WO2023031141A1 - Behandlungsanlage für kegs - Google Patents

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Publication number
WO2023031141A1
WO2023031141A1 PCT/EP2022/073993 EP2022073993W WO2023031141A1 WO 2023031141 A1 WO2023031141 A1 WO 2023031141A1 EP 2022073993 W EP2022073993 W EP 2022073993W WO 2023031141 A1 WO2023031141 A1 WO 2023031141A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
keg
treatment
cleaning
filling
treatment modules
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/073993
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Damerow
Sebastian ECKES
Maximilian Weindorf
Christian Pedersen
Manfred Wahl
Andreas Weber
Olaf Muszinski
Original Assignee
Khs Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Khs Gmbh filed Critical Khs Gmbh
Publication of WO2023031141A1 publication Critical patent/WO2023031141A1/de

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Classifications

    • 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
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • 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
    • B67C3/30—Filling of barrels or casks

Definitions

  • the present invention relates to a system for treating, in particular cleaning and filling, kegs.
  • different processing modules such as filling modules and cleaning modules, have been arranged in a system for this purpose, where they are fed in a controlled manner by a KEG feed and discharge.
  • a KEG feed and discharge Such a system is described, for example, in WO 2018/059753 A1.
  • WO 2018/059753 A1 WO 2018/059753 A1.
  • a large number of KEGs can be both filled and cleaned, with external cleaning modules also being located under the modules of the system, which also enable external cleaning of the KEGs.
  • the object of the present invention is to create a container treatment system that enables flexible filling of KEGs with different products and that is also more flexible than the prior art with regard to its division into different treatment steps, such as cleaning or filling.
  • the system for cleaning and filling KEGs has at least two treatment modules, each of which has a KEG holder for receiving at least one KEG, preferably exactly one KEG during cleaning and filling, a treatment head both for filling and for cleaning the interior of the KEG, and interfaces for at least one cleaning medium line, for a drain and for at least one filling product line.
  • the treatment modules preferably all treatment modules according to the invention, are thus able to both clean and fill, with filling preferably also being possible with different filling products.
  • the system is therefore extremely flexible in its assignment to the different cleaning/filling treatment tasks.
  • the treatment system contains at least two treatment modules, preferably between two and eight treatment modules, and is therefore designed in particular for small or medium-sized beverage bottlers to fill smaller batches of different filling products.
  • the system contains at least one signaling device for signaling activities to be carried out in connection with the processing modules and/or at least one loading robot for feeding and removing the KEGs to/from the individual processing modules, as well as a controller for controlling the signaling device/the loading robot and the processing modules .
  • the signaling device can have a display, an optical device such as an LED and/or an acoustic device such as a loudspeaker, a buzzer or the like.
  • the signaling device is used to prompt the operator to carry out a specific activity on the treatment module (e.g. by issuing instructions) or to signal this and/or to signal the sequence of activities to be carried out on the treatment module.
  • the invention enables a plurality of treatment modules, which are able to both fill a KEG and at least clean its interior, with a controller and at least one signaling device for signaling activities to be carried out in connection with the treatment modules and/or at least one loading robot for feeding and removing the KEGs to/from the individual treatment modules.
  • the controller is able to indicate to an operator, either optically or acoustically, the actions to be performed or currently being performed on each treatment module, and thus inform the operator of the steps to be performed and guide them, or just to inform them about the actions currently being performed on each To inform the treatment module of the activities carried out.
  • At least one loading robot can be provided, which is capable of feeding KEGs to the individual treatment modules or removing them from them.
  • the control can either be provided centrally or in the form of decentralized control modules, e.g. for the individual treatment modules, for the signaling device and/or for the loading robot, which communicate with one another.
  • the controller is preferably a common controller that is communicatively connected to several, preferably all, treatment modules and to the signaling device and/or the loading robot and is set up to control the units connected to it, in particular in a coordinated and/or process-optimized manner .
  • the system is able to flexibly and individually allocate different treatment tasks, such as cleaning and filling, to the different treatment modules at the same time.
