, it is also conceivable that a simplified transport cap is provided as a transport protection and / or a protective cap.
  • the container 10 has an improved or special barrier property with respect to C0 2 permeation from the inside to the outside and / or from oxygen permeation from outside to inside.
  • the container may have additives, such as so-called scavengers.
  • a material with scavenger properties is a material that can trap oxygen.
  • the material itself may have this property or contain substances which absorb oxygen.
  • substances with scavenger properties can be added to the material of the container.
  • the scavenger intercepts, for example, in a seal the oxygen that is still in the headspace of the filled and sealed bottle. Particularly advantageous is the use of such a scavenger for oxygen-sensitive filling products.
  • FIGS. 19a-g show several representations of containers with identification elements.
  • the illustration shown in FIG. 19a illustrates in which areas such an identification element 80 can be arranged. This can be located, for example, on or in a closure 82 of the container, on a carrying handle 84 or on a wall region of the container 10 or a bottom region of the container 10. It would also be conceivable to have several such identification elements which are themselves in particular to RFID chips, provide.
  • Fig. 19b shows an illustration in which the identification element 80 is arranged on a carrying handle.
  • This handle 84 can be snapped over an opening of the container on this means of Aufschnappstoffs 94.
  • the identification element 80 may be integrated or glued into the carrying handle 84, for example.
  • the carrying handle 84 is advantageously arranged undetachably on the container, whereby thus also a fixation of the identification element 80 takes place on the container.
  • the carrying handle is removable or difficult to remove.
  • FIG. 19 c shows a representation in which the identification element is arranged on a closure 82 of the container 10. Again, the identification element can be integrated into this closure but also about glued.
  • 19d shows a representation in which the identification element 80 is arranged on a bottom or on a circumferential wall of the container. Again, the identification element can be introduced or integrated. In particular, in the case of an arrangement on the wall, the identification element can also be integrated into a label attached to the container.
  • the identification element is arranged at a position of the container, which does not lie in a region of the circumferential folding edge during the removal process.
  • RFID chips In addition to the use of RFID chips, other identification elements such as, in particular, bar codes or QR codes could also be used. These could, for example, also be printed on a wall of the container.
  • FIG. 19e shows a further possible arrangement for an identification element 80.
  • the identification element is arranged on a support ring, which is located in an opening region of the container 10.
  • Fig. 9f shows a more detailed representation.
  • the identification element also has an antenna 81 which extends around the mouth 10b of the container 10 here.
  • 19g shows a representation to illustrate the readout of an identification element 80.
  • This identification element 80 is here at a peripheral wall of the arranged.
  • This device for removing liquid here has an annular read-out device 90 for reading out the identification element.
  • This has the advantage that the container for the purpose of reading does not have to be arranged in the removal device in accordance with the rotational position. Conversely, however, it may just as well be that the identification element can only be read in a precisely defined rotational position. In this case, the identification element can also be used to ensure a rotational position-appropriate arrangement of the container in the removal device.

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Abstract

Ein Verfahren zum Befüllen eines Behältnisses (10) mit einer Flüssigkeit, wobei das Behältnis über eine Mündung (10a) des Behältnisses (10) befüllt wird und sich ein Innenvolumen des Behältnisses (10) während des Füllvorgangs vergrößert und das Innenvolumen des befüllten Volumens wenigstens das Doppelte des Volumens des unbefüllten Behältnisses (10) beträgt, eine Vorrichtung zum befüllen von Behältnissen, sowie ein Behältnis (10) mit einer Mündung (10a), einem Bodenbereich (10b) und einem einteilig mit der Mündung (10a) und dem Bodenbereich (10b) ausgebildeten Grundkörper (10c), wobei der Grundkörper (10c) um einen vorgegebene Biegewinkel derart um eine vorgegebene umlaufende Faltkante (10d) des Grundkörpers gebogen ist, dass die Mündung des Behältnisses (10) näher an dem Bodenbereich (10b) angeordnet ist als die umlaufende Faltkante (10d), dadurch gekennzeichnet, dass eine Relativposition der Faltkante (10d) gegenüber dem Bodenbereich (10b) des Behältnisses (10) während einer Expansion des Behältnisses (10) veränderbar ist.

Description

Verfahren zum Befüllen eines Behältnisses und befüllbares Behältnis
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen sowie auf ein Behältnis, welches mit dem beschriebenen Verfahren befüll- bar ist. Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Vorrichtungen und Verfahren zum Befüllen von Behältnissen bekannt. Üblicherweise werden dabei die leeren Behältnisse, beispielsweise Kunststoffbehältnisse, während einer Bewegung entlang eines Transportpfades mit einer Flüssigkeit, beispielsweise einem Getränk befüllt. Hierzu sind unterschiedlichste Varianten bekannt, beispielsweise eine Heißbefüllung von Getränken oder auch eine Befüllung von Getränken mit unterschiedlichen Komponenten.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik auch unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren zum Entnehmen von Flüssigkeiten aus Behältnissen bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2007 054 431 ein Verfahren zum Entnehmen von Flüssigkeiten. Der Offenbarungsgehalt dieser Patentanmeldung wird hiermit voll umfänglich auch zum Offenba- rungsgehalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.
Herkömmliche Füllverfahren für Behältnisse weisen zum Teil den Nachteil auf, dass sich in dem leeren Behältnis sehr viel Luftsauerstoff befindet, der auch während des Füllvorgangs bestimmte Getränkegattungen beeinträchtigen kann. Weiterhin müssen bei herkömmlichen Abfüllanlagen Vorkehrungen getroffen werden, um während der Befüllung ein Rückgas abzuführen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Befüllung von Behältnissen in diesen Aspekten einfacher zu gestalten. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den unabhängigen Ansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausführungsfor- men und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem Verfahren zum Befüllen eines Behältnisses mit einer Flüssigkeit wird das Behältnis über eine Mündung des Behältnisses befüllt und ein Innenvolumen des Behältnisses vergrößert sich während des Volumens. Dabei beträgt das Innenvolumen des anschließend befüllten Behältnisses wenigstens das Doppelte (bevorzugt wenigstens das Dreifache, bevorzugt wenigstens das Fünffache und besonders bevorzugt wenigstens das Zehnfache) des Volumens des unbefüllten Behältnisses.
Es wird daher vorgeschlagen, dass sich das Behältnis selbst im Rahmen des Füllvorgangs vergrößert. Diese Vergrößerung bezieht sich jedoch nicht auf die etwaige auftretende geringfügige Vergrößerung, die infolge des einfüllten Füllgutes auftritt. Vielmehr wird vorgeschlagen, dass eine wesentliche Volumenvergrößerung des Behältnisses, insbesondere gerade durch den Füllvorgang auftritt. Gewissermaßen wird also das Behältnis direkt durch das einzufüllende Füllgut„aufgeblasen".
Bei einem bevorzugten Verfahren wird bzw. wurde das Behältnis vor dem Befüllvorgang durch einen Expansionsvorgang expandiert. Bevorzugt wird zunächst ein Kunststoffvorform- ling zu einem Kunststoffbehältnis expandiert und anschließend vorteilhaft dieses so erzeugte Kunststoffbehältnis wiederum in seinem Volumen verkleinert, insbesondere gefaltet und be- vorzugt erst anschließend wieder durch den Füllvorgang expandiert.
Vorteilhaft findet also während des Füllvorgangs keine oder zumindest keine wesentliche Verstreckung der Wandung des und/oder des Materials des Kunststoffbehältnisses statt, sondern insbesondere lediglich eine Entfaltung. Vorzugsweise weist daher dass zu befüllen- de Behältnis (neben seiner Mündung) in wenigstens einem Bereich des Behältnisses bereits seine endgültige Form auf, beispielsweise in einem Bodenbereich. Dieser Expansionsvorgang kann dabei unmittelbar vor dem Befüllen erfolgen, es wäre jedoch auch denkbar, dass die Behältsnisse nach ihrer Herstellung zunächst wieder in ihrem Volumen verkleinert werden und anschließend in diesem verkleinerten Zustand gelagert und/oder zu einem Abfüller transportiert werden.
