EP4461696A1 - Behälterbehandlungsmaschine und anlage umfassend die behälterbehandlungsmaschine - Google Patents

Behälterbehandlungsmaschine und anlage umfassend die behälterbehandlungsmaschine Download PDF

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EP4461696A1
EP4461696A1 EP24172050.7A EP24172050A EP4461696A1 EP 4461696 A1 EP4461696 A1 EP 4461696A1 EP 24172050 A EP24172050 A EP 24172050A EP 4461696 A1 EP4461696 A1 EP 4461696A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channel
container treatment
treatment machine
rotation
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24172050.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Igor Singur
Jan Leyendecker
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.)
KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
Publication of EP4461696A1 publication Critical patent/EP4461696A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
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    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C2003/228—Aseptic features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2688—Means for filling containers in defined atmospheric conditions
    • B67C2003/2694—Means for filling containers in defined atmospheric conditions by enclosing a set of containers in a chamber

Definitions

  • the invention relates to a container treatment machine and a system comprising the container treatment machine.
  • Container treatment machines for treating containers can have a stator and a rotor, the rotor rotating about an axis of rotation relative to the stator.
  • Treatment stations for the containers can be arranged on the rotor.
  • the container treatment machine can in particular be arranged in a clean room in order to be able to treat the containers under aseptic conditions.
  • the treatment can include, for example, filling the container with a liquid or closing the container.
  • a hydraulic seal or liquid barrier can be arranged between the rotor and the stator to seal the clean room in which the container treatment machine is arranged, for example, from an interior of the container treatment machine.
  • the hydraulic seal in this document has an open annular groove that is attached to the stator and is filled with liquid.
  • the rotor comprises an annular wall that dips into the annular groove and into the liquid from above. The wall is immersed in the liquid along its entire extension direction along the groove and, together with the liquid, forms a barrier between the rotor and the stator for the clean room.
  • the liquid level can be controlled via an inlet and an outlet. In order to clean the seal, the liquid must be drained, which results in a certain amount of maintenance work.
  • the object of the invention is to provide a container treatment machine which is easy to maintain and thus provides a reduction in maintenance costs.
  • the container treatment machine comprises a stator and a rotor mounted so as to be rotatable about an axis of rotation relative to the stator, wherein the stator has at least one upwardly open channel for receiving a liquid, which extends completely around the axis of rotation, and the rotor has at least one wall protruding into the channel from above, which extends along the channel completely around the axis of rotation, and a plurality of treatment stations. It is also provided that the channel has at least one channel base section which is inclined to a horizontal plane along an extension direction around the axis of rotation.
  • the channel and the wall together with the liquid form a hydraulic seal between the stator and the rotor.
  • the invention provides a container treatment machine in which liquid flows along the channel bottom section in the obliquely downward direction specified by the inclination, in particular as soon as the filling level of the channel is below a certain height.
  • the channel can be filled with a liquid at least up to a filling level such that the wall along the entire channel is at least partially arranged below the filling level and is therefore immersed in the liquid along the entire extension direction of the channel.
  • the liquid When the liquid is drained, the liquid automatically flows in the obliquely downward direction along the channel bottom section.
  • the liquid thus collects downstream of the channel bottom section without maintenance personnel having to transport or collect the liquid there.
  • the distance of the channel bottom of the channel to the surface of the liquid, which extends along the horizontal plane thus varies along the circumference of the channel around the axis of rotation.
  • the channel bottom can advantageously have a highest point and a lowest point along the extension direction.
  • the liquid then flows along the channel in a direction from the highest point to the lowest point and collects there when the channel is emptied as soon as the liquid level is below the highest point. This makes emptying the channel of the container treatment machine easier and faster and avoids the liquid not being completely removed from the channel. This reduces maintenance and saves costs.
  • the direction of extension around the axis of rotation is understood to be the direction in which a cross-section of the channel that is radial to the axis of rotation would be moved along the channel during a rotation around the axis of rotation.
  • the direction of extension is understood to be a direction analogous to the explanation given above.
  • a liquid outlet of the container treatment machine can be arranged behind the channel bottom section along the extension direction in the obliquely downward direction specified by the inclination. If the liquid outlet is recessed into the channel bottom, the edge of the liquid outlet and/or the transition from the liquid outlet to the channel bottom can be arranged outside the channel bottom section.
  • the channel may have a channel bottom containing the channel bottom portion and extending about the axis of rotation in a plane inclined to the horizontal plane.
  • the entire channel base can thus be arranged on a plane that is inclined with respect to the horizontal plane. If the channel is ring-shaped, it has a highest point and a lowest point that are preferably diametrically opposite each other. A cross-section of the channel base that is radial with respect to the axis of rotation would run along a plane that is inclined with respect to the horizontal plane when the cross-section rotates about the axis of rotation.
  • the channel may have a channel bottom that includes the channel bottom portion and extends along a helical line along the extension direction.
  • the helical line may extend around the axis of rotation, wherein the screw line can move downwards or upwards in an axial direction along a rotation about the axis of rotation.
  • a highest point and a lowest point of the channel can then be arranged directly adjacent to one another in a plan view of the channel. For example, a step can be arranged in the channel floor between the highest point and the lowest point.