  • different treatment tasks such as cleaning and filling
  • the cleaning and filling capacity was determined by the specialized treatment modules, namely filling modules and cleaning modules
  • a completely flexible allocation of 100% cleaning to 100% filling is possible in the treatment system according to the invention, depending on the control of the individual modules. It is also possible to fill different products on different treatment modules and to vary the cleaning time of each KEG according to the degree of soiling.
  • the arrangement of the treatment modules relative to the loading robot can vary.
  • the treatment modules can, for example, be arranged linearly one behind the other and/or one above the other. Alternatively or additionally, it is possible to place the treatment modules in a circle around a loading robot to arrange.
  • the loading robot can be designed as a conventional industrial robot with a handling arm for gripping the KEG, which is able to transfer the KEG from a feed area, for example a conveyor belt, into the receptacle of the treatment module and, after the KEG has been treated, from the treatment module again transferred to a discharge area, for example to another discharge conveyor belt.
  • a linear arrangement of the treatment modules it is also possible for the robot to be movable on a rail or on a chassis.
  • the modules can, for example, be coupled via common system parts such as a media supply or tank systems.
  • KEGs with different fittings or different sizes they could preferably be treated on different treatment modules that are suitable for treating the different KEG sizes and/or fittings, but which all have the treatment head that allows both internal cleaning and filling of the corresponding KEG.
  • Such a treatment system is also easily expandable, since standardized interfaces enable easy connection to filling product lines, pressurized gas lines, water lines or water vapor lines and a cleaning medium line.
  • the modules listed here are able to handle all possible KEG sizes and fitting types through the use of suitable "format parts".
  • This new inventive concept of a modular treatment system with treatment modules that have a combined treatment function both for cleaning and for filling thus allows the construction of treatment systems of different sizes depending on the number of modules selected, a completely individualized control of the cleaning and filling processes with individual definable cleaning cycles according to the degree of soiling of the KEGs to be filled and even the simultaneous filling of KEGs with different filling products in the different treatment modules at the same time, while for example the KEGs in other treatment modules are cleaned at the same time.
  • the treatment system according to the invention is therefore particularly suitable for small beverage manufacturers, such as small and medium-sized bottlers, such as breweries, which now offer a large number of different types of beer.
  • a “filling product” within the meaning of the present invention can be, for example, a drink, in particular a drink containing CO2.
  • the filling product can be beer, a mixed beer drink or a carbonated soft drink.
  • cleaning medium All media commonly used in connection with cleaning in the food industry, in particular the beverage industry, which are familiar to a person skilled in the art, come into consideration as the “cleaning medium”.
  • the cleaning can include a number of different cleaning steps with different cleaning media, the number of cleaning steps being carried out sequentially or one after the other, for example.
  • at least one lye is preferably used as a cleaning medium or as a component of a cleaning medium.
  • the respective treatment module is advantageously designed as a “stand-alone” module, ie as a treatment module that can be operated independently of the other treatment modules of the system.
  • a “stand-alone” module ie as a treatment module that can be operated independently of the other treatment modules of the system.
  • this enables a high level of flexibility in the system - both in terms of the total number of treatment modules in the system, which can be increased or decreased as desired, and the number of treatment modules in operation at a specific point in time.
  • the KEG receptacle for at least some of the treatment modules, preferably several or all of the treatment modules, is preferably designed to accommodate a single KEG. This has the advantage that, especially in small systems, individual KEGs can be filled with different products one after the other. Such a system has great flexibility, since the type of treatment can be changed with each KEG. In particular, it can be provided that the respective Treatment module has exactly one KEG recording for recording a single KEG.
  • Each container module preferably has interfaces to at least two filling product lines, which makes it possible to fill different filling products on each treatment module. Furthermore, the filling product to be filled can be varied from KEG to KEG.
  • each treatment module has interfaces to a water line/steam line, a pressurized gas line and at least one cleaning medium line. In this way, each treatment module can be supplied with all common cleaning agents that are required for basic interior cleaning of the KEG.
  • the loading robot can be, for example, an articulated-arm robot, in particular a 5- or 6-axis articulated-arm robot.
  • the loading robot preferably contains a gripping arm that can be moved with several degrees of freedom for gripping the KEGs. This has the advantage that different KEG sizes can be picked up by the loading robot and KEGs can be arranged in treatment modules that are at different distances, and that loading and unloading of the KEGs, e.g. the distance and/or the time, can be controlled by the corresponding control of the multiple movable gripper arm can be easily optimized.