Bevorzugt wird das Behältnis nach dem Expansionsvorgang komprimiert. So ist es insbesondere möglich, dass das durch den Expansionsvorgang hergestellte Behältnis derart gefal- tet wird, dass sein Innenvolumen reduziert wird. In dem gefalteten Zustand liegt bevorzugt ein vorgegebener Wandungsabschnitt und insbesondere ein umlaufender Wandungsabschnitt benachbart zu einem weiteren vorgegebenen Wandungsabschnitt und insbesondere einem weiteren umlaufenden Wandungsabschnitt. Vorteilhaft berühren sich diese Wandungsabschnitte in einem zusammengefalteten Zustand der Behältnisse wenigstens ab- schnittsweise und bevorzugt entlang einer umlaufenden Fläche.
So ist es beispielsweise möglich, dass zunächst ein Behältnis mithilfe einer Blasmaschine erzeugt wird und dieses Behältnis anschließend eingerollt bzw. eingefaltet wird, um auf diese Weise das Innenvolumen dieses Behältnisses weitestgehend zu reduzieren.
Vorteilhaft wird das Behältnis bezüglich einer definierten Faltkante gefaltet. Bevorzugt handelt es sich hierbei um eine bezüglich der Längsrichtung des Behältnisses umlaufende Faltkante und besonders bevorzugt um eine wenigstens abschnittsweise und besonders bevorzugt vollständig geradlinig verlaufende Faltkante.
Vorteilhaft wird das Behältnis derart gefaltet, dass das gefaltete Behältnis in ein weiteres, entsprechend gefaltetes, Behältnis eingesteckt werden kann. So ist es möglich, dass zwei oder mehrere Behälter- insbesondere in einem zylindrischen Bereich derselben - ineinander gesteckt werden.
Bevorzugt wird das Behältnis im Rahmen des Faltvorgangs eingerollt. Eine derart gefaltete bzw. eingerollte Behälterform weist auf diese Weise zwei konzentrische Außendurchmesser auf, die bevorzugt übereinander liegen. Mit anderen Worten weist die eingerollte Behälterform einen konzentrischen Innendurchmesser auf bzw. einen weiteren konzentrischen In- nendurchmesser, der kleiner ist als ein kleinerer äußerer Durchmesser.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Wandung des Behältnisses eine Dicke auf, die zwischen 0,1 und 0,8 mm, zwischen 0,2 und 0,6 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,3 und 0,45 mm liegt. Insbesondere ist das Behältnis druckstabil für beispielsweise kohlensäurehaltige Getränke wie Bier oder Softdrinks.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird das Behältnis so gefaltet bzw. eingerollt, dass ein Volumenverhältnis zwischen dem Kunststoffvorformling und dem volumenreduzierten Behältnis (die ineinander gesteckt sind) kleiner ist als 1 :2, bevorzugt 1 :1 ,5 und besonders bevorzugt kleiner als 1 :1 . Vorteilhaft liegt dabei ein Volumenverhältnis zwischen dem Kunststoffvorformling und dem nicht eingerollten Behältnis im Falle eines 20-Liter-Behältnisses bei 1 :50.
Bevorzugt tritt bei dem besagten Stauchungs- bzw. Faltungsvorgang auch ein Stauchung des Materials auf, die bevorzugt permanent ist. Bevorzugt ist diese Verformung auch nach der Befüllung unter Druck noch vorhanden. Vorteilhaft wird das Behältnis in einem kalten Zustand verformt und insbesondere ohne thermische Einwirkung. Dies kann bedeuten, dass beispielsweise die Kunststoffvorformlinge nach ihrer Umformung zu Kunststoffbehältern abgekühlt werden, bevor sie komprimiert bzw. gefaltet werden. Es kann jedoch auch ausreichen, die geformten Kunststoffbehältnisse lediglich nicht weiter zu erwärmen.
Vorteilhaft werden anschließend zwei oder mehrere derartiger komprimierte Behältnisse ineinander gestapelt. In diesem Zustand ist ein Transport der gestapelten Behältnisse leicht möglich. Vor einem Befüllen dieser Behältnisse können die Behältnisse wieder vereinzelt werden und anschließend insbesondere mit einer Flüssigkeit befüllt werden.
Vorteilhaft weist wenigstens ein von der Mündung des Behältnisses beabstandeter Wandungsabschnitt des Behältnisses vor dem Füllvorgang im Wesentlichen die gleiche Wandungsdicke auf wie nach dem Füllvorgang. Vorteilhaft wird das Behältnis während des Füllvorgangs nicht erwärmt oder lediglich auf eine Temperatur, welche unter derjenigen Temperatur liegt, welche für die Expansion von Kunst- stoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen liegt. Vorteilhaft wird das Behältnis während der Abfüllung unter einer Temperatur von 80°C, bevorzugt unter einer Temperatur von 60°C und besonders bevorzugt unter einer Temperatur von 40°C gehalten. Vorteilhaft wird das Behältnis während des Füllvorgangs entfaltet. Vorteilhaft verschiebt sich während des Füllvorgangs ein Wandungsabschnitt des Behältnisses gegenüber einem weiteren Wandungsabschnitt des Behältnisses, insbesondere entlang einer Längsrichtung des Behältnisses.
Vorteilhaft handelt es sich bei dem Behältnis um ein faltbares Behältnis und insbesondere um ein Kunststoffbehältnis und besonders bevorzugt um ein blasgeformtes Kunststoffbehältnis. Es kann sich bei dem Material des Behältnisses auch um ein anderes, - insbesondere faltbares - Material handeln, wie etwa ein Metall, insbesondere Aluminium.
Grundsätzlich ist es sowohl möglich, das Behältnis mit seiner Mündung nach oben oder auch über Kopf zu befüllen. Es wird damit ein Füllverfahren für ein Behältnis vorgeschlagen, bei dem insbesondere vorher dessen Innenraum verkleinert wurde. Vorzugsweise wird daher vor dem Füllvorgang das Innenvolumen des Behältnisses verkleinert. Diese Verkleinerung könnte dabei unmittelbar vor dem Füllvorgang vorgenommen werden, bevorzugt jedoch erfolgt diese Verkleinerung des Innenvolumens bereits zu einem wesentlich früheren Zeitpunkt und so wäre es auch möglich, die unbefüllten Behältnisse zunächst zu transportieren, beispielsweise an einen Abfüller anzuliefern.
Die besagte ursprüngliche Volumenreduzierung bringt gegenüber dem herkömmlichen Füllverfahren wesentliche Vorteile. Einerseits ist der Luftsauerstoff durch das geringe Volumen reduziert und kann zusätzlich durch ein einmaliges oder auch mehrmaliges Evakuieren und Gasspülen verbessert werden. Das im Stand der Technik bekannte Evakuieren bei Glasflaschen kann hier auch durch eine Stützwirkung eines Stempels (unten genauer beschrieben) durchgeführt werden. Auch wäre es möglich, dass ein Füllbeginn in ein evakuiertes Behältnis erfolgt.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass durch die Volumenerweiterung während der Befüllung keine Rückgasführung erforderlich ist. Hieraus wiederum ergeben sich ein einfacher Ventilaufbau und gegebenenfalls auch eine hubgesteuerte Fließgeschwindigkeitsregelung. Es wäre dabei auch möglich, den Fülldruck über die Hubbewegung zu regeln. So wäre es beispielsweise auch möglich, dass das Behältnis einerseits durch den Fülldruck expandiert wird, andererseits jedoch gegebenenfalls unterstützend während des Füllvorgangs das Behältnis durch die Vorrichtung selbst hinsichtlich ihres Volumens vergrößert wird und auf diese Weise der Füllvorgang erleichtert wird. Eine Befüllung des Behältnisses über Kopf ist ebenfalls möglich. Diese bringt einen Vorteil beispielsweise hinsichtlich einer besonderen Produktschonung.