  • the channel floor has different angles of inclination to the horizontal plane at different positions.
  • the channel bottom section can, for example, have the lowest point of the, wherein the container treatment machine further comprises a liquid outlet arranged at the lowest point.
  • the liquid thus automatically flows in the direction of the liquid outlet, so that the channel is automatically emptied as soon as the liquid is drained.
  • the inclination of the channel bottom to the horizontal plane near the liquid outlet may, for example, be greater than along the channel at a greater distance from the liquid outlet.
  • the channel can be designed as a gutter, which is preferably tilted relative to the horizontal plane.
  • the channel bottom section can then be located between the highest point of the gutter and the lowest point of the gutter.
  • a tilted gutter can also be provided without great effort. It may only be necessary to adapt the shape of the gutter to the shape of the wall so that the wall can be rotated further within the gutter about the axis of rotation.
  • the gutter can be designed elliptically, for example, when using an annular wall, so that it forms an annular projection on the horizontal plane when tilted.
  • the channel can be designed, for example, as a milled groove, the milling depth of which increases along the direction of extension. It is assumed that the groove is milled in a plate whose surface is arranged horizontally. By milling the groove with a milling depth that increases along the direction of extension Increasing the milling depth automatically provides a channel wall that is high enough for the channel to hold enough liquid so that the wall of the entire channel can be immersed in the liquid.
  • the groove can be milled into a plate along a helical line, for example.
  • the plurality of treatment stations can be arranged, preferably equidistantly, distributed over the circumference of the rotor.
  • the container treatment machine can in particular be designed as a, preferably aseptic, filling machine.
  • the invention relates to a plant for producing and treating containers, comprising at least one container treatment machine which is designed according to the preceding description.
  • FIG. 1 shows a container treatment machine 50 in a schematic representation. A view of the container treatment machine 50 from above is shown.
  • the container treatment machine 50 comprises a stator 12 and a rotor 14, which is mounted so as to be rotatable about a pivot axis 16 with respect to the stator 12.
  • a plurality of container treatment stations 42 can be attached to the rotor 14.
  • the container treatment stations 42 are preferably arranged equidistantly distributed over the circumference of the rotor 14.
  • the stator 12 has a channel 18 that extends completely around the rotation axis 16.
  • the channel 18 is open at the top. During operation of the container treatment machine 50, the channel 18 is filled with a liquid.
  • the rotor 14 has a wall 20 which also extends completely around the axis of rotation 16.
  • the wall 20 projects into the channel 18 from above, the wall 20 being immersed in the channel 18 and being in contact with the liquid over the entire circumference around the axis of rotation 16, there being a closed contact surface between the liquid and the wall 20 around the axis of rotation 16.
  • Both the channel 18 and the wall 20 can extend in a ring shape or circle around the axis of rotation 16.
  • the channel 18 has at least one channel bottom section 22 which extends along the extension direction 24 of the channel 18 around the axis of rotation 16.
  • the channel bottom section 22 is inclined at an angle 36 relative to the horizontal plane 44 along an extension direction 24 around the axis of rotation 16, so that the channel bottom section 22 intersects the horizontal plane 44.
  • Figure 3 shows a cross-sectional view of the channel section from a horizontal direction oriented transversely to the extension direction 22 shows. Liquid located on the channel bottom section 22 therefore flows along the direction of extension of the channel bottom 30 around the axis of rotation in the direction specified by the inclination.
  • This direction can be referred to as downstream.
  • the opposite direction can be referred to as upstream.
  • a liquid level 38 can be so high that the wall 20, which is immersed in the channel 18, can be immersed in the liquid over the entire circumference around the axis of rotation 16.
  • a low-lying region 26 of the channel bottom section 22 then has a greater distance to the liquid level 38, measured orthogonally to the liquid level 38, than a high-lying region 28 of the channel bottom section 22.
  • the channel bottom 30 of the channel 18 extends in its entirety in a plane inclined to the horizontal plane 44.
  • the channel bottom 30 is arranged lower on the left in the figure than on the right side of the figure.
  • the channel 18 can be formed by a tilted gutter in this embodiment.
  • the channel 18 in this embodiment can be formed by a groove whose milling depth varies over the circumference.
  • the groove can be milled deeper and deeper starting from the highest point along the direction of extension of the channel 18 until the deepest point is reached. From there, the groove can be milled again along the direction of extension with a decreasing milling depth up to the highest point.
  • the channel 18 Downstream of the channel bottom section 22, the channel 18 may have a liquid outlet 32.
  • the liquid outlet 32 is formed in the channel bottom 30.
  • the channel 18 Upstream of the channel bottom section 22, the channel 18 may have a liquid inlet 34.
  • the liquid inlet 34 is arranged on the stator 12 diametrically opposite the liquid outlet 32.
  • two channel bottom sections 22 can extend on both sides of the liquid inlet 34 to the liquid outlet 32.
  • the low-lying regions 26 of both channel bottom sections 22 can be arranged at the liquid outlet 32 and the high-lying regions 28 of both channel bottom sections 22 can be arranged at the liquid inlet 34.