  • the loading robot is advantageously designed to be movable and positioned in such a way that the loading robot can feed the KEGs to each of the treatment modules and/or can remove them from each of the treatment modules.
  • At least one of the treatment modules preferably has a device for cleaning the outside of the KEGs.
  • the flexibility of a treatment module is thereby increased from the two different treatment types of filling and interior cleaning to the three treatment types of filling, interior cleaning and exterior cleaning expanded, which further increases the flexibility of the entire system and makes the provision of separate external cleaning modules unnecessary.
  • the treatment modules in the treatment plant can thus preferably all be designed identically.
  • the exterior cleaning module is also arranged in the access area of the loading robot for feeding and removing the KEGs to/from the exterior cleaning module.
  • the loading robot can thus alternatively equip a treatment module for filling and cleaning the interior or an exterior cleaning module for cleaning the exterior of the KEG, with the controller being able to control these types of container treatment in an optimized manner.
  • the external cleaning process can also be indicated to an operator by the signaling device if no loading robot is used.
  • At least two of the treatment modules are connected in particular via a supply interface to a common media supply, for example to a common filling product supply and/or a common cleaning medium supply.
  • a common media supply for example to a common filling product supply and/or a common cleaning medium supply.
  • the KEGs and the treatment modules are then preferably connected to these common supply lines via standardized supply interfaces, such as connection flanges. This enables a treatment module to be replaced quickly and in a standardized manner in the event of wear or repairs.
  • the controller preferably has at least one data memory for individual data of the KEG. This data can have been transmitted to the controller via the treatment order. Alternatively, this data can be read from a data carrier on the KEG using a reading device in the system.
  • the controller is designed, the duration of a cleaning cycle and possibly a To control pre-cleaning cycle in a treatment module depending on the individual data.
  • the cleaning cycle can be chosen so long that it is appropriate to the degree of contamination of a KEG, which can be determined directly or indirectly from the data, e.g. customer, place of delivery, filling product, etc. This means that the interior can always be cleaned completely, but also quickly and efficiently, regardless of the degree of soiling. Because by detecting the degree of soiling and correspondingly adapted execution of the cleaning cycle, the duration of the cleaning cycle can also be reduced to the necessary minimum. There is therefore no dead time in the treatment throughput of the plant due to an unnecessarily long cleaning of KEGs.
  • the controller is preferably designed to calculate the feed and removal path of each KEG and to move the loading robot according to an optimization criterion, under which optimization criteria path optimization, time optimization and/or energy optimization are particularly suitable. This serves either to accelerate the throughput of the entire treatment plant or to optimize its energy consumption, which is possible, for example, over short distances without loss of time.
  • At least one of the treatment modules contains an outer wall thermometer or a thermal imaging camera for the KEG, which is designed to measure an outer wall temperature of the KEG during the filling and/or cleaning of the KEG in the treatment module. This measurement can then be used to verify the current treatment step, such as cleaning or filling, based on the temperature and to monitor or control it accordingly.
  • the KEG holder of the treatment module is preferably designed to hold the KEG statically both during cleaning and during filling. It is advantageous in terms of the time required and also the effort required for action by the loading robot if a position of the KEGs in the holder of the treatment module between the different treatment types filling and interior cleaning is not changed. This means that the KEG is cleaned and filled in the same position. This allows for a faster throughput of treated KEGs in the treatment facility and also reduces KEG handling effort that would otherwise be necessary to rearrange the KEG between different treatment types, not to mention less machine wear on the loading robot with less handling effort.
  • the controller preferably has a work plan memory for filling orders to be carried out and the controller has a computing module which is designed to control the treatment modules and the signaling device or the loading robot on the basis of the filling orders.
  • the treatment system can also reliably process smaller filling orders one after the other in an optimized manner, with the processing being able to be optimized in terms of handling.
  • the system is therefore particularly suitable for filling smaller batches of KEGs with different products.
  • the computing module of the controller is set up to control the treatment modules and the signaling device/loading robot in such a way that the order processing is either time-optimized, optimized according to filling and/or cleaning performance, energy-optimized or optimized with regard to the actuating paths of the robots.
