WO2018073341A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von getränkebehältnissen mit rückkühlung und gaszufuhr - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen von getränkebehältnissen mit rückkühlung und gaszufuhr Download PDF

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WO2018073341A1
WO2018073341A1 PCT/EP2017/076706 EP2017076706W WO2018073341A1 WO 2018073341 A1 WO2018073341 A1 WO 2018073341A1 EP 2017076706 W EP2017076706 W EP 2017076706W WO 2018073341 A1 WO2018073341 A1 WO 2018073341A1
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WO
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container
containers
liquid
closure
opening
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PCT/EP2017/076706
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English (en)
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Wolfgang Roidl
Jochen Hirdina
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Krones Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B31/00—Packaging articles or materials under special atmospheric or gaseous conditions; Adding propellants to aerosol containers
    • B65B31/006—Adding fluids for preventing deformation of filled and closed containers or wrappers
    • 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
    • B67C2003/226—Additional process steps or apparatuses related to filling with hot liquids, e.g. after-treatment

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for producing beverage containers and to a device for producing a pressure equalization in containers.
  • Such methods and devices have been known for a long time from the prior art. It is also known in particular that certain drinks, such as ice tea, are filled hot. However, such H discloseab Heilllclar are associated with certain difficulties. For example, when hot-filling drinks in plastic bottles, these bottles may contract after bottling due to the falling internal pressure.
  • the prior art seeks to counteract this fact with certain container designs, such as designs that are capable of absorbing fluctuating pressures.
  • containers in particular PET containers, at least partially hydraulically.
  • hot medium is used for molding
  • PET tends to deform under the effect of temperature, the so-called memory effect
  • the negative pressure arising in the container as a result of the cooling of the medium can be withstood for this purpose, so-called panel bottles being used in the prior art
  • the panels have precisely the property of deforming the product in the wrong "defined” and thus not affect the overall appearance of the container by undefined changes or deformations.
  • a disadvantage of these methods is the difficult determinability of the final filling level and the complicated handling of the bottles, since the bottoms have to be shaped very accurately and must be carefully re-shaped even with a corresponding own machine.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a method and a device are available, which in particular facilitate a H enjoyedab hydrollvorgang.
  • the fact should be taken into account that the drinks are first filled in a heated state and then the containers are closed and then cooled.
  • a plastic container is produced by a blow molding process in a first method step. Subsequently, the plastic container is filled with a flowable medium and in particular with a liquid. In a further method step, at least partial closing of the container filled with the liquid takes place with a container closure. Become under liquids Also liquids with a certain proportion of gas understood, for example, because of their high temperature strong steaming liquids.
  • a gaseous medium is fed into the interior of the container via at least one opening (at least one section of the container or peripheral wall of the container closure).
  • the opening is formed by a gap between the container closure and the container, such as when the container has not been completely closed.
  • the opening is a hole in the wall of the container or in the peripheral wall of the container closure.
  • the plastic container is produced by a blowing process and in particular a stretch blow molding process. It is possible that first the plastic preforms are heated and the plastic preforms are entered in the heated state in a blow mold. Within the blow mold, the plastic preforms are expanded to the plastic containers and in particular plastic bottles.
  • blow molds advantageously have both side parts and a bottom part. These side parts and the bottom part together form a cavity within which the plastic preform is expanded by being exposed to a medium and in particular compressed air to form a plastic bottle.
  • the said side parts and / or the bottom part of the blow mold are also heated.
  • the blowing process takes place at a predetermined temperature of the blow molding.
  • the bottom part of the blow mold can be heated to a temperature of at least 50 ° C., preferably of at least 60 ° C., preferably of at least 70 ° C., and preferably of at least 80 ° C.
  • This heating of the bottom part can be achieved by means of flowing through a region of the bottom part of the water.
  • the said side parts of the blow mold are heated.
  • a heating to at least 80 ° C., preferably to at least 90 ° C., preferably to at least 100 ° C., preferably to at least 120 ° C. and particularly preferably to at least 130 ° C., is advantageously carried out. In this case, this heating can be achieved, for example, by means of a flowing, flowable medium, for example by flowing oil through it.
  • the said side parts of the blow mold are advantageously also arranged on side member carriers.
  • these side sub-carriers are heated to a certain temperature, for example to a temperature of more than 30 ° C, preferably more than 40 ° C, preferably of more than 50 ° C.
  • said opening is located in a wall of the plastic container or a peripheral wall of the container closure.
  • the gaseous medium it would also be possible for the gaseous medium to be supplied via an opening or a gap which exists between the container or its mouth on the one hand and the container closure on the other.
  • the container closure it would be possible for the container closure not initially to be completely screwed onto the container, but for the gaseous medium to be initially supplied via the said gap.
  • the container closure is preferably a screw cap, which is screwed onto an external thread of the container, in particular.
  • the pressure is already built up in the container during the closing process.
  • the product has not yet cooled during the closing process, so that the pressure to be established in the bottle is significantly above atmospheric pressure, in order then to find the desired pressure conditions in the container during recooling.
  • the closure after re-cooling (under defined environmental conditions, eg in a chamber) is slightly opened, so that a communication connection between the environment and container interior is made. This can be done for example by a slight opening of the closure. Thus, a reduction of the negative pressure can take place.
  • This opening process can preferably be such that a guarantee strip does not break off and the closure can be turned back to normal.
  • the gas is a sterile and / or inert gas. Most preferably, the gas is nitrogen (N2).
  • the containers are transported during their production and / or during filling and / or during the feeding of the gaseous medium.
  • the containers are at least partially transported along a circular arc-shaped path.
  • the containers are at least partially transported through a clean room.
  • a clean room This means that the method steps described here, in particular also the step of supplying the gaseous medium, take place under clean-room conditions or under sterile conditions.
  • This clean room is preferably sealed or separated by means of at least one wall in relation to an (unsterile) environment.
  • the containers are sterilized. So it is possible that the containers are sterilized directly after their production. However, it would also be possible that already the plastic preforms are sterilized before the forming process to plastic bottles. Thus, it is also possible that already takes place the actual forming process for forming plastic preforms into plastic bottles under sterile conditions.
  • This sterilization can be done for example by means of a sterilization medium such as hydrogen peroxide or peracetic acid but also by means of radiation, for example electron radiation. It should be noted, however, that sterilization is an optional process step. This applies in particular to those products in which sterility is achieved by heating the liquid to be filled.
  • said opening is introduced into a wall of the container or a portion of the wall of the container (or into a portion of the peripheral wall of the container closure).
  • this opening is introduced after the blow molding process.
  • this introduction of the opening takes place after closing the container with a container closure and in particular after filling the container.
  • the opening can also be already be present in the closure, for example, the closure have already been made with such an opening.
  • the said container wall is pierced, for example with a needle-like body.
  • this needle-like body or needle can have a diameter which is smaller than 4 mm, preferably smaller than 3 mm and particularly preferably smaller than 2 mm. It is also possible that the needle itself is heated to pierce the container wall. In this way, the material of the container can be melted locally during piercing.
  • a temperature of the needle (at least in that section which contacts the wall of the container) to be greater than 60.degree. C., preferably greater than 70.degree. C., preferably greater than 80.degree. C. and particularly preferably greater than 90.degree C.
  • the container is filled with a heated liquid.
  • this liquid to be filled at a temperature of more than 40 ° C, preferably of more than 50 ° C, preferably more than 60 ° C and more preferably more than 70 ° C.
  • the liquid preferably has a temperature of less than 110 ° C., preferably less than 100 ° C., and more preferably less than 95 ° C. More preferably, a temperature of the liquid is between 82 ° C and 92 ° C. This is preferably also the filling temperature.
  • an at least partial closure of the container is understood to mean that a screw cap, for example, is screwed to a certain extent onto a thread of the container, but not yet sealed tight.
  • the container closure is already fixed and thus screwed sealingly against the mouth of the container, which thus preferably corresponds to complete closure of the container with the container closure.
  • the heated liquid is a beverage.
  • the container filled with the liquid and preferably also closed is cooled.
  • the container is cooled back to a temperature which is below the filling temperature.
  • cooling takes place below a temperature of 70 ° C., preferably below a temperature of 60 ° C., more preferably below a temperature of 50 ° C and more preferably below a temperature of 45 ° C.
  • the supply of the gaseous medium takes place during or after said cooling. In this way, resulting pressure changes can be compensated again.
  • containers without overpressure-resistant floors can be used.
  • This cooling of the container can be carried out at different times or in different steps of the entire process. So it is possible that the cooling takes place before the supply of the gaseous medium.
  • the container is first filled with a heated liquid, then sealed, then recooled and finally the gas supply takes place.
  • the plastic containers produced should be pressure stable (as in the case of petaloid bottoms).
  • the containers need not be pressure stable and may, for example, have normal still bottoms or juice bottoms. In these cases, the negative pressure can be reduced after a certain time.
  • the container wall or the peripheral wall of the container closure is preferably pierced for this purpose so as to be able to introduce the gaseous medium.
  • the container wall is pierced in an upper half of the container and in particular an upper third of the container (or introduced at this point, the opening).
  • the term of the upper half is related to a longitudinal direction of the container, which extends from a bottom of the container to the mouth of the container.
  • the container wall is pierced in an upper quarter, particularly preferably in an upper fifth relative to the longitudinal direction.
  • the piercing of the container wall takes place in a head or shoulder region of the container or in an area in the immediate vicinity of a supporting ring of the container, for example below or above the said th carrying rings.
  • the wall it would also be possible for the wall to be pierced at another location, for example the circumferential wall, for example when the containers are transported horizontally.
  • An advantage of this method is that then the peripheral wall can be pierced, which is usually thinner than the wall in the region of the mouth of the container.
  • a container turner can be used. It would be possible that the container is rotated and preferably thereby the container closure (with the hot product) is sterilized.
  • the opening is introduced into a region of the container in which no liquid is present when the container is stationary at the time of penetration. In this way, leakage of the liquid through the opening can be prevented.
  • the gaseous medium is preferably introduced into the head space of the container via said opening.
  • the gaseous medium is preferably introduced under a certain overpressure, in order to obtain preferably a residual pressure, ie.
  • a residual pressure within the container between 1, 1 and 2.5 bar, preferably between 1, 1 and 2.0 bar, preferably between 1, 1 and 1, 8 bar, preferably between 1, 1 and 1, 5 bar and more preferably between 1, 1 and 1.3 bar.
  • the opening provided in the receptacle is spaced from the mouth of the receptacle, and more preferably, a thread of the receptacle is closer to the mouth than said opening.
  • the opening, via which the gaseous medium was supplied to the container is closed or sealed again after the gaseous medium has been introduced.
  • This closing or sealing of the opening can be done in different ways.
  • the concept of sealing is used.
  • this sealing is performed by a method selected from a group of methods which includes melting a portion of the container wall, melting a portion of a peripheral wall of the container closure, or relative rotation of the container closure to the container.
  • the needle which pierces the container wall, to be warm and then to close the pierced area again.
  • a separate welding head which is pressed after the retraction of the needle on the hole to close the opening again.
  • an "external melting point” is applied, which preferably consists of a material which differs from the material of the container wall, this sealing being possible during or after closing the container with the container closure.
  • the container closure is preferably not initially screwed completely to the container mouth, so that gas can still enter. Only after the supply of this gas, the container closure is completely turned on the container.
  • the gas supply can also be carried out during a closing process.
  • a closure or sealing of the opening is particularly preferably carried out by processes such as fusing or welding of the container wall.
  • both the production of the opening and the sealing of the opening under clean room conditions and / or within a clean room are advantageously take place during a movement of the containers and in particular during a transport of the containers in their transport direction.
  • a chamber may be provided, which in particular surrounds the opening in the Be bachelorniswandung and by means of which the gaseous medium is introduced into the container. This chamber need not necessarily be able to accommodate the entire container.
  • the "clean room” (which is formed by this chamber) are reduced and on the other hand, this can also be placed under pressure, so it does not require its own gas supply device in the container, but the gas "automatically” after the Penetration or partial opening enters the container.
  • a closure or sealing of the container (or the opening) is checked by means of an inspection device.
  • an inspection device for example, a particular optical inspection can be carried out to determine whether the said opening has been closed.
  • this inspection is carried out without contact and particularly preferably optically.
  • the gaseous medium is supplied to the container in such a way that, after the gaseous medium has been supplied, there is a pressure within the container which is above an ambient pressure.
  • this overpressure can still be reduced by further cooling processes.
  • the opening of the container leads to the reduction of the negative pressure and the "ambient" or atmospheric pressure prevails.
  • “Atmospheric pressure” is sufficient if it is ensured that negative pressure will not be created by further recooling. However, there may also be a slight overpressure (over atmosphere).
  • the method can be envisaged such that, when treated with the gas, the container is introduced into a chamber with defined environmental conditions, e.g. filled with inert gas under certain pressure conditions. If a hole is now introduced into the container, the gas in the chamber flows into the container, without having to "pump" gas into the container via its own device.
  • a chamber with defined environmental conditions e.g. filled with inert gas under certain pressure conditions.
  • this method can be imagined as the closure in the (overpressure) chamber being slightly opened (but only to the extent that the guarantee band does not break off) and the negative pressure in the bottle is dissipated via the thread.
  • This variant has the advantage that the container does not have to be processed invasively.
  • the present invention is further directed to a method for producing liquid containers and in particular beverage containers.
  • a plastic container is at least partially reshaped by application of a liquid medium.
  • the plastic container is filled with a, preferably heated, liquid, in particular with the liquid used for forming.
  • an at least partial closure of the container filled with the liquid takes place with a container closure.
  • a tempering and, in particular, cooling of the container and / or the liquid in the container and, preferably via at least one opening introduced into at least one section of a wall of the plastic container or a peripheral wall of the container closure or via a between a mouth and the container closure existing gap, a supply of a gaseous medium in the interior of the container, in particular the headspace of the container.
  • a (hot) hydraulic container forming an adjoining pressure equalization in the container by a gas supply from the outside.
  • the method can be equipped with all features described in connection with the above method individually or in combination and vice versa.
