EP3699101B1 - Method and device for producing filled containers - Google Patents

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EP3699101B1
EP3699101B1 EP20158687.2A EP20158687A EP3699101B1 EP 3699101 B1 EP3699101 B1 EP 3699101B1 EP 20158687 A EP20158687 A EP 20158687A EP 3699101 B1 EP3699101 B1 EP 3699101B1
Authority
EP
European Patent Office
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opening
container
unit
closure
pressure
Prior art date
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Active
Application number
EP20158687.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3699101A1 (en
Inventor
Gabriel Seibold
Lisa Hertel
Tobias Staeber
Aurelie Boermann
Holger Müller
Sascha Bauer
Stefan Piana
Stephanie Wunderlich
Ute Bedoe
Wolfgang Schönberger
Ludovic LAINE
Johannes Kugler
Daniel Vogler
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
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Application granted granted Critical
Publication of EP3699101B1 publication Critical patent/EP3699101B1/en
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    • B67C3/22Details
    • B67C2003/226Additional process steps or apparatuses related to filling with hot liquids, e.g. after-treatment

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for producing filled containers such as US 9,643,746 B1 is known.
  • Numerous devices and methods of this type are known from the prior art.
  • a container is usually first filled with a liquid and then closed with a closure.
  • Methods are known in the prior art in which an inert gas is filled into the headspace of containers that have not yet been closed, in order to extend the shelf life of the beverage in question. This procedure is known in particular in so-called hot-fill processes, in which a heated liquid is filled into the containers.
  • methods have also become known in which the containers are first closed, for example with a plastic closure, then this plastic closure is pierced again and the inert gas is filled through the opening thus created into the head space of the container. The opening created is then closed again.
  • the present invention is therefore based on the object of making such devices known from the prior art ready for series production.
  • a device according to the invention for producing filled containers has a transport device which is suitable and intended for transporting containers filled with a liquid and closed with a closure.
  • the device has a penetration device which is suitable and intended to create an opening in at least one area of the closure and/or the container and an application device which fills an interior of the container with a flowable and in particular gaseous medium through this opening applied (or this interior supplies the gaseous medium).
  • closures are preferably closures that have been manufactured using a compression molding process.
  • Another preferred device is closures that have a continuous or substantially continuous wall thickness.
  • closures to be used that were produced in an injection molding process.
  • the closure is designed in one layer.
  • the closure preferably has no so-called liner on its inside.
  • the device has a closing device which closes the opening again (and which closes the opening again in particular after the interior space has been acted upon by the gaseous medium).
  • the device has a sterilization device which sterilizes at least one area of the closure and/or the container.
  • account is taken of the fact that the creation of the opening and the subsequent opening of the container can lead to contamination or contamination of the beverage.
  • this first measure also allows corresponding systems to be ready for series production since, as explained in more detail below, a series or industrial production of containers is also made possible.
  • the containers are filled with a heated liquid and in particular with a heated beverage.
  • the liquid preferably has a temperature which is greater than 30°, preferably greater than 40°, preferably greater than 50° and particularly preferably greater than 70°.
  • the closing device has an ultrasound generating device.
  • Closing devices are known from the internal state of the art of the applicant, which reheat the region of the opening of the lid, for example by heating. In this case, however, only a specific area of the lid is heated and welded in this way.
  • Ultrasonic welding also prevents the formation of toxic gases as in the case of heat smelting. In addition, no melted material can drip from the lid into the container.
  • the device has at least one inspection device which monitors at least one device of the device and/or the device has at least one monitoring device which monitors at least one parameter that is characteristic of the production of the filled containers.
  • the operational safety or the process safety of the containers produced in this way is ultimately increased.
  • this measure also contributes to the fact that the containers are manufactured in ongoing production.
  • the device has at least one cleaning and/or sterilization device which is suitable and intended for cleaning and/or sterilizing at least one device of the impingement device (and/or the penetration device).
  • the application device and/or the penetration device
  • elements to be cleaned or sterilized for example, such as supply lines for a gaseous medium or the like.
  • a different degree of cleaning or sterilization may be necessary.
  • different cleaning and/or sterilization media can also be used.
  • This cleaning and/or sterilization device is preferably active in a cleaning operation that differs from a normal work operation in which the containers themselves are treated.
  • the cleaning and/or sterilization device may clean or sterilize other elements of the device, such as the penetration device or the closing device.
  • the application device enables the container to be subjected to a first pressure and a second pressure, which differs from the first pressure. This approach is fundamental proposed that the medium is supplied with different pressures through the opening.
  • containers and in particular hot-filled containers are generally pierced through the closure after recooling and pressurized with a gaseous medium, in particular an inert gas and in particular nitrogen.
  • a gaseous medium in particular an inert gas and in particular nitrogen.
  • a first pressure is preferably a pressure which is greater than 2 bar, preferably greater than 2.5 bar, preferably greater than 3 bar and preferably greater than 3.5 bar.
  • the first pressure is preferably a pressure which is less than 10 bar, preferably less than 9 bar, preferably less than 8 bar, preferably less than 7 bar and preferably less than 6 bar.
  • the pressure is particularly preferably in the range of approx. 4 bar.
  • the second pressure is in particular a pressure that defines the desired end pressure in the headspace.
  • this can be a pressure of 0.3 (overpressure), i.e. 1.3 bar.
  • This second pressure is preferably greater than 0.1 bar (gauge pressure), preferably greater than 0.2 bar (gauge pressure) and particularly preferably greater than 0.25 bar (gauge pressure).
  • This second pressure is preferably less than 3 bar (gauge pressure), preferably less than 2.5 bar (gauge pressure), preferably less than 2 bar (gauge pressure), preferably less than 1.5 bar (gauge pressure), preferably less than 1 bar ( overpressure) and preferably less than 0.5 bar (overpressure).
  • pressure stages The pressures mentioned here can also be referred to below as pressure stages.
  • the closing device can also be moved and in particular can be advanced onto the container.
  • the closing device can be a rod-like body, the tip of which is heated and which can be advanced onto the container.
  • the closure device can preferably be moved in a linear direction of movement. This direction of movement is preferably at an angle to a longitudinal direction of the container to be treated.
  • the closure of the container is preferably a plastic closure.
  • the container itself is also a plastic container and in particular a deformable plastic container.
  • the sterilization device is suitable and intended for sterilizing at least a portion of the opening. This helps to ensure that no dirt or germs can get into the interior of the container through this area.
  • the sterilization device has a radiation device which applies electromagnetic radiation and in particular high-energy light, for example high-energy UV light, to at least one area of the container and/or a heating device which heats at least one area of the container.
  • electromagnetic radiation can be, for example, ultraviolet radiation, but also electron beams, X-rays or radioactive radiation.
  • a gas to the closure for sterilization for example a sterile gas or a sterilizing gas such as H 2 O 2 . It is also possible for the sterilization device to be implemented in that the process of producing the opening in the closure also takes place during exposure to a sterilizing gas.
  • the sterilization device has a heating device which can be advanced onto the area of the closure and/or the container to be sterilized in order to sterilize this area. This ability to be delivered can take place by moving the sterilization device, but also by moving the container.
  • the sterilization device is preferably designed in the manner of a plunger which can be lowered onto the closure.
  • a drive device is particularly preferably provided which moves at least one element of the sterilization device towards the closure. This can be, for example, an electric drive, a hydraulic drive or a pneumatic drive.
  • a pneumatic drive is particularly preferably used.
  • the device has a control device which causes the sterilization device to sterilize the area of the container and/or the closure after the perforation device has introduced the hole.
  • the hole is first made and then the area is sterilized, for example heated or exposed to UV light. It is also possible that there is a mechanical coupling between the perforation device (for example a needle) and the sterilization device.
  • the device has a sterile room within which the containers are transported at least in sections. It is possible for the entire device to be arranged inside a sterile room, but it would also be possible for the transport path of the containers and/or the containers to be guided inside the sterile room, but other areas of the device, such as parts of the transport device, are arranged outside this sterile room are. For example, the sterile room could surround the containers like a torus.
  • the sterile space is preferably separated from a (non-sterile) environment by means of at least one wall.
  • the sterile space is preferably delimited from the (non-sterile) environment by means of at least two walls, these walls particularly preferably being movable with respect to one another.
  • a sterilization device is preferably provided, which already sterilizes the containers and/or the closures before the actual device.
  • the device in the embodiment described above is set up in a sterile room and/or isolator technology.
  • At least one ventilation device is preferably provided, which applies an overpressure of a gaseous medium, in particular but not exclusively sterile air, to this isolator or its interior. In this way, penetration of germs into the isolator or sterile room can be avoided.
  • a sterilizing gas can also be present in the isolator or clean room, in particular in a low concentration, in order to prevent contamination.
  • H 2 O 2 can also be used to sterilize the corresponding supply lines, for example the lines leading into the clean room. The same also applies to the process head.
  • the device has a cleaning device for cleaning the device itself, such as so-called CIP cleaning (cleaning in place).
  • a cleaning operation can be provided, during which the device itself is cleaned.
  • lid sterilization particularly in the inlet area, is provided by means of a pulse light, with which one or more lids can be sterilized at once.
  • the device has a radiation device which is suitable for emitting pulsed radiation, such as UV radiation, electron beams, X-rays or the like.
  • the device is preferably equipped with a clean room roof, which has a corresponding air flow with sterile air generated.
  • Superheated steam for example, is used to sterilize the corresponding supply lines and the process head.
  • the device preferably has a drying device which enables devices of the device to be dried after they have been sterilized.
  • a drying device which enables devices of the device to be dried after they have been sterilized.
  • the system could be dried again by air flow.
  • the transport device transports the containers individually.
  • the containers are gripped individually. It is possible for the transport device to grip the containers at least by their neck or mouth.
  • the opening is closed by changing the material and in particular by (partially) melting the plastic material of the closure and/or the container.
  • the penetration device has a piercing device and in particular a needle.
  • a piercing device and in particular a needle.
  • This can be designed, for example, as a solid needle or as a hollow needle.
  • the transport device is preferably designed as a rotary device.
  • the application device is suitable and intended for applying an overpressure of gaseous media to the head space of the container or the container. This can be, for example, an overpressure of three or four bar.
  • the closing device has a feed device which feeds at least one element of the ultrasound generating device onto the opening.
  • this feed device can have a drive which is selected from a group which has electric drives, hydraulic drives and pneumatic drives.
  • the feed device particularly preferably has a pneumatic drive.
  • the delivery device is particularly preferably suitable and intended for delivering an ultrasonic element completely onto the container, ie in such a way that it contacts the container.
  • a (particularly small) distance it would also be possible for a (particularly small) distance to be maintained between the container and the ultrasound generating device.
  • the ultrasound generating device has a sonotrode.
  • the ultrasound generating device is integrated in a plunger which at least temporarily makes contact with the container and/or the closure.
  • This stamp can preferably be placed on the container and in particular on the opening to be closed and its surroundings, and the ultrasonic signal can be activated.
  • the device particularly preferably has an ultrasound generating device which is suitable and intended for generating the ultrasound signal which excites said sonotrode or another ultrasound generating element.
  • the ultrasound generating device has a piezoelectric element.
  • the ultrasound generating device has a generator device which is suitable and intended for generating an ultrasound whose frequency is greater than 20 kHz and/or the ultrasound generating device has a generator device which is suitable and intended for generating an ultrasound whose frequency is less than 35 kHz.
  • frequencies such as frequencies in the range of 70 kHz.
  • the device has a sensor device which at least partially or at least temporarily determines a parameter that is characteristic of the ultrasonic welding process. For example, heating of the plastic material can be determined, but it can also be checked whether the sonotrode is active or whether an ultrasonic signal is emitted. In other words, it is possible for this sensor system to monitor both the ultrasound and the respective welding result at the welding point.
  • the sensor device has a power measuring device.
  • the ultrasound generating device has a processing head that can be advanced onto the closure and/or the opening, which in turn has a surface that can be turned towards the opening and is designed in such a way that it is suitable for urging molten material in the direction of the opening.
  • a sonotrode is used for ultrasonic welding, for example of a hole pierced in the lid. As mentioned above, this is placed on the cover in order to close the hole there again by melting the material using ultrasound.
  • the Applicant has found that with certain shapes of this sonotrode, although a nice weld is obtained, due to a specific shape of the sonotrode, for example a round shape, the tip cannot always be guaranteed to weld the existing hole. This is because certain sonotrode shapes melt the material but carry the melted material away from the pierced hole.
  • the embodiment described here therefore proposes that the molten material is guided in particular by the geometric surface shape in such a way that the molten material is urged in the direction of the opening.
  • the surface that can be turned towards the opening is understood to mean that component or in particular that end face of the sonotrode which is arranged closest to or at the smallest distance from the opening during the working process. It is suggested, that this surface is designed in such a way that it urges molten material towards the opening.
  • this surface is concavely curved. As will be described in more detail below, this curved surface achieves an urging of the melted material towards the opening. Instead of a curved configuration, however, an angular configuration would also be possible, for example in the shape of a cone or the like.
  • This surface of the sonotrode particularly preferably has an opening edge, and in particular also an area that is set back from this opening edge, i.e. an area that, in contrast to the opening edge, is further away from the opening to be sealed and in particular is further away from a longitudinal direction of a sonotrode of the opening to be merged as the opening edge.
  • the edge of the opening can be placed at least in sections and preferably circumferentially on the closure and in particular on the areas surrounding the opening.
  • the processing head is particularly preferably designed in the manner of a trough in the area in which it is placed against the opening, with an edge of this trough being able to be placed against the covers.
  • said surface has a spherical shape, such as the shape of a hemisphere or the like.
  • spherical recesses or troughs are also possible, for example, as mentioned above, in the manner of a cone, a truncated cone or an ellipsoid.
  • a second machining head equipped in the same way is provided.
  • the sonotrode shape described herein has a concave tip shape.
  • the ultrasound generating device in particular in the form of a sonotrode, is an acoustic component, it is advantageous for it to be constructed symmetrically. Therefore, according to the invention, the concave embodiment described here is present on several sides, namely on both sides of the sonotrode. In this way, a symmetry of the sonotrode can be achieved.
  • the melt is carried over the hole to be closed by the concave head and in particular the concave tip during welding, so that there is always a certain layer thickness over the hole to be closed.
  • a more reliable welding and/or reclosing of the hole in the container, or its closure can be guaranteed, in particular by a concave shape of the sonotrode, since edge material is carried and/or pushed directly over the hole with each weld.
  • the surface of the sonotrode which contacts the cover is particularly preferably symmetrical and, in particular, circular in cross section.
  • the ultrasound generating device can be advanced onto the opening in such a way that a longitudinal direction of the ultrasound generating device encloses an angle that is greater than five degrees, preferably greater than ten degrees, preferably greater than 15 degrees, relative to a direction standing on a surface of the closure and preferably greater than 17 degrees.
  • this angle which the longitudinal direction of the ultrasound generating device encloses with respect to a direction perpendicular to the surface of the closure, is less than 50 degrees, preferably less than 40 degrees, preferably less than 30 degrees and preferably less than 23 degrees.
  • said longitudinal direction of the ultrasound generating device is also the infeed direction, ie the direction in which the ultrasound generating device is moved relative to the closure.
  • the device has a plurality of transport units which are preferably arranged one after the other and which transport the containers.
  • the container can be brought to the device described here with a further transport device. It is also possible that a transfer device takes place, which changes from bottom-guided transport of the containers to neck-guided transport of the containers.
  • the device has a separating device which transfers a stream of containers into successive individual containers.
  • a feed screw can be provided in the inlet of a machine.
  • the containers are handed over to one or more infeed stars, depending on the machine arrangement.
  • the individual containers are also raised or lowered, if necessary, in order to achieve a uniform level for transfer to a neck treatment or neck transport area. It is possible for the containers to be lifted, for example by means of lifting cams on a neck ring.
  • a lifting star can also be provided. It would also be conceivable for the containers to be held down during their transport, or for a lowering curve to be present. In addition, it is also possible for the containers to fall a certain (particularly short) distance outdoors or for there to be a level neck handling guide.
  • a transfer into a neck treatment clamp takes place.
  • additional guides can be provided, in particular in the area of a transfer and preferably also with an intervention in a closure area or in an area in which the containers are transported by their necks.
  • the sterilization device is designed in such a way that it sterilizes the closure or lid when the containers are closed allows. It is possible for the container lids to be sterilized for the process while they are already closed. This can be accomplished via one or more dry or wet processes. As mentioned above, the sterilization can take place, for example, using ultraviolet light, H 2 O 2 , chlorine dioxide, superheated steam, peracetic acid, but also electron beams and the like.
  • a sterilization device which sterilizes the penetration device or lancing device, for example a needle.
  • Such sterilization can be carried out, for example, by means of temperature or heating and/or a sterilization medium such as ultraviolet light, H 2 O 2 , chlorine dioxide, superheated steam and/or the penetration device can be kept sterile by appropriate procedures.
  • containers can be treated directly on a conveyor.
  • corresponding process heads can be transported above or via a drag chain via a linear motor, via a pneumatic guide or the like.
  • both continuous operation of the transport device and cycle operation are possible.
  • H 2 O 2 sterilization with a gas and, for example, H 2 O 2 .
  • an H 2 O 2 reservoir could be arranged in the application device, such as the application head.
  • a pulsed light could also be integrated into the head, particularly when exposed to UV light.
  • sterilization of the head and the add-on parts by means of H 2 O 2 is conceivable.
  • an inner zone of the container is flushed with H 2 O 2 in order to sterilize this area.
  • the head and the add-on parts can be sterilized by means of UV light. Furthermore, after being placed on the container, the inner zone of a container can be treated with UV light in order to sterilize this area.
  • Sterilization by means of electron beams (e-beam) of the lid can be provided either in an inlet area of the device or directly in the head of the impingement device.
  • the inspection device and/or the monitoring device is suitable and intended to output at least one value that is characteristic of the setup of the device and/or the manufacture of the filled containers.
  • the value that is characteristic of the setup of the device is selected from a group of values that include a value that is characteristic of a physical property of the penetration device, a value that is characteristic of a positioning of the penetration device relative to the container and/or the closure, a value characteristic of a relative movement between the penetration device and the container, a value characteristic of focusing a light beam, a value characteristic of the impingement device, a value characteristic of the closing device, in particular a temperature value or the like.
  • those values are determined which are relevant for a reliable penetration and/or loading and/or sterilization and/or sealing process. This can be, for example, the condition of a penetration needle, for example it can be checked whether it has broken off or is generally still intact. Several such values can also be determined.
  • the concentration of a sterilizing agent can also be measured.
  • the inspection device and/or the monitoring device has a sensor device selected from a group of sensor devices containing temperature sensors, pressure sensors, acceleration sensors, movement sensors, distance sensors, acoustic sensors, proximity sensors and the like.
  • the device has a memory device which stores the values output by the respective sensor device.
  • a comparison device is preferably provided, which compares the values output by the sensor device(s) with reference values, in particular with reference values stored in a database.
  • the device can have a control and/or regulation device which controls the device taking into account the values output by the sensor device or devices.
  • the value that is characteristic of the production of the filled containers is selected from a group of values that contains temperature values, pressure values, in particular a pressure value inside the container, speeds, accelerations, optical parameters and the like. This can be the temperature of the liquid in the container, for example, or the temperature of a welding stamp that seals the opening produced. In addition, such values can also be recorded over a longer period of time. Such values can also be used to make a prognosis about a state of wear.
  • the puncture it is also possible for the puncture to be checked visually, for example in a container closure.
  • a temperature measurement can be made possible, for example a temperature measurement of a sealing point.
  • the inspection device is suitable and intended for determining the relevant value without contact.
  • the inspection device can be a camera or a proximity sensor or the like.
  • the device has an error generation unit which is suitable and intended for generating operating errors.
  • an error is first intentionally generated in order to check the inspection unit, ie this inspection device must then be able to detect this error. It is thus possible, for example, for a defective seal to be deliberately produced in order to check the subsequent inspection device, that is to say to check whether it can also detect this defect.
  • a needle inspection could take place between an infeed starwheel of the containers and an outlet starwheel of the container.
  • the penetration device for example a needle
  • the penetration device is briefly extended in order to be recorded with at least one camera, preferably with two cameras, which are preferably offset by a predetermined angle with respect to one another.
  • an inspection device which enables thermal monitoring of the spot weld.
  • sensors such as infrared cameras or thermopiles can be provided which, after welding, check whether local heating by a minimum temperature difference can be measured at the welding point.
  • the penetration device it is also possible and preferred for the penetration device to be inspected and/or checked.
  • a needle, the puncture hole created by this needle and/or the shape of a spot weld can be checked.
  • a detection of the position of the hole and/or weld point with respect to an outer edge of the closure, a roundness of the hole and/or weld point, the diameter of the hole and/or weld point, a curvature of the hole and/or weld point on the closure is conceivable.
  • the inspection device preferably has an image recording device, such as in particular but not exclusively a camera, which observes the puncture hole and/or the spot weld.
  • This image recording device can be arranged in particular above the container closure.
  • the device preferably has an inspection device which is used to check the closure and/or the internal pressure of the container. This can be done, for example, by arching the container closure.
  • This inspection device can have an optical means, for example.
  • a single-point laser triangulation sensor can be provided, which records a height profile of the closure and in particular the closure passing underneath.
  • the internal pressure and thus, for example, a leak can be inferred from a curvature of a recorded measurement curve. Even if the curvature changes or "wanders away" due to slowly changing environmental conditions, individual profiles that deviate more strongly can be recognized. The detection is even more robust (albeit more complex) if a planar surface profile of the closures is recorded.
  • the penetration device which can have a needle, for example, can also be inspected optically.
  • An inspection device is therefore preferably provided which inspects at least one element of the penetration device, in particular optically.
  • the penetration device or the needle is preferably examined with regard to a property which is selected from a group of properties which include bending of the needle, bluntness of the needle, any broken needle, position or length of the needle, the presence of residues of the needle and/or the presence of debris on the needle.
  • the present invention is also directed to a device for producing filled containers with a transport device which is suitable and intended for transporting containers filled with a liquid and closed with a closure. Furthermore, a penetration device is provided which is suitable and intended to create an opening in at least one area of the closure and/or at least one area of the container and also an application device which fills an interior of the container through this opening with a free-flowing and in particular gaseous medium applied. Furthermore, a closing device is provided which closes the opening.
  • the device can have a changing device which is suitable and intended for changing at least one device of the device.
  • this device of the device could be an element of the loading device, or also an element of the closing device.
  • This changing device is preferably suitable and intended for carrying out the designated change automatically. It is thus possible that if the penetration device, for example the needle, is damaged, it can be automatically replaced.
  • the device has a storage device for storing at least one and preferably several such elements, such as for example one or several corresponding needles.
  • This storage device or this magazine can be placed in a specific position, so that if the needle or penetration device is damaged, this position can be approached and an exchange can be carried out using a changing system and/or a robot.
  • the changing device itself to be integrated into the penetration device.
  • a magazine can be located in the process head, which replaces a needle if it is damaged.
  • a damaged needle can be ejected and replaced with a new one.
  • the penetration device and the closing device can be arranged and/or moved in different ways. It would thus be conceivable for both the penetration device and the closing device to be fed to the container and/or the container closure with the same direction of movement.
  • the penetration device and the closing device could be arranged on a carrier, for example, which is designed in the manner of a revolver drum.
  • the directions of movement of the respective infeed movements could also run at an angle other than 0° or be oblique. It would be possible for one of the two elements to be perpendicular to the container and/or closure wall stands, but it would also be possible for both elements to stand at an angle to the wall to be pierced in each case.
  • the two devices can be placed perpendicularly on the surface to be pierced.
  • a movement device is preferably provided, which moves at least one of the two devices at least also in a direction perpendicular to the piercing direction, such as the above-mentioned revolver drum-like device.
  • an alternating movement of the components can preferably be carried out, which can take place, for example, by a horizontal displacement of the penetration device and/or the closing device or can also be realized by a rotary movement.
  • the container itself could also be moved—in particular transversely, in particular perpendicularly, to its longitudinal direction in relation to the penetration device and/or the closing device.
  • a plurality of stations are arranged on the transport device, each of which preferably has the above-mentioned devices, i.e. each has an impingement device, a penetration device and/or a closing device.
  • the cleaning and/or sterilization device is particularly preferably suitable for applying a free-flowing cleaning medium to devices of the application device(s), as described in more detail below.
  • the application device enables the container to be subjected to at least a first pressure and a second pressure, which differs from the first pressure.
  • a first pressure and a second pressure which differs from the first pressure.
  • the container is initially subjected to a greater overpressure, for example a pressure of four bar, and then to a pressure which then essentially corresponds to the internal pressure of the container, for example a pressure of 1.3 bar (or 0.3 bar overpressure compared to ambient pressure).
  • a greater overpressure for example a pressure of four bar
  • a pressure which then essentially corresponds to the internal pressure of the container for example a pressure of 1.3 bar (or 0.3 bar overpressure compared to ambient pressure).
  • this is the pressure of the free-flowing medium that is introduced into the container through the opening made.
  • the application device has at least one feed line, which feeds the medium to the interior of the container, and the sterilization device is suitable and intended for rinsing this feed line with a cleaning and/or sterilization medium.
  • the application device particularly preferably has at least two feed lines which feed the flowable medium to the interior of the container, and the sterilization device is suitable and intended for rinsing both feed lines with the cleaning and/or sterilization medium.
  • the application device can have an application space which is in fault connection with the interior of the container and into which at least one, preferably both, supply lines lead.
  • the cleaning and/or sterilization device has at least one stationary feed device for a cleaning and/or sterilization medium. It is possible that such feeds or also a corresponding reservoir for the cleaning and/or sterilizing agent are arranged in a stationary area of the machine and in particular this cleaning and/or sterilizing agent is transported to a moving part of the device.
  • the application device is arranged on the transport device. This means that the application device is transported with the transport device.
  • the device particularly preferably has a large number of such application devices.
  • a large number of corresponding stations can be implemented, at which, as mentioned above, penetration devices, application devices and/or closing devices are arranged.
  • the device has a distribution device which distributes at least one free-flowing medium from a stationary supply device to a large number of application devices.
  • this distribution device can be a so-called rotary distributor, which, starting from a stationary supply, divides up a large number of loading devices that are arranged on the transport device and are therefore movable.
  • the named distribution device is also suitable and intended for distributing the flowable medium from a stationary part of the plant to the individual application devices during operation.
  • the device has a stationarily arranged supply device for supplying the flowable medium. It is thus also possible for the flowable medium, which is applied to the containers during operation, to be transferred from a stationary part of the system to a moving and, in particular, rotating part of the system.
  • the device has a selection device and/or switching device, which enables the charging device to be optionally charged with the free-flowing medium or the cleaning and/or sterilization medium. It is possible for the device, as described in more detail below, to have two different operating modes and for the selection device, such as a valve, to cause the charging device to be charged either with the free-flowing medium or with the cleaning and/or sterilization medium.
  • the flowable medium (which is used for sterilization and/or cleaning) is a gaseous medium and in particular a medium such as steam, hydrogen peroxide or the like.
  • a gaseous medium and in particular a medium such as steam, hydrogen peroxide or the like.
  • sterilization with a liquid medium would also be possible.
  • At least one of the pressures (mentioned above) or one of the pressure levels (to which the container is subjected) is made available by means of a pressure accumulator device.
  • the embodiment mentioned above therefore proposes providing a pressure accumulator on the rotating part and on the moving part of the plant, respectively. More precisely, this idea assumes that only one line with a pressure level of about the lower pressure or the higher pressure is routed through a media distributor.
  • a pressure accumulator with a high volume is then filled with a higher pressure p1 via a control valve (which can preferably be damped).
  • This pressure accumulator can be designed, for example, as a ring tank.
  • the pressure accumulator device thus preferably makes the higher pressure available.
  • this pressure accumulator can be designed as a ring line and have a number of dependent individual stations.
  • the pressure accumulator device is arranged on a device of the transport device.
  • a rotating wheel can be provided on which the pressure accumulator is in turn arranged.
  • stations mentioned above, which are used to treat the containers can also be provided on this wheel.
  • the device has a large number of application devices, and preferably several of these application devices are supplied with at least one pressure from a common pressure accumulator device.
  • pressure is also made available by means of a stationarily arranged supply device.
  • this is the smaller print.
  • This is preferably distributed to the individual stations by means of a distribution device, for example a so-called rotary distributor.
  • the higher pressure is preferably made available or supplied via a rotary distributor.
  • This pressure can be reduced by means of a reducing device, for example by means of a control valve. In this way, the accuracy when the containers are pressurized can be ensured via the pressure accumulator.
  • the different pressures are made available to the container via at least two feed lines. It is thus possible for a pressure space to be applied to the headspace of the container or to the closure and for this pressure space to be supplied by the two lines. The pressure can reach the interior of the container via this pressure chamber.
  • the device has at least one sealing device which seals the container and/or the container closure during loading. It is thus possible for the container itself to be delivered to a sealing surface of an application head. In addition, however, it would also be possible to lower the head onto the container. Besides or in addition, it would also be possible to Insert the container from the side and thus generate the seal between the container and the process head.
  • sealing may be done on the top of the closure.
  • this is realized by feeding in the entire process head.
  • the disadvantage here is that the head has to be moved with the entire periphery, which shortens the service life of the connections and seals.
  • the sealing movement can be carried out by lifting the containers.
  • the process head remains permanently in a fixed position and is not damaged by constant movement.
  • sealing can be carried out at the point at which the container is to be opened.
  • the device has a control device for at least one of the pressures or one of the pressure stages.
  • a control device can be arranged in particular on the memory.
  • a pressure transmitter for example, it would be possible for a pressure transmitter to be provided on or in the pressure accumulator in order to regulate the pressure. Furthermore, the outlets to the treatment stations can be provided on the pressure accumulator in order to set the desired final pressure in the containers.
  • the media distributor used here can be kept quite simple, and the structure of the entire machine can also be simplified as a result.
  • the desired pressure level can be set very precisely by the volume of the pressure accumulator for the low pressure, since there is a decoupling from the high pressure. It is therefore possible that the pressure accumulator serves both to provide a high pressure and to provide a low pressure.
  • pressure accumulator device mentioned it is also possible for the pressure accumulator device mentioned to be sterilized, for example with steam. Different setpoint pressures can also be set independently, depending on the desired container pressure, via a control valve used to feed the accumulator.
  • said application device for the containers is arranged on the transport device. As mentioned above, a large number of such application devices can be provided.
  • the pressure accumulator device can be cleaned and/or sterilized by means of a cleaning line and/or a sterilization line.
  • the device has a recycling device which is suitable and intended for at least partially recovering a gaseous medium and in particular the medium described above for charging the containers.
  • a gaseous medium for example, nitrogen consumption can be reduced through pressure recycling.
  • a piercing position of the penetration device relative to the container can be changed and/or adjusted. This can be done in particular but not exclusively by changing the position of the penetration device and/or a needle relative to the region of the container to be penetrated and in particular the container closure, in particular perpendicular to the longitudinal direction of the container.
  • a closure can be pierced at essentially any position.
  • the piercing of the container lid can preferably take place centrally.
  • the container is preferably treated from the bottom (e.g. injection point of the preform) so that no obvious intervention on the container is visible.
  • the at least one hole can preferably have a diameter of 0.05mm-4mm, preferably 0.1mm-2mm.
  • the shape of the hole can also vary, for example a round, square, triangular or oval shape is possible. Alternatively, the shape of the hole could be a polygon.
  • the welding stamp can also contain a pattern, for example a logo, diamond pattern or checkerboard pattern, which is transferred to the container during the welding process.
  • a pattern for example a logo, diamond pattern or checkerboard pattern, which is transferred to the container during the welding process.
  • a blank closure can be used and branding can be applied by welding.
  • the containers or closures can be sealed using heat/warmth. This can be done in particular, but not exclusively, by using microwave heating devices, infrared heating devices, ultrasonic heating devices, soldering irons/heating stamps, laser devices, hot air application devices or the like.
  • Another possibility is (alternatively or additionally) to close the hole again by feeding in material. This can be done, for example, by means of application devices for applying adhesives or hot plastics.
  • the device has a sealing device which is suitable and intended for sealing a resealed hole.
  • This sealing can serve both as a mechanical protection of the weld against damage and environmental influences, as well as to guarantee the integrity of the product.
  • the present invention is also directed to a method for producing closed containers filled with liquids, with containers filled with a liquid and closed with a closure being transported with a transport device and with a penetration device at least in a region of the closure and/or the container Opening is produced and an interior space of the container is acted upon through the opening with a free-flowing and in particular gaseous medium with an actuation device and the opening is then closed again with a closing device.
  • At least one area of the container and/or the closure is sterilized.
  • sterilization of an area of the container and/or of the closure and/or a region of the device such as the penetration device or the impingement device and/or the closure device.
  • sterilization occurs after perforating the closure or container. Sterilization can take place during the period in which the container is open and loaded. However, it would also be possible for the sterilization to take place before the closure and/or the container is perforated.
  • the closing device closes the opening by the action of ultrasound.
  • a sonotrode is used for this purpose according to the invention.
  • At least one element of the closing device particularly preferably contacts a region of the opening at least temporarily during the closing process. Particularly preferably, at least one element of the closing device is delivered to an area of the opening and/or the closure and/or the area of the container that has been perforated.
  • drives such as, in particular, pneumatic, electric or hydraulic drives can be used.
  • guide curves that enable the respective movements.
  • the closing device causes at least part of the container or the closure to mechanically oscillate at least temporarily.
  • a material to be heated is particularly preferably heated and, in particular, melted by this mechanical vibration and the closure is thus ultimately achieved.
  • At least partial melting of the area to be closed is particularly preferably achieved by this oscillation.
  • a frequency that is greater than 5 kHz, preferably greater than 10 kHz and preferably greater than 20 kHz is used for melting or for impact.
  • a frequency that is less than 80 is particularly preferred kHz, preferably less than 50 kHz, preferably less than 40 kHz and particularly preferably less than 35 kHz.
  • the closing process is monitored at least temporarily by means of a sensor device.
  • a sensor device for example, the power of the closing device or of the above-mentioned sonotrode can be measured. It would also be possible for a camera to be provided which monitors the closing process using ultrasound.
  • the ultrasound generating device has a processing head which can be advanced onto the opening and has a surface facing the opening, in particular a curved or trough-like surface.
  • the processing head preferably has a surface which forces molten material in the direction of the opening to be closed.
  • the molten plastic material and in particular the molten plastic material of the closure is preferably at least temporarily urged towards the opening during the melting process and is particularly urged in a radial direction of the closure towards the opening.
  • the ultrasound generating device is moved towards the closure in a direction of movement which encloses an angle with a direction perpendicular to the closure which, as mentioned above, is between 5 and 55 degrees, preferably between 10 and 40 degrees, preferably between 15 and 30 degrees and more preferably between 17 and 23 degrees.
  • the ultrasound generating device which is in particular a sonotrode, is placed on the material to be processed at an angle of approximately 20 degrees.
  • At least one device of the device is inspected by means of an inspection device and/or at least one parameter which is characteristic of the production of the filled containers is monitored by means of a monitoring device.
  • either the device or its part of the system monitors itself, in particular and not just exclusively the penetration device, the loading device and/or the closing device and/or that the treated container is monitored, with pressure monitoring or the like can be made.
  • the actual treatment process can be monitored.
  • at least one value is output that is characteristic of the setup of the device and/or of the production of the filled containers.
  • the device is particularly preferably controlled on the basis of this value.
  • the above-mentioned production of the opening in the closure and/or the loading and/or the closure takes place in a first operating mode of the device.
  • At least one device of the application device is cleaned and/or sterilized by means of a cleaning and/or sterilization medium.
  • a cleaning and/or sterilization medium it is generally proposed that devices and/or system parts be sterilized and/or cleaned. This cleaning and/or sterilization can be carried out in particular by a cleaning and/or sterilization medium.
  • the cleaning and/or sterilization takes place using a free-flowing cleaning and/or sterilization medium.
  • a free-flowing cleaning and/or sterilization medium can be, for example, steam, hydrogen peroxide or the like.
  • the cleaning and/or sterilization medium is made available by a stationary feed device. This feeding can particularly preferably take place during a movement of the loading device. However, it would also be possible for the cleaning and/or sterilization medium to be supplied when the application devices are in a stationary state.
  • the cleaning and/or sterilizing agent is particularly preferably made available in the same way as the flowable medium with which the Containers are applied.
  • the cleaning and/or sterilization medium is particularly preferably made available via a rotary distributor.
  • a pressure accumulator of the device is also cleaned using the cleaning and/or sterilization medium.
  • the container is acted upon by the pressurizing device with a first pressure and a second pressure of the flowable medium that differs therefrom.
  • the container is preferably first subjected to a higher pressure and then to a lower pressure.
  • the low pressure is provided by an accumulator device.
  • Figure 1a shows a schematic representation of a device 1 according to the invention for treating containers. Only a closure 12 of the container is shown here.
  • the device according to the invention has a penetration device 6 which is designed here as a needle and which is intended to pierce a predetermined area of the closure 12 .
  • This penetration device 6 is movably arranged here on a drive device and can thus Figure 1a be delivered in a vertical direction to the closure and pierce it.
  • Reference number 104 designates a guide device, which serves to guide the penetration device 6 here.
  • the reference number 102 roughly designates a guide cylinder, within which the penetration device 6 can be moved with its drive device 8 .
  • the reference numeral 19 designates a further drive device, which can also be moved in the vertical direction relative to a housing 18 as a whole. At the same time, pressure can be applied to the container by the application device 8 .
  • Reference number 4 designates a closing device which is intended to close the container closure again after it has been pierced and filled with the gas.
  • this closing device can have an ultrasound generating device 42 . This can be applied to the closure and this through Vibrations heat up locally to such an extent that the (plastic) material of the closure 12 melts
  • the reference number 300 denotes, roughly schematically, an inspection device which is suitable and intended for inspecting devices of the device 1 and/or also for inspecting a work result, for example a drilled hole. It is possible that such inspection devices are arranged in a stationary manner and the in Fig. 1a device shown moved past this.
  • the inspection facility is stationary opposite the in Fig. 1a device shown is arranged, for example on the transport device (not shown), on which the device itself is also arranged.
  • the reference number 302 denotes, roughly schematically, a monitoring device which monitors the process described above, for example by monitoring pressures, temperatures or other process parameters
  • the closure device such as a temperature control element
  • the closure device is delivered to the closure, for example to melt or soften it.
  • this step is optional.
  • element 102 is first advanced onto closure 12.
  • sterilization of the closure 12 can be achieved, for example by sterilizing the surrounding areas in the area in which the opening is to be created, which can be done, for example, by UV light, as explained in more detail below, or by the action of heat or can also be done by a sterilization medium.
  • the penetration device 6 is used to pierce a hole in the container closure.
  • the penetration device is withdrawn.
  • An opening or hole 20 has now been created on the closure 12 .
  • this hole 20 is closed again. As mentioned above, this can be done by melting the material, but a sonotrode can also be used, which causes an even more favorable closing of the opening 20 .
  • FIG 2 shows a representation of a device according to the invention.
  • a housing 30 is provided which, for example, has a linear drive unit for a needle and also the sonotrode.
  • the reference number 4 again designates the closing device, which, as in figure 2 shown is guided obliquely and thus obliquely on the (not shown) container can be delivered.
  • the reference number 32 designates a compressed air supply, which is used to actuate the pneumatic drive.
  • the reference number 6 again designates the penetration device and the reference number 52 a temperature sensor which can monitor a temperature of the container closure, for example.
  • Reference number 102 designates a sterilization device, which is designed here as a pulsed UV lamp and which sterilizes the area of the opening that has been created or is to be created.
  • valve block which can be used to supply the gas, for example nitrogen.
  • this valve block can also be sterilized by means of a sterilization gas. Sterilization using H 2 O 2 is also possible.
  • Reference number 104 designates a cooling device for cooling the UV lamp or, in general, the sterilization device. This can be liquid cooling, for example.
  • the reference number 520 designates a pressurization space in order to seal the area between the closure and the compressed air application and in this way to apply the overpressure to the container closure and thus also to the container (not shown).
  • FIG 5 shows a circuit diagram-like arrangement of a device with a treatment station.
  • a container 10 is shown, which is acted upon by the compressed air.
  • a loading chamber 520 is also provided, which can be provided with pressures p1 and p2 here by means of two compressed air lines.
  • a pressure Px can first be supplied to a rotary distributor 430 via a pressure reservoir 514 by means of a control stage 508 and a control unit 512 .
  • This rotary distributor 430 distributes the compressed air to the individual containers or the individual loading devices.
  • Reference number 500 designates the application device in its entirety.
  • Reference number 510 designates a pressure accumulator device which is provided for storing a specific pressure, either the higher pressure p1 or the lower pressure p2.
  • Reference number 516 designates a control valve which is suitable for controlling the pressure P emerging from the reservoir on the individual containers.
  • a reservoir 414 is provided here again, which can provide a cleaning agent such as steam, for example.
  • the reference number 408 designates a valve which can bring about the supply of steam into the device 512, the rotary distributor 430, but also the individual lines of the application device 500.
  • FIG 6 shows a schematic representation of a device 1 according to the invention.
  • a transport device 2 is provided here, which can be embodied as a rotatable carrier.
  • a multiplicity of treatment stations 40 are provided on this carrier, which, as mentioned above, can have the individual devices, such as the loading device and the like.
  • the reference number 430 again designates a rotary distributor and the reference number 510 roughly schematically the reservoir, which can be used to provide or to store a pressure stage.
  • the Figures 7a, 7b show a representation of an ultrasound generating device known from the internal prior art of the applicant. These each have a body 44 and a head 146 which, as can be seen here, has a curved and in particular hemispherically outwardly curved surface. As mentioned, a nice weld can be achieved with this round sonotrode shape, but, as is particularly the case in Figure 7b is shown, it can happen that molten material is forced outwards, i.e. away from the opening, and it is therefore not reliably closed.
  • the reference M designates melted material of the container lid. It can be seen that this is pushed away from the opening as indicated by the arrow P10.
  • the Figures 8a, 8b show an advantageous embodiment of a sonotrode according to the invention.
  • two sonotrode elements 48 with surfaces 48a are provided on the head 46 .
  • the one in the Figure 8a The tip or surface shown on the left is not used to carry out a work process, but is attached for reasons of symmetry.
  • the reference character L refers to the longitudinal direction of the sonotrode (as well as to the direction in which the sonotrode is moved towards the closure. This means that the said concave shape is present on both sides of the sonotrode (in relation to the longitudinal direction L).
  • the concave configuration achieves a urging of a large part of the molten material M in the direction of the opening 20 or an urging of the material into this opening, with a secure sealing of the opening 20 thereby being achieved.
  • the reference symbol a designates the angle at which the sonotrode is advanced onto the cover.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von befüllten Behältnissen wie z.B. aus US 9,643,746 B1 bekannt ist. Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche derartige Vorrichtungen und Verfahren bekannt. Üblicherweise wird ein Behältnis zunächst mit einer Flüssigkeit befüllt und anschließend mit einem Verschluss verschlossen. Im Stand der Technik sind dabei Verfahren bekannt, bei denen bei noch nicht verschlossenen Behältnissen in den Kopfraum der Behältnisse ein inertes Gas eingefüllt wird, um so die Haltbarkeit des entsprechenden Getränks zu verlängern. Diese Vorgehensweise ist insbesondere bei sog. Hot-Fill Prozessen, bei denen eine erwärmte Flüssigkeit in die Behältnisse eingefüllt wird, bekannt. In jüngerer Zeit sind jedoch auch Verfahren bekannt geworden, bei denen die Behältnisse zunächst verschlossen werden, beispielsweise mit einem Kunststoffverschluss, anschließend dieser Kunststoffverschluss wieder durchbohrt wird und durch die so erzeugte Öffnung in den Kopfraum des Behältnisses das inerte Gas eingefüllt wird. Anschließend wird die erzeugte Öffnung wieder verschlossen.The present invention relates to a device and a method for producing filled containers such as US 9,643,746 B1 is known. Numerous devices and methods of this type are known from the prior art. A container is usually first filled with a liquid and then closed with a closure. Methods are known in the prior art in which an inert gas is filled into the headspace of containers that have not yet been closed, in order to extend the shelf life of the beverage in question. This procedure is known in particular in so-called hot-fill processes, in which a heated liquid is filled into the containers. Recently, however, methods have also become known in which the containers are first closed, for example with a plastic closure, then this plastic closure is pierced again and the inert gas is filled through the opening thus created into the head space of the container. The opening created is then closed again.