  • these optimization criteria can also be taken into account together in the desired way, e.g. through a corresponding cost function.
  • the controller is preferably designed to operate at least one of the treatment modules with a first filling product and at least another of the treatment modules with a second filling product, so that different filling products can be filled in the treatment system at the same time, which in turn increases the flexibility of the treatment system, particularly for smaller bottling plants or for filling smaller batches.
  • the treatment modules are preferably set up to treat different KEGs, with at least one of the treatment modules being designed to treat KEGs of a first type and at least one other of the treatment modules being designed to treat KEGs of a second type. In this way, not only different filling products, but also different KEG sizes or KEG shapes can be treated in the treatment plant.
  • further treatment steps can be carried out in the treatment modules or by the loading robot, such as removing a cap from the fitting of the KEG before treatment or putting it on after treatment, providing a label or ink-jet direct printing on the outer wall of the KEG, turning the KEG, in particular by the loading robot and the ejection of bad KEGs (which, for example, are defective or so dirty that they can no longer be cleaned).
  • an automated turning process can be programmed into the loading robot.
  • the KEG can also be turned by the holder of the treatment module.
  • the cleaning can also include interior cleaning and exterior cleaning.
  • a pre-cleaning can also be provided without additional expenditure on equipment, in which, for example, a KEG is filled with lye, in particular by one of the treatment modules, and then placed on a pre-cleaning station in which the lye can act for a while without during this time a treatment module is occupied. This also serves to optimize the treatment processes.
  • the KEG can be brought from the treatment module to the pre-cleaning station either by the loading robot or by an operator and transported back from the pre-cleaning station to the treatment module after the exposure time. This can be done under the direction of the signaling device. After the pre-cleaning, the actual interior cleaning of the KEG and then the filling in the treatment module can be carried out.
  • At least one of the treatment modules of the system is equipped with a special, equipped with a multifunctional treatment head, which is set up both for cleaning the inside and for filling the KEG.
  • the special treatment head has a treatment head housing and at least one plunger held in the treatment head housing so that it can be displaced in the direction of a treatment head axis, for opening the KEG fitting of the KEG to be treated and arranged in a sealed position on the treatment head.
  • At least one fluid chamber and flow paths or channels communicating with it in a controllable manner are formed in the treatment head, with the flow paths or channels being controllably connectable to the interior of the KEG to be treated when the KEG fitting is open.
  • At least two flow paths or channels are formed in the treatment head, wherein the first flow path or channel can be acted upon in a controllable manner with the filling product and the second flow path or channel for the controllable removal of at least one treatment medium from the interior of the KEG and/or to the controllable Supplying at least one treatment medium into the interior of the KEG is used and can extend at least partially through the plunger.
  • the treatment head has at least one first controllable media valve assigned to the fluid chamber, which is connected to a filling product feed and is designed as a product valve for the controlled feeding of a filling product, in particular a beverage, into the interior of the KEG to be treated.
  • a second controllable media valve serving as a return valve is also provided.
  • at least the first media valve serving as a product valve, preferably also the return valve has a multiple sealing arrangement for multiple sealing of the filling product feed from the fluid space.
  • a control and/or monitoring unit that communicates with the media valves is provided for the control and/or monitoring of the media valves.
  • At least one safety or leakage chamber is advantageously formed, which can preferably be flushed by means of a flushing device, in particular by means of a flushing valve or satellite valve and/or a controlled outlet, and which is located in at least a first ge- closed valve position of the first media valve forms a separate intermediate space between the fluid space and the filling product feed, so that a reliable separation of the treatment or cleaning media from the filling product is always guaranteed, in particular over the entire process of cleaning and filling.
  • the multiple sealing arrangement of the first media valve is preferably formed by a double seat or double sealing leakage valve.
  • treatment modules of the system in particular all treatment modules of the system that are set up for the interior cleaning and filling of the KEGs, are particularly preferably equipped with the special multifunctional treatment head described above, which has the correspondingly described multiple sealing arrangement.
  • At least one of the treatment modules is able to interrupt a filling or cleaning process at any point in the process and also to continue it again.