  • an at least partial hydraulic deformation of the container which is filled thereby and / or subsequently with warm liquid, which is preferably that from the deformation process, is proposed.
  • the container is closed.
  • the product is cooled in an (subsequent) further process step and preferably subsequently, but it is also conceivable that gas is introduced into the head space of the container during the cooling step.
  • At least partial reshaping is understood here to mean in particular a permanent deformation of at least one region of the container (at ambient temperature).
  • the liquid used for (at least partial) shaping or shaping of the container is not drained or removed again from the container. It is also conceivable that after the formation of the container, the same liquid is supplied further, preferably until a predetermined level and / or a predetermined filling volume is reached. In a further advantageous embodiment, the liquid used for (at least partial) shaping is heated, or warm and / or hot liquid. According to the Applicant, this offers the advantage of better process stability.
  • the temperature of this liquid is in a range between 45 C and 1 10 ° C, preferably between 50 ° C and 95 ° C, more preferably between 60 ° C and 90 ° C and most preferably between 70 ° C and 88 ° C.
  • the medium is used for shaping, which remains later in the container.
  • the container is preferably closed immediately after the formation.
  • At least one forming step or forming step or forming step of the container (at least) a liquid (as a molding liquid) is used, which preferably does not correspond to the final product and which preferably does not remain in the container.
  • a liquid as a molding liquid
  • the shaping agent or the molding liquid or a liquid used for forming is drained or removed from the container in a further method step.
  • the container preferably rotated by a predetermined angle, and preferably disinfected or sterilized in a further process step (at least) the container closure.
  • the tempering of the liquid in the container is preferably a cooling of the liquid present in the container. This tempering process or cooling process preferably takes place indirectly via tempering or cooling of the container.
  • the tempering or cooling of the liquid in the container takes place actively and / or passively.
  • a passive (cooling) can take place, for example, by transporting the container for a specific time t or a predetermined period of time in a transport path. It is also conceivable passive cooling (by the ambient air) of the container by lingering of the container for a predetermined period of time in a range with (compared to the liquid temperature cooler) ambient air.
  • the temperature of the ambient air can the usual ambient temperature in this environment (and not be cooled down).
  • An active cooling can be done for example in a so-called recooler.
  • This embodiment is advantageous because the cooling energy can be recovered more easily than with passive cooling. In a further method step, therefore, preference is given to recovering at least some of the released cooling energy, and preferably to recycle it as a consequence of the device.
  • This embodiment also has the advantage that (in comparison to a passive cooling), the process time in the active cooling significantly shortened.
  • Cooling of the container and / or the liquid in the container does not necessarily take place (necessarily) up to the ambient temperature.
  • the Applicant has found that cooling the container and / or the liquid in the container to (maximum) 40 ° C, preferably to a temperature in the range between 30 ° C and 38 ° C may well be sufficient.
  • the supply of a gaseous medium in the interior of the container can be done by making a penetration of the container, introduction of the gaseous medium and subsequent reclosure of the penetration point and / or by deformation of at least a portion of the container (or certain / predetermined areas of the container) and Initiation of the gaseous medium done.
  • a deformation of at least one region of the container is made in the interior of the container.
  • the already closed container is at least in the region of the closure in a sealed chamber is added or a sealed chamber is supplied.
  • the chamber may contain the entire container or even a part or section thereof.
  • an overpressure is then preferably constructed, preferably in such a way that the container deforms in the region of the bottle mouth, so that a communication connection is created from the chamber via the threaded region of the container to the interior of the container. It may preferably be necessary to easily open the closure of the container, preferably without destroying or damaging a tamper-evident band of the closure. zugt then close the container in the interior, in particular the head space, the container and then close the container again.
  • a penetration of the container is made or the container is provided with an opening.
  • the gaseous medium is preferably introduced through the penetration point or the opening into the interior of the container, in particular into the free space.
  • the opening or penetration point can be introduced both into the closure and into the container. If the penetration point or the opening is introduced into the container, the penetration point or the opening in the region of the mouth of the container and / or in the region of the side wall (preferably in the labeling region) and / or in the region of the bottom wall is conceivable.
  • an (active) closure of the pentration site or the opening takes place.
  • a closure can be effected by the use of an external closure element such as a sealing plug and / or by welding the penetration point or the opening.
  • Welding at least one penetration point or opening provided for supplying gaseous medium and preferably all penetration points or (one) feeding gaseous medium openings can be carried out individually or in combination with one or more features described above or below with respect to welding a penetration point.
  • the present invention is further directed to an apparatus for producing containers filled with a liquid.
  • This device has a forming device, which transforms plastic preforms into plastic containers. Furthermore, the device has a downstream in a transport direction of the plastic containers of the forming device filling device, which fills the plastic containers with a liquid and in particular a drink.
  • This filling device is preferably suitable and intended to fill the container with a heated liquid.
  • a closing device is provided which at least partially closes the plastic containers filled with the liquid with container closures.
  • the device has a gas supply device, which supplies the containers during or after the closing operation, preferably after a recooling process, a gaseous medium, wherein the gas supply means is adapted and intended to supply the containers through the gaseous medium through an opening which in a Container wall, a peripheral wall of the container closure and / or a gap between an orifice of the container and the container closure is formed.
  • the device has a transport device, which transports the plastic containers along a predetermined transport path. It is possible that this transport device has arranged on a rotatable support gripper, which move the containers according to a circular transport path.
  • the forming device and / or the closing device and / or the filling device is designed as a transport device, so that the containers are transported during the forming process and / or during the filling process and / or during the closing operation.
  • the device has a cooling device arranged downstream of the filling device in the transport direction, which cools the containers filled with the liquid.
  • this cooling of the containers can be done for example by applying the same with water.
  • the device has a penetration device, which is suitable and intended to pierce at least a portion of the wall of the container and / or at least a portion of the peripheral wall of the container closure.
  • a penetration device which is suitable and intended to pierce at least a portion of the wall of the container and / or at least a portion of the peripheral wall of the container closure.
  • the opening is preferably produced, via which the container or the interior of the container said gaseous medium is supplied.
  • the closing device it would also be possible for the closing device to be designed in such a way that it attaches the closure to the container in two steps, for example at first only with a few turns, ensuring that the closure is held against the container so as to close the closure at a later time sealingly turn on the container.
  • a device which after closing the Container again performs a slight opening of the same, for example by turning the closure against the container in order to introduce the gaseous medium can.
  • the device has at least one sealing device which is suitable and intended to close or seal the opening through which the gaseous medium was supplied to the container.
  • this closing device can, for example, be a fusion device which reflows the section of the container in which the opening has been produced.
  • the closing device it would also be possible for the closing device to be the device which attaches the container closure to the container.
  • the bottle capper could first partially screw a closure onto the container or not completely close it. Only in a subsequent step could this closing process be completed. In general, this process could be carried out in the same capper which closes the containers with closures or else in a separate device.
  • the device has a clean room, within which the containers are transported at least temporarily.
  • This clean room can enclose at least the area within which the gaseous medium is supplied. It is possible that the clean room is formed by a stationary housing, but it would also be possible that the clean room surrounds only the channel-like transport path of the containers. It would also be possible that even the forming device transforms the plastic preforms within a clean room to Kunststofffla- see.
  • at least one chamber to be provided, within which the gaseous medium is supplied to the containers. This chamber could for example be designed as a hollow cylinder in which the containers are located.
  • the penetration device and / or the gas supply device is integrated in a region of the closure device which provides the containers with closures.
  • this penetration device could be integrated into a gripping or holding device which holds the containers during the filling process.
  • This gripping device could preferably have a holding element, which prevents rotation of the plastic bottle with respect to its longitudinal direction.
  • This element could for example be designed as a so-called spike plate, which receives the closing torque.
  • This receiving plate which is made very thin in the current state of the art, could be made significantly thicker in the context of the present invention and, for example, have a width of 3 to 5 cm. In this way it is possible that a penetration tool is integrated into this plate.
  • This penetration tool may, for example, be a needle which is suitable and intended for piercing the container wall.
  • Other elements, such as the closing element or sealing element, which closes the puncture opening again, or even a pressure supply device may be integrated in this spike plate.
  • the closing device it would also be conceivable for the closing device to be placed under predetermined conditions, in particular, but not exclusively, for a specific overpressure. In this case, it is possible that after piercing part of the ambient gas flows into the container. In this case could be dispensed with a separate supply of the gas, as this happens "automatically" due to the pressure equalization tendencies.
  • the device has a pressure control device and / or a pressure regulating device which is suitable and intended to control and / or regulate the pressure by means of which the gaseous medium is introduced into the containers.
  • a sensor device could be provided which is suitable and intended to determine the respective pressure of the gas within the container and / or the pressure with which the gas is supplied to the container.
  • a control and / or regulating device is preferably provided on the device side, which controls and / or regulates the pressure by means of which the gas is supplied to the container and / or under which the gas is subsequently located in the container.
  • this pressure control device can be used in all of the methods and devices described herein, including in variants at where no penetration of the containers takes place in the closing or which runs without penetration.
  • the elements described here such as the needle device and / or the closure element for closing the Be schizophrenianiswandung could also be arranged in another area, such as against the said spike plate or against a gripping device which engages in particular a neck of the containers.
  • the penetration it would also be possible for the penetration to take place radially from the outside in the direction of the container center, in particular in a region of the container mouth. This can preferably be done (locally) in relation to a neckhandling gripper.
  • the closure located container is supplied from the outside and in particular to the neck region of the container. On the container and / or its support ring, for example, this tool can rest, in which case both an active and passive gripping and a simple concern is possible.
  • the respective operation that is, the piercing, the introduction of the gas, the closing and / or the welding can take place as described above.
  • the advantage of an arrangement of said units, for example the lancing device in the capper, leads to a saving of time in the overall process, since the closing process has to be carried out in each case.
  • the duration of the process of introducing the gas roughly matches the duration of the closing operation, so that these processes can also be well combined.
  • an enlarged compared to the prior art circle of the shutter ßers is chosen so as to be able to carry out both measures, that is, the closing of the containers with the container closures and the supply of the gas into the container, substantially simultaneously.
  • the idea of piercing described herein in one area of the gripper is not limited to the capper. It is also possible that this piercing is carried out in a later treatment step, for example in a separate unit after the capper or in a transport path which between the capper and another device, such as a Cooling unit, located.
  • this process of piercing is performed only after a recooling device.
  • the process of piercing is only after a recooler, integration into a "normal" neck handling line is beneficial, in which case the container does not require a pressure-resistant floor, which makes the container itself easier and lighter.
  • more design variants are available and it can also be achieved a high material savings.
  • One advantage of closing the pierced container is the use of a uniform "weldment material.” When welding a seal, it may be necessary to use the correct PET when applying an "external weld point.” For PET bottles, transparent PET can usually be used. Furthermore, if no additional material is required for this sealing or sealing, the advantage mentioned here is eliminated.
  • said penetration of Be Strukturniswandung is carried out by optical means, for example by means of a laser.
  • a hole can be welded into the container wall by means of a laser.
  • mechanical elements such as the above-mentioned needles
  • the sealing of the opening could possibly be carried out by means of a laser.
  • the feeding of the gaseous medium by means of the above-mentioned chamber can take place. So it is possible that within this chamber, the hole is welded by means of a laser and then sets the correct pressure. This procedure has the advantage of high hygiene, since no mechanical components on the container attack.
  • the puncture means such as a needle
  • the puncture means also serves to supply the gas, such as when this needle is designed as a hollow needle.
  • a supply of the gas into the container via a side wall of the closure is conceivable.
  • the closure is preferably not pierced from above, but over the peripheral wall. In this way, it is possible that the gas penetrates between the threads into the interior of the container. It is also possible that this hole is closed again after penetration.
  • To begin closing that is, the closing process by means of which the closure is mounted on the mouth and make one to two turns of the closure in the thread.
  • the space between the closure and the container is sealed off from the environment (since the thread already engages), but the sealing effect between the closure and the container has not yet been established.
  • the closing process is completed.
  • the tool is formed in container gripper or as a separate tool.
  • the hole can, as previously described, then be closed again.
  • a hole is provided in the closure or is also introduced, which is no longer closed. This may be possible inasmuch as the hole is placed so as to allow access to the interior of the bottle in the case of a half-screwed closure, while access is no longer possible when the closure is fully screwed on.
  • a sealing head is preferably provided which is slipped over the closure.
  • This sealing head in this case has a gas supply device, so that this gas can then - sealed from the environment - pass through the threads in the interior of the container.
  • This sealing head is preferably designed such that it completely surrounds the mouth of the container. It is also possible that the sealing head has sealing means which can achieve a seal against the wall of the container. For example, a circumferential sealing lip could be provided, which can be applied to a shoulder region of the container.
  • the use of a sealing head is particularly suitable in connection with a chamber within which the container is filled with the gaseous medium.
  • a ringverschffyerkopf can also be designed such that it perceives the sealing effect against the environment and also has the gas supply. In this way, only one tool is needed to perform the closing process and the air supply. It would also be conceivable, in particular, for a closing process to be started so that the closure does not lift off by supplying the gas. However, it would also be possible for the device to have a hold-down element for the closure, so that in this case the closing process does not yet have to be started when the supply of the gas begins.
  • the container is rotated, for example, is brought into a horizontal position, so that the puncture can be made in the side wall.
  • a penetration in the area of the later labeling area is particularly advantageous since any visual impairments can already be masked by a label.
  • a penetration in the bottom region of the container is conceivable, for example in the injection point.
  • the container is essentially unstretched and thus amorphous. This applies in particular to a production method for stretch-blown containers, such as PET containers.
  • a relatively large amount of material is available, in order subsequently to fuse the opening again.
  • a needle or something similar can be used to pierce again. Welding can for example be done by a separate welding punch or by the needle itself, the needle is then advantageously designed hot.
  • the present invention is further directed to an apparatus for treating plastic containers sealed with container closures and more particularly to pressure equalization in such containers.
  • This device has a penetration device, which is suitable and intended to introduce an opening in a wall of the container or in a peripheral wall of the container closure, and a gas supply device which is suitable and intended to supply the containers, the gaseous medium through this opening ,
  • the device has a sealing device which is suitable for closing the opening through which the gaseous medium has been supplied to the container.