  • the liquid inlet 34 is thus arranged at the highest point of the channel bottom 30.
  • the liquid outlet 32 is arranged at the lowest point of the channel bottom 30.
  • the liquid thus flows automatically from the liquid inlet 34 along the channel 18 to the liquid outlet 32.
  • the liquid automatically collects at the liquid outlet 32 so that the channel 18 can be emptied without great effort.
  • the channel section 22 can extend along the entire channel 18, so that the channel base 30 extends helically around the axis of rotation 16 with a revolution around the axis of rotation 16. Both the highest point and the lowest point of the channel base 30 are arranged on the left in the figure.
  • the liquid inlet 34 can be arranged at the highest point of the channel base 30.
  • the liquid outlet 32 can be arranged at the lowest point of the channel base 30.
  • the liquid outlet 32 and the liquid inlet 34 are arranged directly next to one another in this embodiment. Between the liquid outlet 32 and the liquid inlet 34, a step 40 can be arranged in the channel base 30, which bridges the height difference between the highest point and the lowest point of the channel 18.
  • the channel 18 can be formed, for example, by a groove that is milled into a plate.
  • the milling depth of the groove increases in the extension direction 24, so that a first end of the groove is arranged higher than the opposite end of the groove in the extension direction.
  • Figure 4a shows a longitudinal section along the axis 16 through a container treatment machine 50. On the left in the Figure 4a The channel 18 is shown at its highest point. On the right of the figure, the channel 18 is shown with its lowest point and the liquid outlet 32.
  • the liquid outlet 32 in this third embodiment is not arranged on the channel bottom 30, but on a wall of the channel 18. However, the liquid outlet 32 adjoins the channel bottom 30 so that liquid can flow from the channel bottom 30 into the liquid outlet 32.
  • the liquid outlet 32 can therefore be flush with the channel bottom 30 with an edge section of an inlet opening.
  • Figure 4c shows a further detailed view of Figure 4a , which represents the section through the container treatment machine 50 such that the section is arranged in an angular position immediately adjacent to the fluid outlet 32.
  • the Figures 4b and 4c The lines 46 and 48 shown illustrate the height difference between the canal floor sections shown on the left and right. In the left area of the Figures 4b and 4c the channel bottom is located at the highest point much closer to the wall 20 than in the right part of the Figures 4b and 4c .
  • liquid which is arranged in the left section of the channel 18 in this embodiment can automatically flow to the right section of the channel 18.
  • the channel bottom section 22 can be arranged between the two sections shown.
  • the low-lying region 26 of the channel bottom section 22 can also be arranged on the right section of the channel 18 in Figures 4b and 4c, with the high-lying region 28 of the channel bottom section 22 then being in the left section of the channel 18 in the Figures 4b and 4c can be arranged.
  • liquid outlet 32 in the first two embodiments can be arranged both in the channel bottom 30 and in a wall of the channel 18. The same applies to the liquid inlet 34.
  • Figure 5 shows schematically a system 60 for producing and treating containers.
  • the system 60 has at least one container treatment machine 50, which is designed according to the invention, in particular according to the above-mentioned embodiments.
  • the system 60 can also have a container manufacturing machine, for example a stretch blow molding machine, in which preforms are stretched into containers.
  • the containers produced can then be transported to the container treatment machine 50 by means of a transport device.
  • the container treatment machine 50 can be, for example, a filling machine or a closing machine. Furthermore, the container treatment machine 50 can be designed for aseptic applications, for example.

Landscapes

  • Container Filling Or Packaging Operations (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Behälterbehandlungsmaschine (50), umfassend einen Stator (12) und einen um die Drehachse (16) relativ zu dem Stator (12) drehbar gelagerten Rotor (14), wobei der Stator (12) mindestens einen nach oben offenen Kanal (18) zur Aufnahme einer Flüssigkeit aufweist, der sich vollständig um die Drehachse (16) erstreckt, und der Rotor (14) mindestens eine von oben in den Kanal (18) hineinragende Wand (20), die sich entlang des Kanals (18) vollständig um die Drehachse (16) erstreckt, und eine Vielzahl von Behandlungsstationen (42) aufweist. Erfindungsgemäß weist der Kanal (18) mindestens einen Kanalbodenabschnitt (22) auf, der entlang einer Erstreckungsrichtung (24) um die Drehachse (16) zu einer horizontalen Ebene (44) geneigt ist. Die Erfindung stellt damit eine Behälterbehandlungsmaschine (50) bereit, die einfach zu warten ist und damit eine Reduktion der Wartungskosten bereitstellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Behälterbehandlungsmaschine und eine Anlage umfassend die Behälterbehandlungsmaschine.
  • Behälterbehandlungsmaschinen zur Behandlung von Behältern, insbesondere Kunststoffbehältern, können einen Stator und einen Rotor aufweisen, wobei sich der Rotor relativ zum Stator um eine Drehachse dreht. An dem Rotor können Behandlungsstationen für die Behälter angeordnet sein. Die Behälterbehandlungsmaschine kann insbesondere in einem Reinraum angeordnet sein, um die Behälter unter aseptische Bedingungen behandeln zu können. Das Behandeln kann zum Beispiel das Befüllen des Behälters mit einer Flüssigkeit oder das Verschließen des Behälters umfassen.