Diese Vorgehensweisen sind zwar einerseits vielversprechend, aber derzeit noch nicht zur Serienreife gelangt.On the one hand, these procedures are promising, but they are not yet ready for series production.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, derartige aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen zur Serienreife zu bringen.The present invention is therefore based on the object of making such devices known from the prior art ready for series production.

Dies wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, this is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments and developments are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von befüllten Behältnissen weist eine Transporteinrichtung auf, welche zum Transportieren von mit einer Flüssigkeit befüllten und mit einem Verschluss verschlossenen Behältnissen geeignet und bestimmt sind.A device according to the invention for producing filled containers has a transport device which is suitable and intended for transporting containers filled with a liquid and closed with a closure.

Weiterhin weist die Vorrichtung eine Penetrationseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, in wenigstens einem Bereich des Verschlusses und/oder des Behältnisses eine Öffnung zu erzeugen und eine Beaufschlagungseinrichtung, welche einen Innenraum des Behältnisses durch diese Öffnung hindurch mit einem fließfähigen und insbesondere gasförmigen Medium beaufschlagt (bzw. diesem Innenraum das gasförmige Medium zuführt).Furthermore, the device has a penetration device which is suitable and intended to create an opening in at least one area of the closure and/or the container and an application device which fills an interior of the container with a flowable and in particular gaseous medium through this opening applied (or this interior supplies the gaseous medium).