Vorteilhaft wird das Behältnis durch einen während des Befüllens aufgebrachten Fülldruck expandiert. Dabei ist die Kraft, die benötigt wird, um das Behältnis kontrolliert auszuformen, hoch, sie muss allerdings nicht speziell hierfür erzeugt werden. Die Krafterzeugung kann überwiegend und bevorzugt auch ausschließlich aus dem Abfülldruck selbst entstehen. Vor- teilhaft ist ein Fülldruck größer als 2 bar, bevorzugt größer als 5 bar, besonders bevorzugt größer als 10 bar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ändert sich während des Befüllens ein Abstand zwischen einem Bodenbereich und der Mündung des Behältnisses. So kann bei- spielsweise das Behältnis im Ausgangsstadium derart zusammengefaltet sein, dass die
Mündung des Behältnisses sehr nahe an dem Boden liegt. Durch ein entsprechendes Entfalten des Behältnisses wird auch dessen Innenvolumen vergrößert.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren weist das Behältnis eine (insbesondere gegen- über der Längsrichtung des Behältnisses) umlaufende Faltkante auf. Bei dieser Ausgestaltung liegt eine Innenwandung des Behältnisses vorteilhaft radial umlaufend einer Außenwandung des Behältnisses gegenüber. Dabei ist vorteilhaft die Außenwandung des Behältnisses in diesem Bereich innerhalb der Innenwandung angeordnet. Vorteilhaft wird durch diese Faltkante eine Ebene aufgespannt, welche senkrecht zu der Längsrichtung des Be- hältnisses steht.
Vorteilhaft ist ein Abstand zwischen dieser Innenwandung und der Außenwandung wenigstens abschnittsweise < 1 cm, wenigstens abschnittsweise bevorzugt < 0,5 cm und wenigstens abschnittsweise bevorzugt < 0,3 cm. Besonders bevorzugt ist dieser besagte Abstand in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet. Dabei ist es möglich, dass während des Befüllens dieser Abstand durch die auftretenden Drücke auch noch erhöht wird.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren entfernt sich wenigstens zeitweise während des Befüllungsvorgangs die Mündung des Behältnisses mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit von dem Bodenbereich des Behältnisses und gleichzeitig entfernt sich die besagte Faltkante mit einer dieser Geschwindigkeit gegenüber halbierten Geschwindigkeit von dem Bodenbereich. Dies bedeutet, dass vorteilhaft sowohl der Mündungsbereich als auch die Faltkante von dem Bodenbereich entfernt werden, jedoch sich diese Geschwindigkeiten wie 2:1 verhal- ten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist während des Befüllens ein Füllelement gegenüber der Mündung arretiert. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass während des Füllens durch den Fülldruck das Füllelement nicht von der Mündung abrutscht. Vorteilhaft ist auch das Füllelement gegenüber der Mündung abgedichtet.
Vorteilhaft wird wenigstens ein Abschnitt der Behältniswandung während des Füllvorgangs verformt. Vorteilhaft handelt es sich hier um einen Abschnitt des Behältnisses, der unterhalb der Mündung und besonders bevorzugt in einem Bereich einer Behältnisschulter liegt. Vor- teilhaft verschwindet die Faltkante während des Füllvorgangs. Vorteilhaft wird während des Füllvorgangs ein ringförmiger Abschnitt des Behältnisses gegenüber einem weiteren ringförmigen Abschnitt des Behältnisses um einen Winkel gebogen, der größer ist als 20°, bevorzugt größer als 40°, bevorzugt größer als 60°, bevorzugt größer als 90°, bevorzugt größer als 120° und bevorzugt größer als 150°. Bevorzugt bildet das Behältnis in einem gefalteten Zustand eine zweite Faltkante aus, wobei vorteilhaft diese zweite Faltkante ebenfalls umlaufend ausgebildet ist. Vorteilhaft verringert sich während des Entfaltens bzw. expandieren des Behältnisses ein Abstand zwischen der ersten Faltkante und der zweiten Faltkante. Vorteilhaft bildet die zweite Faltkante ebenfalls eine Ebene aus, die senkrecht zu der Längsrichtung des Behältnisses steht. Vorteilhaft weist das Behältnis in einem gefalteten Zustand abgese- hen von diesen beiden Faltkanten keine weiteren Faltungen auf.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Befüllen von expandierbaren Behältnissen gerichtet, wobei diese Vorrichtung ein Füllelement aufweist, durch welches dem Behältnis über dessen Mündung eine Flüssigkeit zuführbar ist. Weiterhin weist die Vor- richtung eine erste Halteeinrichtung zum Halten eines Bodenbereichs des Behältnisses auf sowie eine zweite Halteeinrichtung zum Halten eines Mündungsbereichs des Behältnisses.
Erfindungsgemäß sind die erste Halteeinrichtung und die zweite Halteeinrichtung bezüglich einander in einer Längsrichtung des Behältnisses bewegbar und wenigstens eine Halteein- richtung (bevorzugt die zweite Halteeinrichtung, welche den Mündungsbereich des Behältnisses hält) weist einen Querschnitt auf, der wenigstens abschnittsweise geringer ist als ein Innenquerschnitt des befüllten Behältnisses. Bevorzugt ist diese Halteinrichtung geeignet, um in einen Grundkörper des Behältnisses eingeführt zu werden. Vorteilhaft ist auch ein Querschnitt dieser Halteeinrichtung an einen Querschnitt des Behältnisses angepasst (jedoch bevorzugt etwas geringer).
Damit wird auch vorrichtungsseitig vorgeschlagen, dass eine Befüllvorrichtung zur Verfügung gestellt wird, welche selbst auch gleichzeitig ein Expandieren des Behältnisses vornimmt. Vorteilhaft kann über das Füllelement ein Fülldruck für die abzuführende Flüssigkeit zur Verfügung gestellt werden, der auch ausreichend ist, um das Behältnis zu expandieren und insbesondere zu entfalten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Abdichtelement auf, welches einen Bereich zwischen der Mündung des Behältnisses und dem Füllelement abdichtet. Dabei erfolgt vorteilhaft diese Abdichtung vollständig und besonders bevorzugt voll umfänglich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Abdichtelement an der Mündung des Behältnisses befestigbar. Dieses Abdichtelement kann dabei auf die Mündung aufge- klippt und/oder aufgeschraubt sein. Es wäre jedoch auch möglich, dass das Abdichtelement in die Mündung hineinragt.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein mit einer Flüssigkeit befüllbares Behältnis gerichtet, wobei dieses Behältnis eine Mündung, einen Bodenbereich und einen einteilig mit der Mündung und dem Bodenbereich ausgebildeten Grundkörper aufweist. Dabei ist der Grundkörper um einen vorgegebenen Biegewinkel derart um eine vorgegebene umlaufende Faltkante des Grundkörpers gebogen, dass die Mündung des Behältnisses näher an den Bodenbereich angeordnet ist, als die umlaufende Faltkante. Erfindungsgemäß ist eine Rela- tivposition (und/oder ein Abstand) der Faltkante gegenüber dem Bodenbereich des Behältnisses während einer Expansion des Behältnisses veränderbar. Vorteilhaft ist auch eine Relativposition der Faltkante gegenüber der Mündung des Behältnisses während einer Expansion des Behältnisses veränderbar. Es wird damit hier ein faltbares Behältnis vorgeschlagen, welches insbesondere so gefaltet ist, dass der Mündungsbereich nahe an dem Bodenbereich des Behältnisses liegt. Damit ist vorteilhaft der Grundkörper selbst mit wenigstens einer Faltkante und bevorzugt mit genau einer Faltkante zusammengefaltet. Vorteilhaft handelt es sich bei dem Behältnis um ein Kunststoffbehältnis. Daneben könnte jedoch auch ein anderes faltbares Material verwendet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt eine Außenoberfläche des Grundkörpers umlaufend wenigstens abschnittsweise einer Innenoberfläche Grundkörpers - insbesondere in einer radialen Richtung des Behältnisses - gegenüber. Auf diese Weise wird in dem zusammengefalteten Zustand des Behältnisses eine sehr effektive Innenvolumenverkleinerung erreicht.