  • Wie zum Beispiel aus DE 20 2010 013 681 U1 bekannt, kann zum Abdichten des Reinraums, in dem die Behälterbehandlungsmaschine angeordnet ist, gegenüber beispielsweise einem Innenraum der Behälterbehandlungsmaschine zwischen dem Rotor und dem Stator eine hydraulische Dichtung oder Flüssigsperre angeordnet sein. Die hydraulische Dichtung weist in diesem Dokument eine offene ringförmige Rinne auf, die am Stator befestigt ist und die mit Flüssigkeit gefüllt ist. Der Rotor umfasst eine ringförmige Wand, die von oben in die ringförmige Rinne und in die Flüssigkeit eintaucht. Die Wand ist dabei entlang ihrer gesamten Erstreckungsrichtung entlang der Rinne in die Flüssigkeit eingetaucht und bildet mit der Flüssigkeit eine Barriere zwischen dem Rotor und dem Stator für den Reinraum. Bei einer Drehung des Rotors wird die Wand in der Flüssigkeit der Rinne gedreht. Der Flüssigkeitspegel kann über einen Zulauf und einen Ablauf gesteuert werden. Um die Dichtung zu reinigen, muss die Flüssigkeit abgelassen werden, wodurch ein gewisser Wartungsaufwand entsteht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Behälterbehandlungsmaschine bereitzustellen, die einfach zu warten ist und damit eine Reduktion der Wartungskosten bereitstellt.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der folgenden Beschreibung.
  • Die erfindungsgemäße Behälterbehandlungsmaschine umfasst einen Stator und einen um eine Drehachse relativ zu dem Stator drehbar gelagerten Rotor, wobei der Stator mindestens einen nach oben offenen Kanal zur Aufnahme einer Flüssigkeit aufweist, der sich vollständig um die Drehachse erstreckt, und der Rotor mindestens eine von oben in den Kanal hineinragende Wand, die sich entlang des Kanals vollständig um die Drehachse erstreckt, und eine Vielzahl von Behandlungsstationen aufweist. Außerdem ist vorgesehen, dass der Kanal mindestens einen Kanalbodenabschnitt aufweist, der entlang einer Erstreckungsrichtung um die Drehachse zu einer horizontalen Ebene geneigt ist.
  • Wenn der Kanal mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, bilden der Kanal und die Wand zusammen mit der Flüssigkeit eine hydraulische Dichtung zwischen dem Stator und dem Rotor.
  • Mit der Erfindung wird eine Behälterbehandlungsmaschine bereitgestellt, bei der Flüssigkeit entlang des Kanalbodenabschnitts in der durch die Neigung vorgegebene, schräg nach unten weisende Richtung fließt, insbesondere sobald der Füllstand des Kanals unterhalb einer Höhe angeordnet ist. Der Kanal kann dabei mindestens bis zu einer Füllstandshöhe mit einer Flüssigkeit befüllbar sein, dass die Wand entlang des gesamten Kanals zumindest teilweise unterhalb der Füllstandshöhe angeordnet ist und daher entlang der gesamten Erstreckungsrichtung des Kanals in die Flüssigkeit eintaucht. Beim Ablassen der Flüssigkeit strömt die Flüssigkeit damit automatisch in die schräg nach unten weisende Richtung entlang des Kanalbodenabschnitts. Damit sammelt sich die Flüssigkeit stromabwärts des Kanalbodenabschnitts, ohne dass Wartungspersonal die Flüssigkeit dorthin transportieren oder aufnehmen muss. Der Abstand des Kanalbodens des Kanals zur Oberfläche der Flüssigkeit, die sich entlang der horizontalen Ebene erstreckt, variiert damit entlang des Umlaufs des Kanals um die Drehachse. Vorteilhaft kann der Kanalboden entlang der Erstreckungsrichtung einen höchsten Punkt und einen tiefsten Punkt aufweisen.
  • Die Flüssigkeit strömt dann entlang des Kanals in einer Richtung von den höchsten Punkt zum tiefsten Punkt und sammelt sich dort beim Entleeren des Kanals, sobald der Flüssigkeitspegel unterhalb des höchsten Punktes liegt. Dies erleichtert und beschleunigt das Entleeren des Kanals der Behälterbehandlungsmaschine und vermeidet, dass die Flüssigkeit nicht vollständig aus dem Kanal entfernt wird. Damit wird der Wartungsaufwand verringert und es werden Kosten eingespart.
  • Bei einem kreisförmigen Kanal wird unter der Erstreckungsrichtung um die Drehachse die Richtung verstanden, auf der ein zur Drehachse radialer Querschnitt des Kanals bei einer Drehung um die Drehachse entlang des Kanals bewegt werden würde. Bei nicht kreisförmigen Kanälen ist unter der Erstreckungsrichtung eine zu der oben angeführten Erläuterung analoge Richtung zu verstehen.