Bevorzugt handelt es sich bei den Verschlüssen um Verschlüsse, die in einem Formpressverfahren gefertigt wurden. Bei einer weiteren bevorzugten Vorrichtung handelt es sich um Verschlüsse, die eine kontinuierliche bzw. im Wesentlichen kontinuierliche Wanddicke aufweisen.The closures are preferably closures that have been manufactured using a compression molding process. Another preferred device is closures that have a continuous or substantially continuous wall thickness.

Daneben wäre es auch denkbar, dass Verschlüsse verwendet werden, die in einem Spritzgießverfahren hergestellt wurden.In addition, it would also be conceivable for closures to be used that were produced in an injection molding process.

Bei einer weiteren Vorgehensweise ist der Verschluss einlagig ausgebildet. Bevorzugt weist hier der Verschluss auf seiner Innenseite keinen sog. Liner auf.In a further procedure, the closure is designed in one layer. In this case, the closure preferably has no so-called liner on its inside.

Weiterhin weist die Vorrichtung eine Verschließeinrichtung auf, welche die Öffnung wieder verschließt (und welche die Öffnung insbesondere nach der Beaufschlagung des Innenraums mit dem gasförmigen Medium wieder verschließt).Furthermore, the device has a closing device which closes the opening again (and which closes the opening again in particular after the interior space has been acted upon by the gaseous medium).

Es wird darauf hingewiesen, dass ausgehend von dem oben beschriebenen Grundaufbau der Maschine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen möglich sind. Die Anmelderin behält es sich vor, derartige Ausgestaltungen ggfs. im Rahmen weiterer Patentanmeldungen und insbesondere weiterer Teilanmeldungen zu beanspruchen. Die nachfolgende Beschreibung beschreibt nicht abschließend einzelne erfindungsgemäße Ausgestaltung. Die Anmelderin behält es sich daher vor, auch unabhängig von den unten beschriebenen Ausgestaltungen basierend auf dem hier beschriebenen Grundaufbau weitere Gegenstände zu beanspruchen.It is pointed out that, based on the basic structure of the machine described above, further configurations according to the invention are possible. The applicant reserves the right to claim such configurations, if necessary, within the scope of further patent applications and in particular further divisional applications. The following description does not exhaustively describe individual configurations according to the invention. The applicant therefore reserves the right to do so, also independently of the configurations described below to claim additional items based on the basic structure described here.

Bei einer ersten Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Sterilisationseinrichtung auf, welche wenigstens einen Bereich des Verschlusses und/oder des Behältnisses sterilisiert. In dieser Ausgestaltung wird dem Umstand Rechnung getragen, dass es durch das Erzeugen der Öffnung und das nachfolgende Geöffnet-Sein des Behältnisses zu einer Verschmutzung bzw. Verkeimung des Getränks kommen kann.In a first embodiment, the device has a sterilization device which sterilizes at least one area of the closure and/or the container. In this embodiment, account is taken of the fact that the creation of the opening and the subsequent opening of the container can lead to contamination or contamination of the beverage.

Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, wenigstens einen Bereich des Behältnisses oder des Verschlusses (insbesondere denjenigen Bereich, in dem die besagte Öffnung eingebracht wird oder wurde) zu sterilisieren. insbesondere handelt es sich dabei um einen Bereich der Außenwandung. Diese Sterilisation kann wie unten erwähnt in unterschiedlicher Weise erfolgen, etwa durch Erhitzung oder auch UV-Strahlung oder dergleichen.For this reason, it is proposed to sterilize at least one area of the container or the closure (in particular the area in which said opening is or was made). in particular, this is an area of the outer wall. As mentioned below, this sterilization can take place in different ways, for example by heating or else UV radiation or the like.

Diese erste Maßnahme erlaubt insbesondere auch eine Erreichung der Serienreife für entsprechende Anlagen, da so, wie unten genauer erläutert auch eine serienmäßige bzw. industrielle Produktion von Behältnissen ermöglicht wird.In particular, this first measure also allows corresponding systems to be ready for series production since, as explained in more detail below, a series or industrial production of containers is also made possible.

Bei einem bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse mit einer erwärmten Flüssigkeit und insbesondere mit einem erwärmten Getränk befüllt. Bevorzugt weist die Flüssigkeit bei der Abfüllung eine Temperatur auf, die größer ist als 30°, bevorzugt größer als 40°, bevorzugt größer als 50° und besonders bevorzugt größer als 70°.In a preferred method, the containers are filled with a heated liquid and in particular with a heated beverage. During filling, the liquid preferably has a temperature which is greater than 30°, preferably greater than 40°, preferably greater than 50° and particularly preferably greater than 70°.

Bei einer zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die Verschließeinrichtung eine Ultraschallerzeugungseinrichtung auf.In a second embodiment according to the invention, the closing device has an ultrasound generating device.

Auch diese Vorgehensweise dient zur Sicherstellung eines zuverlässigen Verschlusses. Aus dem internen Stand der Technik der Anmelderin sind Verschließeinrichtungen bekannt, welche etwa durch Erhitzung den Bereich der Öffnung des Deckels wieder erwärmen. In diesem Falle wird jedoch nur ein bestimmter Bereich des Deckels erwärmt und auf diese Weise verschweißt. Durch das Verwenden einer Ultraschallerzeugungseinrichtung kann ein zuverlässigeres Verschweißen der erzeugten Öffnung erreicht werden, vor allem dadurch, dass die Verschweißung tiefer im Material erfolgt. Das Verschweißen mit Ultraschall verhindert auch die Entstehung giftiger Gase wie beim Heizschmelzen. Außerdem kann kein geschmolzenes Material vom Deckel in den Behälter abtropfen.This procedure also serves to ensure a reliable closure. Closing devices are known from the internal state of the art of the applicant, which reheat the region of the opening of the lid, for example by heating. In this case, however, only a specific area of the lid is heated and welded in this way. By using an ultrasonic generating device, a more reliable welding of the opening produced can be achieved, above all because the welding takes place deeper in the material. Ultrasonic welding also prevents the formation of toxic gases as in the case of heat smelting. In addition, no melted material can drip from the lid into the container.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die Vorrichtung wenigstens eine Inspektionseinrichtung auf, welche wenigstens eine Einrichtung der Vorrichtung überwacht und/oder die Vorrichtung weist wenigstens eine Überwachungseinrichtung auf, welche wenigstens einen Parameter überwacht, der für die Herstellung der befüllten Behältnisse charakteristisch ist. Auch bei dieser Ausgestaltung wird letztlich die Betriebssicherheit bzw. die Verfahrenssicherheit der so hergestellten Behältnisse erhöht. Daneben trägt auch diese Maßnahme dazu bei, dass die Behältnisse in laufender Produktion hergestellt werden.In a further embodiment according to the invention, the device has at least one inspection device which monitors at least one device of the device and/or the device has at least one monitoring device which monitors at least one parameter that is characteristic of the production of the filled containers. In this configuration, too, the operational safety or the process safety of the containers produced in this way is ultimately increased. In addition, this measure also contributes to the fact that the containers are manufactured in ongoing production.

Bei einer weiteren Ausgestaltung weist die Vorrichtung wenigstens eine Reinigungs- und/oder Sterilisationseinrichtung auf, welche zum Reinigen und/oder Sterilisieren wenigstens einer Einrichtung der Beaufschlagungseinrichtung (und/oder der Penetrationseinrichtung) geeignet und bestimmt ist.In a further configuration, the device has at least one cleaning and/or sterilization device which is suitable and intended for cleaning and/or sterilizing at least one device of the impingement device (and/or the penetration device).

Bei dieser Ausgestaltung wird davon ausgegangen, dass die Beaufschlagungseinrichtung (und/oder die Penetrationseinrichtung) beispielsweise zu reinigende oder zu sterilisierende Elemente aufweist, wie etwa Zuführleitungen für ein gasförmiges Medium oder dergleichen. Je nach Anwendungsfall, beispielsweise je nach abgefüllten Element kann dabei ein unterschiedlicher Reinigungs- oder Sterilisationsgrad erforderlich sein. Entsprechend können auch unterschiedliche Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedien eingesetzt werden. Bevorzugt ist diese Reinigungs- und/oder Sterilisationseinrichtung in einem Reinigungsbetrieb aktiv, der sich von einem gewöhnlichen Arbeitsbetrieb, in den die Behältnisse selbst behandelt werden unterscheidet.In this configuration, it is assumed that the application device (and/or the penetration device) has elements to be cleaned or sterilized, for example, such as supply lines for a gaseous medium or the like. Depending on the application, for example depending on the filled element, a different degree of cleaning or sterilization may be necessary. Correspondingly, different cleaning and/or sterilization media can also be used. This cleaning and/or sterilization device is preferably active in a cleaning operation that differs from a normal work operation in which the containers themselves are treated.

Weiterhin ist es auch möglich, dass die Reinigungs- und/oder Sterilisationseinrichtung andere Elemente der Vorrichtung reinigt oder sterilisiert, wie etwa auch die Penetrationseinrichtung oder auch die Verschließeinrichtung.Furthermore, it is also possible for the cleaning and/or sterilization device to clean or sterilize other elements of the device, such as the penetration device or the closing device.

Bei einer weiteren Ausgestaltung ermöglicht die Beaufschlagungseinrichtung die Beaufschlagung des Behältnisses mit einem ersten Druck und einem zweiten Druck, der sich von dem ersten Druck unterscheidet. Bei dieser Vorgehensweise wird grundsätzlich vorgeschlagen, dass durch die Öffnung hindurch das Medium mit unterschiedlichen Drücken zugeführt wird.In a further embodiment, the application device enables the container to be subjected to a first pressure and a second pressure, which differs from the first pressure. This approach is fundamental proposed that the medium is supplied with different pressures through the opening.

Wie oben erwähnt werden generell bei derartigen Verfahren Behältnisse und insbesondere heissgefüllte Behältnisse nach dem Rückkühlen durch den Verschluss angestochen und mit einem gasförmigen Medium insbesondere einem inerten Gas und insbesondere Stickstoff mit Druck beaufschlagt.As mentioned above, in such methods, containers and in particular hot-filled containers are generally pierced through the closure after recooling and pressurized with a gaseous medium, in particular an inert gas and in particular nitrogen.

Dies erfolgt, wie oben erwähnt, um instabile Behältnisse, welche nach dem Rückkühlen durch das abgekühlte Kopfraumgas "eingefallen sind" wieder in Form zu bringen und auch stapelbar zu machen. Es wird bei dieser Ausgestaltung vorgeschlagen, um möglichst schnell Gas in den Kopfraum der angestochenen Flasche zu bekommen, zunächst mit einem hohen Druck schnell Gas in den Kopfraum zu bringen, um so die Prozesszeit und damit auch eine mögliche entsprechende Maschine klein zu halten. Mit einem kleinen, erheblich niedrigeren Druck wird dann der gewünschte Enddruck in dem Kopfraum eingestellt.As mentioned above, this is done in order to bring unstable containers which have "collapsed" after recooling by the cooled headspace gas back into shape and also to make them stackable. In order to get gas into the headspace of the pierced bottle as quickly as possible, it is proposed in this embodiment to first bring gas quickly into the headspace with high pressure in order to keep the process time and thus also a possible corresponding machine small. The desired final pressure in the head space is then set with a small, considerably lower pressure.

Bevorzugt handelt es sich bei einem ersten Druck um einen Druck, der größer ist als 2 bar, bevorzugt größer ist als 2,5 bar, bevorzugt größer als 3 bar und bevorzugt größer als 3,5 bar.A first pressure is preferably a pressure which is greater than 2 bar, preferably greater than 2.5 bar, preferably greater than 3 bar and preferably greater than 3.5 bar.

Bevorzugt handelt es sich bei dem ersten Druck um einen Druck der kleiner ist als 10 bar, bevorzugt kleiner als 9 bar, bevorzugt kleiner als 8 bar, bevorzugt kleiner als 7 bar und bevorzugt kleiner als 6 bar. Besonders bevorzugt handelt es sich um einen Druck der in einem Bereich von ca. 4 bar liegt.The first pressure is preferably a pressure which is less than 10 bar, preferably less than 9 bar, preferably less than 8 bar, preferably less than 7 bar and preferably less than 6 bar. The pressure is particularly preferably in the range of approx. 4 bar.

Der zweite Druck ist insbesondere ein Druck, der den gewünschten Enddruck im Kopfraum definiert. Dies kann beispielsweise ein Druck von 0,3 (Überdruck) d.h. 1,3 bar sein. Bevorzugt ist dieser zweite Druck größer als 0,1 bar (Überdruck), bevorzugt größer als 0,2 bar (Überdruck) und besonders bevorzugt größer als 0,25 bar (Überdruck).The second pressure is in particular a pressure that defines the desired end pressure in the headspace. For example, this can be a pressure of 0.3 (overpressure), i.e. 1.3 bar. This second pressure is preferably greater than 0.1 bar (gauge pressure), preferably greater than 0.2 bar (gauge pressure) and particularly preferably greater than 0.25 bar (gauge pressure).

Bevorzugt ist dieser zweite Druck kleiner als 3 bar (Überdruck), bevorzugt kleiner als 2,5 bar (Überdruck), bevorzugt kleiner als 2 bar (Überdruck), bevorzugt kleiner als 1,5 bar (Überdruck), bevorzugt kleiner als 1 bar (Überdruck) und bevorzugt kleiner als 0,5 bar (Überdruck).This second pressure is preferably less than 3 bar (gauge pressure), preferably less than 2.5 bar (gauge pressure), preferably less than 2 bar (gauge pressure), preferably less than 1.5 bar (gauge pressure), preferably less than 1 bar ( overpressure) and preferably less than 0.5 bar (overpressure).

Die hier erwähnten Drücke können im Folgenden auch als Druckstufen bezeichnet werden.The pressures mentioned here can also be referred to below as pressure stages.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verschließeinrichtung ebenfalls bewegbar und insbesondere auf das Behältnis zustellbar. So kann es sich beispielsweise bei der Verschließeinrichtung um einen stangenartigen Körper handeln, dessen Spitze erwärmt ist und der auf das Behältnis zustellbar ist. Bevorzugt ist die Verschließeinrichtung in einer geradlinigen Bewegungsrichtung bewegbar. Dabei steht bevorzugt diese Bewegungsrichtung schräg zu einer Längsrichtung des zu behandelnden Behältnisses.In a preferred embodiment, the closing device can also be moved and in particular can be advanced onto the container. For example, the closing device can be a rod-like body, the tip of which is heated and which can be advanced onto the container. The closure device can preferably be moved in a linear direction of movement. This direction of movement is preferably at an angle to a longitudinal direction of the container to be treated.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Verschluss des Behältnisses um einen Kunststoffverschluss. Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich auch bei dem Behältnis selbst um ein Kunststoffbehältnis und insbesondere um ein deformierbares Kunststoffbehältnis.The closure of the container is preferably a plastic closure. In a further preferred embodiment, the container itself is also a plastic container and in particular a deformable plastic container.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sterilisationseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, wenigstens einen Bereich der Öffnung zu sterilisieren. Auf diese Weise wird dazu beigetragen, dass durch diesen Bereich hindurch keine Verschmutzungen oder Keime in das Innere des Behältnisses gelangen können.In a further preferred embodiment, the sterilization device is suitable and intended for sterilizing at least a portion of the opening. This helps to ensure that no dirt or germs can get into the interior of the container through this area.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Sterilisationseinrichtung eine Strahlungseinrichtung auf, welche wenigstens einen Bereich des Behältnisses mit elektromagnetischer Strahlung und insbesondere hochenergetischem Licht, beispielsweise hochenergetischem UV-Licht beaufschlagt und/oder eine Erwärmungseinrichtung, welche wenigstens einen Bereich des Behältnisses erwärmt. Bei dieser Ausgestaltung werden zwei unterschiedliche Vorgehensweisen zum Sterilisieren vorgeschlagen, nämlich einerseits die Erhitzung insbesondere eines Bereichs der Öffnung und/oder die Bestrahlung mit Licht. Bei dieser elektromagnetischen Strahlung kann es sich beispielsweise um ultraviolette Strahlung handeln, aber auch um Elektronenstrahlung, Röntgenstrahlung oder radioaktive Strahlung.In a further advantageous embodiment, the sterilization device has a radiation device which applies electromagnetic radiation and in particular high-energy light, for example high-energy UV light, to at least one area of the container and/or a heating device which heats at least one area of the container. In this configuration, two different procedures for sterilization are proposed, namely on the one hand heating in particular a region of the opening and/or irradiation with light. This electromagnetic radiation can be, for example, ultraviolet radiation, but also electron beams, X-rays or radioactive radiation.

Daneben ist jedoch zur Sterilisation auch die Beaufschlagung des Verschlusses mit einem Gas, etwa einem sterilen Gas oder einem sterilisierenden Gas, wie beispielsweise H2O2 möglich. Auch ist es möglich, dass die Sterilisationseinrichtung dadurch bewerkstelligt ist, dass auch der Prozess des Herstellens der Öffnung in dem Verschluss während der Beaufschlagung mit einem sterilisierenden Gas erfolgt.In addition, however, it is also possible to apply a gas to the closure for sterilization, for example a sterile gas or a sterilizing gas such as H 2 O 2 . It is also possible for the sterilization device to be implemented in that the process of producing the opening in the closure also takes place during exposure to a sterilizing gas.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Sterilisationseinrichtung eine Erwärmungseinrichtung auf, welche auf den zu sterilisierenden Bereich des Verschlusses und/oder des Behältnisses zustellbar ist, um diesen Bereich zu Sterilisieren. Diese Zustellbarkeit kann dabei durch eine Bewegung der Sterilisationseinrichtung erfolgen, aber auch durch eine Bewegung des Behältnisses.In a further preferred embodiment, the sterilization device has a heating device which can be advanced onto the area of the closure and/or the container to be sterilized in order to sterilize this area. This ability to be delivered can take place by moving the sterilization device, but also by moving the container.

Bevorzugt ist die Sterilisationsrichtung in der Art eines Stempels ausgebildet, der auf den Verschluss abgesenkt werden kann. Besonders bevorzugt ist eine Antriebseinrichtung vorgesehen, welche wenigstens ein Element der Sterilisationseinrichtung auf den Verschluss zu bewegt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Antrieb, einen hydraulischen Antrieb oder einen pneumatischen Antrieb handeln. Besonders bevorzugt wird ein pneumatischer Antrieb verwendet.The sterilization device is preferably designed in the manner of a plunger which can be lowered onto the closure. A drive device is particularly preferably provided which moves at least one element of the sterilization device towards the closure. This can be, for example, an electric drive, a hydraulic drive or a pneumatic drive. A pneumatic drive is particularly preferably used.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, welche bewirkt, dass die Sterilisationseinrichtung den Bereich des Behältnisses und/oder des Verschlusses sterilisiert, nachdem die Perforationseinrichtung das Loch eingebracht hat. Hierbei wird also zunächst das Loch eingebracht und anschließend der Bereich sterilisiert, beispielsweise erhitzt oder mit UV-Licht beaufschlagt. Dabei ist es auch möglich, dass eine mechanische Kopplung zwischen der Perforationseinrichtung (beispielsweise einer Nadel) und der Sterilisationseinrichtung vorliegt.In a further advantageous embodiment, the device has a control device which causes the sterilization device to sterilize the area of the container and/or the closure after the perforation device has introduced the hole. In this case, the hole is first made and then the area is sterilized, for example heated or exposed to UV light. It is also possible that there is a mechanical coupling between the perforation device (for example a needle) and the sterilization device.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Sterilraum auf, innerhalb dessen die Behältnisse wenigstens abschnittsweise transportiert werden. Dabei ist es möglich, dass die gesamte Vorrichtung innerhalb eines Sterilraums angeordnet ist, es wäre jedoch auch möglich, dass der Transportpfad der Behältnisse und/oder die Behältnisse innerhalb des Sterilraums geführt ist jedoch andere Bereiche der Vorrichtung, etwa Teile der Transporteinrichtung außerhalb dieses Sterilraums angeordnet sind. So könnte beispielsweise der Sterilraum die Behältnisse torusartig umgeben.In a further advantageous embodiment, the device has a sterile room within which the containers are transported at least in sections. It is possible for the entire device to be arranged inside a sterile room, but it would also be possible for the transport path of the containers and/or the containers to be guided inside the sterile room, but other areas of the device, such as parts of the transport device, are arranged outside this sterile room are. For example, the sterile room could surround the containers like a torus.

Bevorzugt ist der Sterilraum mittels wenigstens einer Wandung gegenüber einer (unsterilen) Umgebung abgegrenzt. Bevorzugt ist der Sterilraum mittels wenigstens zweier Wandungen gegenüber der (unsterilen) Umgebung abgegrenzt, wobei besonders bevorzugt diese Wandungen bezüglich einander beweglich sind.The sterile space is preferably separated from a (non-sterile) environment by means of at least one wall. The sterile space is preferably delimited from the (non-sterile) environment by means of at least two walls, these walls particularly preferably being movable with respect to one another.

Bevorzugt ist eine Sterilisationseinrichtung vorgesehen, welche die Behältnisse und/oder die Verschlüsse bereits vor der eigentlichen Vorrichtung sterilisiert.A sterilization device is preferably provided, which already sterilizes the containers and/or the closures before the actual device.

So wäre es beispielsweise möglich, dass eine Sterilisation etwa mittels H2O2 oder Peressigsäure, ggfs. aber auch mittels elektromagnetischer Strahlung vor der eigentlichen Vorrichtung, etwa in einem Einlauftunnel erfolgt. Dabei können etwa in einem H2O2-Tunnel die Deckel und/oder die gesamten Behältnisse sterilisiert werden. Um eine erneute Verkeimung der Verschlüsse und/oder der Behältnisse zu vermeiden wird die Vorrichtung bei der oben beschriebenen Ausgestaltung in einer Sterilraum und/oder Isolator-Technologie aufgebaut.For example, it would be possible for sterilization to take place in front of the actual device, for example in an inlet tunnel, for example using H 2 O 2 or peracetic acid, but possibly also using electromagnetic radiation. The lids and/or the entire container can be sterilized in an H 2 O 2 tunnel, for example. In order to avoid renewed contamination of the closures and/or the containers, the device in the embodiment described above is set up in a sterile room and/or isolator technology.

Bevorzugt ist wenigstens eine Belüftungseinrichtung vorgesehen, welche diesen Isolator bzw. dessen Innenraum mit einem Überdruck eines gasförmigen Mediums, insbesondere aber nicht ausschließlich Sterilluft beaufschlagt. Auf diese Weise kann ein Eindringen von Keimen in den Isolator bzw. Sterilraum vermieden werden. Daneben kann in dem Isolator bzw. Reinraum auch ein sterilisierendes Gas insbesondere in einer geringen Konzentration vorhanden sein, um eine Verkeimung zu verhindern. Auch zur Sterilisation der entsprechenden Zuleitungen, etwa der in den Reinraum führenden Leitungen kann H2O2 verwendet werden. Das gleiche gilt auch für den Prozesskopf.At least one ventilation device is preferably provided, which applies an overpressure of a gaseous medium, in particular but not exclusively sterile air, to this isolator or its interior. In this way, penetration of germs into the isolator or sterile room can be avoided. In addition, a sterilizing gas can also be present in the isolator or clean room, in particular in a low concentration, in order to prevent contamination. H 2 O 2 can also be used to sterilize the corresponding supply lines, for example the lines leading into the clean room. The same also applies to the process head.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen der Vorrichtung selbst auf, etwa eine sogenannte CIP-Reinigung (cleaning in place). Dabei kann ein Reinigungsbetrieb vorgesehen sein, während dessen die Vorrichtung selbst gereinigt wird.In a further preferred embodiment, the device has a cleaning device for cleaning the device itself, such as so-called CIP cleaning (cleaning in place). A cleaning operation can be provided, during which the device itself is cleaned.