  • the device has a movement device in order to deliver the penetration device to the container.
  • the sealing device has a melting device, which is suitable and intended to locally melt the material of the plastic container.
  • the device has a holding device, which is suitable and intended, the loading to hold. In particular, this is a gripping device, which engages the plastic container in a predetermined section thereof.
  • the device has a transport device which is suitable and intended to transport the container.
  • this transport device has a support rotatable about a predetermined axis of rotation.
  • the gas supply device preferably has a chamber into which the plastic container can be introduced.
  • the present invention is further directed to an apparatus for producing liquid containers and in particular beverage containers.
  • This device is suitable and intended to at least partially reshape a plastic container by applying it to a liquid medium (by an application device).
  • the device is furthermore suitable and intended to fill the plastic container with a preferably heated liquid, in particular with the liquid used for forming and (subsequently) at least partially seal the container filled with the liquid with a container closure.
  • the device is suitable for this and, after the at least partial closure of the container, to cool the container and / or the liquid in the container, in particular to temper it (by a cooling device) and / or the liquid present in the container cool and, preferably via at least one in at least a portion of a wall of the plastic container or a peripheral wall of the container closure introduced opening or via an existing between an orifice and the container closure gap, a supply of a gaseous medium in the interior of the container, in particular the headspace of the container make.
  • the device is preferably suitable and intended to carry out the method proposed above.
  • the device may be equipped with all features described in connection with the above-described devices and methods, individually or in combination, and vice versa. Further advantages and embodiments will be apparent from the attached drawings, in which:
  • FIG. 1 a - 1 c A schematic sequence of a method according to the invention
  • FIG. 2a - 2c three illustrations for illustrating a gas supply by a
  • Fig. 3 is an illustration for introducing a hole in a wall of the container
  • FIGs 1 a to 1 c show a schematic representation of a method according to the invention.
  • a plastic container 1 is first blown from a plastic preform 1 1. This is particularly preferably done by means of a blow molding machine.
  • This blow molding machine may preferably have a moving and in particular rotatable carrier on which a plurality of forming stations for forming plastic preforms to plastic containers and in particular plastic bottles is arranged.
  • FIG. 1 b shows an illustration of a filling process.
  • a filling device such as a filling channel 62 is provided, which fills the liquid into the container 1.
  • Figure 1 c shows schematically a piercing operation.
  • a penetration tool 54 such as a needle
  • the container 1 is inserted in the region of its mouth.
  • the reference numeral 14 refers to the opening created by this piercing process, which is designed in particular as a small hole.
  • the reference numeral 12 indicates the wall of the container 1.
  • the reference numeral 2 indicates a container closure, which is already attached to the container 1.
  • the opening 14 produced by the penetration device 54 preferably represents the only opening of the container 1, since the mouth of the container 1 is already closed by the Behaltnisver gleich 2.
  • the container 1 now a gas such as nitrogen can be supplied.
  • This supply can take place via the penetration tool 54 or via a further channel 52 which supplies the gas to the container via the opening 14 introduced by the penetration tool 54. It is also possible for a wall region 12, in which the said opening 14 is located, to be sealed from the environment by means of a sealant, thus producing a space surrounding the opening, to which the gaseous medium is then supplied under pressure, so that it flows from this space through the opening 14 into the interior of the container 1.
  • FIGS. 2 a to 2 c illustrate three procedures for introducing the gaseous medium via the container closure 2.
  • the closure 2 is pierced on its peripheral wall or laterally by the penetration tool 54.
  • the subsequently introduced gas can pass through the thread of the container into the interior of the container. This is conceivable in particular when the closure 2 is not yet completely screwed onto the mouth of the container, differently than shown in FIG. 2a.
  • the penetration tool 54 abuts both through the closure 2 and the underlying mouth of the container.
  • the container closure 2 there are a plurality of openings on the outer periphery of the container closure 2.
  • the container closure 2 can be pierced at opposite points.
  • the gas is supplied between a container closure 2 and a carrier ring of the container, as shown by the arrow P1, and then passes completely through the said thread to the actual mouth of the container. Also in this embodiment, preferably during the supply of the gas, the closure 2 is not completely screwed to the mouth.
  • FIG. 3 shows a further embodiment in which the penetration tool 54 is introduced into a lateral wall of the container 12.
  • the container is preferably transported horizontally.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a device 40 according to the invention.
  • a forming device 42 is provided, which is suitable and intended for reshaping plastic preforms into plastic containers.
  • This forming device can have a heating device, such as a furnace, which is connected upstream of the actual forming device and serves to sufficiently heat the plastic preforms so that they can be blown into containers.
  • the reference numeral 44 denotes an optional sterilization device which sterilizes the plastic bottles produced by the forming device 42.
  • the reference numeral 46 denotes a filling device which introduces a gas into the produced container.
  • the reference numeral 50 denotes a closing device which closes the plastic containers.
  • the reference numeral 52 denotes a gas supply means which is adapted and intended to introduce the gas via the above-mentioned opening into the container.
  • This gas supply device 52 can at the same time also have the above-described penetration tool.
  • the reference numeral 48 denotes a cooling device which is suitable and intended to cool the hot-filled containers.
  • this gas supply device 52 can also be arranged at other positions of the entire device, for example also already in the region of the closing device 50, or else at other positions, in particular in front of the recooling device 48.
  • FIG. 5 shows a representation of a possible procedure for introducing gas into the container.
  • the penetration device 54 is again provided in the form of a needle, which pierces the wall of the plastic container 1.
  • Reference numeral 52 denotes the actual gas supply device, which introduces a gaseous medium into the container 1 via the hole produced by the penetration device 54.
  • the reference numeral 64 denotes the space that serves to supply the gas via the supply line 52. This space can temporarily against the container. 1 be sealed so as to be able to introduce the gaseous medium under slight overpressure in the container 1 can. This gas can be supplied to this space, which should finally reach the container via the opening 14.
  • this gas is the space 64 preferably supplied under an overpressure, so that it flows into the container 1 due to the pressure conditions.
  • the reference numeral 72 designates a corresponding sealing device, by means of which the space 64 is sealed from the environment. This sealing device 72 can simultaneously serve as a gripping element for the container 1.
  • the reference numeral 68 denotes a sealing device which reseals the hole created by the penetration device 54, for example by a melting process.
  • the two tools i. the penetration device 54 and the sealing device 68 are arranged one above the other.
  • these tools are arranged side by side or at an angle to each other.
  • the tools should only be arranged to be movable in such a way that it is ensured that precisely the point which was pierced is closed / sealed. In this plan view, as in FIGS. 1 c and 3, the opening 14 is again recognizable.

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Abstract

Verfahren zum Herstellen von Flüssigkeitsbehältnissen und insbesondere von Getränkebehältnissen mit den Schritten: -Herstellen eines Kunststoffbehältnisses (1) durch einen Blasformvorgang; -Befüllen des Kunststoffbehältnisses (1) mit einem fließfähigen Medium und insbesondere einer Flüssigkeit; -wenigstens teilweises Verschließen des mit der Flüssigkeit befüllten Behältnisses (1) mit einem Behältnisverschluss (2). Erfindungsgemäß wird nach dem wenigstens teilweisen Verschließen des Behältnisses (1) über wenigstens eine in wenigstens einem Abschnitt einer Wandung (12) des Kunststoffbehältnisses (1) oder einer Umfangswandung des Behältnisverschlusses (2) eingebrachte Öffnung (14) oder über einen zwischen einer Mündung und dem Behältnisverschluss (2) bestehenden Zwischenraum dem Innenraum des Behältnisses (1) ein gasförmiges Medium zugeführt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Getränkebehältnissen
mit Rückkühlung und Gaszufuhr
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Getränkebehältnissen sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines Druckausgleichs in Behältnissen. Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. Dabei ist es insbesondere auch bekannt, dass bestimmte Getränke, wie beispielsweise Eistee, heiß abgefüllt werden. Derartige Heißabfüllverfahren sind jedoch mit bestimmten Schwierigkeiten verbunden. So kann es beispielsweise bei der Heißabfüllung von Getränken in Plastikflaschen dazu kommen, dass diese Flaschen sich nach der Abfüllung bedingt durch den sinkenden Innendruck zusammenziehen.
Zum Teil wird im Stand der Technik versucht, diesen Umstand mit bestimmten Behältnisdesigns entgegenzuwirken, etwa mit Designs, welche zur Aufnahme von schwankenden Drücken geeignet sind. Darüber hinaus ist es bekannt, Behältnisse, insbesondere PET-Behältnisse, zumindest teilweise hydraulisch auszuformen. Wird warmes Medium zur Ausformung verwendet, ist nachteilig, dass das Behältnis ein sogenanntes„Hot-fill-Behältnis" sein muss, also ein Behältnis, das zum einen der Temperatur des Formungsmediums widersteht (PET neigt unter Temperatureinwirkung zur Verformung, dem sogenannten Memory-Effekt) und zum anderen dem sich im Behältnis durch die Abkühlung des Mediums entstehenden Unterdruck standhält. Dazu werden im Stand der Technik sogenannte Panel-Flaschen verwendet werden, wobei die Panels eben die Eigenschaft haben, sich bei Abkühlung des Produkts in der Falsche„definiert" zu verformen und so die Gesamterscheinung des Behältnisses nicht durch Undefinierte Veränderungen bzw. Verformungen beeinträchtigen.
Es ist weiterhin bekannt, auf andere Behältnistypen bzw. Verfahren zurückzugreifen, um Hot- fill-Anwendungen u realisieren. So ist beispielsweise das Verfahren„Nitro-Hotfill" bekannt, bei dem kurz vor dem Verschließen flüssiger Stickstoff in den Kopfraum des Behältnisses eingebracht wird. Dieser Überdruck im Behältnis kann dann beim Abkühlen abgebaut werden, so dass dann ein„Normaldruck" zur Verfügung steht. Nachteilig hierbei ist die Notwendigkeit der Verwendung eines druckstabilen (Behältnis- Bodens. Die Designfreiheit des Flaschenproduzenten ist bei Anwendung dieses Verfahrens stark eingeschränkt.
Weiterhin sind Sonderlösungen bekannt, wie die Verwendung von sich verformenden Fla- schenböden, die nach bzw. bei der Abkühlung des Produkts in ihrer Position verändert werden (beispielsweise nach innen gedrückt), um so das Volumen im Behältnis zu beeinflussen.
Nachteilig bei diesen Verfahren ist die schwierige Bestimmbarkeit des Endfülllevels sowie das komplizierte Handling der Flaschen, da die Böden sehr genau geformt und auch mit ei- ner entsprechenden eigenen Maschine vorsichtig nachverformt werden müssen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche insbesondere einen Heißabfüllvorgang erleichtern. Insbesondere soll dabei dem Umstand Rechnung getragen werden, dass die Getränke zu- nächst in einem erwärmten Zustand abgefüllt und anschließend die Behältnisse verschlossen werden und anschließend abgekühlt werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von Flüssigkeitsbehältnissen und insbesondere von Getränkebehältnissen wird in einem ersten Verfahrensschritt ein Kunst- stoffbehältnis durch einen Blasformvorgang hergestellt. Anschließend wird das Kunststoffbehältnis mit einem fließfähigen Medium und insbesondere mit einer Flüssigkeit befüllt. Bei einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein wenigstens teilweises Verschließen des mit der Flüssigkeit befüllten Behältnisses mit einem Behältnisverschluss. Unter Flüssigkeiten werden auch Flüssigkeiten mit einem bestimmten Gasanteil verstanden, etwa wegen ihrer hohen Temperatur stark dampfende Flüssigkeiten.
Erfindungsgemäß wird nach dem teilweisen Verschließen des Behältnisses über wenigstens eine, in wenigstens einem Abschnitt des Behältnisses oder einer Umfangswand des Behältnisverschlusses, angebrachte (und insbesondere eingebrachte) Öffnung im Innenraum des Behältnisses ein gasförmiges Medium zugeführt. Daneben ist es auch möglich, dass die Öffnung durch einen Spalt zwischen dem Behältnisverschluss und dem Behältnis ausgebildet ist, etwa, wenn das Behältnis noch nicht vollständig verschlossen wurde. Bevorzugt handelt es sich jedoch bei der Öffnung um ein Loch in der Wandung des Behältnisses oder in der Umfangswandung des Behältnisverschlusses.
Es wird daher vorgeschlagen, dass insbesondere nach dem teilweisen Verschließen und beispielsweise während oder nach einem Rückkühlvorgang dem Behältnis ein gasförmiges Medium zugeführt wird, um so einem sinkenden Innendruck innerhalb des Behältnisses entgegenwirken zu können.
Bei einem bevorzugten Verfahren wird das Kunststoffbehältnis durch einen Blasvorgang und insbesondere einen Streckblasvorgang hergestellt. Dabei ist es möglich, dass zunächst die Kunststoffvorformlinge erwärmt werden und die Kunststoffvorformlinge im erwärmten Zustand in eine Blasform eingegeben werden. Innerhalb der Blasform werden die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen und insbesondere Kunststoffflaschen expandiert. Vorteilhaft weisen dabei derartige Blasformen sowohl Seitenteile als auch ein Bodenteil auf. Diese Seitenteile und das Bodenteil bilden gemeinsam einen Hohlraum aus, innerhalb des- sen der Kunststoffvorformling durch Beaufschlagung mit einem Medium und insbesondere mit Druckluft zu einer Kunststoffflasche expandiert wird.
Vorteilhaft werden ebenfalls die besagten Seitenteile und/oder das Bodenteil der Blasform erwärmt. Vorteilhaft erfolgt dabei der Blasvorgang mit einer vorgegebenen Temperatur der Blasformen. So kann beispielsweise das Bodenteil der Blasform auf eine Temperatur von wenigstens 50°C, bevorzugt von wenigstens 60°C, bevorzugt von wenigstens 70°C und bevorzugt von wenigstens 80°C erwärmt werden. Diese Erwärmung des Bodenteils kann dabei mittels durch einen Bereich des Bodenteils strömenden Wassers erreicht werden. Vorteilhaft werden auch die besagten Seitenteile der Blasform erwärmt. Vorteilhaft erfolgt dabei eine Erwärmung auf wenigstens 80°C, bevorzugt auf wenigstens 90°C, bevorzugt auf wenigstens 100°C, bevorzugt auf wenigstens 120°C und besonders bevorzugt auf wenigstens 130°C. Dabei kann diese Erwärmung beispielsweise durch ein durchströmendes, fließ- fähiges Medium, wie beispielsweise durch ein Durchströmen von Öl, erreicht werden.