  • Weiter kann ein Flüssigkeitsauslass der Behälterbehandlungsmaschine entlang der Erstreckungsrichtung in der durch die Neigung vorgegebene, schräg nach unten weisende Richtung gesehen hinter dem Kanalbodenabschnitt angeordnet sein. Wenn der Flüssigkeitsauslass in den Kanalboden eingelassen ist, kann der Rand des Flüssigkeitsauslasses und/oder der Übergang von dem Flüssigkeitsauslass zum Kanalboden außerhalb des Kanalbodenabschnitts angeordnet sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Kanal einen Kanalboden aufweisen, der den Kanalbodenabschnitt enthält und sich um die Drehachse in einer zu der horizontalen Ebene geneigten Ebene erstreckt.
  • Der gesamte Kanalboden kann damit auf einer in Bezug zu der horizontalen Ebene schiefen Ebene angeordnet sein. Wenn der Kanal ringförmig ausgebildet ist, weist er einen höchsten Punkt und einen tiefsten Punkt auf, die sich vorzugsweise diametral gegenüber liegen. Ein bezüglich der Drehachse radialer Querschnitt des Kanalbodens, würde bei einer Drehung des Querschnitts um die Drehachse auf einer zu der horizontalen Ebene geneigten Ebene entlanglaufen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Kanal einen Kanalboden aufweisen, der den Kanalbodenabschnitt enthält und sich entlang einer Schraubenlinie entlang der Erstreckungsrichtung erstreckt. Die Schraubenlinie kann sich um die Drehachse erstrecken, wobei die Schraubenlinie sich entlang einer Drehung um die Drehachse in eine axialen Richtung nach unten bzw. nach oben bewegen kann. Ein höchster Punkt und ein tiefster Punkt des Kanals können dann in einer Draufsicht auf den Kanal unmittelbar abgrenzend zueinander angeordnet sein. Zwischen dem höchsten Punkt und dem tiefsten Punkt kann beispielsweise eine Stufe im Kanalboden angeordnet sein.
  • Es ist weiter denkbar, dass der Kanalboden an verschiedenen Positionen verschiedene Neigungswinkel zur horizontalen Ebene aufweist.
  • Der Kanalbodenabschnitt kann zum Beispiel den tiefsten Punkt des aufweisen, wobei die Behälterbehandlungsmaschine weiter einen Flüssigkeitsauslass aufweist, der an dem tiefsten Punkt angeordnet ist. Beim Entleeren des Kanals fließt die Flüssigkeit damit automatisch in Richtung des Flüssigkeitsauslasses, sodass automatisch eine Entleerung des Kanals erfolgt, sobald die Flüssigkeit abgelassen wird.
  • Weiter kann die Neigung des Kanalbodens zur horizontalen Ebene in der Nähe des Flüssigkeitsauslasses beispielsweise größer als entlang des Kanals in einem größeren Abstand zu dem Flüssigkeitsauslass sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Kanal als Rinne ausgebildet sein, die gegenüber der horizontalen Ebene vorzugsweise gekippt ausgebildet ist. Der Kanalbodenabschnitt kann sich dann zwischen dem höchsten Punkt der Rinne und dem tiefsten Punkt der Rinne befinden. Eine gekippte Rinne kann weiter ohne großen Aufwand bereitgestellt werden. Es muss ggf. lediglich die Form der Rinne auf die Form der Wand angepasst werden, damit die Wand weiter innerhalb der Rinne um die Drehachse drehbar ist. Dazu kann die Rinne bei der Verwendung einer ringförmigen Wand beispielsweise elliptisch ausgebildet sein, damit sie beim Kippen eine ringförmige Projektion auf der horizontalen Ebene bildet.
  • Weiter kann der Kanal beispielsweise als eingefräste Nut ausgebildet sein, deren Frästiefe sich entlang der Erstreckungsrichtung erhöht. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Nut in einer Platte eingefräst wird, deren Oberfläche horizontal angeordnet ist. Durch das Fräsen der Nut mit einer sich entlang der Erstreckungsrichtung erhöhenden Frästiefe wird automatisch auch eine Kanalwand bereitgestellt die hoch genug ist, damit der Kanal genügend Flüssigkeit aufnehmen kann, so dass die Wand des gesamten Kanals in die Flüssigkeit eintauchen kann. Die Nut kann beispielsweise entlang einer Schraubenlinie in eine Platte gefräst werden.
  • Einem Ausführungsbeispiel gemäß kann die Vielzahl von Behandlungsstationen, vorzugsweise äquidistant, über den Umfang des Rotors verteilt angeordnet sein.
  • Die Behälterbehandlungsmaschine kann insbesondere als, vorzugsweise aseptische, Füllmaschine ausgebildet sein.
  • Weiter betrifft die Erfindung eine Anlage zum Herstellen und Behandeln von Behältern, umfassend mindestens eine Behälterbehandlungsmaschine, die nach der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet ist.