Bei einer weiteren bevorzugten Vorgehensweise bzw. einem Hygienekonzept ist eine Deckelsterilisation, insbesondere im Einlaufbereich, mittels Pulse-light vorgesehen, bei der einer oder mehrere Deckel auf einmal sterilisiert werden können. In diesem Fall weist die Vorrichtung eine Strahlungseinrichtung auf, welche zur Ausgabe einer gepulsten Strahlung, etwa UV-Strahlung, Elektronenstrahlung, Röntgenstrahlung oder dergleichen geeignet ist.In a further preferred procedure or hygiene concept, lid sterilization, particularly in the inlet area, is provided by means of a pulse light, with which one or more lids can be sterilized at once. In this case, the device has a radiation device which is suitable for emitting pulsed radiation, such as UV radiation, electron beams, X-rays or the like.

Um eine erneute Verkeimung des Deckels zu verhindern, wird die Vorrichtung bevorzugt mit einem Reinraumdach ausgestattet, welches eine entsprechende Luftströmung mit steriler Luft erzeugt. Zur Sterilisation der entsprechenden Zuleitungen und des Prozesskopfes wird beispielsweise Heißdampf verwendet.In order to prevent renewed contamination of the cover, the device is preferably equipped with a clean room roof, which has a corresponding air flow with sterile air generated. Superheated steam, for example, is used to sterilize the corresponding supply lines and the process head.

Daneben weist bevorzugt die Vorrichtung eine Trocknungseinrichtung auf, welche ein Trocknen von Einrichtungen der Vorrichtung nach deren Sterilisation ermöglicht. So wäre es etwa denkbar, dass nach der Sterilisation (etwa mit Heißdampf) die Anlage wieder durch Luftströmung getrocknet wird.In addition, the device preferably has a drying device which enables devices of the device to be dried after they have been sterilized. For example, it would be conceivable that after sterilization (e.g. with superheated steam), the system could be dried again by air flow.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform transportiert die Transporteinrichtung die Behältnisse vereinzelt. insbesondere werden dabei die Behältnisse vereinzelt gegriffen. Dabei ist es möglich, dass die Transporteinrichtung die Behältnisse zumindest auch an deren Hals oder deren Mündung greift.In a further preferred embodiment, the transport device transports the containers individually. in particular, the containers are gripped individually. It is possible for the transport device to grip the containers at least by their neck or mouth.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt ein Verschließen der Öffnung durch eine Materialveränderung und insbesondere durch (abschnittsweises) Schmelzen des Kunststoffmaterials des Verschlusses und/oder des Behältnisses.In a further advantageous embodiment, the opening is closed by changing the material and in particular by (partially) melting the plastic material of the closure and/or the container.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Penetrationseinrichtung eine Einstecheinrichtung und insbesondere eine Nadel auf. Diese kann beispielsweise als Vollnadel oder als Hohlnadel ausgeführt sein.In a further advantageous embodiment, the penetration device has a piercing device and in particular a needle. This can be designed, for example, as a solid needle or as a hollow needle.

Bevorzugt ist die Transporteinrichtung als Rundläufereinrichtung ausgebildet. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Beaufschlagungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, den Kopfraum des Behältnisses bzw. das Behältnis mit einem Überdruck an gasförmigen Medien zu beaufschlagen. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Überdruck von drei oder vier bar handeln.The transport device is preferably designed as a rotary device. In a further advantageous embodiment, the application device is suitable and intended for applying an overpressure of gaseous media to the head space of the container or the container. This can be, for example, an overpressure of three or four bar.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Verschließeinrichtung eine Zustelleinrichtung auf, welche wenigstens ein Element der Ultraschallerzeugungseinrichtung auf die Öffnung zustellt. Dabei kann diese Zustelleinrichtung einen Antrieb aufweisen, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche elektrische Antriebe, hydraulische Antriebe und pneumatische Antriebe aufweist. Besonders bevorzugt weist die Zustelleinrichtung einen pneumatischen Antrieb auf.In a further advantageous embodiment, the closing device has a feed device which feeds at least one element of the ultrasound generating device onto the opening. In this case, this feed device can have a drive which is selected from a group which has electric drives, hydraulic drives and pneumatic drives. The feed device particularly preferably has a pneumatic drive.

Besonders bevorzugt ist die Zustelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, ein Ultraschallelement vollständig auf das Behältnis zuzustellen, das heißt derart, dass dieses das Behältnis kontaktiert. Es wäre jedoch auch möglich, dass ein (insbesondere geringer) Abstand zwischen dem Behältnis und der Ultraschallerzeugungseinrichtung eingehalten wird.The delivery device is particularly preferably suitable and intended for delivering an ultrasonic element completely onto the container, ie in such a way that it contacts the container. However, it would also be possible for a (particularly small) distance to be maintained between the container and the ultrasound generating device.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Ultraschallerzeugungseinrichtung eine Sonotrode auf.In an embodiment according to the invention, the ultrasound generating device has a sonotrode.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Ultraschallerzeugungseinrichtung in einen wenigstens zeitweise das Behältnis und/oder den Verschluss kontaktierenden Stempel integriert. Bevorzugt kann dieser Stempel auf das Behältnis und insbesondere auf die zu verschließende Öffnung und deren Umgebung zugestellt werden und das Ultraschallsignal aktiviert werden. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung eine Ultraschallerzeugungseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, das Ultraschallsignal zu erzeugen, welches die besagte Sonotrode oder ein anderes Ultraschallerzeugungselement anregt.In the embodiment according to the invention, the ultrasound generating device is integrated in a plunger which at least temporarily makes contact with the container and/or the closure. This stamp can preferably be placed on the container and in particular on the opening to be closed and its surroundings, and the ultrasonic signal can be activated. The device particularly preferably has an ultrasound generating device which is suitable and intended for generating the ultrasound signal which excites said sonotrode or another ultrasound generating element.

Es wäre jedoch auch möglich und bevorzugt, das Ultraschallsignal bereits zu aktivieren, bevor der Stempel auf das Behältnis zugestellt wird. Auf diese Weise kann die Prozesszeit kurz bzw. so kurz wie möglich gehalten werden.However, it would also be possible and preferred to already activate the ultrasonic signal before the plunger is placed on the container. In this way, the process time can be kept short or as short as possible.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Ultraschallerzeugungseinrichtung ein piezoelektrisches Element auf.In a further advantageous embodiment, the ultrasound generating device has a piezoelectric element.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Ultraschallerzeugungseinrichtung eine Generatoreinrichtung auf, welche zur Erzeugung eines Ultraschalls geeignet und bestimmt ist, dessen Frequenz größer ist als 20 kHz und/oder die Ultraschallerzeugungseinrichtung weist eine Generatoreinrichtung auf, welche zur Erzeugung eines Ultraschalls geeignet und bestimmt ist, dessen Frequenz kleiner als 35 kHz ist. Es wäre jedoch auch möglich, dass andere Frequenzen verwendet werden, etwa Frequenzen im Bereich von 70 kHz.In a further advantageous embodiment, the ultrasound generating device has a generator device which is suitable and intended for generating an ultrasound whose frequency is greater than 20 kHz and/or the ultrasound generating device has a generator device which is suitable and intended for generating an ultrasound whose frequency is less than 35 kHz. However, it would also be possible for other frequencies to be used, such as frequencies in the range of 70 kHz.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung auf, welche wenigstens teilweise oder wenigstens zeitweise einen Parameter bestimmt, der für den Ultraschallschweißvorgang charakteristisch ist. Dabei kann beispielsweise eine Erhitzung des Kunststoffmaterials ermittelt werden, es kann jedoch auch überprüft werden, ob die Sonotrode aktiv ist bzw. ob ein Ultraschallsignal abgegeben wird. Mit anderen Worten ist es möglich, dass diese Sensorik sowohl den Ultraschall überwachen kann, als auch das jeweilige Schweißresultat am Schweißpunkt.In a further advantageous embodiment, the device has a sensor device which at least partially or at least temporarily determines a parameter that is characteristic of the ultrasonic welding process. For example, heating of the plastic material can be determined, but it can also be checked whether the sonotrode is active or whether an ultrasonic signal is emitted. In other words, it is possible for this sensor system to monitor both the ultrasound and the respective welding result at the welding point.

So kann beispielsweise geprüft werden, ob ein Ultraschallsignal vorhanden ist, oder auch indirekt etwa anhand von elektrischen Strömen eine Prüfung durchgeführt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Sensoreinrichtung eine Leistungsmesseinrichtung auf.For example, it can be checked whether an ultrasonic signal is present, or whether a check is carried out indirectly, for example using electric currents. In a preferred embodiment, the sensor device has a power measuring device.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Ultraschallerzeugungseinrichtung einen auf den Verschluss und/oder die Öffnung zustellbaren Bearbeitungskopf auf, der wiederum eine der Öffnung zuwendbare Oberfläche aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass diese dazu geeignet ist geschmolzenes Material in Richtung der Öffnung zu drängen. Wie oben beschrieben, wird für das Ultraschallschweißen, beispielsweise eines in den Deckel gestochenen Lochs, eine Sonotrode verwendet. Diese wird wie oben erwähnt auf den Deckel zugestellt um das dort befindliche Loch mittels Aufschmelzen des Materials durch Ultraschall wieder zu verschließen.In the embodiment according to the invention, the ultrasound generating device has a processing head that can be advanced onto the closure and/or the opening, which in turn has a surface that can be turned towards the opening and is designed in such a way that it is suitable for urging molten material in the direction of the opening. As described above, a sonotrode is used for ultrasonic welding, for example of a hole pierced in the lid. As mentioned above, this is placed on the cover in order to close the hole there again by melting the material using ultrasound.

Die Anmelderin hat festgestellt, dass bei bestimmten Formen dieser Sonotrode zwar eine schöne Schweißung erzielt wird, doch aufgrund einer bestimmten Form der Sonotrode, beispielsweise einer runden Form, der Spitze nicht immer garantiert werden kann, dass das vorhandene Loch verschweißt wird. Dies liegt daran, dass bestimmte Formen der Sonotrode das Material zwar aufschmelzen, aber das geschmolzene Material von dem gestochenem Loch weg tragen. Die hier beschriebene Ausführungsform schlägt daher vor, dass das geschmolzene Material insbesondere durch die geometrische Oberflächengestalt so geführt wird, dass das geschmolzene Material in Richtung der Öffnung gedrängt wird.The Applicant has found that with certain shapes of this sonotrode, although a nice weld is obtained, due to a specific shape of the sonotrode, for example a round shape, the tip cannot always be guaranteed to weld the existing hole. This is because certain sonotrode shapes melt the material but carry the melted material away from the pierced hole. The embodiment described here therefore proposes that the molten material is guided in particular by the geometric surface shape in such a way that the molten material is urged in the direction of the opening.

Die Anmelderin behält sich vor, für eine derartige Ausführungsform und insbesondere eine Sonotrode mit der hier beschriebenen Form eigenständig Schutz zu beanspruchen.The applicant reserves the right to independently claim protection for such an embodiment and in particular a sonotrode with the form described here.

Unter der der Öffnung zuwendbaren Oberfläche wird derjenige Bestandteil oder insbesondere diejenige Stirnfläche der Sonotrode verstanden, welche im Arbeitsvorgang am nächsten zu der beziehungsweise mit geringstem Abstand an der Öffnung angeordnet ist. Es wird vorgeschlagen, dass diese Oberfläche derartig ausgestaltet ist, dass sie geschmolzenes Material in Richtung der Öffnung drängt.The surface that can be turned towards the opening is understood to mean that component or in particular that end face of the sonotrode which is arranged closest to or at the smallest distance from the opening during the working process. It is suggested, that this surface is designed in such a way that it urges molten material towards the opening.

Erfindungsgemäß ist diese Oberfläche konkav gekrümmt. Durch diese gekrümmte Oberfläche wird, wie unten genauer beschrieben wird, ein Drängen des aufgeschmolzenen Materials in Richtung der Öffnung erreicht. Anstelle einer gekrümmten Ausgestaltung wäre jedoch auch eine kantige Ausgestaltung möglich, etwa in der Form eines Kegels oder dergleichen.According to the invention, this surface is concavely curved. As will be described in more detail below, this curved surface achieves an urging of the melted material towards the opening. Instead of a curved configuration, however, an angular configuration would also be possible, for example in the shape of a cone or the like.

Besonders bevorzugt weist diese Oberfläche der Sonotrode einen Öffnungsrand auf, und insbesondere auch einen gegenüber diesen Öffnungsrand zurück gezogenen Bereich, das heißt einen Bereich, der im Gegensatz zum Öffnungsrand weiter entfernt ist von der zu versiegelnden Öffnung und insbesondere einer Längsrichtung einer Sonotrode weiter entfernt ist von der zu verschmelzenden Öffnung als der Öffnungsrand.This surface of the sonotrode particularly preferably has an opening edge, and in particular also an area that is set back from this opening edge, i.e. an area that, in contrast to the opening edge, is further away from the opening to be sealed and in particular is further away from a longitudinal direction of a sonotrode of the opening to be merged as the opening edge.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Öffnungsrand wenigstens abschnittsweise und bevorzugt umfänglich an den Verschluss und insbesondere an den die Öffnung umgebenen Bereiche anlegbar.In a further preferred embodiment, the edge of the opening can be placed at least in sections and preferably circumferentially on the closure and in particular on the areas surrounding the opening.

Besonders bevorzugt ist der Bearbeitungskopf, in demjenigen Bereich, indem er an die Öffnung angelegt wird in der Art einer Mulde ausgestaltet, wobei ein Rand dieser Mulde an den Deckeln anlegbar ist.The processing head is particularly preferably designed in the manner of a trough in the area in which it is placed against the opening, with an edge of this trough being able to be placed against the covers.

Innerhalb dieses Randes aufgeschmolzenes Material wird, wie unten genauer dargestellt wird, in die Öffnung gedrängt.Material melted within this rim is forced into the opening as will be explained in more detail below.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die besagte Oberfläche eine sphärische Gestalt auf, etwa die Gestalt einer Halbhohlkugel oder dergleichen. Es werden jedoch auch andere sphärische Ausnehmungen beziehungsweise Mulden möglich, etwa wie oben erwähnt, in der Art eines Kegels, eines Kegelstrumpfs oder eines Ellipsoids.In a further preferred embodiment, said surface has a spherical shape, such as the shape of a hemisphere or the like. However, other spherical recesses or troughs are also possible, for example, as mentioned above, in the manner of a cone, a truncated cone or an ellipsoid.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein zweiter, in der gleichen Weise ausgestatteter Bearbeitungskopf vorgesehen.In a further preferred embodiment, a second machining head equipped in the same way is provided.

Wie oben erwähnt, weist die hier beschriebene Sonotrodenform eine konkave Spitzenform auf.As mentioned above, the sonotrode shape described herein has a concave tip shape.

Da die Ultraschallerzeugungseinrichtung, insbesondere in Form einer Sonotrode ein akustisches Bauteil ist, ist es von Vorteil, dass diese symmetrisch aufgebaut ist. Daher ist erfindungsgemäß die hier beschriebene konkave Ausführungsform auf mehreren Seiten, und zwar auf beiden Seiten der Sonotrode vorhanden. Auf diese Weise kann eine Symmetrie der Sonotrode erreicht werden.Since the ultrasound generating device, in particular in the form of a sonotrode, is an acoustic component, it is advantageous for it to be constructed symmetrically. Therefore, according to the invention, the concave embodiment described here is present on several sides, namely on both sides of the sonotrode. In this way, a symmetry of the sonotrode can be achieved.

Wie erwähnt, wird durch den konkaven Kopf und insbesondere die konkave Spitze beim Schweißen die Schmelze über das zu verschließende Loch getragen, sodass hier immer eine gewisse Schichtdicke über dem zu verschließendem Loch zu finden ist. Auf diese Weise kann insbesondere durch eine konkave Form der Sonotrode eine verlässlichere Schwei-ßung und/oder Wiederverschließung des Lochs im Behälter, beziehungsweise dessen Verschluss, garantiert werden, da bei jeder Schweißung Randmaterial direkt über das Loch getragen und/oder geschoben wird. Besonders bevorzugt ist die Oberfläche der Sonotrode, welche den Deckel kontaktiert symmetrisch und insbesondere im Querschnitt kreisförmig. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ultraschallerzeugungseinrichtung derart auf die Öffnung zustellbar, dass eine Längsrichtung der Ultraschallerzeugungseinrichtung gegenüber einem auf einer Oberfläche des Verschlusses stehenden Richtung einen Winkel einschließt, der größer ist als fünf Grad, bevorzugt größer als zehn Grad, bevorzugt größer als 15 Grad und bevorzugt größer als 17 Grad.As mentioned, the melt is carried over the hole to be closed by the concave head and in particular the concave tip during welding, so that there is always a certain layer thickness over the hole to be closed. In this way, a more reliable welding and/or reclosing of the hole in the container, or its closure, can be guaranteed, in particular by a concave shape of the sonotrode, since edge material is carried and/or pushed directly over the hole with each weld. The surface of the sonotrode which contacts the cover is particularly preferably symmetrical and, in particular, circular in cross section. In a further preferred embodiment, the ultrasound generating device can be advanced onto the opening in such a way that a longitudinal direction of the ultrasound generating device encloses an angle that is greater than five degrees, preferably greater than ten degrees, preferably greater than 15 degrees, relative to a direction standing on a surface of the closure and preferably greater than 17 degrees.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist dieser Winkel, den die Längsrichtung der Ultraschallerzeugungseinrichtung gegenüber einer auf der Oberfläche des Verschlusses senkrecht stehenden Richtung einschließt kleiner als 50 Grad, bevorzugt kleiner als 40 Grad, bevorzugt kleiner als 30 Grad und bevorzugt kleiner als 23 Grad.In a further preferred embodiment, this angle, which the longitudinal direction of the ultrasound generating device encloses with respect to a direction perpendicular to the surface of the closure, is less than 50 degrees, preferably less than 40 degrees, preferably less than 30 degrees and preferably less than 23 degrees.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der besagten Längsrichtung der Ultraschallerzeugungseinrichtung auch um die Zustellrichtung, das heißt diejenige Richtung, in welche die Ultraschallerzeugungseinrichtung gegenüber dem Verschluss bewegt wird.In a further preferred embodiment, said longitudinal direction of the ultrasound generating device is also the infeed direction, ie the direction in which the ultrasound generating device is moved relative to the closure.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung mehrere Transporteinheiten auf, welche bevorzugt nacheinander angeordnet sind und welche die Behältnisse transportieren. So kann beispielsweise das Behältnis mit einer weiteren Transporteinrichtung an die hier beschriebene Vorrichtung herangeführt werden. Dabei ist es auch möglich, dass eine Übergabeeinrichtung erfolgt, welche von einem bodengeführten Transport der Behältnisse in einen halsgeführten Transport der Behältnisse übergeht.In a further advantageous embodiment, the device has a plurality of transport units which are preferably arranged one after the other and which transport the containers. For example, the container can be brought to the device described here with a further transport device. It is also possible that a transfer device takes place, which changes from bottom-guided transport of the containers to neck-guided transport of the containers.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vereinzelungseinrichtung auf, welche einen Strom von Behältnissen in aufeinanderfolgende einzelne Behältnisse überführt. So kann beispielsweise im Einlauf einer Maschine eine Einteilschnecke vorgesehen sein.In a further advantageous embodiment, the device has a separating device which transfers a stream of containers into successive individual containers. For example, a feed screw can be provided in the inlet of a machine.

Daneben wäre auch ein schneckenloser Einlauf möglich. Dabei ist es möglich, dass die Behältnisse an einen oder mehrere Einlaufsterne, je nach Maschinenanordnung, übergeben werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt auch ein Anheben oder Absenken der einzelnen Behältnisse, falls notwendig, um ein einheitliches Niveau für die Übergabe in einen Halsbehandlungs- bzw. Halstransportbereich zu erreichen. Dabei ist es möglich, dass ein Anheben der Behältnisse beispielsweise mittels Hebekurven an einem Halsring erfolgt.In addition, a snailless inlet would also be possible. It is possible that the containers are handed over to one or more infeed stars, depending on the machine arrangement. In a further preferred embodiment, the individual containers are also raised or lowered, if necessary, in order to achieve a uniform level for transfer to a neck treatment or neck transport area. It is possible for the containers to be lifted, for example by means of lifting cams on a neck ring.

Daneben kann auch ein Hebestern vorgesehen sein. Auch wäre es denkbar, dass die Behältnisse während ihres Transports niedergehalten werden, oder dass eine Absenkkurve vorhanden ist. Daneben ist es auch möglich, dass die Behältnisse eine bestimmte (insbesondere geringe) Fallstrecke im Freien fallen oder auch eine ebene Neckhandlingführung vorhanden ist.In addition, a lifting star can also be provided. It would also be conceivable for the containers to be held down during their transport, or for a lowering curve to be present. In addition, it is also possible for the containers to fall a certain (particularly short) distance outdoors or for there to be a level neck handling guide.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt eine Übergabe in eine Halsbehandlungsklammer. Dabei können gegebenenfalls zusätzliche Führungen vorgesehen sein, insbesondere im Bereich einer Übergabe und bevorzugt auch mit einem Eingriff in einen Verschlussbereich oder in einen Bereich, in dem die Behältnisse an ihren Hälsen transportiert werden.In a further advantageous embodiment, a transfer into a neck treatment clamp takes place. If necessary, additional guides can be provided, in particular in the area of a transfer and preferably also with an intervention in a closure area or in an area in which the containers are transported by their necks.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sterilisationseinrichtung derart gestaltet, dass sie eine Sterilisation des Verschlusses bzw. Deckels bei verschlossenen Behältern ermöglicht. Dabei ist es möglich, dass die Behälterdeckel bereits in verschlossenen Zustand für den Prozess sterilisiert werden. Dies kann über ein oder mehrere trockene oder nasse Verfahren ermöglicht werden. Wie oben erwähnt, kann die Sterilisation beispielsweise über ultraviolettes Licht, H2O2, Chlordioxid, Heißdampf, Peressigsäure aber auch Elektronenstrahlen und dergleichen erfolgen.In a further preferred embodiment, the sterilization device is designed in such a way that it sterilizes the closure or lid when the containers are closed allows. It is possible for the container lids to be sterilized for the process while they are already closed. This can be accomplished via one or more dry or wet processes. As mentioned above, the sterilization can take place, for example, using ultraviolet light, H 2 O 2 , chlorine dioxide, superheated steam, peracetic acid, but also electron beams and the like.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auch eine Sterilisationseinrichtung vorgesehen, welche die Penetrationseinrichtung bzw. Einstecheinrichtung, beispielsweise eine Nadel sterilisiert. Eine derartige Sterilisation kann beispielsweise über eine Temperatur bzw. eine Erwärmung und/oder über ein Sterilisationsmedium, wie zum Beispiel ultraviolettes Licht, H2O2, Chlordioxid, Heißdampf durchgeführt werden und/oder die Penetrationseinrichtung kann durch entsprechende Vorgehensweisen steril gehalten werden.In a further preferred embodiment, a sterilization device is also provided, which sterilizes the penetration device or lancing device, for example a needle. Such sterilization can be carried out, for example, by means of temperature or heating and/or a sterilization medium such as ultraviolet light, H 2 O 2 , chlorine dioxide, superheated steam and/or the penetration device can be kept sterile by appropriate procedures.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass die hier beschriebenen Vorgehensweisen bzw. Prozesse in einer Linearmaschine durchgeführt werden. So können beispielsweise Behälter direkt auf einem Transporteur behandelt werden. So können entsprechende Prozessköpfe beispielsweise oberhalb oder über eine Schleppkette über einen Linearmotor, über eine Pneumatikführung oder dergleichen transportiert werden. Weiterhin ist sowohl ein kontinuierlicher Betrieb der Transporteinrichtung möglich als auch ein Taktbetrieb möglich.In a preferred embodiment, it is possible for the procedures or processes described here to be carried out in a linear machine. For example, containers can be treated directly on a conveyor. For example, corresponding process heads can be transported above or via a drag chain via a linear motor, via a pneumatic guide or the like. Furthermore, both continuous operation of the transport device and cycle operation are possible.