Bevorzugt weisen die Außenoberflächen und die Innenoberfläche des Behältnisses wenigs- tens abschnittsweise zueinander einen Abstand auf, der > 0,2 cm ist. Vorteilhaft handelt es sich hier um einen umlaufenden Abstand und besonders bevorzugt auch um einen Abstand in einer radialen Richtung des Behältnisses.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Wandungsdicke des Grundkörpers wenigstens abschnittsweise (und besonderes bevorzugt in dem gesamten Bereich des
Grundkörpers) im Wesentlichen konstant. Es wird damit hier vorgeschlagen, dass nicht etwa ein dünnwandiger Bereich zum Falten des Behältnisses an einem anderen Bereich angelegt wird, sondern, dass bevorzugt eine Faltung eines Wandungsbereichs mit im Wesentlichen konstanter Wandungsdicke erfolgt. Vorteilhaft ist die besagte Faltkante auch während eines Expansionsvorgangs verschiebbar. Es wird also nicht eine konstant liegende Faltkante vorgeschlagen, um die ein Faltvorgang durchgeführt wird, sondern ein verschiebbarer Faltbereich, der im Rahmen der Expansion des Behältnisses auch wandert.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Behältnis wenigstens ab- schnittsweise in seiner Längsrichtung einen zylindrischen Querschnitt auf. Dabei ist es möglich, dass dieser zylindrische Querschnitt des Behältnisses in der Längsrichtung variiert. So wäre es beispielsweise möglich, dass das Behältnis drei oder mehrere Abschnitte in der Längsrichtung aufweist, welche jeweils unterschiedliche Querschnitte aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass sich zunächst an die Mündung des Be- hältnisses ein erster zylindrischer Abschnitt anschließt, an diesen ein zweiter zylindrischer Abschnitt mit einem zweiten Querschnitt bzw. Durchmesser und an diesen wiederum ein dritter Abschnitt mit einem dritten zylindrischen Querschnitt bzw. Durchmesser. Dabei kann der zweite Querschnitt größer sein, als die beiden anderen Querschnitte. Der erste Quer- schnitt ist bevorzugt kleiner als der dritte Querschnitt bzw. Durchmesser.
Es wäre weiterhin auch möglich, dass das Behältnis in einem sich an die Mündung anschließenden Bereich einen kugelartigen Querschnitt aufweist.
Vorteilhaft ist in einem Bereich des Behältnisses ein insbesondere berührungslos auslesbares Identifizierungselement angeordnet, mittels dessen wenigstens eine Information auslesbare ist, welche für das Behältnis charakteristisch ist. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um ein RFI D - Element wie insbesondere aber nicht ausschließlich einen RFI D Chip.
Vorteilhaft ist das Identifizierungselement untrennbar mit dem Behältnis verbunden. Vorteilhaft ist diese Information aus einer Gruppe von Informationen ausgewählt, welche ein Haltbarkeitsdatum, Informationen über die Getränkesorte oder dergleichen enthält. So könnte beispielsweise sichergestellt werden, dass Behältnisse, deren Haltbarkeitsdatum überschritten ist, nicht mehr entleert werden. Aus der Kenntnis über die Getränkesorte können beispielsweise relevante Parameter für die Entnahme gesteuert werden, wie etwa ein passender Druck. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Identifikationselement in Form eines Etiketts auf dem Behältnis angeordnet. Daneben wäre es auch möglich, dass das Identifikationselement in einen Bereich des Behältnisses, beispielsweise einen Wandungsbereich integriert ist. Daneben ist es möglich, dass das Identifikationselement bereits bei der Herstellung der Behältnisse in diese integriert wird. So wäre es denkbar, dass während eines Herstellungsprozesses für das Behältnis, insbesondere während eines Blasformvorgangs das Identifikationselement bereits in einem Bereich einer Blasformmaschine etwa innerhalb einer Wandung einer Blasform bereit gehalten wird und während des Umformungsvorgangs eines Kunst- stoffvorformlings zu dem Behältnis an der Wandung des Behältnisses fixiert wird.
In diesem Zusammenhang wird noch eine entsprechende Vorrichtung zum Entleeren von Behältnissen und insbesondere Behältnissen der oben beschriebenen Art erläutert. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist eine derartige Vorrichtung wenigstens eine Ausleseeinrichtung zum insbesondere drahtlosen Auslesen wenigstens eines an dem Behältnis angebrachten Identifikationselements auf. Insbesondere kann es sich hierbei um eine Vorrichtung zum Auslesen eines an dem Behältnis angeordneten RFI D - Elements handeln. Auf diese Weise kann das zu entleerende Behältnis zweifelsfrei identifiziert werden. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, welche einen Entnahmevorgang auch in Abhängigkeit von einem Ausleseergebnis der Ausleseeinrichtung steuert. So kann beispielsweise der Benutzer mittels eines Alarms darüber informiert werden, dass er ein für den Entnahmevorgang ungeeignetes Behältnis verwendet. Auch kann in Reaktion auf ein derartiges Ausleseergebnis ein Entnahmevorgang abgebrochen oder dessen Start verhindert werden.
Auch ist es denkbar, dass die Steuerungseinrichtung, falls sie feststellt, dass an dem Behältnis kein Markierungselement vorgesehen ist, einen Entnahmevorgang abbricht oder nicht einleitet.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Anlage zum Befüllen von Behältnissen mit einer Vielzahl von Vorrichtungen der oben beschriebenen Art gerichtet. Dabei weist eine derartige Anlage vorteilhaft auch eine Transporteinrichtung auf, welche die Behältnisse ent- lang eines vorgegebenen Transportpfades, bevorzugt senkrecht zu deren Längsrichtung, fördert. Die Vorrichtung ist dabei derart vorteilhaft ausgestaltet, dass sie die Behältnisse während dieser Förderung entlang des Transportpfades befüllt.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
Darin zeigen: Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen in einem unbefüllten Zustand des Behältnisses; die Vorrichtung aus Fig. 1 in einem teilweise befüllten Zustand des Behältnisses; die Vorrichtung aus Fig. 1 in einem vollständig befüllten Zustand des Behältnisses; eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen; eine Vielzahl erfindungsgemäßer Behältnisse; eine schematische Darstellung einer Anlage zum Befüllen von Behältnissen; zwei Darstellungen zum Einrollen bzw. Falten des Behältnisses; zwei weitere Darstellungen zum Einrollen eines Behältnisses in einer weiteren Ausführungsform; eine Darstellung zur Veranschaulichung der Verformung eines Schulterbereichs des Behältnisses; eine Darstellung eines Einroll- bzw. Faltvorgangs für ein Behältnis; zwei Darstellungen eines Behältnisses vor und nach dem Falten; zwei weitere Darstellungen für einen Einroll- bzw. Einfaltvorgang eines Behältnisses; eine weitere Ausführungsform für ein erfindungsgemäßes Behältnis; Fig. 14 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behältnisses;
Fig. 15 eine Darstellung eines eingerollten Behältnisses; Fig. 16 eine Darstellung eines Bodenbereis des Behältnisses;
Fig. 17 eine weitere Darstellung des Bodenbereichs des Behältnisses; und
Fig. 18 eine Darstellung mehrerer ineinander gestellter Behältnisse.
Fig. 19a - g Darstellungen eines Behältnisses mit Identifikationselementen.
Fig. 1 zeigt eine teilweise Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Befüllen von Behältnissen 10.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 weist eine erste Halteeinrichtung 4 auf, welche hier einen Bodenbereich 10b des zu befüllenden Behältnisses aufnimmt. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist dabei diese erste Halteeinrichtung 4 hinsichtlich ihrer Gestalt auf die Ausprägung des Bodenbereichs 10b angepasst. Damit wäre es auch möglich, dass die Halteeinrichtung 4 austauschbar an einem (nicht gezeigten) Träger angeordnet ist, um so die Vorrichtung für unterschiedliche Behältnisformen nutzbar zu machen.
Das Bezugszeichen 10a bezieht sich auf eine Mündung des Behältnisses 10, über welche das Behältnis 10 mit einem Füllelement 2 mit einer Flüssigkeit, beispielsweise einem Getränk befüllt wird. Das Bezugszeichen 12 kennzeichnet eine Befestigungseinrichtung, mit der das Füllelement 2 an der Mündung 10a des Behältnisses 10 während des Befüllvorgangs angeordnet ist. Das Bezugszeichen 10c kennzeichnet einen Grundkörper des Behältnisses 10, der hier bezüglich einer Faltkante 10d gefaltet ist, der jedoch im befüllten Zustand des Behältnisses 10 zwischen dem Bodenbereich 10b und der Mündung 10a des Behältnisses 10 angeordnet ist.
Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet eine zweite Halteeinrichtung, welche hier den Mündungsbereich 10a des Behältnisses aufnimmt und welche in dem noch unbefüllten Zustand des Behältnisses voll umfänglich - hier von einer Außenwandung 20a des Grundkörpers 10b umgeben ist und in diese Außenwandung 20a eingreift. Eine entsprechende Innenwandung 20b des Behältnisses liegt hier der Außenwandung 20a des Behältnisses 10 gegenüber und ist radial außerhalb der Außenwandung 20a angeordnet.
Die Befestigungseinrichtung 12 wirkt auch als Abdichtelement, um einen Bereich zwischen dem Füllelement 2 und der Mündung des Behältnisses 10 abzudichten, so dass keine Flüssigkeit seitlich an der Mündung des Behältnisses vorbeiläuft. Vorteilhaft weist die Halteein- richtung 6 einen Hohlraum auf, in dem das Füllelement 2 und bevorzugt auch eine sich an das Füllelement anschließende Leitung angeordnet ist.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Situation ist ein volumenreduziertes Behältnis auf die erste Halteeinrichtung 6, welche hier auch als Stützstempel wirkt, aufgeschoben und im Bodenbereich 10b befindet sich die Halteeinrichtung bzw. Bodentasse zum Gegenhalten. In dieser Position kann das zu befüllende Behältnis auch evakuiert werden, daneben kann auch eine stationäre oder dynamische Spülung erfolgen und der Füllvorgang beginnen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren ist hier der Vorteil gegeben, dass nur sehr geringes Volumen evakuiert bzw. gespült werden muss.
Bei einem dynamischen Spülvorgang wäre es auch möglich, die zweite Halteeinrichtung 6 und/oder die erste Halteeinrichtung 4 (hinsichtlich ihrer Relativposition) dynamisch bzw. pulsierend zu verändern und damit auch das Innenvolumen des Behälters dynamisch oder pulsierend zu verändern. Diese Veränderung des Volumens kann auch zur Reinigung des Be- hältnisses oder auch zur Reinigung eines Füllsystems verwendet werden. Das Bezugszeichen R kennzeichnet eine radiale Richtung des Behältnisses 10
Fig. 2 zeigt eine Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Behältnisses während eines Befüllvor- gangs. Damit ist hier ein teilgefülltes Behältnis 10 gezeichnet, wobei während des Füllvor- gangs eine relative Bewegung zwischen der ersten Halteeinrichtung 4 und der zweiten Halteeinrichtung 6 bzw. dem Stützstempel auftritt. Diese Bewegung findet dabei in der in Fig. 1 auch dargestellten in Richtung vi bzw. v2 statt. Diese Richtungen sind hier parallel zur Längsrichtung L des Behältnisses. Weiterhin zeigen diese Bezugszeichen vi und v2 auch die Geschwindigkeiten an, mit denen sich einerseits die Halteeinrichtung 6 und andererseits die Faltkante 10d bewegt. Die Geschwindigkeit vi , mit der sich die Halteinrichtung 6 bewegt, ist wenigstens zeitweise doppelt so groß wie die Geschwindigkeit v2, mit der sich die Faltkante 10d bewegt. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist die zweite Halteeinrichtung von der Behältnisschulter her in das Behältnis eingeführt und die erste Halteeinrichtung stützt den Boden. Besonders bevorzugt wird bei dieser Ausführung die zweite Halteeinrichtung 6 stationär gehalten und die erste Halteeinrichtung 4 bewegt sich (hier nach unten). In diesem Falle kann das Füllsystem selbst ortsfest bleiben und die Bauweise kann sich vereinfachen. Es wäre jedoch auch möglich, dass eine Bewegung der zweiten Halteeinrichtung 6 vorgenommen wird und die erste Halteeinrichtung 4 stationär angeordnet ist. Das Bezugszeichen 14 bezieht sich auf einen Stempel, an dem auch die Halteeinrichtung zum Halten des Mündungsbereichs 10a des Behältnisses ausgebildet ist und der in das Innere des Behältnisses einführbar ist. Das Bezugszeichen 16 kennzeichnet einen innerhalb dieses Stempels ausgebil- deten Hohlraum, in dem hier auch das Füllelement 2 und die Füllleitung angeordnet sind. Dieser Hohlraum kann in der Art einer Bohrung ausgebildet sein.
Bei einer weiteren Ausgestaltung wäre es auch möglich, dass der Stützstempel bzw. die zweite Halteeinrichtung vom Boden aus ausgezogen wird und die Schulter des Behältnisses durch eine Tasse gestützt wird. Bei dieser Ausführungsform wäre der Wulst, bzw. die Faltkante 10d nach unten gerichtet. Wenn die Faltkante bzw. der Wulst nach unten gerichtet ist, dann füllt sich die Faltkante auch mit einem Produkt und damit könnte das Behältnis noch besser gefüllt werden. Daneben weist das Behältnis 10 vorteilhaft noch eine zweite Faltkante 10e auf. Diese zweite Faltkante 10e ist vorteilhaft radial innerhalb der ersten Faltkante 10d angeordnet und bewegt sich vorteilhaft während der Entfaltung des Behältnisses mit der Mündung 10a des Behältnisses mit. Bevorzugt findet beim Entfalten des Behältnisses 10 auch bezüglich dieser zweiten Faltkante 10e ein Verbiegen eines ersten Behältnisabschnitts gegenüber einem zweiten Behältnisabschnitt statt, bevorzugt um einen Winkel, der zwischen 10° und 170°, bevorzugt zwischen 20° und 160°, bevorzugt zwischen 30° und 150°, bevorzugt zwischen 50° und 130°, beson- ders bevorzugt zwischen 70° und 1 10° liegt. Die zweite Faltkante 10e weist vorteilhaft in einer der ersten Faltkante 10d entgegengesetzte Richtung.
Fig. 3 zeigt ein vollständig gefülltes Behältnis, bei dem dementsprechend die Faltkante 10d, bzw. bevorzugt beide Faltkanten 10d, 10e verschwunden ist/sind. Dabei ist es auch möglich, dass die Füllmenge oder auch des Füllniveau durch den vollzogenen Hub oder auch über separate Messvorrichtungen, wie Durchflussmesser, Lichtschranken, Höhensonde oder dergleichen vorgenommen wird. Eine Entlastung des Behältnisses kann hier über einen weiteren Hub erfolgen, bei dem ein Füllventil bereits geschlossen wurde. Auch diese Entlastung kann dabei noch während einer Bewegung des Behältnisses entlang seines Transportpfades, hier beispielsweise in einer horizontalen Richtung, erfolgen.
Fig. 4 zeigt ein vollständig ausgeformtes Behältnis, welches jedoch hier mit seiner Mündung nach unten gefüllt wurde. Die Vorteile in dieser Ausführungsform liegen in einer unterschied- liehen Befüllung und in der Möglichkeit, nach einer flüssigen Reinigung das Behältnis gut zu entleeren. Bei der in Fig. 4 gezeigten Darstellung wurde das Behältnis vom Boden her ausgeformt. Der Stempel bzw. die erste Halteeinrichtung 4 ist hier an der Seite des Bodens und auch die Faltkante würde sich hier nach oben hin ausbilden. Damit könnte hier vorteilhafter Weise sich die erste Halteeinrichtung in der Längsrichtung L des Behältnisses 10 nach oben bewegen. Während der Expansion des Behältnisses 10 weist damit auch hier die Faltkante 10d nach oben. Nach dem Befüllen muss das Behältnis abgedichtet umgedreht werden, um weiter verarbeitet zu werden. Auch in dieser Position kann das Behältnis durch die Hubbewegung (der ersten Halteeinrichtung) druckentlastet werden. Hierzu muss kein Gas aus dem Behältnis entweichen, das somit auch nicht verbraucht wurde.