  • Vorteile und Wirkungen sowie Weiterbildungen der Anlage ergeben sich aus den Vorteilen und Wirkungen sowie Weiterbildungen der oben beschriebenen Behälterbehandlungsmaschine. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher in dieser Hinsicht auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen mittels der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Behälterbehandlungsmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
    Figur 2
    eine schematische Darstellung einer Behälterbehandlungsmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
    Figur 3
    eine schematische Querschnittsdarstellung der Behälterbehandlungsmaschine entlang der Erstreckungsrichtung in Seitenansicht;
    Figur 4a-c
    eine schematische Querschnittsdarstellung einer Behälterbehandlungsmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; und
    Figur 5
    eine schematische Darstellung einer Anlage zum Herstellen und Behandeln von Behältern.
  • Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Behälterbehandlungsmaschine 50. Dargestellt ist eine Ansicht der Behälterbehandlungsmaschine 50 von oben. Die Behälterbehandlungsmaschine 50 umfasst einen Stator 12 und einen Rotor 14, der um eine Schwenkachse 16 drehbar bezüglich des Stators 12 gelagert ist. An dem Rotor 14 können eine Vielzahl von Behälterbehandlungsstationen 42 befestigt sein. Vorzugsweise sind die Behälterbehandlungsstationen 42 äquidistant über den Umfang des Rotors 14 verteilt angeordnet.
  • Der Stator 12 weist einen Kanal 18 auf, der sich vollständig um die Drehachse 16 erstreckt. Der Kanal 18 ist nach oben offen ausgebildet. Im Betrieb der Behälterbehandlungsmaschine 50 ist der Kanal 18 mit einer Flüssigkeit gefüllt.
  • Der Rotor 14 weist eine Wand 20 auf, die sich ebenfalls vollständig um die Drehachse 16 erstreckt. Die Wand 20 ragt von oben in den Kanal 18 hinein, wobei die Wand 20 in den Kanal 18 eintaucht und über den gesamten Umfang um die Drehachse 16 in Kontakt mit der Flüssigkeit ist, wobei um die Drehachse 16 eine geschlossene Kontaktfläche zwischen der Flüssigkeit und der Wand 20 besteht. Der Kanal 18 und die Wand 20 bilden zusammen mit der Flüssigkeit eine hydraulische Dichtung zwischen dem Stator 12 und dem Rotor 14.
  • Sowohl der Kanal 18 als auch die Wand 20 können sich ringförmig bzw. kreisförmig um die Drehachse 16 erstrecken.
  • Der Kanal 18 weist mindestens einen Kanalbodenabschnitt 22 auf, der sich entlang der Erstreckungsrichtung 24 des Kanals 18 um die Drehachse 16 erstreckt. Der Kanalbodenabschnitt 22 ist gegenüber der horizontalen Ebene 44 entlang einer Erstreckungsrichtung 24 um die Drehachse 16 gesehen um einen Winkel 36 geneigt ausgebildet, sodass der Kanalbodenabschnitt 22 die horizontale Ebene 44 schneidet. Dies ist beispielhaft in Figur 3 dargestellt, die aus einer quer zur Erstreckungsrichtung orientierten horizontalen Richtung eine Querschnittsansicht des Kanalabschnitts 22 zeigt. Flüssigkeit, die sich an dem Kanalbodenabschnitt 22 befindet, strömt demnach entlang der Erstreckungsrichtung des Kanalbodens 30 um die Drehachse in die durch die Neigung vorgegebene Richtung schräg nach unten. Diese Richtung kann als stromabwärts bezeichnet werden. Die Gegenrichtung kann als stromaufwärts bezeichnet werden.
  • Weiter zeigt Figur 3, dass ein Flüssigkeitspegel 38 derart hoch sein kann, dass die Wand 20, die in dem Kanal 18 eingetaucht ist, über den gesamten Umfang um die Drehachse 16 in die Flüssigkeit eingetaucht sein kann. Ein tief angeordneter Bereich 26 des Kanalbodenabschnitts 22 hat dann orthogonal zum Flüssigkeitspegel 38 gemessen einen größeren Abstand zu dem Flüssigkeitspegel 38 als ein hoch angeordneter Bereich 28 des Kanalbodenabschnitts 22.
  • In dem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Kanalboden 30 des Kanals 18 in seiner Gesamtheit in einer zu der horizontalen Ebene 44 schiefen Ebene. In diesem Beispiel ist der Kanalboden 30 links in der Abbildung tiefer als auf der rechten Seite der Abbildung angeordnet. Der Kanal 18 kann in diesem Ausführungsbeispiel durch eine gekippte Rinne gebildet werden.
  • Alternativ kann der Kanal 18 in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Nut ausgebildet sein, deren Frästiefe über den Umfang variiert. Dabei kann die Nut von dem höchsten Punkt ausgehend entlang der Erstreckungsrichtung des Kanals 18 immer tiefer eingefräst werden, bis der tiefste Punkt erreicht wird. Von dort ausgehend kann die Nut entlang der Erstreckungsrichtung wieder mit einer abnehmenden Frästiefe bis zum höchsten Punkt gefräst werden.
  • Stromabwärts von dem Kanalbodenabschnitt 22 kann der Kanal 18 einen Flüssigkeitsauslass 32 aufweisen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Flüssigkeitsauslass 32 im Kanalboden 30 ausgebildet. Stromaufwärts von dem Kanalbodenabschnitt 22 kann der Kanal 18 einen Flüssigkeitszulauf 34 aufweisen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Flüssigkeitszulauf 34 an dem Stator 12 diametral gegenüber zum Flüssigkeitsauslass 32 angeordnet.