Für die Sterilisation mit einem Gas und beispielsweise H2O2 sind mehrere Varianten denkbar. So könnte beispielsweise in der Beaufschlagungseinrichtung, etwa dem Beaufschlagungskopf, ein H2O2-Reservoir angeordnet sein. Daneben könnte auch insbesondere bei der Beaufschlagung mit UV-Licht ein Pulslicht in den Kopf integriert sein. Bei der Ausführungsform mit H2O2 in einem Kopf ist eine Sterilisation des Kopfes und der Anbauteile mittels H2O2 denkbar. Des Weiteren ist es auch bevorzugt, dass nach dem Aufsetzen auf dem Behälter eine innenbefindliche Zone des Behälters mit H2O2 umspült wird, um diesen Bereich zu sterilisieren.Several variants are conceivable for sterilization with a gas and, for example, H 2 O 2 . For example, an H 2 O 2 reservoir could be arranged in the application device, such as the application head. In addition, a pulsed light could also be integrated into the head, particularly when exposed to UV light. In the embodiment with H 2 O 2 in a head, sterilization of the head and the add-on parts by means of H 2 O 2 is conceivable. Furthermore, it is also preferred that after being placed on the container, an inner zone of the container is flushed with H 2 O 2 in order to sterilize this area.

Bei der Ausführungsform mit Lichtpulsen, etwa mit Ultraviolettpulsen, kann eine Sterilisation des Kopfes und der Anbauteile mittels UV-Licht vorgesehen sein. Weiterhin kann nach dem Aufsetzen auf das Behältnis die Innenbefindliche Zone eines Behälters mit UV-Licht behandelt werden, um diesen Bereich zu sterilisieren.In the embodiment with light pulses, for example with ultraviolet pulses, the head and the add-on parts can be sterilized by means of UV light. Furthermore, after being placed on the container, the inner zone of a container can be treated with UV light in order to sterilize this area.

Bei der Sterilisation mit anderen Medien, wie beispielsweise Chlordioxid, Peressigsäure oder auch bei der Sterilisation mittels Elektronenstrahlen ist ein Sterilhalten eines Kopfes bzw. der Beaufschlagungseinrichtung auch durch Temperatur denkbar.When sterilizing with other media, such as chlorine dioxide, peracetic acid or also when sterilizing by means of electron beams, it is also conceivable to keep a head or the impingement device sterile by means of temperature.

Im Falle einer Chlordioxidnasssterilisation etwa des Deckels mittels der Einwirkung von ClO2 ist auch eine Sterilisation vor der eigentlichen Vorrichtung denkbar. So könnte eine entsprechende Sterilisation bereits vor einem der hier beschriebenen Vorrichtung vorgeschalteten Rückkühler vorgenommen werden.In the case of a chlorine dioxide wet sterilization of the cover, for example, by means of the action of ClO 2 , sterilization before the actual device is also conceivable. A corresponding sterilization could already be carried out before a recooler upstream of the device described here.

Eine Sterilisation mittels Elektronenstrahlen (E-Beam) des Deckels kann entweder in einem Einlaufbereich der Vorrichtung vorgesehen sein oder direkt in dem Kopf der Beaufschlagungseinrichtung.Sterilization by means of electron beams (e-beam) of the lid can be provided either in an inlet area of the device or directly in the head of the impingement device.

Im Falle einer Sterilisation mittels Peressigsäure bzw. einer Nasssterilisation des Deckels oder der Behältnisse ist auch eine Sterilisation innerhalb eines Isolators denkbar. Dabei kann sowohl eine Sterilisation des Isolators erfolgen, als auch von Zuführleitungen. Auch dies kann gegebenenfalls mittels Peressigsäure durchgeführt werden.In the case of sterilization using peracetic acid or wet sterilization of the lid or the containers, sterilization within an isolator is also conceivable. Both the isolator and the supply lines can be sterilized. If appropriate, this can also be carried out using peracetic acid.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Inspektionseinrichtung und/oder die Überwachungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, wenigstens einen Wert auszugeben, der für die Einrichtung der Vorrichtung und/oder die Herstellung der befüllten Behältnisse charakteristisch ist.In a further advantageous embodiment, the inspection device and/or the monitoring device is suitable and intended to output at least one value that is characteristic of the setup of the device and/or the manufacture of the filled containers.

Besonders bevorzugt ist der Wert, der für die Einrichtung der Vorrichtung charakteristisch ist, aus einer Gruppe von Werten ausgewählt, welche einen für eine physikalische Eigenschaft der Penetrationseinrichtung charakteristischen Wert, einen für eine Positionierung der Penetrationseinrichtung gegenüber dem Behältnis und/oder dem Verschluss charakteristischen Wert, einen für eine Relativbewegung zwischen der Penetrationseinrichtung und dem Behältnis charakteristischen Wert, einen für eine Fokussierung eines Lichtbündels charakteristischen Wert, einen für die Beaufschlagungseinrichtung charakteristischen Wert, einen für die Verschließeinrichtung charakteristischen Wert, insbesondere einen Temperaturwert oder dergleichen enthält.Particularly preferably, the value that is characteristic of the setup of the device is selected from a group of values that include a value that is characteristic of a physical property of the penetration device, a value that is characteristic of a positioning of the penetration device relative to the container and/or the closure, a value characteristic of a relative movement between the penetration device and the container, a value characteristic of focusing a light beam, a value characteristic of the impingement device, a value characteristic of the closing device, in particular a temperature value or the like.

Es wird daher vorgeschlagen, dass solche Werte bestimmt werden, welche für einen zuverlässigen Penetrations- und/oder Beaufschlagungs- und/oder Sterilisations- und/oder Verschließvorgang relevant sind. Dies kann beispielsweise der Zustand einer Penetrationsnadel sein, beispielsweise kann überprüft werden, ob diese abgebrochen ist oder allgemein noch intakt ist. Auch können mehrere derartiger Werte bestimmt werden.It is therefore proposed that those values are determined which are relevant for a reliable penetration and/or loading and/or sterilization and/or sealing process. This can be, for example, the condition of a penetration needle, for example it can be checked whether it has broken off or is generally still intact. Several such values can also be determined.

Daneben kann auch die Konzentration eines Sterilisationsmittels gemessen werden.In addition, the concentration of a sterilizing agent can also be measured.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Inspektionseinrichtung und/oder die Überwachungseinrichtung eine Sensoreinrichtung auf, welche aus einer Gruppe von Sensoreinrichtungen ausgewählt ist, welche Temperatursensoren, Drucksensoren, Beschleunigungssensoren, Bewegungssensoren, Entfernungssensoren, akustische Sensoren, Näherungssensoren und dergleichen enthält.In a further advantageous embodiment, the inspection device and/or the monitoring device has a sensor device selected from a group of sensor devices containing temperature sensors, pressure sensors, acceleration sensors, movement sensors, distance sensors, acoustic sensors, proximity sensors and the like.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Speichereinrichtung auf, welche die von der jeweiligen Sensoreinrichtung ausgegebenen Werte abspeichert. Daneben ist bevorzugt eine Vergleichseinrichtung vorgesehen, welche die von der oder den Sensoreinrichtungen ausgegebenen Werte mit Referenzwerten, insbesondere mit in einer Datenbank gespeicherten Referenzwerten vergleicht.In a further advantageous embodiment, the device has a memory device which stores the values output by the respective sensor device. In addition, a comparison device is preferably provided, which compares the values output by the sensor device(s) with reference values, in particular with reference values stored in a database.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Vorrichtung eine Steuerungsund/oder Regelungseinrichtung aufweisen, welche die Vorrichtung unter Berücksichtigung der von der oder den Sensoreinrichtungen ausgegebenen Werten steuert.In a further advantageous embodiment, the device can have a control and/or regulation device which controls the device taking into account the values output by the sensor device or devices.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Wert, der für die Herstellung der befüllten Behältnisse charakteristisch ist, aus einer Gruppe von Werten ausgewählt, welche Temperaturwerte, Druckwerte, insbesondere einen Druckwert im Inneren des Behältnisses, Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, optische Kenngrößen und dergleichen enthält. Dabei kann es sich beispielsweise um die Temperatur der Flüssigkeit in dem Behältnis handeln, oder auch die Temperatur eines Schweißstempels, der die erzeugte Öffnung versiegelt. Daneben können derartige Werte auch über längere Zeit aufgenommen werden. Auch kann über derartige Werte eine Prognose über einen Abnutzungszustand erstellt werden.In a further preferred embodiment, the value that is characteristic of the production of the filled containers is selected from a group of values that contains temperature values, pressure values, in particular a pressure value inside the container, speeds, accelerations, optical parameters and the like. This can be the temperature of the liquid in the container, for example, or the temperature of a welding stamp that seals the opening produced. In addition, such values can also be recorded over a longer period of time. Such values can also be used to make a prognosis about a state of wear.

Daneben ist es auch möglich, dass optisch der Einstich etwa in einem Behältnisverschluss geprüft wird.In addition, it is also possible for the puncture to be checked visually, for example in a container closure.

Weiterhin kann eine Temperaturmessung ermöglicht sein, etwa eine Temperaturmessung eines Versiegelungspunktes.Furthermore, a temperature measurement can be made possible, for example a temperature measurement of a sealing point.

Daneben ist es auch möglich, dass an dem Behältnis vor und nach der Durchführung des entsprechenden Verfahrens Messungen durchgeführt werden, etwa Druckmessungen.In addition, it is also possible for measurements, such as pressure measurements, to be carried out on the container before and after the implementation of the corresponding method.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Inspektionseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, den betreffenden Wert berührungslos zu ermitteln. So kann es sich beispielsweise bei der Inspektionseinrichtung um eine Kamera oder auch einen Näherungssensor oder dergleichen handeln.In a further preferred embodiment, the inspection device is suitable and intended for determining the relevant value without contact. For example, the inspection device can be a camera or a proximity sensor or the like.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Fehlererzeugungseinheit auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, Betriebsfehler zu erzeugen. In diesem Fall wird vorgeschlagen, dass zunächst ein Fehler absichtlich erzeugt wird, um die Inspektionseinheit zu überprüfen, das heißt diese Inspektionseinrichtung muss dann diesen Fehler feststellen können. So wird es beispielsweise möglich, dass bewusst eine fehlerhafte Versiegelung erzeugt wird, um die nachfolgende Inspektionseinrichtung zu überprüfen, das heißt dahingehend zu überprüfen, ob diese diesen Fehler auch feststellen kann.In a further advantageous embodiment, the device has an error generation unit which is suitable and intended for generating operating errors. In this case, it is proposed that an error is first intentionally generated in order to check the inspection unit, ie this inspection device must then be able to detect this error. It is thus possible, for example, for a defective seal to be deliberately produced in order to check the subsequent inspection device, that is to say to check whether it can also detect this defect.

Bei einer bevorzugten Vorgehensweise könnte eine Nadelinspektion zwischen einem Einlaufstern der Behältnisse und einem Auslaufstern des Behältnisses stattfinden. So wäre es denkbar, dass die Penetrationseinrichtung, beispielsweise eine Nadel kurz ausgefahren wird um mit wenigstens einer Kamera, bevorzugt mit zwei Kameras, die bevorzugt um einen vorgegebenen Winkel bezüglich einander versetzt sind, aufgenommen zu werden.In a preferred procedure, a needle inspection could take place between an infeed starwheel of the containers and an outlet starwheel of the container. It would be conceivable that the penetration device, for example a needle, is briefly extended in order to be recorded with at least one camera, preferably with two cameras, which are preferably offset by a predetermined angle with respect to one another.

Da eine derartige Inspektion in der Praxis nur selten Fehler findet bzw. meldet, ist eine Selbstüberprüfung vorteilhaft. Diese kann etwa dadurch erfolgen, dass in Intervallen die Nadel nicht ausgefahren wird und die Kamera dann diesen provozierten Fehler melden muss als Nachweis für die korrekte Inspektionsfunktion.Since such an inspection rarely finds or reports errors in practice, a self-check is advantageous. This can be done, for example, by the needle not being extended at intervals and the camera then having to report this provoked error as proof of the correct inspection function.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Inspektionseinrichtung vorgesehen, welche eine thermische Überwachung des Schweißpunkts ermöglicht. So können etwa Sensoren wie Infrarotkameras oder Thermopiles vorgesehen sein, welche nach dem Verschweißen überprüfen, ob an dem Schweißpunkt eine lokale Erwärmung um eine Mindest-Temperaturdifferenz messbar ist.In a preferred embodiment, an inspection device is provided which enables thermal monitoring of the spot weld. For example, sensors such as infrared cameras or thermopiles can be provided which, after welding, check whether local heating by a minimum temperature difference can be measured at the welding point.

Daneben ist es auch möglich und bevorzugt, dass die Penetrationseinrichtung inspiziert und/oder überprüft wird. So kann etwa eine Nadel, dass durch diese Nadel erzeugte Einstichloch und/oder die Form eines Schweißpunkts geprüft werden. Hierbei ist beispielsweise eine Erkennung der Lage des Loches und/oder Schweißpunkts bezüglich einer Außenkante des Verschlusses, eine Rundheit des Loches und/oder Schweißpunkts, der Durchmesser des Loches und/oder Schweißpunkts, eine Krümmung des Loches und/oder Schweißpunkts auf dem Verschluss denkbar.In addition, it is also possible and preferred for the penetration device to be inspected and/or checked. For example, a needle, the puncture hole created by this needle and/or the shape of a spot weld can be checked. Here, for example, a detection of the position of the hole and/or weld point with respect to an outer edge of the closure, a roundness of the hole and/or weld point, the diameter of the hole and/or weld point, a curvature of the hole and/or weld point on the closure is conceivable.

Bevorzugt weist die Inspektionseinrichtung eine Bildaufnahmeeinrichtung wie insbesondere aber nicht ausschließlich eine Kamera auf, welche das Einstichloch und/oder den Schweißpunkt beobachtet. Diese Bildaufnahmeeinrichtung kann dabei insbesondere oberhalb des Behältnisverschlusses angeordnet sein.The inspection device preferably has an image recording device, such as in particular but not exclusively a camera, which observes the puncture hole and/or the spot weld. This image recording device can be arranged in particular above the container closure.

Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Inspektionseinrichtung auf, welche dazu dient den Verschluss und/oder den Innendruck des Behältnisses zu prüfen. Dies kann beispielsweise über eine Wölbung des Behältnisverschlusses erfolgen. Diese Inspektionseinrichtung kann dabei beispielsweise ein optisches Mittel aufweisen. So kann beispielsweise ein Einpunkt-Laser Triangulationssensor vorgesehen sein, der ein Höhenprofil des Verschlusses und insbesondere darunter durchfahrenden Verschlusses aufnimmt.The device preferably has an inspection device which is used to check the closure and/or the internal pressure of the container. This can be done, for example, by arching the container closure. This inspection device can have an optical means, for example. For example, a single-point laser triangulation sensor can be provided, which records a height profile of the closure and in particular the closure passing underneath.

Aus einer Krümmung einer aufgenommenen Messkurve kann auf den Innendruck und damit beispielsweise auf Undichtigkeit geschlossen werden. Selbst wenn die Wölbung aufgrund sich langsam verändernder Umgebungsbedingungen sich verändert bzw. "davonwandet", können einzelne stärker abweichende Profile erkannt werden. Noch robuster (wenn auch aufwendiger) ist die Erkennung, wenn ein flächiges Oberflächenprofil der Verschlüsse aufgenommen wird.The internal pressure and thus, for example, a leak can be inferred from a curvature of a recorded measurement curve. Even if the curvature changes or "wanders away" due to slowly changing environmental conditions, individual profiles that deviate more strongly can be recognized. The detection is even more robust (albeit more complex) if a planar surface profile of the closures is recorded.

Wie erwähnt, kann auch die Penetrationseinrichtung, welche etwa eine Nadel aufweisen kann, optisch inspiziert werden. Bevorzugt ist daher eine Inspektionseinrichtung vorgesehen, welche wenigstens ein Element der Penetrationseinrichtung insbesondere optisch inspiziert. Bevorzugt wird die Penetrationseinrichtung bzw. die Nadel hinsichtlich einer Eigenschaft untersucht, der aus einer Gruppe von Eigenschaften ausgewählt ist, welche eine Verbiegung der Nadel, eine Stumpfheit der Nadel, einen eventuell vorhandenen Nadelbruch, eine Position oder Länge der Nadel, das Vorhandensein von Rückständen auf der Nadel und/oder das Vorhandensein von Verschmutzungen auf der Nadel enthält.As mentioned, the penetration device, which can have a needle, for example, can also be inspected optically. An inspection device is therefore preferably provided which inspects at least one element of the penetration device, in particular optically. The penetration device or the needle is preferably examined with regard to a property which is selected from a group of properties which include bending of the needle, bluntness of the needle, any broken needle, position or length of the needle, the presence of residues of the needle and/or the presence of debris on the needle.

Speziell wenn Einrichtungen wie die zur Sterilisation, zur Penetration oder zum Wiederverschließen mehrfach vorhanden sind, wie dies in Rundläufermaschinen typischerweise der Fall ist, wird vorgeschlagen, diese Einrichtungen einzeln zu überwachen und insbesondere einzeln statistisch zu überwachen. Dafür können mehrere Messungen einer oder mehrerer Eigenschaften für jede individuelle Einrichtung statistisch aggregiert werden, um im Sinne einer vorbeugenden Wartung, Abweichungen frühzeitig zu erkennen, bevor diese sich auf die Produktion auswirken. Die statistische Aggregation, beispielsweise eine Mittelung über viele Messwerte, erlaubt dabei eine wesentlich höhere Genauigkeit als einzelne Messungen. Werden dann aus Zeitreihen noch Trends abgeleitet, kann z.B. das Erreichen einer Verschleißgrenze frühzeitig prognostiziert werden.Especially when there are multiple devices such as those for sterilization, for penetration or for reclosing, as is typically the case in rotary machines, it is proposed to monitor these devices individually and in particular to statistically monitor them individually. For this purpose, several measurements of one or more properties can be statistically aggregated for each individual device in order to detect deviations early on in the sense of preventive maintenance, before they affect production. The statistical aggregation, for example an averaging over many measured values, allows a significantly higher accuracy than individual measurements. If trends are then derived from time series, e.g. the reaching of a wear limit can be predicted at an early stage.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Herstellen von befüllten Behältnissen mit einer Transporteinrichtung gerichtet, welche zum Transportieren von mit einer Flüssigkeit befüllten und mit einem Verschluss verschlossenen Behältnissen geeignet und bestimmt ist. Weiterhin ist eine Penetrationseinrichtung vorgesehen, welche dazu geeignet und bestimmt ist, in wenigstens einem Bereich des Verschlusses und/ oder wenigstens einem Bereich des Behältnisses eine Öffnung zu erzeugen und auch eine Beaufschlagungseinrichtung, welche einen Innenraum des Behältnisses durch diese Öffnung hindurch mit einem fließfähigen und insbesondere gasförmigen Medium beaufschlagt. Weiterhin ist eine Verschließeinrichtung vorgesehen, welche die Öffnung verschließt.The present invention is also directed to a device for producing filled containers with a transport device which is suitable and intended for transporting containers filled with a liquid and closed with a closure. Furthermore, a penetration device is provided which is suitable and intended to create an opening in at least one area of the closure and/or at least one area of the container and also an application device which fills an interior of the container through this opening with a free-flowing and in particular gaseous medium applied. Furthermore, a closing device is provided which closes the opening.

Die Vorrichtung kann eine Wechseleinrichtung aufweisen, welche dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens eine Einrichtung der Vorrichtung einzuwechseln.The device can have a changing device which is suitable and intended for changing at least one device of the device.

Dabei kann es sich beispielsweise um ein Element der Penetrationseinrichtung handeln, wie etwa eine Nadel oder dergleichen. Weiterhin könnte es sich bei dieser Einrichtung der Vorrichtung um ein Element der Beaufschlagungseinrichtung handeln, oder auch um ein Element der Verschließeinrichtung.This can be, for example, an element of the penetration device, such as a needle or the like. Furthermore, this device of the device could be an element of the loading device, or also an element of the closing device.

Bevorzugt ist diese Wechseleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, den bezeichneten Wechsel automatisch durchzuführen. So ist es möglich, dass bei einer Beschädigung der Penetrationseinrichtung, beispielsweise der Nadel, diese automatisch getauscht werden kann.This changing device is preferably suitable and intended for carrying out the designated change automatically. It is thus possible that if the penetration device, for example the needle, is damaged, it can be automatically replaced.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Aufbewahrungseinrichtung zur Aufbewahrung wenigstens einer und bevorzugt mehrerer derartiger Elemente auf, wie beispielsweise einer oder mehrerer entsprechender Nadeln. Diese Aufbewahrungseinrichtung bzw. dieses Magazin kann in einer bestimmten Position platziert sein, sodass bei einer beschädigten Nadel oder Penetrationseinrichtung diese Position angefahren werden kann und ein Tausch über ein Wechselsystem und/ oder einen Roboter durchgeführt werden kann.In a further advantageous embodiment, the device has a storage device for storing at least one and preferably several such elements, such as for example one or several corresponding needles. This storage device or this magazine can be placed in a specific position, so that if the needle or penetration device is damaged, this position can be approached and an exchange can be carried out using a changing system and/or a robot.