Bei dem einzufüllenden Getränk kann es sich beispielsweise um Bier oder dergleichen handeln, welches in PET-Flaschen eingefüllt wird, um günstige Sauerstoffwerte zu erreichen. Die Größe des Behältnisses spielt hier nur eine untergeordnete Rolle. Damit ist es möglich, Behältnisse mit Volumina von weniger als einem halben Liter bis zu Behältnissen mit Volu- mina über 30 Litern zu verarbeiten. Aber auch sogenannte Softdrinks, bei denen C02 verbraucht wird oder Säfte, die sauerstoffempfindlich sind, können mit der hier vorgeschlagenen Weise befüllt werden. Das Bezugszeichen F kennzeichnet ein Füllniveau der Flüssigkeit innerhalb des Behältnisses. Fig. 5 zeigt eine weitere Darstellung mehrerer zusammengefalteter Behältnisse 10. Vorteilhaft wird zunächst ein herkömmliches Behältnis, beispielsweise mittels eines Streckblasprozesses hergestellt. Anschließend wird dieses Behältnis umgefaltet, sodass es in der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform vorliegt. Bei einer entsprechenden Gestaltung des Grundkörpers 10c des Behältnisses kann dieses so ausgestaltet werden, dass mehrere gefaltete Behältnisse 10 ineinander gestapelt werden können. Dies erleichtert den Transport derartiger Behältnisse. Das Falten derartiger Behältnisse kann ebenfalls durch zwei Halteeinrichtungen vorgenommen werden, zwischen denen das Behältnis angeordnet ist und welche anschließend aufeinander zu bewegt werden.
Dabei ist es möglich, dass das Behältnis 10 während des Zusammenfaltens mit einem Medium, insbesondere einem gasförmigen Medium wie beispielsweise (Steril)luft beaufschlagt wird, um den gewünschten Faltprozess bezüglich der beiden Faltkanten zu unterstützen. Auch wäre es möglich, dass an dem Behältnis während des Zusammenfaltens ein Verschluss angeordnet wird, der ein Austreten von Luft aus dem Behältnis nur in relativ geringen Mengen erlaubt, so dass das Behältnis während seiner Komprimierung zumindest anfänglich unter einem gewissen Innendruck steht. Sobald die beiden Faltkanten 10d und 10e ausgebildet sind, wäre es auch möglich, das Behältnis durch zusätzliches Evakuieren von Luft weiter zu komprimieren. Auch wäre es möglich, dass während einer Zusammenfaltens des Be- hältnisses noch eine Innensterilisation durchgeführt wird (etwa durch Beaufschlagung mit einem Sterilisationsmittel wie Wasserstoffperoxid.
Die Volumenreduzierung des Behältnisses kann sowohl nach der Behälterherstellung erfolgen, beispielsweise örtlich getrennt vor dem Abfüllvorgang, um so das Transportvolumen möglichst klein zu halten. Dieses eignet sich insbesondere für Abfüllbetriebe, die selbst keine Behälter herstellen.
Die Volumenreduzierung kann jedoch auch unmittelbar in der Füllmaschine oder auch in einer vorgeordneten Reinigungsmaschine erfolgen. Hierbei wäre es möglich, die Hubzylin- der, die zum Anpressen und Abdichten benötigt werden, ebenfalls zu verwenden.
Wie in Fig. 5 gezeigt, besteht für einen noch platzsparenderen Transport oder die Lagerung die Möglichkeit, die Behältnisse so zu gestalten, dass sie bei reduzierten Volumen ineinander stapelbar sind. So könnte sich ein Querschnitt des Behältnisse etwa ausgehend von dem Bodenbereich des Behältnisses bis etwa zur Mitte des Grundkörpers 10c erweitern und anschließend bevorzugt zur Mündung 10a hin wieder verringern, so dass sich auch in dem in Fig. 5 gezeigten Zustand der Querschnitt ausgehend von dem Bodenbereich bis hin zu der ersten Faltkante 10d vergrößert.
Auch wäre es möglich, um ein Mehrwegsystem auszubilden, aus einer entsprechenden Schankanlage, die zur Behälterentleerung die Volumenreduzierung verwendet, die Behälter wieder zur weiteren Verwendung rückzuführen. Bei dieser Art der Wiederverwendung kommt das kleine Volumen der Behältnisse nicht nur dem Transport zu Gunsten, sondern ermög- licht auch einen geringeren Bedarf an Reinigungsmittel, um die Behältnisse innen zu reinigen.
Fig. 6 zeigt eine Anlage 30 zum Befüllen von Behältnissen, welche eine Vielzahl der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtungen 1 zum Befüllen von Behältnissen aufweist. Weiterhin kann die An- läge einen drehbaren Träger 32 aufweisen, an dem diese Vielzahl der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtungen 1 angeordnet ist. Daneben kann die gesamte Vorrichtung auch noch ein Reservoir 34, wie etwa einen Füllkessel, aufweisen, der die einzelnen Vorrichtungen hier über eine Verbindungsleitung 36 mit dem Füllgut versorgt. Dieser Träger 32, an dem eine Vielzahl der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtungen anordnet sein können, ist vorteilhaft kreisförmig, bzw. als Füllrad ausgebildet. Das Bezugszeichen P kennzeichnet den Transportpfad der zu befüllenden Behältnisse.
Weiterhin ist es möglich, dass eine derartige Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen auch noch Messeinrichtungen 38 aufweist, welche eine Mengenmessung des in das Behält- nis abgefüllten Füllgutes erlauben. So kann beispielsweise ein Durchflussmesser vorgesehen sein, der das über die Leitung 36 fließende Füllgut mengenmäßig bestimmt. Daneben können auch Gewichtsmesseinrichtungen vorgesehen sein, welche das Gewicht des Behältnisses 10 bestimmen, um so eine Mengenmessung zu ermöglichen. Das Bezugszeichen 42 kennzeichnet eine Zuführeinrichtung, um der Anlage die noch unbefüllten und bevorzugt auch noch gefalteten Behältnisse zuzuführen und das Bezugszeichen 44 kennzeichnet eine Abführeinrichtung, um die Behältnisse von der Anlage 30 abzuführen. Die Zuführeinrichtung 42 und/oder die Abführeinrichtung 44 können dabei als Transportsterne ausgeführt sein. Weiterhin kann der Anlage 30 auch eine (nicht gezeigte) Blasformmaschine zum Herstellen der Behältnisse vorgeschaltet sein, sowie eine Einrichtung, welche die hergestellten Behältnisse 10 umfaltet bzw. zusammenfaltet. Die Fig. 7a und 7b veranschaulichen einen Prozess des Umfaltens bzw. Einrollens eines Behältnisses 10. Dabei ist es möglich, dass das Behältnis 10 mehrere unterschiedlich aufeinander abgestimmte Durchmesser aufweist, um in einem eingerollten bzw. gefalteten Zustand die Stapelfunktion zu erreichen. Wie in Fig. 7b gezeigt, muss die Behälterwand des Behältnisses 10 an sich selbst vorbeigeführt werden. Um ein knitterfreies Ineinanderstülpen des Behältnisses zu erreichen, ist es nötig, dass hierbei das Werkzeug, das zum Einrollen bzw. Falten verwendet wird, möglichst genau an den Durchmesser des Behältnisses ange- passt wird. Da, wie in Fig. 7b gezeigt, die Wand des Behältnisses an sich selbst vorbeigeführt wird, muss der Durchmesser entweder der nunmehr inneren Wand 10f verkleinert und/oder der Durchmesser der äußeren Wand 10g vergrößert werden. Die Anmelderin hat herausgefunden, dass tatsächlich in der Regel der Durchmesser der inneren Wand 10f gestaucht wird.
Die Fig. 8a und 8b zeigen eine weitere mögliche Ausführungsform eines Behältnisses. Hier weist das Behältnis eine zylindrische Behälterwand auf, welche sich in Richtung eines mittle- ren Bereichs 10h zunächst erweitert und dann wieder verjüngt. Auch hier ist in Fig. 8b wieder die Umfaltung des Behälters dargestellt. Man erkennt, dass der obere Abschnitt des Behältnisses sich in einem eingefalteten bzw. eingerollten Zustand an den unteren Bereich anlegt, da diese sich in der jeweils gleichen Weise bzw. unter dem gleichen Winkel erweitern bzw. verjüngen.
Fig. 9 veranschaulicht die Umformung in einem Mündungsbereich 10a des Behältnisses 10. Die rechte Teilfigur in Fig. 9 zeigt hier die Umformung im Schulterbereich. Dabei wäre es insbesondere möglich, dass der Schulterbereich kugelartig oder kugelförmig ausgeführt wird, um so die Umformung, wie in Fig. 9 dargestellt, zu erleichtern.