Vorteilhaft sind die besagten Seitenteile der Blasform auch an Seitenteilträgern angeordnet. Besonders bevorzugt werden auch diese Seitenteilträger auf eine bestimmte Temperatur erwärmt, beispielsweise auf eine Temperatur von mehr als 30°C, bevorzugt mehr als 40°C, bevorzugt von mehr als 50°C.
Wie oben erwähnt, befindet sich die besagte Öffnung in einer Wandung des Kunststoffbehältnisses oder einer Umfangswandung des Behältnisverschlusses. Es wäre jedoch auch möglich, dass das gasförmige Medium über eine Öffnung bzw. einen Spalt zugeführt wird, der zwischen dem Behältnis bzw. dessen Mündung einerseits und dem Behältnisverschluss andererseits besteht. Zu diesem Zweck wäre es möglich, dass der Behältnisverschluss zunächst noch nicht vollständig an das Behältnis angeschraubt wird, sondern zunächst das gasförmige Medium über den besagten Spalt zugeführt wird. Bevorzugt handelt es sich bei dem Behältnisverschluss um einen Schraubverschluss, der insbesondere auf ein Aussenge- winde des Behältnisses aufgeschraubt wird.
Bei dieser Variante wird während des Verschließvorgangs bereits der Druck in dem Behältnis aufgebaut. Bei anderen Varianten ist das Produkt jedoch während des Verschließvorgangs noch nicht abgekühlt, sodass der dann in der Flasche aufzubauende Druck deutlich über dem Atmosphärendruck liegt, um dann bei einer Rückkühlung die gewünschten Druckbedingungen im Behälter vorzufinden.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird der Verschluss nach dem Rückkühlen (unter definierten Umgebungsbedingungen, z.B. in einer Kammer) leicht geöffnet, sodass eine Kommunikationsverbindung zwischen Umgebung und Behältnisinnerem hergestellt wird. Dies kann beispielsweise durch ein leichtes Aufdrehen des Verschlusses erfolgen. Somit kann ein Abbau des Unterdrucks erfolgen. Dieser Öffnungsvorgang kann dabei vorzugsweise so erfolgen, dass ein Garantieband nicht abreißt und der Verschluss wieder normal zugedreht werden kann. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren handelt es sich bei dem Gas um ein steriles und/oder inertes Gas. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Gas um Stickstoff (N2). Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse während ihrer Herstellung und/oder während des Abfüllens und/oder während des Zuführens des gasförmigen Mediums transportiert. Vorteilhaft werden die Behältnisse wenigstens abschnittsweise entlang einer kreisbogenförmigen Bahn transportiert.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse wenigstens abschnittsweise durch einen Reinraum transportiert. Dies bedeutet, dass die hier beschriebenen Verfahrensschritte, insbesondere auch der Schritt der Zuführung des gasförmigen Mediums, unter Reinraumbedingungen bzw. unter sterilen Bedingungen erfolgt. Dieser Reinraum ist dabei bevorzugt mittels wenigstens einer Wandung gegenüber einer (unsterilen) Umgebung abgedichtet bzw. abgetrennt.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse sterilisiert. So ist es möglich, dass die Behältnisse direkt nach ihrer Herstellung sterilisiert werden. Es wäre jedoch auch möglich, dass bereits die Kunststoffvorformlinge vor dem Umformungsvorgang zu Kunststoffflaschen sterilisiert werden. Damit ist es auch möglich, dass bereits der eigentliche Umformungsvorgang zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffflaschen unter sterilen Bedingungen erfolgt. Dieses Sterilisieren kann dabei beispielsweise mittels eines Sterilisationsmediums wie etwa Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure erfolgen aber auch mittels Strahlung, beispielsweise Elektronenstrahlung. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass es sich bei der Sterilisation um einen optionalen Verfahrensschritt handelt. Dies gilt insbesondere bei denjenigen Produkten, bei denen die Sterilität über das Erwärmen der einzufüllenden Flüssigkeit erreicht wird.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird die besagte Öffnung in eine Wandung des Behältnisses bzw. einen Abschnitt der Wandung des Behältnisses eingebracht (oder in einen Abschnitt der Umfangswandung des Behältnisverschlusses). Bevorzugt wird diese Öffnung nach dem Blasformvorgang eingebracht. Insbesondere erfolgt dieses Einbringen der Öffnung nach dem Verschließen des Behältnisses mit einem Behälterverschluss und insbesondere nach dem Befüllen des Behältnisses. Wie oben erwähnt, kann jedoch die Öffnung auch be- reits in dem Verschluss vorhanden sein, beispielsweise der Verschluss bereits mit einer derartigen Öffnung hergestellt worden sein.
Vorteilhaft wird die besagte Behältniswandung durchstoßen, beispielswiese mit einem na- delartigen Körper. Bevorzugt kann dieser nadelartige Körper bzw. diese Nadel einen Durchmesser haben, der kleiner ist als 4 mm, bevorzugt kleiner als 3 mm und besonders bevorzugt kleiner als 2 mm. Dabei ist es auch möglich, dass die Nadel selbst erhitzt ist, um die Behälterwand zu durchstoßen. Auf diese Weise kann das Material des Behältnisses auch während des Durchstoßens lokal geschmolzen werden.
So ist es möglich, dass eine Temperatur der Nadel (zumindest in demjenigen Abschnitt, der die Wandung des Behältnisses kontaktiert) größer ist als 60°C, bevorzugt größer als 70°C, bevorzugt größer als 80°C und besonders bevorzugt größer als 90°C. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird das Behältnis mit einer erwärmten Flüssigkeit befüllt. Dabei kann diese einzufüllende Flüssigkeit eine Temperatur von mehr als 40°C, bevorzugt von mehr als 50°C, bevorzugt von mehr als 60°C und besonders bevorzugt von mehr als 70°C aufweisen. Bevorzugt weist die Flüssigkeit eine Temperatur von weniger als 1 10°C, bevorzugt von weniger als 100°C und besonders bevorzugt von weniger als 95°C auf. Besonders bevorzugt liegt eine Temperatur der Flüssigkeit zwischen 82°C und 92°C. Hierbei handelt es sich bevorzugt auch um die Abfülltemperatur.
Bevorzugt wird unter einem wenigstens teilweisen Verschließen des Behältnisses verstanden, dass etwa ein Drehverschluss zum gewissen Grad auf ein Gewinde des Behältnisses aufgeschraubt wird, doch noch nicht dicht verschlossen wird. Vorteilhaft wird jedoch der Be- hältnisverschluss bereits fest und damit abdichtend an der Mündung des Behältnisses angeschraubt, was damit bevorzugt einem vollständigen Verschließen des Behältnisses mit dem Behältnisverschluss entspricht. Vorteilhaft handelt es sich bei der erwärmten Flüssigkeit um ein Getränk.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird das mit der Flüssigkeit befüllte und bevorzugt auch verschlossene Behältnis gekühlt. Bevorzugt erfolgt ein Rückkühlen des Behälters auf eine Temperatur, welche unterhalb der Abfülltemperatur liegt. Bevorzugt erfolgt ein Rückkühlen unter eine Temperatur von 70°C, bevorzugt unter eine Temperatur von 60°C, besonders bevorzugt unter eine Temperatur von 50°C und besonders bevorzugt unter eine Temperatur von 45°C. Besonders bevorzugt erfolgt die Zufuhr des gasförmigen Mediums während oder nach der besagten Kühlung. Auf diese Weise können entstehende Druckänderungen wieder ausgeglichen werden. Bei dieser Verfahrensvariante können insbesondere auch Behältnisse ohne überdruckbeständige Böden verwendet werden.
Diese Kühlung des Behältnisses kann dabei zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. in unterschiedlichen Schritten des gesamten Verfahrens durchgeführt werden. So ist es möglich, dass die Kühlung vor der Zuführung des gasförmigen Mediums stattfindet. Bei einem bevor- zugten Verfahren wird das Behältnis zunächst mit einer erwärmten Flüssigkeit befüllt, anschließend verschlossen, anschließend rückgekühlt und schließlich erfolgt die Gaszuführung.
Denkbar wäre auch, dass zunächst eine Befüllung mit einer erwärmten Flüssigkeit, anschlie- ßend die Zuführung des gasförmigen Mediums durchgeführt wird und schließlich das Rückkühlen erfolgt (wodurch der aufgebaute Druck wieder reduziert wird). Für diesen Prozess sollten die hergestellten Kunststoffbehältnisse jedoch druckstabil sein (wie beispielsweise im Falle von Petaloidböden). Bei dem obigen Verfahren müssen die Behältnisse nicht druckstabil sein und können beispielsweise normale Stillwasserböden oder Saftflaschenböden aufweisen. In diesen Fällen kann nach einer gewissen Zeit der Unterdruck abgebaut werden.
Wie oben erwähnt, wird zu diesem Zweck bevorzugt die Behältniswandung oder die Um- fangswandung des Behältnisverschlusses durchstoßen, um so das gasförmige Medium einführen zu können.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird die Behältniswandung in einer oberen Hälfte des Behältnisses und insbesondere einem oberen Drittel des Behältnisses durchstoßen (bzw. an dieser Stelle die Öffnung eingebracht). Der Begriff der oberen Hälfte ist dabei auf eine Längsrichtung des Behältnisses bezogen, welche sich von einem Boden des Behältnis- ses zu der Mündung des Behältnisses erstreckt. Vorteilhaft wird die Behältniswandung in einem oberen Viertel, besonders bevorzugt in einem oberen Fünftel bezogen auf die Längsrichtung durchstoßen. Besonders bevorzugt erfolgt das Durchstoßen der Behältniswandung in einem Kopf- oder Schulterbereich des Behältnisses oder in einem Bereich in unmittelbarer Nähe eines Tragrings des Behältnisses, beispielsweise unterhalb oder oberhalb des besag- ten Tragrings. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Wandung an einer anderen Stelle, beispielsweise der Umfangswandung, durchstoßen wird, beispielsweise, wenn die Behältnisse liegend transportiert werden. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass dann die Umfangswandung durchstoßen werden kann, welche in der Regel dünner ist als die Wan- dung im Bereich der Mündung des Behältnisses. Zu diesem Zweck kann ein Behältniswender verwendet werden. Dabei wäre es möglich, dass das Behältnis gedreht wird und bevorzugt hierdurch der Behältnisverschluss (mit dem heißen Produkt) sterilisiert wird.
Dabei ist es möglich, dass ein zweiter Behältniswender vorgesehen ist, der das Behältnis wieder in die Ausgangsposition dreht. Es wäre jedoch auf denkbar, dass der gleiche Behältniswender zweimal durchfahren wird.
Bei dieser Ausgestaltung ergibt sich eine Einrichtung, bei der das Behältnis zum Liegen kommt und an der Seitenwandung (und insbesondere einem Bereich, in dem sich im liegen- den Zustand keine Flüssigkeit befindet) durchstoßen werden kann.
Bevorzugt wird die Öffnung in einem Bereich des Behältnisses eingebracht, in dem bei stehendem Behältnis zum Zeitpunkt der Penetration keine Flüssigkeit vorhanden ist. Auf diese Weise kann ein Austreten der Flüssigkeit durch die Öffnung verhindert werden.
Über diese besagte Öffnung wird, wie oben erwähnt, das gasförmige Medium, bevorzugt in den Kopfraum des Behältnisses eingeführt. Bevorzugt wird dabei das gasförmige Medium unter einem bestimmten Überdruck eingeführt, um bevorzugt einen Restdruck d.h. Enddruck in dem Behältnis zu erreichen, der wenigstens gleich des Umgebungsdrucks ist, und der bevorzugt geringfügig oberhalb des Umgebungsdrucks liegt. Vorteilhaft kann ein Restdruck innerhalb des Behältnisses zwischen 1 ,1 und 2,5 bar, bevorzugt zwischen 1 ,1 und 2,0 bar, bevorzugt zwischen 1 ,1 und 1 ,8 bar, bevorzugt zwischen 1 ,1 und 1 ,5 bar und besonders bevorzugt zwischen 1 ,1 und 1 ,3 bar liegen. Diese Angaben beziehen sich dabei auf den Absolutdruck.
Bevorzugt ist die in dem Behältnis angebrachte Öffnung von der Mündung des Behältnisses beabstandet und besonders bevorzugt liegt ein Gewinde des Behältnisses näher an der Mündung als die besagte Öffnung. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird die Öffnung, über welche dem Behältnis das gasförmige Medium zugeführt wurde, nach dem Zuführen des gasförmigen Mediums wieder verschlossen bzw. versiegelt. Dieses Verschließen bzw. Versiegeln der Öffnung kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Im Folgenden wird der Begriff des Versiegeins verwendet. Vorteilhaft wird dieses Versiegeln mittels eines Verfahrens durchgeführt, welches aus einer Gruppe von Verfahren ausgewählt ist, welche ein Schmelzen eines Abschnitts der Behältniswandung, ein Schmelzen eines Abschnitts einer Umfangswandung des Behältnisverschlusses, oder eine Relativdrehung des Behältnisverschlusses gegenüber dem Behältnis enthält.
So wäre es auch möglich, dass die Nadel, welche die Behältniswand durchsticht, warm ist und den durchstoßenen Bereich anschließend wieder verschließt. Daneben könnte jedoch auch ein eigener Schweißkopf vorgesehen sein, der nach dem Rückzug der Nadel auf das Loch gedrückt wird, um die Öffnung wieder zu verschließen.
Auch wäre es denkbar, dass ein„externer Schmelzpunkt" aufgebracht wird, der bevorzugt aus einem Material besteht, welches sich von dem Material der Behältniswandung unterscheidet. Dieses Versiegeln ist dabei während oder nach einem Verschließen des Behältnisses mit dem Behältnisverschluss möglich.