Daneben ist es auch möglich, dass die Wechseleinrichtung selbst in die Penetrationseinrichtung integriert ist. So kann sich beispielsweise in dem Prozesskopf ein Magazin befinden, das bei einer Beschädigung einer Nadel diese austauscht. So kann beispielsweise eine beschädigte Nadel ausgeworfen und durch eine neue ersetzt werden.In addition, it is also possible for the changing device itself to be integrated into the penetration device. For example, a magazine can be located in the process head, which replaces a needle if it is damaged. For example, a damaged needle can be ejected and replaced with a new one.

Allgemein können die Penetrationseinrichtung und die Verschließeinrichtung in unterschiedlicher Weise angeordnet sein und/oder bewegt werden. So wäre es denkbar, dass sowohl die Penetrationseinrichtung als auch die Verschließeinrichtung dem Behältnis und/oder dem Behältnisverschluss mit der gleichen Bewegungsrichtung zugeführt werden. Die Penetrationseinrichtung und die Verschließeinrichtung könnten dabei etwa an einem Träger angeordnet sein, der in der Art einer Revolvertrommel ausgestaltet ist.In general, the penetration device and the closing device can be arranged and/or moved in different ways. It would thus be conceivable for both the penetration device and the closing device to be fed to the container and/or the container closure with the same direction of movement. The penetration device and the closing device could be arranged on a carrier, for example, which is designed in the manner of a revolver drum.

Daneben könnten die Bewegungsrichtungen der jeweiligen Zustellbewegungen zueinander auch in einem von 0° verschiedenen Winkel verlaufen bzw. schräg sein. Dabei wäre es möglich, dass eines der beiden Elemente senkrecht zu der Behältnis- und/oder Verschlusswand steht, es wäre jedoch auch möglich, dass beide Elemente schräg zu der jeweils zu durchstechenden Wandung stehen.In addition, the directions of movement of the respective infeed movements could also run at an angle other than 0° or be oblique. It would be possible for one of the two elements to be perpendicular to the container and/or closure wall stands, but it would also be possible for both elements to stand at an angle to the wall to be pierced in each case.

Um zu vermeiden, dass durch ein schräges auftreffen auf den zu durchbohrenden und/oder zu verschließenden Abschnitt Querkräfte auftreten, können die beiden Einrichtungen senkrecht auf die zu durchbohrende Fläche aufgesetzt werden. Bevorzugt ist in diesem Fall eine Bewegungseinrichtung vorgesehen, welche wenigstens eine der beiden Einrichtungen zumindest auch in einer senkrecht zu der Einstechrichtung stehenden Richtung bewegt, wie etwa die oben erwähnte revolvertrommelartige Einrichtung.In order to avoid transverse forces occurring as a result of an oblique impact on the section to be pierced and/or to be closed, the two devices can be placed perpendicularly on the surface to be pierced. In this case, a movement device is preferably provided, which moves at least one of the two devices at least also in a direction perpendicular to the piercing direction, such as the above-mentioned revolver drum-like device.

Mit anderen Worten kann bevorzugt eine Wechselbewegung der Komponenten durchgeführt werden, welche etwa durch eine horizontale Verschiebung der Penetrationseinrichtung und/oder der Verschließeinrichtung erfolgen kann oder auch durch eine Drehbewegung realisiert werden kann.In other words, an alternating movement of the components can preferably be carried out, which can take place, for example, by a horizontal displacement of the penetration device and/or the closing device or can also be realized by a rotary movement.

Daneben könnte auch das Behältnis selbst - insbesondere quer insbesondere senkrecht zu ihrer Längsrichtung gegenüber der Penetrationseinrichtung und/oder der Verschließeinrichtung bewegt werden.In addition, the container itself could also be moved—in particular transversely, in particular perpendicularly, to its longitudinal direction in relation to the penetration device and/or the closing device.

Besonders bevorzugt sind an der Transporteinrichtung mehrere Stationen angeordnet, die bevorzugt jeweils die oben genannten Einrichtungen aufweisen, d.h. die jeweils eine Beaufschlagungseinrichtung, eine Penetrationseinrichtung und/oder eine Verschließeinrichtung aufweisen.Particularly preferably, a plurality of stations are arranged on the transport device, each of which preferably has the above-mentioned devices, i.e. each has an impingement device, a penetration device and/or a closing device.

Besonders bevorzugt ist die Reinigungs- und/oder Sterilisationseinrichtung geeignet, Einrichtungen der Beaufschlagungseinrichtung(en) mit einem fließfähigen Reinigungsmedium, wie unten genauer beschrieben, zu beaufschlagen.The cleaning and/or sterilization device is particularly preferably suitable for applying a free-flowing cleaning medium to devices of the application device(s), as described in more detail below.

Bei einer weiteren Ausgestaltung ermöglicht die Beaufschlagungseinrichtung die Beaufschlagung des Behältnisses zumindest mit einem ersten Druck und einem zweiten Druck, der sich von dem ersten Druck unterscheidet. So ist es beispielsweise möglich, dass das Behältnis zunächst mit einem größeren Überdruck, beispielsweise mit einem Druck von vier bar beaufschlagt wird und im Anschluss hieran mit einem Druck, der dann im Wesentlichen dem Innendruck des Behältnisses entspricht, beispielsweise einem Druck von 1,3 bar (bzw. 0,3 bar Überdruck gegenüber Umgebungsdruck). Insbesondere handelt es sich hierbei um den Druck des fließfähigen Mediums, welches in das Behältnis durch die eingebrachte Öffnung hindurch eingeführt wird.In a further embodiment, the application device enables the container to be subjected to at least a first pressure and a second pressure, which differs from the first pressure. For example, it is possible that the container is initially subjected to a greater overpressure, for example a pressure of four bar, and then to a pressure which then essentially corresponds to the internal pressure of the container, for example a pressure of 1.3 bar (or 0.3 bar overpressure compared to ambient pressure). In particular, this is the pressure of the free-flowing medium that is introduced into the container through the opening made.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Beaufschlagungseinrichtung wenigstens eine Zuführleitung auf, welche dem Innenraum des Behältnisses das Medium zuführt und die Sterilisationseinrichtung ist dazu geeignet und bestimmt, diese Zuführleitung mit einem reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium zu spülen. Besonders bevorzugt weist die Beaufschlagungseinrichtung wenigstens zwei Zuführleitungen auf, welche dem Innenraum des Behältnisses das fließfähige Medium zuführen und die Sterilisationseinrichtung ist dazu geeignet und bestimmt beide Zuführleitungen mit dem Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium zu spülen.In a preferred embodiment, the application device has at least one feed line, which feeds the medium to the interior of the container, and the sterilization device is suitable and intended for rinsing this feed line with a cleaning and/or sterilization medium. The application device particularly preferably has at least two feed lines which feed the flowable medium to the interior of the container, and the sterilization device is suitable and intended for rinsing both feed lines with the cleaning and/or sterilization medium.

Daneben kann die Beaufschlagungseinrichtung einen Beaufschlagungsraum aufweisen, der in Störungsverbindung mit dem Innenraum des Behältnisses steht, und in den die wenigstens eine, bevorzugt beide Zuführleitungen führen.In addition, the application device can have an application space which is in fault connection with the interior of the container and into which at least one, preferably both, supply lines lead.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Reinigungs- und/oder Sterilisationseinrichtung wenigstens eine stationär angeordnete Zuführungseinrichtung für ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium auf. Dabei ist es möglich, dass in einem stehenden Bereich der Maschine derartige Zuführungen oder auch ein entsprechendes Reservoir für das Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel angeordnet sind und insbesondere dieses Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel zu einem beweglichen Teil der Vorrichtung transportiert wird.In a further advantageous embodiment, the cleaning and/or sterilization device has at least one stationary feed device for a cleaning and/or sterilization medium. It is possible that such feeds or also a corresponding reservoir for the cleaning and/or sterilizing agent are arranged in a stationary area of the machine and in particular this cleaning and/or sterilizing agent is transported to a moving part of the device.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Beaufschlagungseinrichtung an der Transporteinrichtung angeordnet. Dies bedeutet, dass die Beaufschlagungseinrichtung mit der Transporteinrichtung transportiert wird.In a further preferred embodiment, the application device is arranged on the transport device. This means that the application device is transported with the transport device.

Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung eine Vielzahl von derartigen Beaufschlagungseinrichtungen auf. So können beispielsweise eine Vielzahl von entsprechenden Stationen ausgeführt sein, an denen, wie oben erwähnt, jeweils Penetrationseinrichtungen, Beaufschlagungseinrichtung und/oder Verschließeinrichtungen angeordnet sind.The device particularly preferably has a large number of such application devices. For example, a large number of corresponding stations can be implemented, at which, as mentioned above, penetration devices, application devices and/or closing devices are arranged.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Verteileinrichtung auf, welche wenigstens ein fließfähiges Medium von einer stationär angeordneten Zufahreinrichtung auf eine Vielzahl von Beaufschlagungseinrichtungen verteilt. Insbesondere kann es sich bei dieser Verteileinrichtung um einen sogenannten Drehverteiler handeln, der ausgehend von einer stationären Zuführung einer Vielzahl von an der Transporteinrichtung angeordneten und damit beweglichen Beaufschlagungseinrichtungen aufteilt.In a further advantageous embodiment, the device has a distribution device which distributes at least one free-flowing medium from a stationary supply device to a large number of application devices. In particular, this distribution device can be a so-called rotary distributor, which, starting from a stationary supply, divides up a large number of loading devices that are arranged on the transport device and are therefore movable.

Dabei ist es jedoch möglich, dass die eigentliche Sterilisation bzw. Reinigung in einem stehenden Zustand der Beaufschlagungseinrichtungen erfolgt. Weiter ist es auch möglich, dass die genannte Verteileinrichtung auch dazu geeignet und bestimmt ist, im Betrieb das fließfähige Medium von einem stationären Anlagenteil auf die einzelnen Beaufschlagungseinrichtungen zu verteilen.However, it is possible for the actual sterilization or cleaning to take place with the impingement devices in a stationary state. Furthermore, it is also possible that the named distribution device is also suitable and intended for distributing the flowable medium from a stationary part of the plant to the individual application devices during operation.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine stationär angeordnete Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen des fließfähigen Mediums auf. Damit ist es auch möglich, dass das fließfähige Medium, mit dem die Behältnisse im Arbeitsbetrieb beaufschlagt werden, ausgehend von einem stehenden Teil der Anlage auf einen beweglichen und insbesondere drehenden Teil der Anlage überführt wird.In a further advantageous embodiment, the device has a stationarily arranged supply device for supplying the flowable medium. It is thus also possible for the flowable medium, which is applied to the containers during operation, to be transferred from a stationary part of the system to a moving and, in particular, rotating part of the system.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Auswahleinrichtung und/oder Schalteinrichtung auf, welche die wahlweise Beschickung der Beaufschlagungseinrichtung mit dem fließfähigen Medium oder dem Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium ermöglicht. Dabei ist es möglich, dass die Vorrichtung, wie unten genauer beschrieben, zwei unterschiedliche Arbeitsbetriebe aufweist und die Auswahleinrichtung etwa ein Ventil, bewirken kann, dass die Beaufschlagungseinrichtung entweder mit dem fließfähigen Medium oder mit dem Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium beaufschlagt wird.In a further advantageous embodiment, the device has a selection device and/or switching device, which enables the charging device to be optionally charged with the free-flowing medium or the cleaning and/or sterilization medium. It is possible for the device, as described in more detail below, to have two different operating modes and for the selection device, such as a valve, to cause the charging device to be charged either with the free-flowing medium or with the cleaning and/or sterilization medium.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem fließfähigen Medium (welches zur Sterilisation und/oder Reinigung dient) um ein gasförmiges Medium und insbesondere um ein Medium wie Dampf, Wasserstoffperoxid oder dergleichen. Es wäre jedoch auch die Sterilisation mit einem flüssigen Medium möglich.In a further preferred embodiment, the flowable medium (which is used for sterilization and/or cleaning) is a gaseous medium and in particular a medium such as steam, hydrogen peroxide or the like. However, sterilization with a liquid medium would also be possible.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird mindestens einer der (oben erwähnten) Drücke bzw. eine der Druckstufen (mit denen das Behältnis beaufschlagt wird mittels einer Druckspeichereinrichtung zur Verfügung gestellt.In a preferred embodiment, at least one of the pressures (mentioned above) or one of the pressure levels (to which the container is subjected) is made available by means of a pressure accumulator device.

Insbesondere bei Verwendung einer Rotationsmaschine besteht allgemein die Notwendigkeit, die beiden Druckstufen auf den drehenden Teil der Maschine zu übertragen oder den Druck in der Rotation zu reduzieren, insbesondere um einen entsprechenden Medienverteiler einfach zu halten.In particular when using a rotary machine, there is generally a need to transfer the two pressure levels to the rotating part of the machine or to reduce the pressure in the rotation, in particular in order to keep a corresponding media distributor simple.

Eine Druckreduzierung in der Rotation ist allerdings nur bedingt möglich, da die Einbauten, vor allem ein Druckminderer keine hygienischen Bauteile sind und somit die gesamte Leitung zur Aufrechterhaltung der Hygiene nicht gedämpft werden kann.However, a pressure reduction during rotation is only possible to a limited extent, since the built-in components, especially a pressure reducer, are not hygienic components and therefore the entire line cannot be dampened to maintain hygiene.

Falls eine Reduzierung des Druckes mit einem Ventilknoten erfolgt und mit separaten Leitungen in den drehenden Teil der Maschine überführt wird würde dies zu einem komplizierten Aufbau des Medienverteilers führen.If the pressure is reduced with a valve manifold and transferred to the rotating part of the machine with separate lines, this would lead to a complicated structure for the media distributor.

Daneben bedarf eine Druckreduzierung in einer Leitung und eine nachfolgende Abnahme immer einer hochgenauen Einstellung und Abstimmung von Reglern, da eine Abnahme sofort eine Auswirkung auf das vorhandene Volumen im Rohr hat. Häufig schwenkt dann der Druck, sodass in der Folge nicht in jedem Behälter der gleiche Druck im Kopfraum vorhanden ist.In addition, a pressure reduction in a line and a subsequent decrease always requires a highly precise setting and tuning of controllers, since a decrease has an immediate effect on the existing volume in the pipe. The pressure then often fluctuates so that the pressure in the headspace of each container is not the same.

Die oben erwähnte Ausführungsform schlägt daher vor, auf dem drehenden Teil bzw. dem beweglichen Teil der Anlage einen Druckspeicher vorzusehen. Genauer geht diese Idee davon aus, dass nur eine Leitung mit einem Druckniveau etwa dem geringeren Druck oder dem höheren Druck durch einen Medienverteiler geführt wird.The embodiment mentioned above therefore proposes providing a pressure accumulator on the rotating part and on the moving part of the plant, respectively. More precisely, this idea assumes that only one line with a pressure level of about the lower pressure or the higher pressure is routed through a media distributor.

In dem drehenden Teil wird dann über ein Regelventil (welches bevorzugt dämpfbar ist) ein Druckspeicher mit hohem Volumen mit einem höheren Druck p1 befüllt. Dieser Druckspeicher kann beispielsweise als Ringkessel ausgeführt sein. Damit stellt bevorzugt die Druckspeichereinrichtung den höheren Druck zur Verfügung. Dieser Druckspeicher kann, wie erwähnt, als Ringleitung ausgeführt sein und dabei mehrere abhängig vereinzelte Stationen aufweisen.In the rotating part, a pressure accumulator with a high volume is then filled with a higher pressure p1 via a control valve (which can preferably be damped). This pressure accumulator can be designed, for example, as a ring tank. The pressure accumulator device thus preferably makes the higher pressure available. As mentioned, this pressure accumulator can be designed as a ring line and have a number of dependent individual stations.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Druckspeichereinrichtung an einer Einrichtung der Transporteinrichtung angeordnet. So kann beispielsweise, wie oben erwähnt, im Falle eines Rundläufers ein drehendes Rad vorgesehen sein, an dem wiederum der Druckspeicher angeordnet ist. An diesem Rad können auch mehrere der oben erwähnten Stationen vorgesehen sein, welche zum Behandeln der Behältnisse dienen.In a preferred embodiment, the pressure accumulator device is arranged on a device of the transport device. For example, as mentioned above, in the case of a rotary machine, a rotating wheel can be provided on which the pressure accumulator is in turn arranged. Several of the stations mentioned above, which are used to treat the containers, can also be provided on this wheel.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vielzahl von Beaufschlagungseinrichtungen auf, und bevorzugt sind mehrere dieser Beaufschlagungseinrichtungen von einer gemeinsamen Druckspeichereinrichtung mit wenigstens einem Druck versorgt.In a further preferred embodiment, the device has a large number of application devices, and preferably several of these application devices are supplied with at least one pressure from a common pressure accumulator device.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird auch ein Druck mittels einer stationär angeordneten Versorgungseinrichtung zur Verfügung gestellt. Insbesondere handelt es sich hier um den kleineren Druck. Dieser wird bevorzugt mittels einer Verteileinrichtung, beispielsweise einem sogenannten Drehverteiler auf die einzelnen Stationen verteilt.In a further preferred embodiment, pressure is also made available by means of a stationarily arranged supply device. In particular, this is the smaller print. This is preferably distributed to the individual stations by means of a distribution device, for example a so-called rotary distributor.

Bevorzugt wird der höhere Druck über einen Drehverteiler zur Verfügung gestellt bzw. geliefert. Dieser Druck kann mittels einer Reduzierungseinrichtung reduziert werden, beispielsweise mittels eines Regelventils. Auf diese Weise kann über den Druckspeicher die Genauigkeit bei der Beaufschlagung der Behältnisse mit Druck sichergestellt werden.The higher pressure is preferably made available or supplied via a rotary distributor. This pressure can be reduced by means of a reducing device, for example by means of a control valve. In this way, the accuracy when the containers are pressurized can be ensured via the pressure accumulator.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden dem Behältnis die unterschiedlichen Drücke über wenigstens zwei Zuführleitungen zur Verfügung gestellt. So ist es möglich, dass an den Kopfraum des Behältnisses bzw. an dem Verschluss ein Druckraum angelegt wird und dieser Druckraum von den beiden Leitungen versorgt werden kann. Über diesen Druckraum kann der Druck in das Innere des Behältnisses gelangen.In a further preferred embodiment, the different pressures are made available to the container via at least two feed lines. It is thus possible for a pressure space to be applied to the headspace of the container or to the closure and for this pressure space to be supplied by the two lines. The pressure can reach the interior of the container via this pressure chamber.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine Abdichteinrichtung auf, welche das Behältnis und/oder den Behältnisverschluss während der Beaufschlagung abdichtet. So ist es möglich, dass das Behältnis selbst an eine Dichtfläche eines Beaufschlagungskopfes zugestellt wird. Daneben wäre es jedoch auch möglich, den Kopf auf das Behältnis abzusenken. Daneben oder zusätzlich wäre es auch möglich, das Behältnis seitlich einzuschieben und so die Abdichtung zwischen dem Behälter und dem Prozesskopf zu generieren.In a further preferred embodiment, the device has at least one sealing device which seals the container and/or the container closure during loading. It is thus possible for the container itself to be delivered to a sealing surface of an application head. In addition, however, it would also be possible to lower the head onto the container. Besides or in addition, it would also be possible to Insert the container from the side and thus generate the seal between the container and the process head.

Um das Innere des Behälters mit Druck zu beaufschlagen, kann auf der Oberseite des Verschlusses abgedichtet werden. Im Stand der Technik wird das durch ein Zustellen des gesamten Prozesskopfes realisiert. Nachteil dabei ist, dass der Kopf mit der gesamten Peripherie bewegt werden muss und dadurch die Lebensdauer der Anschlüsse und Dichtungen verkürzt wird.To pressurize the interior of the container, sealing may be done on the top of the closure. In the prior art, this is realized by feeding in the entire process head. The disadvantage here is that the head has to be moved with the entire periphery, which shortens the service life of the connections and seals.

Daneben kann die Abdichtbewegung durch das Anheben der Behältnisse durchgeführt werden. Dadurch bleibt der Prozesskopf dauerhaft in einer fixen Position und wird nicht durch ständiges Bewegen beschädigt. Beim Anheben der Flasche muss nur eine Flaschenhalterung, beispielsweise eine Klammer, bewegt werden.In addition, the sealing movement can be carried out by lifting the containers. As a result, the process head remains permanently in a fixed position and is not damaged by constant movement. When lifting the bottle, only one bottle holder, such as a clamp, needs to be moved.

Es ist auch möglich das Abdichten zwischen Prozesskopf und Behältnisverschluss ohne eine Bewegung der beiden Komponenten zu realisieren. Dabei wird ein zusätzliches Zwischenstück zwischen beide Dichtflächen geschoben.It is also possible to seal the process head and container closure without moving the two components. An additional intermediate piece is pushed between the two sealing surfaces.

Zur Druckbeaufschlagung oder zum Druckausgleich eines bereits verschlossenen Behälters kann an der Stelle, an der der Behälter geöffnet werden soll, abgedichtet werden.In order to apply pressure or to equalize pressure in an already closed container, sealing can be carried out at the point at which the container is to be opened.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Regelungseinrichtung für wenigstens einen der Drücke bzw. eine der Druckstufen auf. So kann insbesondere am Speicher eine derartige Regelungseinrichtung angeordnet sein.In a further advantageous embodiment, the device has a control device for at least one of the pressures or one of the pressure stages. Such a control device can be arranged in particular on the memory.

So wäre es beispielsweise möglich, dass am oder im Druckspeicher ein Drucktransmitter vorgesehen ist, um den Druck einzuregeln. Weiterhin können an dem Druckspeicher die Abgänge zu dem Behandlungsstationen vorgesehen sein, um den gewünschten Enddruck in den Behältnissen einzustellen.For example, it would be possible for a pressure transmitter to be provided on or in the pressure accumulator in order to regulate the pressure. Furthermore, the outlets to the treatment stations can be provided on the pressure accumulator in order to set the desired final pressure in the containers.

Der hier verwendete Medienverteiler kann recht einfach gehalten werden, und damit kann auch der Aufbau der gesamten Maschine vereinfacht werden. Durch das Volumen des Druckspeichers für den Niederdruck kann das gewünschte Druckniveau sehr genau eingestellt werden, da eine Entkopplung von dem Hochdruck entsteht. Es ist daher möglich, dass der Druckspeicher sowohl zur Verfügungsstellung eines Hochdrucks als auch zur Verfügungsstellung eines Niederdrucks dient.The media distributor used here can be kept quite simple, and the structure of the entire machine can also be simplified as a result. The desired pressure level can be set very precisely by the volume of the pressure accumulator for the low pressure, since there is a decoupling from the high pressure. It is therefore possible that the pressure accumulator serves both to provide a high pressure and to provide a low pressure.

Weiterhin ist es auch möglich, dass die genannte Druckspeichereinrichtung sterilisiert wird, beispielsweise mit Dampf. Über ein verwendetes Regelventil zur Einspeisung des Speichers können auch unterschiedliche Solldrücke je nach dem gewünschten Behältnisdruck unabhängig eingestellt werden.Furthermore, it is also possible for the pressure accumulator device mentioned to be sterilized, for example with steam. Different setpoint pressures can also be set independently, depending on the desired container pressure, via a control valve used to feed the accumulator.