Fig. 10 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Umformungs- bzw. Faltungsoder Einrollvorgangs. Dabei ist es an sich schwierig, die beiden Wände mit einem vorherigen Durchmesserunterschied zu gestalten, da diese Stelle der Behälterwand an sich selbst vorbeigeführt werden muss. Um gleichwohl ein knitterfreies Stauchen der Wandung des Behält- nisses zu erreichen, wird vorgeschlagen, einen Innendruck P1 zum Abstützen der zu stauchenden Behältniswand anzulegen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass nach dem Fertigen des Behältnisses ein Austritt von Luft nur in einer definierten Weise zugelassen wird.
Die Fig. 1 1 a und 1 1 b zeigen eine vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Behältnisses. Man erkennt, dass hier drei Durchmesser A, B, C in unterschiedlichen Abschnitten des Behältnisses 10 vorgesehen sind. Der Sinn dieser unterschiedlichen Durchmesser ist nicht das Einrollen, sondern die spätere Stapelbarkeit. Dabei fällt bei genauer Betrachtung auf, dass der obere Durchmesser A in der geblasenen Ursprungsform größer ist als der untere Durchmesser C, obwohl diese gegenläufig ineinander gerollt werden, das heißt der Bereich mit dem hier vorliegenden Durchmesser A in den Bereich C eingerollt wird. Die Anmelderin hat herausgefunden, dass durch eine derartige Wahl, das heißt eines größeren Durchmessers, bzw. eines größeren Querschnitts, desjenigen Abschnitts des Behältnisses, der in einen anderen eingerollt wird, ein weitgehend knitterfreies Stauchen des Behältnisses erreicht werden kann.
Fig. 1 1 b zeigt einen entsprechenden eingefalteten bzw. eingerollten Zustand des Behältnisses.
Ein Stauchen des Behältnisdurchmessers wird begrenz durch die Materialeigenschaften sowie auch durch physikalische Einflussfaktoren, wie beispielsweise Druck, Temperatur und die Wandungsstärke sowie den Behälterdurchmesser. Wird dabei zu viel umgeformt durch einen Stauchungsprozess, kann der Durchmesser so klein werden, dass die Wand aus- knickt. Bei einem zu großen Durchmesser bzw. einem zu geringen Umformen ist der Abrollradius zu klein, um noch ein ordnungsgemäßes bzw. stressfreies Einrollen zu gewährleisten.
Fig. 12a zeigt eine Situation, bei der die Durchmesserunterschiede zu groß gewählt werden. In diesem Falle treten in der Wandung, bzw. dem Wandungsabschnitt 10f, Knickstellen auf. Bei der in Fig. 10b gezeigten Darstellung kann das Einrollen aufgrund des geringen Krümmungsradius im Bereich der Faltkante 10d ebenfalls problematisch werden.
Die Fig. 13a und 13b zeigen eine weitere Ausgestaltung des Behältnisses. Hier weist das Behältnis eine in Fig. 13b grob dargestellte Kugelform im Mündungs- und Bodenbereich auf. Eine derartige Kugelform ist günstig für PET-Behältnisse, um größtes Volumen bei der Möglichkeit dünner Wandstärken zu realisieren bzw. eine hohe Druckstabilität. Da jedoch der Durchmesser D des Behälters begrenzt ist (beispielsweise durch die Kraft zum Entleeren und die Packmasse), muss oder bzw. kann die Kugelform verlängert werden, wie in Fig. 13b gezeigt. Hier befindet sich zwischen zwei kugelförmigen Boden- und Mündungsbereichen ein zylindrischer bzw. geradlinig verlaufender Abschnitt.
Fig. 14 zeigt eine weitere Ausgestaltung für ein derartiges Behältnis. Da auch die Höhe begrenzt ist, kann hier versucht werden, mit möglichst wenig Materialeinsatz eine Kugelform an den Enden, hier beispielsweise unten, abzuflachen. In diesem Falle bietet sich eine Versteifung durch die Mündung und den Boden des Behältnisses an. Da eine Mündung 10a (welche bevorzugt einen Schraubverschluss oder einen Schnappverschluss aufweist) im Gegensatz zu dem Bodenbereich klein gehalten wird (für kleine Verschlüsse und wenig Materialeinsatz im Mündungsbereich), der Bodenbereich jedoch groß sein sollte (um eine sichere Standflä- che zu gewährleisten), können sich auch unterschiedliche Abflachungen, wie in Fig. 14 gezeigt, ergeben.
Fig. 15 zeigt ein Behältnis in einem eingefalteten bzw. eingerollten Zustand. Man erkennt, dass die Formgebung des Bodenbereichs 10b und die Schulter bzw. der Mündungsbereich 10a in einem Zusammenhang stehen, so dass bei beim Einrollen möglichst gut ineinander passen.
Fig. 16 zeigt eine weitere Darstellung eines Bodenbereichs 10b. Der Bodenbereich 10b muss dabei einerseits den Anforderungen einer hohen Standsicherheit genügen, er muss andererseits jedoch auch eine gute Entleerung bei kleiner Restmenge ermöglichen. Hierfür kann gegebenenfalls auch eine Verformung der Standfüße beim Entleervorgang in Kauf genommen werden.
Fig. 17 zeigt eine weitere Darstellung eines Bodenbereichs 10b. Dabei ist es möglich, in die einzelnen Füße 52 des Bodens bereits Einkerbungen 54 einzubringen, um so zu erreichen, dass sich die Füße beim Zusammenfalten und auch insbesondere beim Entleeren des Behältnisses in definierter Art und Weise verformen. Vorteilhaft wird das Behältnis so ausgebildet, dass es sich in ein baugleiches Behältnis bis zu einer Mindestforderung, die sich aus der Mündung und der Bodenform ergeben, stecken lässt. Zum Erreichen dieser Mindeststapelhöhe ist der Schulterbereich dem Bodenbereich weitgehend angepasst. Daneben ist es auch denkbar, dass der Umschlagdurchmesser (dies ist der Durchmesser, ab dem die Schulter verformt wird) derart gewählt ist, dass die Mündung weit genug in dem Bodenbereich bzw. Fußraum verschwindet.
Fig. 18 zeigt eine weitere Darstellung einer Vielzahl von ineinander gestapelten Behältnissen. Dabei ist es möglich, dass Behältnisse mit oder ohne Verschluss gestapelt werden. Falls die Behältnisse einen Verschluss aufweisen, ist vorteilhaft in diesem Verschluss eine Ventilfunktion integriert, um den Verschluss zur Befüllung nicht demontieren zu müssen. Daneben ist es jedoch auch denkbar, dass eine vereinfachte Transportkappe als Transportschutz vorgesehen ist und/oder eine Schutzkappe.
Weiterhin wäre es noch möglich, dass das Behältnis einen UV-Schutz durch eine entsprechende Farbbeimischung aufweist. Vorteilhaft weist das Behältnis 10 eine verbesserte bzw. besondere Barriereeigenschaft bezüglich C02-Permeation von innen nach außen und/oder von Sauerstoff-Permeation von außen nach innen auf. Dabei kann das Behältnis Zusatzstoffe aufweisen, wie beispielsweise sogenannte Scavenger. Ein Material mit Scavenger- Eigenschaften ist ein Material, das Sauerstoff abfangen kann. Dabei kann das Material selbst diese Eigenschaft aufweisen oder aber Substanzen enthalten, welche Sauerstoff abfangen. So können beispielsweise dem Material des Behältnisses Substanzen mit Scavenger- Eigenschaften beigefügt sein. Dabei fängt der Scavenger beispielsweise in einer Dichtung den Sauerstoff ab, der sich noch im Kopfraum der befüllten und verschlossenen Flasche befindet. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines derartigen Scavengers für sauerstoffempfindliche Abfüll produkte.
Die Fig. 19a - g zeigen mehrere Darstellungen von Behältnissen mit Identifikationselementen. Bei der in Fig. 19a gezeigten Darstellung ist veranschaulicht, in welchen Bereichen ein derartiges Identifikationselement 80 angeordnet sein kann. Dieses kann sich beispielsweise an oder in einem Verschluss 82 des Behältnisses, an einem Tragegriff 84 oder an einem Wandungsbereich des Behältnisses 10 oder einem Bodenbereich des Behältnisses 10 befinden. Auch wäre es denkbar, mehrere solcher Identifizierungselemente, bei denen es sich insbesondere um RFID - Chips handelt, vorzusehen.