Bei der letzten Variante wird bevorzugt der Behältnisverschluss zunächst noch nicht vollständig an der Behältnismündung angeschraubt, sodass noch Gas eintreten kann. Erst nach der Zuführung dieses Gases wird der Behältnisverschluss vollständig auf das Behältnis aufgedreht. Bei dieser Variante ergibt sich der Vorteil, dass die Gaszufuhr auch noch während eines Verschlussvorgangs durchgeführt werden kann. Besonders bevorzugt erfolgt jedoch ein Verschließen bzw. Versiegeln der Öffnung durch Vorgänge wie ein Verschmelzen oder ein Verschweißen der Behältniswandung.
Auch wäre es denkbar, dass der Verschluss nach dem Rückkühlen wieder„geöffnet" wird (bevorzugt jedoch ohne dabei ein Garantierband zu zerreißen). Damit kann der Druckausgleich erfolgen, ohne penetrieren zu müssen, während der Unterdruck schon aufgebaut war. Somit besteht wieder der Vorteil, keinen überdruckbeständigen Behälter (insbesondere Boden) verwenden zu müssen.
Bevorzugt erfolgen sowohl das Herstellen der Öffnung als auch das Versiegeln der Öffnung unter Reinraumbedingungen und/oder innerhalb eines Reinraums. Vorteilhaft erfolgen diese Vorgänge während einer Bewegung der Behältnisse und insbesondere während eines Transports der Behältnisse in ihrer Transportrichtung. Neben oder anstelle des Reinraums kann auch eine Kammer vorgesehen sein, welche insbesondere die Öffnung in der Behältniswandung umgibt und mittels derer das gasförmige Medium in das Behältnis eingebracht wird. Diese Kammer muss dabei nicht notwendig das gesamte Behältnis aufnehmen können.
Bei Verwendung einer solchen Kammer kann zum einen der„Reinraum" (der durch diese Kammer gebildet wird) verkleinert werden und andererseits kann dieser auch unter Überdruck gesetzt werden, sodass es keiner eigenen Gaszuführungseinrichtung in den Behälter bedarf, sondern das Gas„automatisch" nach der Penetration bzw. teilweisen Öffnung in den Behälter eintritt.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird ein Verschließen bzw. Versiegeln des Behältnisses (bzw. der Öffnung) mittels einer Inspektionseinrichtung überprüft. So kann bei- spielsweise eine insbesondere optische Inspektion dahingehend durchgeführt werden, ob die besagte Öffnung geschlossen wurde. Bevorzugt erfolgt diese Inspektion berührungslos und besonders bevorzugt optisch.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird dem Behältnis das gasförmige Medium der- art zugeführt, dass nach dem Zuführen des gasförmigen Mediums innerhalb des Behältnisses ein Druck herrscht, der oberhalb eines Umgebungsdrucks liegt. Vorteilhaft besteht daher ein leichter Überdruck in dem nunmehr verschlossenen Behältnis. Dieser Überdruck kann jedoch noch durch weitere Kühlvorgänge gesenkt werden. Es wäre jedoch auch möglich, den Druck auf den Atmosphärendruck einzustellen. Dies kann v.a. dann ausreichen, wenn der Behälter vorher ausreichend rückgekühlt wird. Die Öffnung des Behälters führt zum Abbau des Unterdrucks und es herrscht der„Umgebungs-" oder Atmosphärendruck vor. Der„Atmosphärendruck" reicht aus, wenn sichergestellt ist, dass nicht durch weitere Rückkühlung nochmals Unterdruck entsteht. Es kann jedoch auch ein leichter Überdruck (über Atmosphäre) vorliegen. Dies ist vor allem dann interessant, wenn die hier beschriebene Behandlung mit einem Behälter erfolgt, der noch nicht vollständig rückgekühlt ist. Durch den leichten Überdruck ist dann genügend „Druckreserve" vorhanden, um bei weiterer Rückkühlung des Behälters nicht unter Umgebungsdruck zu fallen, also einen Unterdruck im Behälter aufzubauen.
Dabei kann man sich in einer Variante das Verfahren so vorstellen, dass der Behälter bei der Behandlung mit dem Gas in eine Kammer mit definierten Umgebungsbedingungen einge- bracht wird, z.B. gefüllt mit Inertgas unter bestimmten Druckbedingungen. Wird nun ein Loch in den Behälter eingebracht, strömt das sich in der Kammer befindliche Gas in den Behälter, ohne dass dabei über eine eigene Einrichtung Gas in den Behälter„gepumpt" werden muss.
Dieses Verfahren kann man sich insbesondere so vorstellen, dass der Verschluss in der (Überdruck)Kammer leicht geöffnet wird (allerdings nur soweit, dass das Garantieband nicht abreißt) und der Unterdruck in der Flasche über das Gewinde abgebaut wird. Diese Variante hat den Vorteil, dass der Behälter nicht invasiv bearbeitet werden muss.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf ein Verfahren zum Herstellen von Flüs- sigkeitsbehältnissen und insbesondere von Getränkebehältnissen. In einem ersten Verfahrensschritt wird ein Kunststoffbehältnisses mittels Beaufschlagung mit einem flüssigen Medium wenigstens teilweise umgeformt. Anschließend wird das Kunststoffbehältnis mit einer, bevorzugt erwärmten, Flüssigkeit, insbesondere mit der zur Umformung verwendeten Flüssigkeit befüllt. Bei einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt ein wenigstens teilweises Ver- schließen des mit der Flüssigkeit befüllten Behältnisses mit einem Behältnisverschluss.
Erfindungsgemäß erfolgt nach dem wenigstens teilweisen Verschließen des Behältnisses ein Temperieren und insbesondere ein Kühlen des Behältnisses und/oder der in dem Behältnis befindlichen Flüssigkeit und, bevorzugt über wenigstens eine in wenigstens einem Abschnitt einer Wandung des Kunststoffbehältnisses oder einer Umfangswandung des Behältnisverschlusses eingebrachte Öffnung oder über einen zwischen einer Mündung und dem Behältnisverschluss bestehenden Zwischenraum, eine Zuführung eines gasförmigen Mediums in den Innenraum des Behältnisses, insbesondere den Kopfraum des Behältnisses. Mit anderen Worten wird vorgeschlagen, dass im Anschluss an eine (warm-)hydraulische Behältnis- formung ein daran anschließender Druckausgleich in dem Behältnis durch eine Gaszufuhr von außen erfolgt. Dabei kann das Verfahren mit allen im Zusammenhang mit obigem Verfahren beschriebenen Merkmalen einzeln oder in Kombination ausgestattet sein und umgekehrt.
Vorgeschlagen wird damit mit anderen Worten ein zumindest teilweises hydraulisches Verformen des Behältnisses, welches hierdurch und/oder anschließend mit warmer Flüssigkeit befüllt wird, die bevorzugt diejenige aus dem Verformungsvorgang ist. In einem (anschließenden) weiteren Verfahrensschritt wird das Behältnis verschlossen. Bevorzugt wird in ei- nem (daran anschließenden) weiteren Verfahrensschritt das Produkt abgekühlt und bevorzugt anschließend, denkbar ist aber auch bereits während des Kühlschritts Gas in den Kopfraum des Behältnisses eingebracht.
Unter einer wenigstens teilweisen Umformung wird dabei insbesondere eine (bei Umge- bungstemperatur) permanente Umformung wenigstens eines Bereichs des Behältnisses verstanden.
Denkbar ist auch, dass nur bestimmte (vorgegebene) Verformungsschritte bzw. Umformungsschritte bzw. Ausformschritte hydraulisch bzw. mittels einer Flüssigkeit durchgeführt bzw. erfolgt und mindestens ein bestimmter (bzw. vorgegebener) Verformungsschritt bzw. Umformungsschritt bzw. Ausformschritt, beispielsweise das Vorblasen eines Kunststoffbehältnisses bzw. Kunststoffvorformlings, mittels gasförmigem Medium, beispielsweise mit Druckluft. Bevorzugt erfolgt eine Umformung eines Kunststoffbehältnisses, insbesondere eines Kunststoffvorformlings zu einem Kunststoffbehältnis, sowohl durch Beaufschlagung mittels flüssigem Medium bzw. Flüssigkeit als auch durch Beaufschlagung mit gasförmigem Medium.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird zur (wenigstens teilweisen) Umformung bzw. Ausformung des Behältnisses diejenige Flüssigkeit verwendet, die (später) in dem Behältnis als Endprodukt verbleibt. Bevorzugt wird die zur (wenigstens teilweisen) Umformung bzw. Ausformung des Behältnisses verwendete Flüssigkeit nicht wieder aus dem Behältnis abgelassen bzw. entfernt. Denkbar ist auch, dass nach der Ausformung des Behältnisses dieselbe Flüssigkeit weiter zugeführt wird, bevorzugt bis ein vorgegebener Füllstand und/oder ein vorgegebenes Füllvolumen erreicht ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der zur (wenigstens teilweisen) Umformung verwendeten Flüssigkeit um erwärmte, bzw. warme und/oder heiße Flüssigkeit. Dies bietet nach Erkenntnis der Anmelderin den Vorteil einer besseren Prozess- Stabilität. Bevorzugt liegt die Temperatur dieser Flüssigkeit in einem Bereich zwischen 45 C und 1 10°C, bevorzugt zwischen 50°C und 95°C, besonders bevorzugt zwischen 60°C und 90°C und ganz besonders bevorzugt zwischen 70°C und 88°C. Vorteilhafter Weise wird zur Ausformung das Medium verwendet, das später im Behältnis bleibt. Das Behältnis wird bevorzugt alsbald nach der Ausformung verschlossen.
In einer alternativen Ausführungsform wird bei wenigstens einem Umformungsschritt bzw. Ausformungsschritt bzw. Verformungsschritt des Behältnisses (zumindest auch) eine Flüssigkeit (als Formflüssigkeit) verwendet, die bevorzugt nicht dem Endprodukt entspricht und die bevorzugt nicht in dem Behältnis verbleibt. In dieser Ausführungsform wird daher in ei- nem weiteren Verfahrensschritt das Formmittel bzw. die Formflüssigkeit bzw. eine zur Umformung verwendete Flüssigkeit aus dem Behältnis abgelassen bzw. entfernt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird, bevorzugt nach dem Verschließen des Behältnisses, das Behältnis, bevorzugt um einen vorgegebenen Winkel, gedreht und bevor- zugt in einem weiteren Verfahrensschritt (zumindest) der Behältnisverschluss desinfiziert bzw. sterilisiert.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Temperieren der in dem Behältnis befindlichen Flüssigkeit um ein Kühlen der in dem Behältnis befindlichen Flüssigkeit. Bevorzugt erfolgt dieser Temperiervorgang bzw. Kühlvorgang mittelbar über ein Temperieren bzw. Kühlen des Behältnisses.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Temperieren bzw. Kühlen der in dem Behältnis befindlichen Flüssigkeit aktiv und/oder passiv. Eine passive (Ab-)Kühlung kann beispielsweise durch den Transport des Behältnisses für eine bestimmte Zeit t bzw. eine vorgegebene Zeitspanne in einer Transportstrecke erfolgen. Denkbar ist auch eine passive Abkühlung (durch die Umgebungsluft) des Behältnisses durch Verweilen des Behältnisses für die Dauer einer vorgegebenen Zeitspanne in einem Bereich mit (im Vergleich zu der Flüssigkeitstemperatur kühlerer) Umgebungsluft. Die Temperatur der Umgebungsluft kann dabei die in dieser Umgebung für gewöhnlich übliche Umgebungstemperatur aufweisen (und nicht eigens herabgekühlt sein).
Eine aktive Kühlung kann beispielsweise in einem sogenannten Rückkühler erfolgen. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, weil die Abkühlungsenergie leichter rückgewonnen werden kann wie bei einer passiven Kühlung. Bevorzugt wir in einem weiteren Verfahrensschritt daher wenigstens ein Teil der freigesetzten Abkühlungsenergie rückgewonnen und bevorzugt in Folge der Vorrichtung wieder zugeführt. Diese Ausgestaltung bietet außerdem den Vorteil, dass sich (im Vergleich zu einer passiven Kühlung) die Prozesszeit bei der aktiven Kühlung erheblich verkürzt.
Bevorzugt erfolgt eine Abkühlung des Behältnisses und/oder der in dem Behältnis befindlichen Flüssigkeit nicht (zwangsläufig) bis zur Umgebungstemperatur. So hat die Anmelderin herausgefunden, dass eine Abkühlung des Behältnisses und/oder der in dem Behältnis be- findlichen Flüssigkeit auf (maximal) 40°C, bevorzugt auf eine Temperatur in dem Bereich zwischen 30°C und 38°C durchaus ausreichend sein kann.
Die Zuführung eines gasförmigen Mediums in den Innenraum des Behältnisses kann dabei durch Vornahme einer Penetration des Behältnisses, Einleitung des gasförmigen Mediums und anschließendem Wiederverschluss der Penetrationsstelle erfolgen und/oder durch Verformung wenigstens eines Bereichs des Behältnisses (bzw. bestimmter/vorgegebener Bereiche des Behältnisses) und Einleitung des gasförmigen Mediums erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform zur Zuführung des gasförmigen Mediums wird in den Innenraum des Behältnisses eine Verformung wenigstens eines Bereichs des Behältnisses vorgenommen. Dabei ist denkbar, dass das bereits verschlossene Behältnis zumindest in dem Bereich des Verschlusses in eine abgedichtete Kammer gegeben wird bzw. einer abgedichteten Kammer zugeführt wird. Die Kammer kann dabei das gesamte Behältnis oder auch nur einen Teil bzw. Abschnitt davon enthalten. In der Kammer wird dann bevorzugt ein Überdruck aufgebaut und zwar bevorzugt derart, dass sich das Behältnis im Bereich der Flaschenmündung verformt, so dass eine Kommunikationsverbindung von der Kammer über den Gewindebereich des Behältnisses bis in den Innenraum des Behältnisses entsteht. Bevorzugt kann es notwendig sein, den Verschluss des Behältnisses leicht zu öffnen, bevorzugt ohne dabei ein Garantieband des Verschlusses zu zerstören oder zu beschädigen, bevor- zugt anschließend das gasförmige Medium in den Innenraum, insbesondere den Kopfraum, des Behältnisses einzuführen und das Behältnis danach wieder zu verschließen.