So kann auf einen Wechsel von Elementen, wie beispielsweise Blenden, verzichtet werden. Daneben ist auch eine genaue Einstellung der Behandlungszeit nicht mehr so bedeutsam wie im Stand der Technik. Durch einen (ggf. zusätzlichen) Einsatz von Blenden zur Reduzierung des Druckes von p1 auf p2 wäre es auch beispielsweise bei einer zu langen Behandlungszeit möglich, im Kopfraum einen viel zu hohen Druck zu erhalten, was zu einer Instabilität des Prozesses führen würde.This means that there is no need to change elements, such as screens. In addition, precise adjustment of the treatment time is no longer as important as in the prior art. Through the (possibly additional) use of orifices to reduce the pressure from p1 to p2, it would also be possible, for example if the treatment time was too long, to obtain too high a pressure in the headspace, which would lead to process instability.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die besagte Beaufschlagungseinrichtung für die Behältnisse an der Transporteinrichtung angeordnet. Wie oben erwähnt, kann dabei eine Vielzahl von derartigen Beaufschlagungseinrichtungen vorgesehen sein.In a further advantageous embodiment, said application device for the containers is arranged on the transport device. As mentioned above, a large number of such application devices can be provided.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Druckspeichereinrichtung mittels einer Reinigungsleitung und/oder einer Sterilisationsleitung reinigbar und/oder sterilisierbar.In a further preferred embodiment, the pressure accumulator device can be cleaned and/or sterilized by means of a cleaning line and/or a sterilization line.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Recyclingeinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, ein gasförmiges Medium und insbesondere das oben beschriebene Medium zum Beaufschlagen der Behältnisse wenigstens teilweise rückzugewinnen. So kann etwa durch Druck-Recycling ein Stickstoffverbrauch reduziert werden.In a further preferred embodiment, the device has a recycling device which is suitable and intended for at least partially recovering a gaseous medium and in particular the medium described above for charging the containers. For example, nitrogen consumption can be reduced through pressure recycling.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Einstechposition der Penetrationseinrichtung gegenüber dem Behältnis veränderbar und/oder einstellbar. Dies kann insbesondere aber nicht ausschließlich dadurch erfolgen, dass eine Position der Penetrationseinrichtung und/oder einer Nadel gegenüber dem zu durchstehenden Bereich des Behältnisses und insbesondere des Behältnisverschlusses insbesondere senkrecht zu der Längsrichtung des Behältnisses veränderbar ist.In a further preferred embodiment, a piercing position of the penetration device relative to the container can be changed and/or adjusted. This can be done in particular but not exclusively by changing the position of the penetration device and/or a needle relative to the region of the container to be penetrated and in particular the container closure, in particular perpendicular to the longitudinal direction of the container.

Auf diese Weise kann beispielsweise ein Verschluss an im Wesentlichen beliebigen Positionen durchstochen werden. Das Anstechen in den Behälterdeckel kann vorzugsweiße zentrisch stattfinden. Doch ist es auch möglich den Behälterverschluss in einer gerichteten Position zu behandeln, sodass bei einem Deckeldesign bzw. Verschlussdesign dieses durch Nadel und/oder Schweißung nicht beschädigt wird.In this way, for example, a closure can be pierced at essentially any position. The piercing of the container lid can preferably take place centrally. However, it is also possible to treat the container closure in an oriented position so that a lid design or closure design is not damaged by needle and/or welding.

Auch das Anstechen und Verschweißen andere Behältnisbereiche, etwa über den Flaschenboden ist möglich. Hierbei wird bevorzugt das Behältnis über den Boden (z.B. Anspritzpunkt der Preform) behandelt, sodass kein ersichtlicher Eingriff an dem Behälter sichtbar ist.It is also possible to pierce and seal other areas of the container, for example over the bottom of the bottle. In this case, the container is preferably treated from the bottom (e.g. injection point of the preform) so that no obvious intervention on the container is visible.

Um die Prozessgeschwindigkeit zu verändern und insbesondere zu erhöhen kann die Anzahl oder auch Lochgröße variiert werden. Das mindestens eine Loch kann bevorzugt einen Durchmesser von 0,05mm - 4mm, bevorzugt von 0,1 mm -2mm aufweisen.In order to change and in particular to increase the process speed, the number or size of the holes can be varied. The at least one hole can preferably have a diameter of 0.05mm-4mm, preferably 0.1mm-2mm.

Ebenfalls kann die Lochform variieren, beispielsweise ist eine runde, quadratische, dreieckige oder ovale-Form möglich. Alternativ könnte es sich bei der Lochform um ein Vieleck handeln.The shape of the hole can also vary, for example a round, square, triangular or oval shape is possible. Alternatively, the shape of the hole could be a polygon.

Bei mehreren Löchern gibt es die Möglichkeiten alle Löcher mit einem Schweißstempel zu verschweißen oder Anzahl Schweißstempel entspricht der Anzahl der Löcher/Nadeln. Auch ist es möglich, dass mehrere Schweißstempel vorgesehen sind, wobei jedoch zumindest einzelne dieser mehreren Schweißstempel mehrere Löcher verschweißen.If there are several holes, there is the possibility of welding all holes with one welding stamp or the number of welding stamps corresponds to the number of holes/needles. It is also possible for several welding stamps to be provided, but at least one of these several welding stamps welds several holes.

Der Schweißstempel kann weiterhin ein Muster enthalten beispielsweise ein Logo, Rautenmuster oder auch Schachbrettmuster das beim Schweißprozess auf den Behälter übertragen wird. Ein Vorteil hierbei ist die Minimierung des Fremdeinflusses durch Dritte (eine Nachahmung dieser Form stellt sich als schwierig dar).The welding stamp can also contain a pattern, for example a logo, diamond pattern or checkerboard pattern, which is transferred to the container during the welding process. An advantage here is the minimization of external influence by third parties (an imitation of this form is difficult).

Außerdem kann so ein Blanko-Verschluss verwendet werden und durch das Schweißen ein Branding aufgebracht werden.In addition, a blank closure can be used and branding can be applied by welding.

Für die Verschließung und/oder Verschweißung des gestochenen Loches können mehrere Verfahren genutzt werden. Bei einem Verfahren können die Behältnisse oder Verschlüsse (Kunststoff) über Hitze/Wärme verschlossen werden. Dies kann insbesondere aber nicht ausschließlich erfolgen durch den Einsatz Mikrowelleerwärmungseinrichtungen, Infraroterwärmungseinrichtungen, Ultraschallerwärmungseinrichtungen, Lötkolben/Heizstempel, Lasereinrichtungen, Heißluftbeaufschlagungseinrichtungen oder dergleichen.Several methods can be used to close and/or weld the punched hole. In one method, the containers or closures (Plastic) can be sealed using heat/warmth. This can be done in particular, but not exclusively, by using microwave heating devices, infrared heating devices, ultrasonic heating devices, soldering irons/heating stamps, laser devices, hot air application devices or the like.

Eine weitere Möglichkeit ist es (alternativ oder zusätzlich) das Loch über Materialzuführung wieder zu verschließen. Dies kann beispielsweise mittels Aufbringeinrichtungen zum Aufbringen von Klebstoffen oder heißen Kunststoffen erfolgen.Another possibility is (alternatively or additionally) to close the hole again by feeding in material. This can be done, for example, by means of application devices for applying adhesives or hot plastics.

Bei einer weiteren Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Versiegelungseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, ein wieder verschlossenes Loch zu versiegeln. Diese Versiegelung kann dabei sowohl als mechanischer Schutz der Verschweißung gegen Beschädigungen und Umwelteinflüsse, als auch zur Garantie der Unversehrtheit des Produkts dienen.In a further embodiment, the device has a sealing device which is suitable and intended for sealing a resealed hole. This sealing can serve both as a mechanical protection of the weld against damage and environmental influences, as well as to guarantee the integrity of the product.

Weiterhin wäre es auch möglich, dass ein Versiegelungsmuster mittels eines Lasers angebracht wird.Furthermore, it would also be possible for a sealing pattern to be applied using a laser.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf einem Verfahren zum Herstellen von mit Flüssigkeiten befüllten und verschlossenen Behältnissen gerichtet, wobei mit einer Transporteinrichtung mit einer Flüssigkeit befüllte und mit einem Verschluss verschlossene Behältnisse transportiert werden und mit einer Penetrationseinrichtung wenigstens einem Bereich des Verschlusses und/oder des Behältnisses eine Öffnung erzeugt wird und wobei mit einer Beaufschlagungseinrichtung ein Innenraum des Behältnisses durch die Öffnung hindurch mit einem fließfähigen und insbesondere gasförmigen Medium beaufschlagt wird und anschließend mit einer Verschließeinrichtung die Öffnung wieder verschlossen wird.The present invention is also directed to a method for producing closed containers filled with liquids, with containers filled with a liquid and closed with a closure being transported with a transport device and with a penetration device at least in a region of the closure and/or the container Opening is produced and an interior space of the container is acted upon through the opening with a free-flowing and in particular gaseous medium with an actuation device and the opening is then closed again with a closing device.

Auch verfahrensseitig wird daher eine Möglichkeit vorgeschlagen, um ein für die Produktionsherstellung geeignetes Verfahren zur Verfügung zu stellen.A possibility is therefore also proposed on the process side in order to make available a process suitable for production manufacture.

Bei einer ersten Ausgestaltung wird wenigstens ein Bereich des Behältnisses und/oder des Verschlusses sterilisiert. Auch verfahrensseitig wird hier vorgeschlagen, dass eine Sterilisation eines Bereiches des Behältnisses und/oder des Verschlusses und/oder eines Bereichs der Vorrichtung wie etwa der Penetrationseinrichtung oder der Beaufschlagungseinrichtung und/oder der Verschließeinrichtung erfolgt.In a first embodiment, at least one area of the container and/or the closure is sterilized. In terms of the method, it is also proposed here that sterilization of an area of the container and/or of the closure and/or a region of the device such as the penetration device or the impingement device and/or the closure device.

Bei einem bevorzugten Verfahren erfolgt ein Sterilisieren nach dem Perforieren des Verschlusses oder des Behältnisses. Dabei kann ein Sterilisieren in demjenigen Zeitraum erfolgen, in dem das Behältnis geöffnet und beaufschlagt ist. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Sterilisation bereits vor dem Perforieren des Verschlusses und/oder des Behältnisses erfolgt.In a preferred method, sterilization occurs after perforating the closure or container. Sterilization can take place during the period in which the container is open and loaded. However, it would also be possible for the sterilization to take place before the closure and/or the container is perforated.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung verschließt die Verschließeinrichtung die Öffnung durch Einwirkung von Ultraschall. Wie oben erwähnt, wird hierzu erfindungsgemäß eine Sonotrode eingesetzt.In an embodiment according to the invention, the closing device closes the opening by the action of ultrasound. As mentioned above, a sonotrode is used for this purpose according to the invention.

Besonders bevorzugt kontaktiert wenigstens ein Element der Verschließeinrichtung einen Bereich der Öffnung wenigstens zeitweise während des Verschließvorgangs. Besonders bevorzugt wird dabei wenigstens ein Element der Verschließeinrichtung auf einen Bereich der Öffnung und/oder den Verschluss und/oder den Bereich des Behältnisses der perforiert wurde, zugestellt.At least one element of the closing device particularly preferably contacts a region of the opening at least temporarily during the closing process. Particularly preferably, at least one element of the closing device is delivered to an area of the opening and/or the closure and/or the area of the container that has been perforated.

Zu diesem Zweck können, beispielsweise Antriebe, wie insbesondere pneumatische, elektrische oder hydraulische Antriebe eingesetzt werden. Daneben oder zusätzlich wäre es auch möglich, Führungskurven einzusetzen, welche die jeweiligen Bewegungen ermöglichen.For this purpose, for example, drives such as, in particular, pneumatic, electric or hydraulic drives can be used. In addition or in addition, it would also be possible to use guide curves that enable the respective movements.

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren versetzt die Verschließeinrichtung wenigstens zeitweise wenigstens einen Abschnitt des Behältnisses oder des Verschlusses in eine mechanische Schwingung. Besonders bevorzugt wird durch diese mechanische Schwingung ein zu erhitzendes Material erwärmt und insbesondere geschmolzen und damit letztlich das Verschließen erreicht. Besonders bevorzugt wird durch dieses Schwingen ein wenigstens teilweises Schmelzen des zu verschließenden Bereichs erreicht.In a further preferred method, the closing device causes at least part of the container or the closure to mechanically oscillate at least temporarily. A material to be heated is particularly preferably heated and, in particular, melted by this mechanical vibration and the closure is thus ultimately achieved. At least partial melting of the area to be closed is particularly preferably achieved by this oscillation.

Bei einem bevorzugten Verfahren wird zum Schmelzen bzw. zum Beaufschlagen eine Frequenz eingesetzt, die größer ist als 5 kHz, bevorzugt größer als 10 kHz und bevorzugt größer als 20 kHz. Besonders bevorzugt wird eine Frequenz eingesetzt, die kleiner ist als 80 kHz, bevorzugt kleiner als 50 kHz, bevorzugt kleiner als 40 kHz und besonders bevorzugt kleiner als 35 kHz.In a preferred method, a frequency that is greater than 5 kHz, preferably greater than 10 kHz and preferably greater than 20 kHz is used for melting or for impact. A frequency that is less than 80 is particularly preferred kHz, preferably less than 50 kHz, preferably less than 40 kHz and particularly preferably less than 35 kHz.

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird wenigstens zeitweise mittels einer Sensoreinrichtung der Verschließvorgang überwacht. Dabei kann beispielsweise eine Leistung der Verschließeinrichtung bzw. der oben erwähnten Sonotrode gemessen werden. Auch wäre es möglich, dass eine Kamera vorgesehen ist, welche den Verschließvorgang mittels Ultraschall überwacht.In a further preferred method, the closing process is monitored at least temporarily by means of a sensor device. In this case, for example, the power of the closing device or of the above-mentioned sonotrode can be measured. It would also be possible for a camera to be provided which monitors the closing process using ultrasound.

Bei einem weiteren, bevorzugten Verfahren weist die Ultraschallerzeugungseinrichtung einen auf die Öffnung zustellbaren Bearbeitungskopf mit einer der Öffnung zugewandten Oberfläche, insbesondere einer gekrümmten oder muldenartigen Oberfläche auf.In a further, preferred method, the ultrasound generating device has a processing head which can be advanced onto the opening and has a surface facing the opening, in particular a curved or trough-like surface.

Bevorzugt weist der Bearbeitungskopf eine Oberfläche auf, welche geschmolzenes Material in Richtung der zu verschließenden Öffnung drängt. Bevorzugt wird das geschmolzene Kunststoffmaterial und insbesondere das geschmolzene Kunststoffmaterial des Verschlusses während des Schmelzvorgangs wenigstens zeitweise in Richtung der Öffnung gedrängt und insbesondere in einer radialen Richtung des Verschlusses in Richtung der Öffnung gedrängt.The processing head preferably has a surface which forces molten material in the direction of the opening to be closed. The molten plastic material and in particular the molten plastic material of the closure is preferably at least temporarily urged towards the opening during the melting process and is particularly urged in a radial direction of the closure towards the opening.

Bei einem weiteren bevorzugtem Verfahren wird die Ultraschallerzeugungseinrichtung in einer Bewegungsrichtung auf den Verschluss zugestellt, welche mit einer senkrecht zu dem Verschluss stehenden Richtung einen Winkel einschließt, der wie oben erwähnt zwischen 5 und 55 Grad, bevorzugt zwischen 10 und 40 Grad, bevorzugt zwischen 15 und 30 Grad und besonders bevorzugt zwischen 17 und 23 Grad liegt. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Ultraschallerzeugungseinrichtung, bei der es sich insbesondere um eine Sonotrode handelt mit einem Winkel von circa 20 Grad auf das zu bearbeitende Material aufgesetzt.In a further preferred method, the ultrasound generating device is moved towards the closure in a direction of movement which encloses an angle with a direction perpendicular to the closure which, as mentioned above, is between 5 and 55 degrees, preferably between 10 and 40 degrees, preferably between 15 and 30 degrees and more preferably between 17 and 23 degrees. In a particularly preferred embodiment, the ultrasound generating device, which is in particular a sonotrode, is placed on the material to be processed at an angle of approximately 20 degrees.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren wird wenigstens eine Einrichtung der Vorrichtung mittels einer Inspektionseinrichtung inspiziert und/oder mittels einer Überwachungseinrichtung wird wenigstens ein Parameter überwacht, welcher für die Herstellung der befüllten Behältnisse charakteristisch ist.In a further method according to the invention, at least one device of the device is inspected by means of an inspection device and/or at least one parameter which is characteristic of the production of the filled containers is monitored by means of a monitoring device.

Es wird bei dieser Ausgestaltung vorgeschlagen, dass entweder die Vorrichtung bzw. deren Anlagenteil sich selbst überwacht, insbesondere und nicht nur ausschließlich die Penetrationseinrichtung, die Beaufschlagungseinrichtung und/oder die Verschließeinrichtung und/oder dass das behandelte Behältnis überwacht wird, wobei hier beispielsweise eine Drucküberwachung oder dergleichen vorgenommen werden kann.In this configuration, it is proposed that either the device or its part of the system monitors itself, in particular and not just exclusively the penetration device, the loading device and/or the closing device and/or that the treated container is monitored, with pressure monitoring or the like can be made.

Alternativ und/oder zusätzlich kann der eigentliche Behandlungsprozess überwacht werden. Bei einem bevorzugten Verfahren wird wenigstens ein Wert ausgegeben, der für die Einrichtung der Vorrichtung und/oder für die Herstellung der befüllten Behältnisse charakteristisch ist. Besonders bevorzugt wird die Vorrichtung auf Basis dieses Werts gesteuert.Alternatively and/or additionally, the actual treatment process can be monitored. In a preferred method, at least one value is output that is characteristic of the setup of the device and/or of the production of the filled containers. The device is particularly preferably controlled on the basis of this value.

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren erfolgt die oben erwähnte Erzeugung der Öffnung in dem Verschluss und/oder das Beaufschlagen und/oder das Verschließe in einem ersten Arbeitsbetrieb der Vorrichtung.In a further preferred method, the above-mentioned production of the opening in the closure and/or the loading and/or the closure takes place in a first operating mode of the device.

In einer Ausgestaltung wird in einem zweiten Arbeitsbetrieb wenigstens eine Einrichtung der Beaufschlagungseinrichtung mittels eines Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium gereinigt und/oder sterilisiert. Bei dieser Ausgestaltung wird generell vorgeschlagen, dass eine Sterilisation und/oder Reinigung von Einrichtungen und/oder Anlagenteilen vorgenommen wird. Diese Reinigung und/oder Sterilisation kann dabei insbesondere durch ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium erfolgen.In one embodiment, in a second operating mode, at least one device of the application device is cleaned and/or sterilized by means of a cleaning and/or sterilization medium. In this embodiment, it is generally proposed that devices and/or system parts be sterilized and/or cleaned. This cleaning and/or sterilization can be carried out in particular by a cleaning and/or sterilization medium.

Bei einem bevorzugten Verfahren erfolgt die Reinigung und/oder Sterilisation mittels eines fließfähigen Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums. Dabei kann es sich beispielsweise, wie oben erwähnt, um Wasserdampf, Wasserstoffperoxid oder dergleichen handeln.In a preferred method, the cleaning and/or sterilization takes place using a free-flowing cleaning and/or sterilization medium. As mentioned above, this can be, for example, steam, hydrogen peroxide or the like.

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird das Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium durch eine stationär angeordnete Zuführungseinrichtung zur Verfügung gestellt. Besonders bevorzugt kann dabei diese Zuführung während einer Bewegung der Beaufschlagungseinrichtung erfolgen. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Zuführung des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums in einem stationären Zustand der Beaufschlagungseinrichtungen erfolgt. Besonders bevorzugt wird das Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel über die gleichen Wege zur Verfügung gestellt, wie das fließfähige Medium, mit dem die Behältnisse beaufschlagt werden. Besonders bevorzugt wird das Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium über einen Drehverteiler zur Verfügung gestellt.In a further preferred method, the cleaning and/or sterilization medium is made available by a stationary feed device. This feeding can particularly preferably take place during a movement of the loading device. However, it would also be possible for the cleaning and/or sterilization medium to be supplied when the application devices are in a stationary state. The cleaning and/or sterilizing agent is particularly preferably made available in the same way as the flowable medium with which the Containers are applied. The cleaning and/or sterilization medium is particularly preferably made available via a rotary distributor.

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird auch ein Druckspeicher der Vorrichtung mittels des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums gereinigt.In a further preferred method, a pressure accumulator of the device is also cleaned using the cleaning and/or sterilization medium.

Weiterhin ist es bevorzugt auch möglich, dass mehrere Zuführleitungen für das fließfähige Medium mit dem Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium gereinigt werden.Furthermore, it is preferably also possible for several supply lines for the flowable medium to be cleaned with the cleaning and/or sterilization medium.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das Behältnis von der Beaufschlagungseinrichtung mit einem ersten Druck und einem hiervon abweichenden zweiten Druck des fließfähigen Mediums beaufschlagt.In a further embodiment of the method, the container is acted upon by the pressurizing device with a first pressure and a second pressure of the flowable medium that differs therefrom.

Bevorzugt wird das Behältnis zunächst mit einem höheren Druck und anschließend mit einem niedrigeren Druck beaufschlagt.The container is preferably first subjected to a higher pressure and then to a lower pressure.

Bei einem bevorzugten Verfahren wird der niedrige Druck durch eine Druckspeichereinrichtung zur Verfügung gestellt.In a preferred method, the low pressure is provided by an accumulator device.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen: Darin zeigen:

Fig. 1a-1h
schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Veranschaulichung eines durchzuführenden Verfahrens;
Fig. 2
Eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung;
Fig. 3
Eine Seitenansicht der in Figur 2 gezeigten Darstellung;
Fig. 4
Eine weitere Seitenansicht der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 5
Ein Schaltplan zur Veranschaulichung eines Verfahrens;
Fig. 6
Eine grob schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 7a,b,
zwei Ausgestaltungen von Ultraschallerzeugungseinrichtungen nach dem internen Stand der Technik der Anmelderin; und
Fig. 8a,b
zwei Darstellungen von Ultraschallerzeugungseinrichtungen in der erfindungsgemäßenAusführungsform.
Further advantages and embodiments result from the accompanying drawings:
Figures 1a-1h
schematic representations of a device according to the invention to illustrate a method to be carried out;
2
A representation of a device according to the invention in a schematic representation;
3
A side view of the in figure 2 shown representation;
4
Another side view of the in figure 2 device shown;
figure 5
A circuit diagram to illustrate a procedure;
6
A roughly schematic representation of a device according to the invention;
Fig. 7a,b,
two configurations of ultrasound generating devices according to the applicant's internal prior art; and
8a,b
two representations of ultrasound generating devices in the embodiment according to the invention.