Fig. 19b zeigt eine Darstellung, bei der das Identifizierungselement 80 an einem Tragegriff angeordnet ist. Dieser Haltegriff 84 kann dabei über eine Mündung des Behältnisses auf dieses mittels eines Aufschnappmittels 94 aufgeschnappt werden. Das Identifizierungselement 80 kann in den Tragegriff 84 beispielsweise integriert oder aufgeklebt sein. Durch das Aufschnappmittel 94 ist der Tragegriff 84 vorteilhaft unentfernbar an dem Behältnis angeordnet, wodurch somit auch eine Fixierung des Identifikationselementes 80 am Behältnis erfolgt. Alternativ ist der Tragegriff entfernbar oder nur schwer entfernbar.
Fig. 19c zeigt eine Darstellung, bei der das Identifizierungselement an einem Verschluss 82 des Behältnisses 10 angeordnet ist. Auch hier kann das Identifizierungselement in diesen Verschluss integriert aber etwa auch aufgeklebt sein. Fig. 19d zeigt eine Darstellung, bei der das Identifikationselement 80 an einem Boden oder an einer Umfangswandung des Behältnisses angeordnet ist. Auch hier kann das Identifikationselement eingebracht oder integriert sein. Insbesondere bei einer Anordnung an der Wandung kann das Identifikationselement auch in ein an dem Behältnis angebrachtes Etikett integriert sein. Vorteilhaft ist in diesen Ausführungsbeispielen das Identifikationselement an einer Stelle des Behältnisses angeordnet, die während des Entnahmeprozesses nicht in einem Bereich der umlaufenden Faltkante liegt.
Neben der Verwendung von RFID Chips könnten auch andere Identifikationselemente wie insbesondere bar - Codes oder QR - Codes verwendet werden. Diese könnten beispiels- weise auch auf eine Wandung des Behältnisses aufgedruckt sein.
Fig. 19e zeigt eine weitere mögliche Anordnung für ein Identifikationselement 80. Hier ist das Identifikationselement an einem Tragring angeordnet, der sich in einem Mündungsbereich des Behältnisses 10 befindet. Fig. 9f zeigt eine hierzu detailliertere Darstellung. Dabei weist das Identifikationselement auch eine Antenne 81 auf, welche sich hier um die Mündung 10b des Behältnisses 10 erstreckt.
Fig. 19g zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung der Auslesung eines Identifikationselements 80. Dieses Identifikationselement 80 ist hier an einer Umfangswandung des Be- hältnisses angeordnet. Diese Vorrichtung zur Entnahme von Flüssigkeit weist hier eine ringförmige Ausleseeinrichtung 90 zum Auslesen des Identifikationselements auf. Dies hat den Vorteil, dass das Behältnis zum Zwecke der Auslesung nicht drehstellungsgerecht in der Entnahmevorrichtung angeordnet werden muss. Umgekehrt kann es aber auch gerade ge- wollt sein, dass das Identifikationselement nur in einer genau definierten Drehstellung auslesbar ist. In diesem Falle kann das Identifikationselement auch verwendet werden, um eine drehstellungsgerechte Anordnung des Behältnisses in der Entnahmevorrichtung zu gewährleisten.
Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Füllelement
4 erste Halteeinrichtung
6 zweite Halteeinrichtung
10 Behältnis
10a Mündung
10b Bodenbereich
10c Grundkörper
10d Faltkante
10e zweite Faltkante
10f innere Wand im eingerollten Zustand
10g äußere Wand im eingerollten Zustand
10h mittlerer Bereich
12 Befestigungseinrichtung
14 Stempel
16 Hohlraum
20a Außenwandung
20b Innenwandung 30 Anlage
32 Träger
34 Reservoir
36 Verbindungsleitung
38 Messeinrichtung
42 Zuführeinrichtung
44 Abführeinrichtung
80 Identifikationselement
81 Antenne
82 Verschluss
84 Haltegriff
90 Ausleseeinrichtung
94 Aufschnappmittel vi Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit v2 Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit
L Längsrichtung des Behältnisses
R radiale Richtung
P Transportpfad
F Füllniveau
A, B, C Durchmesser
P1 Druck
D Durchmesser

Claims

Verfahren zum Befüllen eines Behältnisses und befüllbares Behältnis Patentansprüche
1 . Verfahren zum Befüllen eines Behältnisses (10) mit einer Flüssigkeit, wobei das Behältnis über eine Mündung (10a) des Behältnisses (10) befüllt wird und sich ein Innenvolumen des Behältnisses (10) während des Füllvorgangs vergrößert und das Innenvolumen des befüllten Volumens wenigstens das Doppelte des Volumens des unbefüllten Behältnisses (10) beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Behältnis (10) vor dem Befüllvorgang durch einen Expansionsvorgang expandiert wurde.
3. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Behältnis (10) durch einen während des Befüllens aufgebrachten Fülldruck expandiert wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich während des Befüllens ein Abstand zwischen einem Bodenbereich (10b) und der Mündung (10a) des Behältnisses (10) ändert.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Behältnis (10) eine umlaufende Faltkante (1 Od) aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich wenigstens zeitweise während des Befüllungsvorgangs die Mündung (10a) des Behältnisses (10) mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit vi von dem Bodenbe- reich (10b) des Behältnisses entfernt und dass sich gleichzeitig die Faltkante (10d) mit einer dieser Geschwindigkeit (vi ) gegenüber halbierten Geschwindigkeit (v1/2) von dem Bodenbereich (10b) entfernt.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
während des Befüllens ein Füllelement (2) gegenüber der Mündung (10a) arretiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das expandierte Behältnis komprimiert und insbesondere gefaltet wird, derart, dass sein Innenvolumen verringert wird
9. Vorrichtung (1 ), zum Befüllen von expandierbaren Behältnissen (10), mit einem Füllelement (2), durch welches dem Behältnis (10) über dessen Mündung (10a) eine Flüssigkeit zuführbar ist, mit einer ersten Halteeinrichtung (4) zum Halten eines Bodenbereichs (10b) des Behältnisses (10) und mit einer zweiten Halteeinrichtung (6) zum Halten eines Mündungsbereichs (10a) des Behältnisses (10),
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Halteeinrichtung (4) und die zweite Halteeinrichtung (6) bezüglich einander in einer Längsrichtung (L) des Behältnisses (10) bewegbar sind, wobei eine Halteeinrichtung (4, 6) einen Querschnitt aufweist, der wenigstens abschnittsweise geringer ist als ein Innenquerschnitt des befüllten Behältnisses (10).
10. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung ein Abdichtelement (12) aufweist, welches einen Bereich zwischen der Mündung des Behältnisses (10) und dem Füllelement (2) abdichtet.
1 1 . Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abdichtelement (12) an der Mündung (10a) des Behältnisses (10) befestigbar ist.
12. Mit einer Flüssigkeit befüllbares Behältnis (10) mit einer Mündung (10a), einem Bodenbereich (10b) und einem einteilig mit der Mündung (10a) und dem Bodenbereich (10b) ausgebildeten Grundkörper (10c), wobei der Grundkörper (10c) um einen vorgegebene Biegewinkel derart um eine vorgegebene umlaufende Faltkante (1 Od) des Grundkörpers gebogen ist, dass die Mündung des Behältnisses (10) näher an dem Bodenbereich (10b) angeordnet ist als die umlaufende Faltkante (1 Od),
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Relativposition der Faltkante (1 Od) gegenüber dem Bodenbereich (10b) des Behältnisses (10) während einer Expansion des Behältnisses (10) veränderbar ist.
13. Behältnis (10) nach Anspruch 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Außenoberfläche (20a) des Grundkörpers (10c) wenigstens teilweise umlaufend wenigstens abschnittsweise einer Innenoberfläche (20b) des Grundkörpers (10c) gegenüberliegt.
14. Behältnis (10) nach Anspruch 1 1 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Außenoberfläche (20a) und die Innenoberfläche (20b) des Behältnisses (10) wenigstens abschnittsweise zueinander einen Abstand aufweisen, der größer ist als 0,2cm
15. Behältnis (10) nach Anspruch 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Wandungsdicke des Grundkörpers (10c) wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen konstant ist.
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