In einer alternativen Ausführungsform zur Zuführung des gasförmigen Mediums wird eine Penetration des Behältnisses vorgenommen bzw. das Behältnis mit einer Öffnung versehen. Das gasförmige Medium wird bevorzugt durch die Penetrationsstelle bzw. die Öffnung in den Innenraum des Behältnisses, insbesondere in den Freiraum, eingeführt. Die Öffnung bzw. Penetrationsstelle kann dabei sowohl in den Verschluss als auch in das Behältnis eingebracht werden. Wird die Penetrationsstelle bzw. die Öffnung in das Behältnis eingebracht, ist die Penetrationsstelle bzw. die Öffnung im Bereich der Mündung des Behältnisses und/oder im Bereich der Seitenwandung (vorzugsweise im Etikettierbereich) und/oder im Bereich der Bodenwandung denkbar. Bevorzugt erfolgt nach Zuführung des gasförmigen Mediums ein (aktives) Verschließen der Pentrationsstelle bzw. der Öffnung. Ein Verschließen kann dabei durch die Verwendung eines externen Verschlusselementes wie beispielsweise eines Verschlussstopfens und/oder durch Verschweißen der Penetrationsstelle bzw. der Öffnung erfolgen.
Ein Verschweißen wenigstens einer Penetrationsstelle bzw. zur Zuführung gasförmigen Mediums angebrachten Öffnung und bevorzugt aller Penetrationsstellen bzw. zur (einmaligen) Zuführung gasförmigen Mediums angebrachter Öffnungen kann dabei mit einem oder mehreren vorab oder nachfolgend beschriebenen Merkmalen bezüglich einem Verschweißen einer Penetrationsstelle einzeln oder in Kombination erfolgen.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Herstellen von mit einer Flüssigkeit befüllten Behältnissen gerichtet. Diese Vorrichtung weist eine Umformungseinrichtung auf, welche Kunststoffvorformlinge zu Kunststoffbehältnissen umformt. Weiterhin weist die Vorrichtung eine in einer Transportrichtung der Kunststoffbehältnisse der Umformungseinrichtung nachgeordnete Fülleinrichtung auf, welche die Kunststoffbehältnisse mit einer Flüssigkeit und insbesondere einem Getränk befüllt. Diese Fülleinrichtung ist dabei bevorzugt dazu geeignet und bestimmt, das Behältnis mit einer erwärmten Flüssigkeit zu befüllen. Weiterhin ist auch eine Verschließeinrichtung vorgesehen, welche die mit der Flüssigkeit befüllten Kunststoffbehältnisse wenigstens teilweise mit Behältnisverschlüssen verschließt. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Gaszuführungseinrichtung auf, welche den Behältnissen während oder nach dem Verschließvorgang, bevorzugt nach einem Rückkühlvorgang, ein gasförmiges Medium zuführt, wobei die Gaszuführungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt ist, den Behältnissen das gasförmige Medium durch eine Öffnung hindurch zuzuführen, welche in einer Behältniswandung, einer Umfangswandung des Behältnisverschlusses und/oder einem Zwischenraum zwischen einer Mündung des Behältnisses und dem Behältnisverschluss ausgebildet ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Transporteinrich- tung auf, welche die Kunststoffbehältnisse entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert. Dabei ist es möglich, dass diese Transporteinrichtung an einem drehbaren Träger angeordnete Greifer aufweist, welch die Behältnisse entsprechend entlang eines kreisförmigen Transportpfads bewegen. Vorteilhaft ist auch die Umformungseinrichtung und/oder die Verschließeinrichtung und/oder die Fülleinrichtung als Transporteinrichtung ausgebildet, sodass die Behältnisse während es Umformungsvorgangs und/oder während des Füllvorgangs und/oder während des Verschließvorgangs transportiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine in der Transportrichtung nach der Fülleinrichtung angeordnete Kühleinrichtung auf, welche die mit der Flüs- sigkeit befüllten Behältnisse kühlt. Dabei kann dieses Kühlen der Behältnisse beispielsweise durch Beaufschlagung derselben mit Wasser erfolgen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Penetrationseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens einen Abschnitt der Wan- dung des Behältnisses und/oder wenigstens einen Abschnitt der Umfangswandung des Behältnisverschlusses zu durchstoßen. Durch dieses Durchstoßen wird bevorzugt die Öffnung erzeugt, über welche dem Behältnis bzw. dem Inneren des Behältnisses das besagte gasförmige Medium zugeführt wird. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Verschließeinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie den Verschluss in zwei Schritten an dem Behältnis anbringt, etwa zunächst nur mit wenigen Umdrehungen dafür sorgt, dass der Verschluss an dem Behältnis hält, um erst zu einem späteren Zeitpunkt den Verschluss dichtend an dem Behältnis anzudrehen. Alternativ wäre es auch möglich, dass eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche nach dem Verschließen des Behältnisses wieder eine leichte Öffnung desselben durchführt, beispielsweise durch Drehen des Verschlusses gegenüber dem Behältnis, um das gasförmige Medium einführen zu können. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine Versiegelungseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Öffnung, durch welche dem Behältnis das gasförmige Medium zugeführt wurde, zu verschließen bzw. zu versiegeln. Wie oben erwähnt kann es sich bei dieser Verschließeinrichtung beispielsweise um eine Verschmelzungseinrichtung handeln, welche den Abschnitt des Behältnisses, in dem die Öffnung erzeugt wurde, wieder verschmilzt. Allerdings wäre es auch möglich, dass die Verschließeinrichtung die Einrichtung ist, welche den Behältnisverschluss an das Behältnis anbringt. So könnte beispielsweise der Flaschenverschließer zunächst einen Verschluss nur teilweise an das Behältnis anschrauben bzw. noch nicht vollständig schließen. Erst in einem nachgeordneten Schritt könnte dieser Verschließvorgang vollendet werden. Allgemein könn- te dieser Vorgang in dem gleichen Verschließer, der die Behältnisse mit Verschlüssen verschließt oder auch in einer eigenen Vorrichtung durchgeführt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Reinraum auf, innerhalb dessen die Behältnisse wenigstens zeitweise transportiert werden. Dieser Rein- räum kann dabei zumindest den Bereich umschließen, innerhalb dessen das gasförmige Medium zugeführt wird. Dabei ist es möglich, dass der Reinraum durch ein stehendes Gehäuse ausgebildet ist, es wäre jedoch auch möglich, dass der Reinraum lediglich kanalartig den Transportpfad der Behältnisse umgibt. Auch wäre es möglich, dass auch bereits die Umformungseinrichtung die Kunststoffvorformlinge innerhalb eines Reinraums zu Kunststofffla- sehen umformt. Daneben wäre es auch möglich, dass wenigstens eine Kammer vorgesehen ist, innerhalb derer den Behältnissen das gasförmige Medium zugeführt wird. Diese Kammer könnte beispielsweise als Hohlzylinder ausgeführt sein, in dem die Behältnisse sich befinden. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Penetrationseinrichtung und/oder die Gaszuführungseinrichtung in einen Bereich der Verschließereinrichtung integriert, der die Behältnisse mit Verschlüssen versieht. So könnte diese Penetrationseinrichtung beispielsweise in eine Greif- oder Halteeinrichtung integriert sein, welche die Behältnisse während des Füllvorgangs hält. Bevorzugt könnte diese Greifeinrichtung ein Halteelement aufweisen, welches eine Drehung der Kunststoffflasche bezüglich ihrer Längsrichtung verhindert. Dieses Element könnte beispielsweise als sogenannte Spikeplatte ausgeführt sein, welche das Verschließerdrehmoment aufnimmt. Diese Aufnahmeplatte, welche im derzeitigen Stand der Technik sehr dünn ausgeführt ist, könnte im Rahmen der vorliegenden Erfindung deutlich dicker ausgeführt sein und beispielsweise eine Breite von 3 bis 5 cm aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, dass in diese Platte ein Penetrationswerkzeug integriert wird. Bei diesem Penetrationswerkzeug kann es sich beispielsweise um eine Nadel handeln, welche zum Durchstoßen der Behält- niswandung geeignet und bestimmt ist. Auch weitere Elemente, wie etwa das Verschließelement bzw. Versiegelungselement, welches die Einstichöffnung wieder verschließt, oder auch eine Druckzuführungseinrichtung, können in diese Spikeplatte integriert sein.
Daneben wäre es auch denkbar, dass die Verschließeinrichtung unter vorgegebene Bedin- gungen gestellt wird, wie insbesondere aber nicht ausschließlich einen bestimmten Überdruck. In diesem Fall ist es möglich, dass nach dem Durchstechen ein Teil des in der Umgebung befindlichen Gases in das Behältnis strömt. In diesem Fall könnte auf eine eigene Zuführung des Gases verzichtet werden, da dies„automatisch" aufgrund der Druckausgleichstendenzen geschieht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Drucksteuerungseinrichtung und/oder eine Druckregulierungseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, den Druck, mittels dessen das gasförmige Medium in die Behältnisse eingebracht wird, zu steuern und/oder zu regeln. So könnte beispielsweise eine Sensoreinrichtung vorgesehen sein, welche dazu geeignet und bestimmt ist, den jeweiligen Druck des Gases innerhalb des Behältnisses zu bestimmen und/oder den Druck, mit dem das Gas dem Behältnis zugeführt wird. Damit ist vorrichtungsseitig bevorzugt eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen, welche den Druck, mittels dem das Gas dem Behältnis zugeführt wird und/oder unter welchem sich das Gas anschließend in dem Behältnis befindet, steuert und/oder regelt.
Es wird darauf hingewiesen, dass diese Drucksteuerungseinrichtung bei allen hier beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen verwendet werden kann, also auch bei Varianten, bei denen keine Penetration der Behältnisse in der Verschließeinrichtung stattfindet oder welche penetrationsfrei abläuft.
Daneben könnten die hier beschriebenen Elemente wie die Nadeleinrichtung und/oder das Verschließelement zum Verschließen der Behältniswandung auch in einem anderen Bereich angeordnet sein, wie beispielsweise gegenüber der besagten Spikeplatte oder aber gegenüber einer Greifeinrichtung, welche insbesondere einen Hals der Behältnisse greift. So wäre es auch möglich, dass die Penetration radial von außen in Richtung der Behältnismitte, insbesondere in einem Bereich der Behältnismündung erfolgt. Bevorzugt kann dies (örtlich) gegenüber einem Neckhandlungsgreifer erfolgen. Auf diese Weise ist es möglich, dass ein Werkzeug auf das sich in der Greifeinrichtung bwz. dem Verschließer befindliche Behältnis von außen und insbesondere auf den Halsbereich des Behältnisses zugestellt wird. An dem Behältnis und/oder dessen Tragring kann beispielsweise dieses Werkzeug anliegen, wobei hier sowohl ein aktives bzw. passives Greifen als auch ein einfaches Anliegen möglich ist.
Der jeweilige Vorgang, das heißt das Durchstechen, das Einführen des Gases, das Verschließen und/oder das Verschweißen können, wie oben beschrieben, stattfinden. Der Vorteil einer Anordnung der besagten Einheiten, beispielsweise der Stecheinrichtung in dem Verschließer, führt zu einer Zeitersparnis in dem Gesamtprozess, da der Verschließvorgang in jedem Falle durchgeführt werden muss. Die Zeitdauer des Prozesses der Einbringung des Gases passt mit der Zeitdauer des Verschließvorgangs ungefähr zusammen, sodass diese Prozesse auch gut kombiniert werden können.
Bevorzugt wird ein gegenüber dem Stand der Technik vergrößerter Teilkreis des Verschlie- ßers gewählt, um so beide Maßnahmen, das heißt das Verschließen der Behältnisse mit den Behältnisverschlüssen und das Zuführen des Gases in das Behältnis, im Wesentlichen zeitgleich vornehmen zu können. Allerdings kann auf diese Weise auf eine weitere Maschine, welche zum Durchstechen der Behältniswand dient, verzichtet werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die hier beschriebene Idee des Durchstoßens in einem Bereich des Greifers nicht auf den Verschließer beschränkt ist. Es ist auch möglich, dass dieses Durchstoßen in einem späteren Behandlungsschritt, beispielsweise in einem eigenen Aggregat nach dem Verschließer durchgeführt wird oder aber in einer Transportstrecke, welche zwischen dem Verschließer und einer weiteren Einrichtung, wie etwa einem Kühlaggregat, liegt. Auch ist es möglich, dass dieser Prozess des Durchstechens erst nach einer Rückkühleinrichtung durchgeführt wird. Insbesondere, wenn der Prozess des Durchstechens erst nach einem Rückkühler erfolgt, ist eine Integration bzw. Anordnung in einer „normalen" Neckhandling-Strecke von Vorteil. In diesem Falle benötigt das Behältnis keinen überdruckstabilen Boden, wodurch das Behältnis selbst einfacher und leichter gestaltet werden kann. In diesem Falle stehen mehr Designvarianten zur Verfügung und es kann auch eine hohe Materialersparnis erreicht werden.
Ein Vorteil des Verschließens des durchstoßenen Behältnisses ist die Verwendung von ei- nem einheitlichen„Verschweißmaterial". Benötigt man beim Verschweißen eines Verschlusses unter Umständen die korrekte Farbe beim Aufbringen eines„externen Schweißpunktes" kann bei PET-Flaschen in der Regel durchsichtiges PET verwendet werden. Wird weiterhin bei diesem Verschließen bzw. Versiegeln kein zusätzliches Material benötigt, entfällt der hier genannte Vorteil.