Figur 1a zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Behandeln von Behältnissen. Von dem Behältnis ist hier lediglich ein Verschluss 12 dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Penetrationseinrichtung 6 auf, welche hier als Nadel ausgeführt ist und welche in einem vorbestimmten Bereich des Verschlusses 12 einstechen soll. Diese Penetrationseinrichtung 6 ist hier an einer Antriebseinrichtung beweglich angeordnet und kann so in Figur 1a in einer vertikalen Richtung auf den Verschluss zugestellt werden und diesen durchstechen. Figure 1a shows a schematic representation of a device 1 according to the invention for treating containers. Only a closure 12 of the container is shown here. The device according to the invention has a penetration device 6 which is designed here as a needle and which is intended to pierce a predetermined area of the closure 12 . This penetration device 6 is movably arranged here on a drive device and can thus Figure 1a be delivered in a vertical direction to the closure and pierce it.

Das Bezugszeichen 104 kennzeichnet eine Führungseinrichtung, welche hier zum Führen der Penetrationseinrichtung 6 dient. Das Bezugszeichen 102 kennzeichnet grob einen Führungszylinder, innerhalb dessen die Penetrationseinrichtung 6 mit ihrer Antriebseinrichtung 8 bewegbar ist.Reference number 104 designates a guide device, which serves to guide the penetration device 6 here. The reference number 102 roughly designates a guide cylinder, within which the penetration device 6 can be moved with its drive device 8 .

Das Bezugszeichen 19 kennzeichnet eine weitere Antriebseinrichtung, die insgesamt gegenüber einem Gehäuse 18 ebenfalls in der vertikalen Richtung bewegbar ist. Gleichzeitig kann durch die Beaufschlagungseinrichtung 8 ein Druck in das Behältnis aufgebracht werden. Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet eine Verschließeinrichtung, welche dazu bestimmt ist, den Behältnisverschluss nach dem Durchstechen und dem Befüllen mit dem Gas wieder zu verschließen.The reference numeral 19 designates a further drive device, which can also be moved in the vertical direction relative to a housing 18 as a whole. At the same time, pressure can be applied to the container by the application device 8 . Reference number 4 designates a closing device which is intended to close the container closure again after it has been pierced and filled with the gas.

In einer Ausführungsform kann diese Verschließeinrichtung eine Ultraschallerzeugungseinrichtung 42 aufweisen. Diese kann an den Verschluss angelegt werden und diesen durch Schwingungen lokal so stark erhitzen, dass es zu einem Schmelzen des (Kunststoff)materials des Verschlusses 12 kommtIn one embodiment, this closing device can have an ultrasound generating device 42 . This can be applied to the closure and this through Vibrations heat up locally to such an extent that the (plastic) material of the closure 12 melts

Das Bezugszeichen 300 kennzeichnet grob schematisch eine Inspektionseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, Einrichtungen der Vorrichtung 1 zu inspizieren und/oder auch dazu, ein Arbeitsergebnis, etwa ein gebohrtes Loch zu inspizieren. Dabei ist es möglich, dass derartige Inspektionseinrichtungen stationär angeordnet sind und sich die in Fig. 1a gezeigte Vorrichtung an diesen vorbei bewegt.The reference number 300 denotes, roughly schematically, an inspection device which is suitable and intended for inspecting devices of the device 1 and/or also for inspecting a work result, for example a drilled hole. It is possible that such inspection devices are arranged in a stationary manner and the in Fig. 1a device shown moved past this.

Es wäre jedoch auch denkbar. dass die Inspektionseinrichtung ortsfest gegenüber der in Fig. 1a gezeigten Vorrichtung angeordnet ist, beispielsweise an der (nicht gezeigten Transporteinrichtung, an der auch die Vorrichtung selbst angeordnet ist.However, it would also be conceivable. that the inspection facility is stationary opposite the in Fig. 1a device shown is arranged, for example on the transport device (not shown), on which the device itself is also arranged.

Das Bezugszeichen 302 kennzeichnet grob schematisch eine Überwachungseinrichtung, welche den oben beschriebenen Prozess überwacht, etwa durch Überwachung von Drücken, Temperaturen oder anderen ProzessparameternThe reference number 302 denotes, roughly schematically, a monitoring device which monitors the process described above, for example by monitoring pressures, temperatures or other process parameters

Bei der in Figur 1b gezeigten Situation ist kein Element der Vorrichtung auf den Behältnisverschluss zugestellt, sodass hierdurch der Beginn eines entsprechenden Verfahrens markiert wird.At the in Figure 1b In the situation shown, no element of the device is placed on the container closure, so that this marks the start of a corresponding method.

Bei der in Figur 1c gezeigten Darstellung wird zunächst die Verschließeinrichtung, etwa ein Temperierelement, auf den Verschluss zugestellt, beispielsweise um diesen aufzuschmelzen bzw. zu erweichen. Dieser Verfahrensschritt ist jedoch optional.At the in Figure 1c shown representation, the closure device, such as a temperature control element, is delivered to the closure, for example to melt or soften it. However, this step is optional.

Bei der in der Figur 1d gezeigten Situation wird die Verschließeinrichtung wieder zurückgestellt.At the in the Figure 1d In the situation shown, the closing device is reset again.

Bei der in Figur 1e gezeigten Situation wird zunächst das Element 102 auf den Verschluss 12 zugestellt. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Sterilisation des Verschlusses 12 erreicht werden, etwa indem in demjenigen Bereich, in dem die Öffnung erzeugt werden soll, die umliegenden Bereiche sterilisiert werden, was beispielsweise durch UV-Licht, wie unten genauer erläutert, oder auch durch Hitzeeinwirkung oder auch durch ein Sterilisationsmedium erfolgen kann.At the in Figure 1e In the situation shown, element 102 is first advanced onto closure 12. In this way, for example, sterilization of the closure 12 can be achieved, for example by sterilizing the surrounding areas in the area in which the opening is to be created, which can be done, for example, by UV light, as explained in more detail below, or by the action of heat or can also be done by a sterilization medium.

Bei der in Figur 1f gezeigten Situation wird mittels der Penetrationseinrichtung 6 ein Loch in den Behälterverschluss eingestochen. Bei der in Figur 1g gezeigten Situation wird die Penetrationseinrichtung zurückgezogen. Nunmehr ist an dem Verschluss 12 eine Öffnung bzw. ein Loch 20 erzeugt. Bei der in Figur 1h gezeigten Situation wird dieses Loch 20 wiederum verschlossen. Dies kann dabei wie oben erwähnt durch Schmelzen des Materials erfolgen, es kann jedoch auch eine Sonotrode zum Einsatz kommen, welche ein noch günstigeres Verschließen der Öffnung 20 bewirkt.At the in Figure 1f In the situation shown, the penetration device 6 is used to pierce a hole in the container closure. At the in Figure 1g situation shown, the penetration device is withdrawn. An opening or hole 20 has now been created on the closure 12 . At the in Figure 1h Situation shown, this hole 20 is closed again. As mentioned above, this can be done by melting the material, but a sonotrode can also be used, which causes an even more favorable closing of the opening 20 .

Figur 2 zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hierbei ist ein Gehäuse vorgesehen 30, welches beispielsweise eine Linearantriebseinheit für eine Nadel und auch die Sonotrode aufweist. Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet wiederum die Verschließeinrichtung, die wie in Figur 2 gezeigt schräg geführt wird und damit auch schräg auf das (nicht gezeigte) Behältnis zugestellt werden kann. Das Bezugszeichen 32 kennzeichnet eine Druckluftzuführung, welche zur Betätigung des pneumatischen Antriebs dient. figure 2 shows a representation of a device according to the invention. Here, a housing 30 is provided which, for example, has a linear drive unit for a needle and also the sonotrode. The reference number 4 again designates the closing device, which, as in figure 2 shown is guided obliquely and thus obliquely on the (not shown) container can be delivered. The reference number 32 designates a compressed air supply, which is used to actuate the pneumatic drive.

Bei der in Figur 3 gezeigten Situation ist neben der Druckluftzuführung 32 auch ein zweiter Anschluss 34 erkennbar, der insgesamt die Bewegung des Kolbens 36 bewirken kann.At the in figure 3 In the situation shown, in addition to the compressed air supply 32, a second connection 34 can also be seen, which can bring about the movement of the piston 36 as a whole.

Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet wiederum die Penetrationseinrichtung und das Bezugszeichen 52 einen Temperatursensor, der beispielsweise eine Temperatur des Behältnisverschlusses überwachen kann.The reference number 6 again designates the penetration device and the reference number 52 a temperature sensor which can monitor a temperature of the container closure, for example.

Das Bezugszeichen 102 kennzeichnet eine Sterilisationseinrichtung, die hier als gepulste UV-Lampe ausgeführt ist und welche den Bereich der erzeugten oder zu erzeugenden Öffnung sterilisiert.Reference number 102 designates a sterilization device, which is designed here as a pulsed UV lamp and which sterilizes the area of the opening that has been created or is to be created.

Bei der in Figur 4 gezeigten Situation ist ein Ventilblock vorgesehen, der zur Zuführung des Gases, beispielsweise Stickstoff, dienen kann. Daneben kann dieser Ventilblock auch mittels eines Sterilisationsgases sterilisiert werden. Daneben ist auch eine Sterilisation mittels H2O2 möglich.At the in figure 4 In the situation shown, a valve block is provided which can be used to supply the gas, for example nitrogen. In addition, this valve block can also be sterilized by means of a sterilization gas. Sterilization using H 2 O 2 is also possible.

Das Bezugszeichen 104 kennzeichnet eine Kühleinrichtung zum Kühlen der UV-Lampe bzw. allgemein der Sterilisationseinrichtung. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Flüssigkeitskühlung handeln.Reference number 104 designates a cooling device for cooling the UV lamp or, in general, the sterilization device. This can be liquid cooling, for example.

Das Bezugszeichen 520 kennzeichnet einen Druckbeaufschlagungsraum, um den Bereich zwischen dem Verschluss und der Druckluftbeaufschlagung abzudichten und um so den Behältnisverschluss und damit auch das (nicht gezeigte) Behältnis mit dem Überdruck zu beaufschlagen.The reference number 520 designates a pressurization space in order to seal the area between the closure and the compressed air application and in this way to apply the overpressure to the container closure and thus also to the container (not shown).

Figur 5 zeigt eine schaltplanartige Anordnung einer Vorrichtung mit einer Behandlungsstation. Hier ist ein Behältnis 10 gezeigt, welches mit der Druckluft beaufschlagt wird. Auch ist wiederum eine Beaufschlagungskammer 520 vorgesehen, welche hier mittels zwei Druckluftleitungen mit Drücken p1 und p2 versehen werden kann. Über ein Druckreservoir 514 kann zunächst ein Druck Px mittels einer Regelungsstufe 508 und einer Regelungseinheit 512 einem Drehverteiler 430 zugeführt werden. figure 5 shows a circuit diagram-like arrangement of a device with a treatment station. Here a container 10 is shown, which is acted upon by the compressed air. A loading chamber 520 is also provided, which can be provided with pressures p1 and p2 here by means of two compressed air lines. A pressure Px can first be supplied to a rotary distributor 430 via a pressure reservoir 514 by means of a control stage 508 and a control unit 512 .

Dieser Drehverteiler 430 verteilt die Druckluft auf die einzelnen Behältnisse bzw. die einzelnen Beaufschlagungseinrichtungen. Das Bezugszeichen 500 kennzeichnet die Beaufschlagungseinrichtung in ihrer Gesamtheit.This rotary distributor 430 distributes the compressed air to the individual containers or the individual loading devices. Reference number 500 designates the application device in its entirety.

Das Bezugszeichen 510 kennzeichnet eine Druckspeichereinrichtung, welche zum Speichern eines bestimmten Drucks, entweder des höheren Drucks p1 oder des geringeren Drucks p2 vorgesehen ist.Reference number 510 designates a pressure accumulator device which is provided for storing a specific pressure, either the higher pressure p1 or the lower pressure p2.

Das Bezugszeichen 516 kennzeichnet ein Regelventil, welches dazu geeignet ist, den aus dem Reservoir austretenden Druck P auf die einzelnen Behältnisse zu regeln.Reference number 516 designates a control valve which is suitable for controlling the pressure P emerging from the reservoir on the individual containers.

Daneben ist auch die Reinigungsfunktion der Vorrichtung gezeigt. Hier ist wieder ein Reservoir 414 vorgesehen, welches beispielsweise ein Reinigungsmittel wie Dampf zur Verfügung stellen kann. Das Bezugszeichen 408 kennzeichnet ein Ventil, welches die Zuführung von Dampf in die Einrichtung 512, den Drehverteiler 430, aber auch die einzelnen Leitungen der Beaufschlagungseinrichtung 500 bewirken kann.In addition, the cleaning function of the device is also shown. A reservoir 414 is provided here again, which can provide a cleaning agent such as steam, for example. The reference number 408 designates a valve which can bring about the supply of steam into the device 512, the rotary distributor 430, but also the individual lines of the application device 500.

Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Hier ist eine Transporteinrichtung 2 vorgesehen, welche etwa als drehbarer Träger ausgeführt sein kann. An diesem Träger ist eine Vielzahl von Behandlungsstationen 40 vorgesehen, welche wie oben erwähnt hier die einzelnen Einrichtungen aufweist, wie die Beaufschlagungseinrichtung und dergleichen, aufweisen können. figure 6 shows a schematic representation of a device 1 according to the invention. A transport device 2 is provided here, which can be embodied as a rotatable carrier. A multiplicity of treatment stations 40 are provided on this carrier, which, as mentioned above, can have the individual devices, such as the loading device and the like.

Das Bezugszeichen 430 kennzeichnet wiederum einen Drehverteiler und das Bezugszeichen 510 grob schematisch das Reservoir, welches zum Vorhalten bzw. zum Speichern einer Druckstufe dienen kann.The reference number 430 again designates a rotary distributor and the reference number 510 roughly schematically the reservoir, which can be used to provide or to store a pressure stage.

Die Figuren 7a, 7b zeigen eine Darstellung einer aus dem internen Stand der Technik der Anmelderin bekannten Ultraschallerzeugungseinrichtung. Diese weisen jeweils einen Körper 44 auf, sowie einen Kopf 146, der hier erkennbar eine gekrümmte und insbesondere halbkugelförmig nach außen gekrümmte Oberfläche aufweist. Wie erwähnt, kann durch diese runde Sonotrodenform eine schöne Schweißung erzielt werden, doch, wie insbesondere in Figur 7b gezeigt wird, kann es passieren, dass geschmolzenes Material nach außen, das heißt von der Öffnung weggedrängt wird und diese damit nicht zuverlässig geschlossen wird. Das Bezugszeichen M kenntzeichnet dabei geschmolzenes Material des Behältnisdeckels. Man erkennt, dass dieses wie durch den Pfeil P10 angedeutet weg von der Öffnung gedrängt wird.The Figures 7a, 7b show a representation of an ultrasound generating device known from the internal prior art of the applicant. These each have a body 44 and a head 146 which, as can be seen here, has a curved and in particular hemispherically outwardly curved surface. As mentioned, a nice weld can be achieved with this round sonotrode shape, but, as is particularly the case in Figure 7b is shown, it can happen that molten material is forced outwards, i.e. away from the opening, and it is therefore not reliably closed. The reference M designates melted material of the container lid. It can be seen that this is pushed away from the opening as indicated by the arrow P10.

Die Figuren 8a, 8b zeigen eine vorteilhafte erfindungsgemäße Ausführungsform einer Sonotrode. Hier sind am Kopf 46 zwei Sonotrodenelemente 48 mit Oberflächen 48a vorgesehen. Die in der Figur 8a links dargestellte Spitze, beziehungsweise Oberfläche, dient hier nicht der Durchführung eines Arbeitsvorgangs, sondern ist aus Symmetriegründen angebracht. Das Bezugszeichen L bezieht sich auf die Längsrichtung der Sonotrode (sowie auch auf die Richtung, in welcher die Sonotrode auf den Verschluss zugestellt wird. Damit ist hier die besagte konkave Ausformung auf beiden Seiten der Sonotrode (bezogen auf die Längsrichtung L) vorhanden. Wie in Figur 8b gezeigt, wird durch die konkave Ausgestaltung ein Drängen eines Großteils des geschmolzenen Materials M in Richtung der Öffnung 20 erreicht beziehungsweise ein Drängen des Materials in diese Öffnung hinein, wobei hierdurch eine sichere Versiegelung der Öffnung 20 erreicht wird.The Figures 8a, 8b show an advantageous embodiment of a sonotrode according to the invention. Here, two sonotrode elements 48 with surfaces 48a are provided on the head 46 . The one in the Figure 8a The tip or surface shown on the left is not used to carry out a work process, but is attached for reasons of symmetry. The reference character L refers to the longitudinal direction of the sonotrode (as well as to the direction in which the sonotrode is moved towards the closure. This means that the said concave shape is present on both sides of the sonotrode (in relation to the longitudinal direction L). As in Figure 8b shown, the concave configuration achieves a urging of a large part of the molten material M in the direction of the opening 20 or an urging of the material into this opening, with a secure sealing of the opening 20 thereby being achieved.

Das Bezugszeichen a kennzeichnet den Winkel, unter dem die Sonotrode auf den Deckel zugestellt wird.The reference symbol a designates the angle at which the sonotrode is advanced onto the cover.

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. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.The applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided they are new compared to the prior art, either individually or in combination. It is also pointed out that the individual figures also describe features which can be advantageous in and of themselves. The person skilled in the art recognizes immediately that a specific feature described in a figure can also be advantageous without adopting further features from this figure. Furthermore, the person skilled in the art recognizes that advantages can also result from a combination of several features shown in individual figures or in different figures.

Bezugszeichenlistereference list

11
Vorrichtungcontraption
22
Transporteinrichtungtransport device
44
Verschließeinrichtungsealing device
66
Penetrationseinrichtungpenetration device
88th
Beaufschlagungseinrichtungapplication device
1010
Behältniscontainer
1212
Verschlussclosure
1818
GehäuseHousing
1919
Antriebseinrichtungdrive device
2020
LochHole
3030
GehäuseHousing
3232
Druckluftzuführungcompressed air supply
3434
Zweiter AnschlussSecond connection
3636
KolbenPistons
4040
Behandlungsstationentreatment stations
4242
Ultraschallerzeugungseinrichtungultrasonic generating device
4444
Körper der UltraschallerzeugungseinrichtungBody of the ultrasonic generating device
4646
Kopf der UltraschallerzeugungseinrichtungHead of the ultrasonic generator
4848
Sonontrodenelementsonotrode element
48a48a
Oberflächesurface
5252
Temperatursensortemperature sensor
102102
Führungszylinderguide cylinder
102102
Elementelement
102102
Sterilisationseinrichtungsterilization facility
104104
Führungseinrichtungguide device
104104
Kühleinrichtungcooling device
408408
VentilValve
414414
Reservoirreservoir
430430
Drehverteilerrotary distributor
300300
Inspektionseinrichtunginspection facility
302302
Überwachungseinrichtungmonitoring device
500500
Beaufschlagungseinrichtungapplication device
508508
Regelungsstufecontrol level
510510
Druckspeichereinrichtungaccumulator device
510510
Reservoirreservoir
512512
Regelungseinheitcontrol unit
514514
Druckreservoirpressure reservoir
516516
Regelventilcontrol valve
520520
Druckbeaufschlagungsraumpressurization room
P1P1
höherer Druckhigher pressure
P2p2
geringerer Drucklower pressure
PXPX
DruckPrint
MM
geschmolzenes Materialmelted material
P10P10
Drängrichtung des geschmolzenen MaterialsDirection of flow of the molten material
aa
Winkel der Zustellrichtung gegenüber zu dem Verschluss 12 senkrecht stehender RichtungAngle of the infeed direction relative to the direction perpendicular to the closure 12

Claims (10)

  1. Apparatus (1) for manufacturing filled containers (10) including a transport unit (2) that is suitable and designed for transporting containers (10) that are filled with a liquid and are closed with a closure cap (12), including a penetration unit (6) that is suitable and designed for generating an opening (20) in at least an area of the closure cap (12) and/or of the container (10), including an application unit that applies a flowable and in particular gaseous medium to an internal space of the container (10) through the opening (20) and a closing unit (4), which closes the opening (20), wherein the closing unit (4) has an ultrasound generation unit (42),
    the ultrasound generation unit (42) has a processing head (46) that can be fed towards the opening (20), with a surface (48a) that can be turned towards the opening (20),
    characterised in that
    the surface (48a) is formed concave curved for urging molten material in the direction of the opening (20) and that the ultrasound generation unit (42) includes a sonotrode, wherein two sonotrode elements (48) with concave curved surfaces (48a) are provided on the processing head (46).
  2. Apparatus (1) as claimed in claim 1,
    characterised in that
    the closing unit (4) has a feed unit that feeds at least one component of the ultrasound generation unit (42) towards the opening.
  3. Apparatus (1) as claimed in claim 1,
    characterised in that
    the ultrasound generation unit (42) is integrated, at least at times, into the container or the stamp (4) contacting the closure cap.
  4. Apparatus (1) as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that
    the ultrasound generation unit includes a generator unit that is suitable and designed for generating ultrasound having a frequency of more than 20 kHz, and/or in that the ultrasound generation unit includes a generator unit that is suitable and designed for generating an ultrasound having a frequency of less than 80 kHz.
  5. Apparatus (1) as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that
    the apparatus (1) has a sensor unit that determines at least one parameter that is characteristic of the ultrasonic welding process.
  6. Apparatus (1) as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that
    the ultrasound generation unit (42) can be fed towards the opening (20) in such a way that a longitudinal direction of the ultrasound generation unit (42) encloses an angle (a) with a direction that is perpendicular to a surface of the closure cap (12), which is between 5° and 50°, preferably between 10° and 40°, preferably between 15° and 30° and preferably between 17° and 23°.
  7. Method for manufacturing containers (10) that are filled with liquids and closed, wherein a transport unit (2) is used to transport containers (10) filled with a liquid and closed with a closure cap (12), and a penetration unit (6) is used to produce an opening (20) in at least an area of the closure cap (12) and/or of the container (10), and an application unit is used to apply a flowable and in particular gaseous medium into an internal space of the container (10) through the opening (20), and subsequently the opening (20) is re-closed using a closing unit, the closing unit closes the opening (20) by the effect of ultrasound,
    the ultrasound generation unit (42) has a processing head (46) that can be fed towards the opening (20), with a surface (48a) that can be turned towards the opening (20),
    characterised in that
    the surface is formed concave curved for urging molten material in the direction of the opening (20) and that the ultrasound generation unit (42) includes a sonotrode, wherein two sonotrode elements (48) with concave curved surfaces (48a) are provided on the processing head (46).
  8. Method as claimed in claim 7,
    characterised in that
    at least one component of the closing unit contacts an area of the opening (20), at least at times, during the closing process.
  9. Method as claimed in at least one of the preceding claims 7 to 8, characterised in that
    the closing unit sets, at least at times, at least a section of the container or of the closure cap (12) into mechanical vibration.
  10. Method as claimed in at least one of the preceding claims 7 to 9, characterised in that
    the closing process is monitored, at least at times, by means of a sensor unit.
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