  • Beispielsweise zwei Kanalbodenabschnitte 22 können sich in diesem Ausführungsbeispiel zu beiden Seiten des Flüssigkeitszulaufs 34 bis zu dem Flüssigkeitsauslass 32 erstrecken. Dabei können die tief angeordneten Bereiche 26 beider Kanalbodenabschnitte 22 am Flüssigkeitsauslass 32 angeordnet sein und hoch angeordnete Bereiche 28 beider Kanalbodenabschnitte 22 können am Flüssigkeitszulauf 34 angeordnet sein. Der Flüssigkeitszulauf 34 ist damit am höchsten Punkt des Kanalbodens 30 angeordnet. Weiter ist der Flüssigkeitsauslass 32 am tiefsten Punkt des Kanalbodens 30 angeordnet.
  • Die Flüssigkeit strömt damit automatisch von den Flüssigkeitszulauf 34 entlang des Kanals 18 zum Flüssigkeitsauslass 32. Beim Entleeren des Kanals 18 sammelt sich die Flüssigkeit damit automatisch am Flüssigkeitsauslass 32, sodass der Kanal 18 ohne großen Aufwand entleert werden kann.
  • In Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Behälterbehandlungsmaschine 50 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Kanalabschnitt 22 entlang dem gesamten Kanal 18 erstrecken, sodass sich der Kanalboden 30 mit einem Umlauf um die Drehachse 16 schraubenlinienförmig um die Drehachse 16 erstreckt. Sowohl der höchste Punkt als auch der tiefste Punkt des Kanalbodens 30 sind links in der Abbildung angeordnet. Am höchsten Punkt des Kanalbodens 30 kann der Flüssigkeitszulauf 34 angeordnet sein. Am tiefsten Punkt des Kanalbodens 30 kann der Flüssigkeitsauslass 32 angeordnet sein. Flüssigkeitsauslass 32 und Flüssigkeitszulauf 34 sind in diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar nebeneinander angeordnet. Zwischen dem Flüssigkeitsauslass 32 und dem Flüssigkeitszulauf 34 kann eine Stufe 40 im Kanalboden 30 angeordnet sein, die den Höhenunterschied zwischen dem höchsten Punkt und dem tiefsten Punkt des Kanals 18 überbrückt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel kann der Kanal 18 beispielsweise durch eine Nut ausgebildet sein, die in eine Platte eingefräst ist. Die Frästiefe der Nut erhöht sich dabei in Erstreckungsrichtung 24, sodass ein erstes Ende der Nut höher als das in Erstreckungsrichtung gegenüberliegende Ende der Nut angeordnet ist.
  • In den Figuren 4a, 4b und 4c ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Behälterbehandlungsmaschine 50 dargestellt.
  • Figur 4a zeigt dabei einen Längsschnitt entlang der Achse 16 durch eine Behälterbehandlungsmaschine 50. Links in der Figur 4a ist dabei der Kanal 18 an seinem höchsten Punkt dargestellt. Rechts in der Abbildung ist der Kanal 18 mit seinem tiefsten Punkt und dem Flüssigkeitsauslass 32 dargestellt.
  • Wie in Figur 4b in einer Detaildarstellung der Figur 4a dargestellt, ist der Flüssigkeitsauslass 32 in diesem dritten Ausführungsbeispiel nicht am Kanalboden 30, sondern an einer Wand des Kanals 18 angeordnet. Dabei grenzt der Flüssigkeitsauslass 32 jedoch an den Kanalboden 30 an, sodass Flüssigkeit von dem Kanalboden 30 in den Flüssigkeitsauslass 32 strömen kann. Der Flüssigkeitsauslass 32 kann daher mit einem Randabschnitt einer Eintrittsöffnung bündig zu dem Kanalboden 30 sein.
  • Figur 4c zeigt dabei eine weitere Detaildarstellung aus Figur 4a, die den Schnitt durch die Behälterbehandlungsmaschine 50 derart darstellt, dass der Schnitt in einer Winkelposition unmittelbar neben dem Fluidauslass 32 angeordnet ist.
  • Die in den Figuren 4b und 4c dargestellten Linien 46 und 48 verdeutlichen dabei den Höhenunterschied zwischen den Kanalbodenabschnitten, die links bzw. rechts dargestellt sind. Im linken Bereich der Figuren 4b und 4c ist der Kanalboden dem höchsten Punkt deutlich näher an der Wand 20 angeordnet als im rechten Teil der Figuren 4b und 4c.
  • Dadurch kann Flüssigkeit, die in diesem Ausführungsbeispiel im linken Abschnitt des Kanals 18 angeordnet ist, automatisch zu dem rechten Abschnitt des Kanals 18 strömen. Der Kanalbodenabschnitt 22 kann zwischen den beiden dargestellten Abschnitten angeordnet sein. Weiter kann auch der tief angerordnete Bereich 26 des Kanalbodenabschnitts 22 am rechten Abschnitt des Kanals 18 in den Abbildungen 4b und 4c angeordnet sein, wobei der hoch angeordnete Bereich 28 des Kanalbodenabschnitts 22 dann im linken Abschnitt des Kanals 18 in den Figuren 4b und 4c angeordnet sein kann.