  • this enables increased flexibility of the system, in particular because different exposure times of a cleaning medium, for example a lye, could thereby be implemented for the individual KEGs.
  • the point in time and/or the duration of the temporal interruption of the filling or cleaning process can be specified individually by a system operator or can be stored in the controller of the system.
  • the point in time and/or the duration of the time interruption can be set as long as you like.
  • the adjustment of the temporal interruption of the cleaning or filling process does not require any structural changes to the system.
  • the KEG can either remain in the treatment module or be removed from the treatment module for the purpose of interim storage and processing and, for example, taken to a parking space provided for this purpose.
  • the interruption of the filling or cleaning process can be used to carry out another treatment on the KEG, such as cleaning the outside.
  • functional devices such as printers for printing on a KEG, cappers for placing a cap on a KEG fitting, cap pullers for removing a cap from a KEG fitting or label applicators in the known manner
  • in the present Invention preferably passed with the loading robot at one or more functional devices, which are arranged so that they are on the path of the gripper arm of the loading robot.
  • 1 is a plan view of a container treatment system for KEGs with five treatment modules
  • FIG. 2 shows a view II-II from FIG. 1 with the omission of the treatment modules arranged at an angle
  • FIG. 3 shows a treatment module with an additional external cleaning device for the KEG
  • FIG. 4 shows a roughly schematic illustration of an exemplary treatment head of an exemplary embodiment variant with a partially illustrated KEG.
  • 1 and 2 show a KEG treatment system 10 for cleaning and filling KEGs 12, which has seven container treatment modules 14a-14g, which are arranged in a circle around a loading robot 16.
  • the loading robot 16 has a base body 22 which can be rotated about a vertical axis z and which carries a gripping arm 18 which can be moved by several degrees of freedom.
  • the gripper arm 18 comprises a first arm section 20a for attachment to the base body 22 of the robot 16, a second arm section 20b which is articulated to the first arm section 20a and at the free end of which a gripper 24 is in turn articulated and which is capable of gripping a KEG 12 from a supply belt 26 and to feed each of the container treatment modules 14a-14g as well as to be removed from there and fed to a discharge belt 28, from which the treated, in particular cleaned and filled, KEGs 12 are transported away again.
  • a signaling device in the form of a display 17, which shows which treatment process is to be carried out or is being carried out on the individual treatment modules 14a-g.
  • the display serves to guide the operator in order to ensure optimized cleaning and filling of the treatment modules 14a-g.
  • a functional device 13 such as a printer, a capper, a cap puller, a label applicator or the like, is also arranged in the travel path of the gripper arm 18 of the loading robot 16. In this way, it is possible to integrate additional treatment steps, such as applying a label, printing, attaching and removing a cap onto/from the fitting of the KEG 12, into the treatment process without major changes in the travel path of the gripping arm 18 .
  • the controller 30 contains a work plan memory 32 for cleaning and filling orders to be carried out by the treatment system 10 and a computing module 34 which is designed to display 17 or the loading robot 16 and each of the treatment modules 14a-14g on the basis of the filling orders present in the work plan memory 32 controlled in an optimized way.
  • What all treatment modules 14a-14g have in common is that they have a combined cleaning/filling head 36 which is capable of both filling the KEG 12 and cleaning it from the inside.
  • the first two treatment modules 14a and 14b also have an exterior cleaning function (Fig. 3), which allows the KEGs to be cleaned from the outside, i.e. the outer wall of the KEGs 12 to be cleaned .
  • Fig. 3 an exterior cleaning function
  • the first two treatment modules 14a and 14b only have the external cleaning function, while all other treatment modules 14c-14g have the cleaning and filling function due to the combined cleaning/filling head 36.
  • the loading robot 16 can be rotated about a central axis z, which is located in particular in the center of the treatment modules 14a-14g arranged in a circle. This is advantageous because the distance of each treatment module 14a-14g from the loading robot 16 is identical, which simplifies the calculation and optimization of the supply and removal paths.
  • Each treatment module 14a-g has a receptacle 35 and a holder 38 for the KEG, in which a temperature sensor 40 can optionally also be arranged.
  • the temperature sensor 40 can also be attached separately from the bracket, which means that the position can be chosen more freely.
  • several temperature sensors can also be arranged at different points to record the temperature or temperature profiles.