Weiterhin ist es auch möglich, dass die besagte Penetration der Behältniswandung mit optischen Mitteln, beispielsweise mittels eines Lasers durchgeführt wird. So kann beispielsweise mittels eines Lasers ein Loch in die Behältniswandung eingeschweißt werden. Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass auf mechanische Elemente, wie die oben er- wähnten Nadeln, verzichtet werden kann. Auch das Versiegeln der Öffnung könnte eventuell mittels eines Lasers durchgeführt werden. Insbesondere bei dieser Variante kann das Zuführen des gasförmigen Mediums mittels der oben erwähnten Kammer erfolgen. So ist es möglich, dass innerhalb dieser Kammer das Loch mittels eines Lasers eingeschweißt wird und sich dann der korrekte Druck einstellt. Diese Vorgehensweise weist den Vorteil hoher Hygie- ne auf, da keine mechanischen Komponenten an dem Behältnis angreifen.
Weiterhin ist es auch möglich, dass das Einstichmittel, wie etwa eine Nadel, auch zur Zuführung des Gases dient, etwa wenn diese Nadel als Hohlnadel ausgeführt ist. Wie oben erwähnt, ist auch eine Zuführung des Gases in das Behältnis über eine Seitenwandung des Verschlusses denkbar. Bei dieser Vorgehensweise wird der Verschluss bevorzugt nicht von oben her durchstoßen, sondern über dessen Umfangswandung. Auf diese Weise ist es möglich, dass das Gas zwischen den Gewindegängen bis in das Innere des Behältnisses vordringt. Auch ist es möglich, dass dieses Loch nach der Penetration wieder verschlossen wird. Um ein Abpfeifen des zuzuführenden Gases zu verhindern, ist es möglich, den Ver- schließvorgang zu beginnen, das heißt den Verschließvorgang mittels dessen der Verschluss auf der Mündung angebracht wird und ein bis zwei Umdrehungen des Verschlusses im Gewinde zu vollziehen. Dadurch ist einerseits der Raum zwischen Verschluss und dem Behältnis von der Umgebung abgeschlossen (da das Gewinde schon greift), die Dichtwir- kung zwischen dem Verschluss und dem Behältnis ist aber noch nicht hergestellt. Nach der Gaseinführung wird der Verschließvorgang abgeschlossen. Auch hier ist es denkbar, dass das Werkzeug im Behältnisgreifer oder als eigenes Werkzeug ausgebildet ist. Das Loch kann, wie bisher auch schon beschrieben, danach wieder verschlossen werden. Weiterhin wäre es auch denkbar, dass in dem Verschluss ein Loch vorgesehen ist oder auch eingebracht wird, welches nicht mehr verschlossen wird. Dies kann insofern möglich sein, als das Loch derart platziert wird, dass es bei einem halb aufgeschraubten Verschluss einen Zugang zum Inneren der Flasche gewährt, während bei voll aufgeschraubtem Verschluss kein Zugang mehr ermöglich ist. Dies kann beispielsweise derart realisiert werden, dass sich das Loch im Gewindegang derart weit in Richtung des Tragrings bewegt hat, dass eine Verbindung ausgeschlossen ist. Der Effekt des fehlenden Zugangs von dem Loch in das Innere des Behältnisses kann aber auch darauf beruhen, dass bei dem verschlossenen Behältnis die Dichtung zwischen dem Verschluss und dem Behältnis (zum Beispiel auf der Mündung) bereits hergestellt ist. Bei derartigen Verschlüssen wäre eine Position eines Durchstichlo- ches im Wesentlichen frei wählbar.
Weiterhin wäre auch eine Vorgehensweise denkbar, bei der der Verschluss bereits mehrere Löcher in seiner Seitenwand aufweist. Dies kann einerseits designseitig von Vorteil sein. Der Endkunde hat dann nicht den Eindruck, das Loch sei nachträglich hinzugefügt worden und das Produkt sei somit geschädigt. Eine technische Wirkung besteht darin, dass mehrere
Gaswege zur Verfügung stehen und somit die Einführung von Gas in den Kopfraum wesentlich beschleunigt werden kann, was sich positiv auf die Prozesszeit auswirkt. Auch hier ist es denkbar, dass der Verschluss zunächst nur wenig bzw. ein paar Umdrehungen (je nach Gewindegang) aufgeschraubt wird und dann das Werkzeug bzw. die Werkzeuge an und in die Löcher platziert werden, um das Gas in den Innenraum des Behältnisses zu führen. Nachdem sich das Gas dort befindet, kann der Verschlussvorgang des Behältnisverschlusses fortgesetzt und beendet werden. Weiterhin wäre es auch denkbar, dass das Gas über die Gewindegänge in das Innere des Behältnisses eingebracht wird, ohne dass der Verschluss mit Löchern versehen wird. Zu diesem Zweck kann ein Verschluss ein wenig auf den Hals des Behältnisses aufgeschraubt werden, um ein erstes Halten des Verschlusses zu erreichen. Eine Dichtwirkung zwischen dem Verschluss und dem Behältnis wird jedoch hier noch nicht durchgeführt. In dieser Phase ist bevorzugt ein Abdichtkopf vorgesehen, der über den Verschluss gestülpt wird. Dieser Abdichtkopf weist dabei eine Gaszuführungseinrichtung auf, sodass dieses Gas dann - abgedichtet von der Umgebung - über die Gewindegänge in den Innenraum des Behältnisses gelangen kann. Dieser Abdichtkopf ist bevorzugt derart ausgeführt, dass er die Mündung des Behältnisses vollständig umgibt. Auch ist es möglich, dass der Abdichtkopf Dichtmittel aufweist, welche eine Abdichtung gegenüber der Wandung des Behältnisses erreichen können. So könnte etwa eine umlaufende Dichtlippe vorgesehen sein, welche an einen Schulterbereich des Behältnisses anlegbar ist. Auch die Verwendung eines Abdichtkopfes eignet sich in besonderer Weise in Verbindung mit einer Kammer, innerhalb derer das Behältnis mit dem gasförmigen Medium befüllt wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein Schraubverschließerkopf auch derart ausgebildet sein, dass er die Dichtwirkung gegenüber der Umgebung wahrnimmt und auch die Gaszufuhr aufweist. Auf diese Weise wird nur ein Werkzeug benötigt, um den Ver- schließvorgang und die Luftzufuhr vorzunehmen. Dabei wäre es insbesondere auch denkbar, dass ein Verschließvorgang bereits gestartet wird, damit der Verschluss durch eine Zuführung des Gases nicht abhebt. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Vorrichtung ein Niederhalteelement für den Verschluss aufweist, sodass in diesem Falle der Verschließvorgang noch nicht gestartet werden muss, wenn die Zuführung des Gases beginnt.
Wie oben erwähnt, ist es auch denkbar, die Gaseinführung in das Behältnis erst nach einem Rückkühler zu vollziehen. Dazu kann ebenfalls ein von der Umgebung abgedichteter Raum zur Verfügung stehen, der insbesondere um den Verschluss herum angeordnet ist oder aber eine Kammer, welche das gesamte Behältnis aufnimmt. In diesen Raum kann dann ein Gas mit Überdruck eingebracht werden und zwar bevorzugt derart, dass das Gas zwischen den Gewindegängen in das Behältnisinnere treten kann. Es kann dabei sein, dass sich der Verschluss leicht abhebt, sodass vorteilhaft eine Dichtwirkung zwischen dem Verschluss und dem Behältnis aufgehoben wird, um das Gas dort hineingelangen zu lassen. Weiterhin ist es auch denkbar, dass ein Durchstechen der Wandung des Behältnisses grundsätzlich in der Seitenwandung oder im Boden erfolgt. Dabei ist es denkbar und bevorzugt, dass das Behältnis gedreht wird, beispielsweise in eine horizontale Lage gebracht wird, sodass der Einstich in die Seitenwand erfolgen kann. Bei einem Stich in die Seitenwand ist eine Penetration im Bereich des späteren Etikettierbereichs besonders vorteilhaft, da eventuelle optische Beeinträchtigungen bereits durch ein Etikett verdeckt werden können. Auch ist eine Penetration im Bodenbereich des Behältnisses denkbar, beispielsweise in dem Anspritzpunkt. In diesem Bereich ist das Behältnis im Wesentlichen unverstreckt und damit amorph. Dies gilt insbesondere bei einem Herstellungsverfahren für streckgeblasene Behält- nisse, wie PET-Behältnisse. Daneben steht im Bereich des Anspritzpunktes relativ viel Material zur Verfügung, um anschließend die Öffnung wieder zu verschmelzen.
Auch hier kann zum Durchstoßen wieder eine Nadel oder etwas Ähnliches eingesetzt werden. Ein Verschweißen kann beispielsweise durch einen eigenen Schweißstempel erfolgen oder auch durch die Nadel selbst, wobei die Nadel in diesem Falle dann vorteilhaft heiß ausgebildet ist.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Behandeln von mit Behältnisverschlüssen verschlossenen Kunststoffbehältnissen und insbesondere Durchführung eines Druckausgleichs in solchen Behältnissen gerichtet. Diese Vorrichtung weist eine Penetrationseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, eine Öffnung in eine Wandung des Behältnisses oder in eine Umfangswandung des Behältnisverschlusses einzubringen, und eine Gaszuführungseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, den Behältnissen das gasförmige Medium durch diese Öffnung hindurch zuzuführen.
Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Versiegelungseinrichtung auf, welche dazu geeignet ist, die Öffnung, durch welche dem Behältnis das gasförmige Medium zugeführt wurde, zu verschließen. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Bewegungseinrichtung auf, um die Penetrationseinrichtung auf das Behältnis zuzustellen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Versiegelungseinrichtung eine Schmelzeinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, das Material des Kunststoffbehältnisses lokal zu schmelzen. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Halteeinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, das Be- hältnis zu halten. Insbesondere handelt es sich hierbei um eine Greifeinrichtung, welche das Kunststoffbehältnis in einem vorgegebenen Abschnitt desselben greift.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Transportein- richtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, das Behältnis zu transportieren. Bevorzugt weist diese Transporteinrichtung einen um eine vorgegebene Drehachse drehbaren Träger auf.
Bevorzugt weist die Gaszuführungseinrichtung eine Kammer auf, in welche das Kunststoff- behältnis einbringbar ist.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Flüssigkeitsbehältnissen und insbesondere von Getränkebehältnissen. Diese Vorrichtung ist dabei dazu geeignet und bestimmt, ein Kunststoffbehältnis mittels Beaufschlagung mit einem flüssigen Medium (durch eine Beaufschlagungseinrichtung) wenigstens teilweise umzuformen. Die Vorrichtung ist weiterhin dazu geeignet und bestimmt, das Kunststoffbehältnis mit einer, bevorzugt erwärmten, Flüssigkeit, insbesondere mit der zur Umformung verwendeten Flüssigkeit zu befüllen und (im Anschluss) wenigstens teilweise das mit der Flüssigkeit befüllte Behältnis mit einem Behältnisverschluss zu verschließen.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung dazu geeignet und bestimmt, nach dem wenigstens teilweisen Verschließen des Behältnisses das Behältnis und/oder die in dem Behältnis befindliche Flüssigkeit zu kühlen zu temperieren, insbesondere (durch eine Kühleinrichtung) das Behältnis und/oder die in dem Behältnis befindliche Flüssigkeit zu kühlen und, bevorzugt über wenigstens eine in wenigstens einem Abschnitt einer Wandung des Kunststoffbehältnisses oder einer Umfangswandung des Behältnisverschlusses eingebrachte Öffnung oder über einen zwischen einer Mündung und dem Behältnisverschluss bestehenden Zwischenraum, eine Zuführung eines gasförmigen Mediums in den Innenraum des Behältnisses, insbesondere den Kopfraum des Behältnisses vorzunehmen. Dabei ist die Vorrichtung bevor- zugt dazu geeignet und bestimmt, das obig vorgeschlagene Verfahren auszuführen. Zusätzlich kann die Vorrichtung mit allen im Zusammenhang mit obig ausgeführten Vorrichtungen und Verfahren beschriebenen Merkmalen einzeln oder in Kombination ausgestattet sein und umgekehrt. Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen: Darin zeigen:
Fig. 1 a - 1 c Einen schematischen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2a - 2c drei Darstellungen zur Veranschaulichung einer Gaszufuhr durch einen
Behältnisverschluss;
Fig. 3 eine Darstellung zur Einbringung eines Loches in eine Wandung des Behältnisses;
Fig. 4 eine grob schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
und eine Detaildarstellung einer Einstech- und Gaszuführungseinrichtung.
Die Figuren 1 a bis 1 c zeigen eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Wie in Figur 1 a gezeigt, wird zunächst aus einem Kunststoffvorformling 1 1 ein Kunststoffbehältnis 1 geblasen. Dies erfolgt besonders bevorzugt mittels einer Blasformmaschine. Diese Blasformmaschine kann dabei bevorzugt einen sich bewegenden und insbesondere drehbaren Träger aufweisen, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen und insbesondere Kunststoffflaschen angeordnet ist. Figur 1 b zeigt eine Darstellung eines Füllvorgangs. Dabei ist eine Einfüllvorrichtung, wie ein Füllkanal 62 vorgesehen, der Flüssigkeit in das Behältnis 1 einfüllt.
Figur 1 c zeigt schematisch einen Einstechvorgang. Hier wird mittels eines Penetrationswerkzeugs 54, wie einer Nadel, das Behältnis 1 im Bereich seiner Mündung eingestochen. Das Bezugszeichen 14 bezieht sich auf die durch diesen Einstechvorgang erzeugte Öffnung, die insbesondere als kleines Loch ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 12 kennzeichnet die Wandung des Behältnisses 1. Das Bezugszeichen 2 kennzeichnet einen Behältnisverschluss, der an dem Behältnis 1 bereits angebracht ist. Damit stellt bevorzugt die von der Penetrationseinrichtung 54 erzeugte Öffnung 14 die einzige Öffnung des Behältnisses 1 dar, da die Mündung des Behältnisses 1 bereits durch den Behaltnisverschluss 2 verschlossen ist. In diesem Stadium kann dem Behältnis 1 nunmehr ein Gas wie beispielsweise Stickstoff zugeführt werden. Diese Zuführung kann dabei über das Penetrationswerkzeug 54 erfolgen oder aber über einen weiteren Kanal 52, der dem Behältnis das Gas über die von dem Pe- netrationswerkzeug 54 eingebrachte Öffnung 14 zuführt. Auch ist es möglich, dass ein Wandungsbereich 12, in dem sich die besagte Öffnung 14 befindet, mittels eines Dichtmittels gegenüber der Umgebung abgedichtet wird und so ein die Öffnung umgebender Raum erzeugt wird, dem dann das gasförmige Medium unter Druck zugeführt wird, so dass es aus diesem Raum durch die Öffnung 14 in das Innere des Behältnisses 1 strömt.