  • Die Merkmale der oben angeführten Ausführungsbeispiel können in beliebiger Weise kombiniert werden. D. h., dass der Flüssigkeitsauslass 32 in den ersten zwei Ausführungsbeispielen sowohl im Kanalboden 30 als auch in einer Wand des Kanals 18 angeordnet sein kann. Analoges gilt für den Flüssigkeitszulauf 34.
  • Figur 5 zeigt schematisch eine Anlage 60 zum Herstellen und Behandlung von Behältern. Die Anlage 60 weist mindestens eine Behälterbehandlungsmaschine 50 auf, die gemäß der Erfindung, insbesondere gemäß der oben angeführten Ausführungsbeispiele, ausgebildet ist.
  • Die Anlage 60 kann auch eine Behälterherstellungsmaschine, zum Beispiel eine Streckblasmaschine aufweisen, in der Vorformlinge zu Behältern gereckt werden. Die hergestellten Behälter können dann mittels Transportvorrichtung zu der Behälterbehandlungsmaschine 50 transportiert werden.
  • Die Behälterbehandlungsmaschine 50 kann beispielsweise eine Füllmaschine oder eine Verschließmaschine sein. Weiter kann die Behälterbehandlungsmaschine 50 beispielsweise für aseptische Anwendungen ausgebildet sein.
  • Die oben beschriebenen Beispiele dienen in keiner Weise einer Beschränkung der Erfindung. Vielmehr kann die Erfindung in vielfältiger Weise abgewandelt werden. Alle oben beschriebenen Merkmale der Erfindung können allein oder in Kombination miteinander wesentlich für die Erfindung sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 12
    Stator
    14
    Rotor
    16
    Drehachse
    18
    Kanal
    20
    Wand
    22
    Kanalbodenabschnitt
    24
    Erstreckungsrichtung
    26
    tief angeordneter Bereich
    28
    hoch angeordneter Bereich
    30
    Kanalboden
    32
    Flüssigkeitsauslass
    34
    Flüssigkeitszulauf
    36
    Winkel
    38
    Flüssigkeitspegel
    40
    Stufe
    42
    Behälterbehandlungsstation
    44
    Horizontale
    46
    Linie
    48
    Linie
    50
    Behälterbehandlungsmaschine
    60
    Anlage

Claims (9)

  1. Behälterbehandlungsmaschine (50), umfassend einen Stator (12) und einen um eine Drehachse (16) relativ zu dem Stator (12) drehbar gelagerten Rotor (14), wobei der Stator (12) mindestens einen nach oben offenen Kanal (18) zur Aufnahme einer Flüssigkeit aufweist, der sich vollständig um die Drehachse (16) erstreckt, und der Rotor (14) mindestens eine von oben in den Kanal (18) hineinragende Wand (20), die sich entlang des Kanals (18) vollständig um die Drehachse (16) erstreckt, und eine Vielzahl von Behandlungsstationen (42) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (18) mindestens einen Kanalbodenabschnitt (22) aufweist, der entlang einer Erstreckungsrichtung (24) um die Drehachse (16) zu einer horizontalen Ebene (44) geneigt ist.
  2. Behälterbehandlungsmaschine (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (18) einen Kanalboden (30) aufweist, der den Kanalbodenabschnitt (22) enthält und sich um die Drehachse (16) in einer zu einer horizontalen Ebene (44) geneigten Ebene erstreckt.
  3. Behälterbehandlungsmaschine (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (18) einen Kanalboden (30) aufweist, der den Kanalbodenabschnitt (22) enthält und sich entlang einer Schraubenlinie entlang der Erstreckungsrichtung (24) erstreckt.
  4. Behälterbehandlungsmaschine (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalbodenabschnitt (22) einen tiefsten Punkt des Kanals (18) aufweist, wobei die Behälterbehandlungsmaschine (50) weiter einen Flüssigkeitsauslass (32) aufweist, der an dem Kanalbodenabschnitt (22) angeordnet ist.
  5. Behälterbehandlungsmaschine (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (18) als Rinne ausgebildet ist, die gegenüber der horizontalen Ebene (44) vorzugsweise gekippt ausgebildet ist.
  6. Behälterbehandlungsmaschine (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (18) als eingefräste Nut ausgebildet ist, deren Frästiefe sich entlang der Erstreckungsrichtung (24) erhöht.
  7. Behälterbehandlungsmaschine (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Behandlungsstationen (42), vorzugsweise äquidistant, über den Umfang des Rotors (14) verteilt angeordnet sind.
  8. Behälterbehandlungsmaschine (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterbehandlungsmaschine (50) als Füllmaschine, vorzugsweise als aseptische Füllmaschine, ausgebildet ist.
  9. Anlage (60) zum Herstellen und Behandeln, insbesondere zum Herstellen und Befüllen, von Behältern, umfassend mindestens eine Behälterbehandlungsmaschine (50), die nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist.
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