Die Figuren 2a bis 2c veranschaulichen drei Vorgehensweisen zur Einführung des gasförmigen Mediums über den Behältnisverschluss 2. Bei der in Figur 2a vorgeschlagenen Variante wird der Verschluss 2 an seiner Umfangswandung bzw. seitlich von dem Penetrationswerkzeug 54 durchstoßen. Das nachher eingeführte Gas kann über den Gewindegang des Be- hältnisses in das Innere desselben gelangen. Dies ist insbesondere dann denkbar, wenn der Verschluss 2 noch nicht vollständig auf die Mündung des Behältnisses aufgeschraubt ist, anders als in Figur 2a gezeigt. Es wäre jedoch auch denkbar, dass das Penetrationswerkzeug 54 sowohl durch den Verschluss 2 als auch die darunter liegende Mündung des Behältnisses stößt.
Bei der in Figur 2b gezeigten Variante befinden sich mehrere Öffnungen am Außenumfang des Behältnisverschlusses 2. Auf diese Weise kann beispielsweise der Behältnisverschluss 2 an einander gegenüberliegenden Stellen durchstoßen werden. Bei der in Figur 2c ausgestalteten Variante wird das Gas, wie durch den Pfeil P1 gezeigt, zwischen einem Behältnisverschluss 2 und einem Tragring des Behältnisses zugeführt und gelangt anschließend über den besagten Gewindegang vollständig zur eigentlichen Mündung des Behältnisses. Auch bei dieser Ausgestaltung ist bevorzugt während der Zuführung des Gases der Verschluss 2 noch nicht vollständig an der Mündung angeschraubt.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung, bei der das Penetrationswerkzeug 54 in eine seitliche Wandung des Behältnisses 12 eingebracht wird. Um dies durchzuführen, wird das Behältnis bevorzugt liegend transportiert. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 40. Dabei ist zunächst eine Umformungseinrichtung 42 vorgesehen, welche dafür geeignet und bestimmt ist, Kunststoffvorformlinge zu Kunststoffbehältnissen umzuformen. Diese Umformungseinrichtung kann eine Erwärmungseinrichtung, wie beispielsweise einen Ofen, aufwei- sen, der der eigentlichen Umformungseinrichtung vorgeschaltet ist und der dazu dient, die Kunststoffvorformlinge hinreichend zu erwärmen, damit diese zu Behältnissen geblasen werden können.
Das Bezugszeichen 44 kennzeichnet eine optional vorhandene Sterilisationseinrichtung, welche die von der Umformungseinrichtung 42 hergestellten Kunststoffflaschen sterilisiert. Das Bezugszeichen 46 kennzeichnet eine Fülleinrichtung, welche in das hergestellte Behältnis ein Gas einführt.
Das Bezugszeichen 50 kennzeichnet eine Verschließeinrichtung, welche die Kunststoffbe- hältnisse verschließt. Das Bezugszeichen 52 kennzeichnet eine Gaszuführungseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, über die oben erwähnte Öffnung in das Behältnis das Gas einzuführen.
Diese Gaszuführungseinrichtung 52 kann dabei gleichzeitig auch das oben beschriebene Penetrationswerkzeug aufweisen.
Das Bezugszeichen 48 kennzeichnet eine Kühleinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die heiß abgefüllten Behältnisse abzukühlen. Diese Gaszuführungseinrichtung 52 kann, wie oben erwähnt, auch an anderen Positionen der gesamten Vorrichtung angeordnet sein, etwa auch bereits im Bereich der Verschließeinrichtung 50, oder aber an anderen Positionen, insbesondere vor der Rückkühlungseinrichtung 48.
Figur 5 schließlich zeigt eine Darstellung einer möglichen Vorgehensweise zum Gaszuführen in das Behältnis. Dabei ist zunächst wieder die Penetrationseinrichtung 54 in Form einer Na- del vorgesehen, welche in die Wandung des Kunststoffbehältnisses 1 sticht. Das Bezugszeichen 52 kennzeichnet die eigentliche Gaszuführungseinrichtung, welche über das durch die Penetrationseinrichtung 54 erzeugte Loch ein gasförmiges Medium in das Behältnis 1 einführt. Das Bezugszeichen 64 kennzeichnet den Raum, der zum Zuführen des Gases über die Zuführleitung 52 dient. Dieser Raum kann dabei zeitweise gegenüber dem Behältnis 1 abgedichtet sein, um so das gasförmige Medium unter leichtem Überdruck in das Behältnis 1 einführen zu können. Diesem Raum kann das Gas zugeführt werden, welches schließlich über die Öffnung 14 in das Behältnis gelangen soll. Dabei wird dieses Gas dem Raum 64 bevorzugt unter einem Überdruck zugeführt, damit es aufgrund der Druckverhältnisse in das Behältnis 1 strömt. Das Bezugszeichen 72 kennzeichnet eine entsprechende Abdichtungsvorrichtung, mittels derer der Raum 64 gegenüber der Umgebung abgedichtet wird. Diese Abdichtungsvorrichtung 72 kann dabei gleichzeitig auch als Greifelement für das Behältnis 1 dienen. Das Bezugszeichen 68 kennzeichnet eine Verschließ- bzw. Versiegelungseinrichtung, welche das von der Penetrationseinrichtung 54 erzeugte Loch wieder verschließt, beispielsweise durch einen Schmelzvorgang.
Bei der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform sind die beiden Werkzeuge, d.h. die Penetrati- onseinrichtung 54 und die Versiegelungseinrichtung 68 übereinander angeordnet. Es wäre jedoch auch denkbar, dass diese Werkzeuge nebeneinander angeordnet sind oder auch schräg zueinander. Die Werkzeuge sollten jedoch in den genannten Fällen nur derart beweglich angeordnet sein, dass sichergestellt ist, dass genau die Stelle verschlossen/verschweißt wird, die durchstochen wurde. In dieser Draufsicht ist, wie auch schon in den Figuren 1 c und 3, die Öffnung 14 wiederum erkennbar.
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. Bezugszeichenliste
Kunststoffbehältnis
Behältnisverschluss
Kunststoffvorformling
Wandung des Behältnisses
Öffnung
Vorrichtung
Umformungseinrichtung
Sterilisationseinrichtung
Fülleinrichtung
Kühleinrichtung
Verschließeinrichtung
Gaszuführungseinrichtung / Zuführleitung
Penetrationswerkzeug / Penetrationseinrichtung
Füllkanal
Raum
Verschließ- bzw. Versiegelungseinrichtung
Abdichtungsvorrichtung
Pfeil

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Herstellen von Flüssigkeitsbehältnissen und insbesondere von Getränkebehältnissen mit den Schritten:
- Herstellen eines Kunststoffbehältnisses (1 ) durch einen Blasformvorgang;
- Befüllen des Kunststoffbehältnisses (1 ) mit einem fließfähigen Medium und insbesondere einer Flüssigkeit;
- wenigstens teilweises Verschließen des mit der Flüssigkeit befüllten Behältnisses (1 ) mit einem Behältnisverschluss (2);
dadurch gekennzeichnet, dass
nach dem wenigstens teilweisen Verschließen des Behältnisses (1 ) über wenigstens eine in wenigstens einem Abschnitt einer Wandung (12) des Kunststoffbehältnisses (1 ) oder einer Umfangswandung des Behältnisverschlusses (2) eingebrachte Öffnung (14) oder über einen zwischen einer Mündung und dem Behältnisverschluss (2) bestehenden Zwischenraum dem Innenraum des Behältnisses (1 ) ein gasförmiges Medium zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Öffnung (14) nach dem Herstellen des Behältnisses (1 ) in den Abschnitt der Wandung (12) des Behältnisses (1 ) eingebracht wird und/oder die Wandung (12) des Behältnisses (1 ) in einer oberen Hälfte des Behältnisses (1 ) und insbesondere in einem oberen Drittel des Behältnisses (1 ) durchstoßen wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kunststoffbehältnis (1 ) mit einer erwärmten Flüssigkeit befüllt wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das mit der Flüssigkeit befüllte Kunststoffbehältnis (1 ) gekühlt wird.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Öffnung (14), über welche dem Behältnis (1 ) das gasförmige Medium zugeführt wird, nach dem Zuführen des gasförmigen Mediums verschlossen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verschließen mittels eines Verfahrens durchgeführt wird, welches aus einer Gruppe von Verfahren ausgewählt ist, welche ein Schmelzen eines Abschnitts der Behältniswandung (12), ein Schmelzen eines Abschnitts der Umfangswandung des Behältnisverschlusses (2) und/oder eine Relativdrehung des Behältnisverschlusses (2) gegenüber dem Behältnis (1 ) enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Verschließen des Behältnisses (1 ) mittels einer Inspektionseinrichtung überprüft wird.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Behältnis (1 ) das gasförmige Medium derart zugeführt wird, dass nach dem Zuführen des gasförmigen Mediums innerhalb des Behältnisses (1 ) ein Druck herrscht, der oberhalb eines Umgebungsdrucks liegt.
9. Verfahren zum Herstellen von Flüssigkeitsbehältnissen und insbesondere von Getränkebehältnissen mit den Schritten:
- wenigstens teilweises Umformen eines Kunststoffbehältnisses (1 ) mittels Beaufschlagung mit einem flüssigen Medium;
- Befüllen des Kunststoffbehältnisses (1 ) mit einer, bevorzugt erwärmten, Flüssigkeit, insbesondere mit der zur Umformung verwendeten Flüssigkeit; - wenigstens teilweises Verschließen des mit der Flüssigkeit befüllten Behältnisses (1 ) mit einem Behältnisverschluss (2);
dadurch gekennzeichnet, dass
nach dem wenigstens teilweisen Verschließen des Behältnisses (1 ) ein Temperieren des Behältnisses (1 ) und/oder der in dem Behältnis (1 ) befindlichen Flüssigkeit erfolgt und dem Innenraum des Behältnisses (1 ), insbesondere dem Kopfraum des Behältnisses (1 ), ein gasförmiges Medium zugeführt wird.
10. Vorrichtung (40) zum Herstellen von mit einer Flüssigkeit befüllten Behältnissen (1 ) mit einer Umformungseinrichtung (42), welche Kunststoffvorformlinge (1 1 ) zu Kunststoffbehältnissen (1 ) umformt, mit einer in einer Transportrichtung der Kunststoffbehältnisse (1 ) der Umformungseinrichtung (42) nachgeordneten Fülleinrichtung (46), welche die Kunststoffbehältnisse (1 ) mit der Flüssigkeit befüllt, wobei bevorzugt die Fülleinrichtung (46) dazu geeignet und bestimmt ist, die Behältnisse (1 ) mit einer erwärmten Flüssigkeit zu befüllen und mit einer Verschließeinrichtung (50), welche die mit der Flüssigkeit befüllten Kunststoffbehältnisse (1 ) wenigstens teilweise mit Behältnisverschlüssen (2) verschließt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (40) eine Gaszuführungseinrichtung (52) aufweist, welche den Behältnissen (1 ) während oder nach dem Verschließvorgang ein gasförmiges Medium zuführt, wobei die Gaszuführungseinrichtung (52) dazu geeignet und bestimmt ist, den Behältnissen (1 ) das gasförmige Medium durch eine Öffnung (14) hindurch zuzuführen, welche in einer Behältniswandung (12), einer Umfangswandung des Behältnisverschlusses (2) oder einem Zwischenraum zwischen einem Mündungsbereich des Behältnisses (1 ) und dem Behältnisverschluss (2) ausgebildet ist.
1 1 . Vorrichtung (40) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (40) eine in der Transportrichtung nach der Fülleinrichtung (46) angeordnete Kühleinrichtung (48) aufweist, welche die mit der Flüssigkeit befüllten Behältnisse (1 ) kühlt.
12. Vorrichtung (40) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (40) eine Penetrationseinrichtung (54) aufweist, welche dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens einen Abschnitt der Wandung (12) des Behältnisses (1 ) oder wenigstens einen Abschnitt der Umfangswandung des Behältnisverschlusses (2) zu durchstoßen, wobei diese Penetrationseinrichtung (54) bevorzugt nach einer Kühleinrichtung (48) angeordnet ist, welche die mit der Flüssigkeit befüllten Behältnisse (1 ) kühlt.
13. Vorrichtung (40) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (40) wenigstens eine Versiegelungseinrichtung (68) aufweist, welche dazu geeignet ist, die Öffnung (14), durch welche dem Behältnis (1 ) das gasförmige Medium zugeführt wurde, zu verschließen.
H. Vorrichtung (40) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (40) einen Reinraum aufweist, innerhalb dessen die Behältnisse (1 ) wenigstens zeitweise transportiert werden.
15. Vorrichtung (40) zum Behandeln von mit Behältnisverschlüssen (2) verschlossenen Kunststoffbehältnissen (1 ) und insbesondere zur Durchführung eines Druckausgleichs in solchen Behältnissen (1 ) mit einer Penetrationseinrichtung (54), welche dazu geeignet und bestimmt ist, eine Öffnung (14) in eine Wandung (12) des Behältnisses (1 ) oder in eine Umfangswandung des Behältnisverschlusses (2) einzubringen, und mit einer Gaszuführungseinrichtung (52), welche dazu geeignet und bestimmt ist, den Behältnissen (1 ) das gasförmige Medium durch diese Öffnung (14) hindurch zuzuführen, wobei die Vorrichtung (40) bevorzugt eine Versiegelungseinrichtung (68) aufweist, welche dazu geeignet ist, die Öffnung (14), durch welche dem Behältnis (1 ) das gasförmige Medium zugeführt wurde, zu verschließen.
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