  • a thermal imaging camera can also be used instead of a temperature sensor or in addition to it.
  • the KEG 12 can also be held 38a in the treatment module 14a-g from above onto the bottom of the KEG 12, as is shown, for example, with reference to the treatment modules 14a, 14b in FIG.
  • the KEG 12 is held in its identical cleaning and filling position in an upside-down position in the receptacle 35 of the treatment module 14a-g, so that the fitting of the KEG 12 can be connected to the combined cleaning/filling head 36 from below.
  • Each treatment module 14a-14g can be connected to a number of product lines via a supply interface 41, which has a number of filling product connections 42a, b, which makes it possible for different filling products to be filled in the treatment system at the same time.
  • each treatment module is connected to media lines via the supply interface 41, in the present case via a water connection 44a, a steam connection 44b and a cleaning agent connection 44c of the supply interface 41.
  • a water connection 44a a steam connection 44b
  • a cleaning agent connection 44c of the supply interface 41.
  • other lines such as a pressurized gas line, a CO2 line, etc. can also be connected to the supply interface to be connected.
  • a waste water line of the treatment modules is not shown in the drawing.
  • This supply interface 41 of each treatment module 14a-14g makes it possible for different treatment steps, such as cleaning and filling as well as the filling of different filling products, to take place in the container treatment system 10 at the same time.
  • the two first container treatment modules 14a and 14b have an external cleaning system for the KEG 12, as shown in FIG.
  • the KEG holder 35 of the first two container treatment modules 14a, b is covered by a Plexiglas housing, metal housing or glass cover in order to enable the outer wall to be sprayed with a high-pressure jet and/or steam pressure jet without affecting the environment .
  • the KEG holder 35 is in particular surrounded by a casing, for example made of stainless steel or a Plexiglas housing 50 .
  • High-pressure spray nozzles 52 are arranged on the frame 15 of the first two treatment modules 14a,b.
  • the KEG is rotatably held from above by a bottom bracket 38a, so that all sides of the outer wall of the KEG 12 can be cleaned effectively.
  • the Plexiglas housing 50 is on the controller 30 between a release position and a working position and the spray nozzles 52 can also be actuated via the controller 30 .
  • the first two container treatment modules 14a,b can have this exterior wall cleaning option either in addition to the existing filling and interior cleaning option of the conventional cleaning Z-filling heads 36, or the two first treatment modules 14a and b are only designed for exterior cleaning and the interior cleaning and filling then takes place after the External cleaning in the five other treatment modules 14c-14g.
  • a reading device 46 can also be arranged on the treatment module 14a-g or another part of the treatment system 10, for example.
  • the reading device 46 serves in particular to read a machine-readable data carrier of the KEG.
  • the read-in individual data of the KEG 12, such as filling location and filling product, can, for example, directly or indirectly record its degree of soiling.
  • This data from the KEG 12 can also be stored in a memory of the controller 30 and used, for example, for reference purposes, such as which customer the KEG was with last, what is the empty weight, which product was last filled in, how long was the KEG at the customer, how long it was transported or stored, etc..
  • This data can also be used in the future to draw conclusions about the degree of soiling and use the controller to set an individual cleaning time for each KEG 12.
  • the contamination can also be recorded, i.e. alternatively or additionally, by measuring the KEG weight. These features allow the controller 30 to customize the duration of the cleaning process for each individual KEG 12. Alternatively, contamination can also be detected using a vibration sensor attached to the outside wall of the KEG, since the degree of contamination is reflected in the vibration behavior of the KEG.
  • the controller 30 can also take into account the individual cleaning times of different treatment modules 14a-14g, as they were recorded via the reading device 46, for example. In this way, a highly effective and fast container treatment is included External cleaning, internal cleaning and filling provided for small and medium-sized bottling plants.
  • the control 30 is preferably formed by a microprocessor control.
  • a treatment head 36 will now be described purely by way of example—based on a possible embodiment shown there only as an example—as it can be used, for example, in at least one of the treatment modules 14a-g.
  • the preferred treatment head 36 shown as an example is a special, multifunctional treatment head 36 for the interior cleaning and filling of KEGs 12.
  • Treatment head 36 which includes a treatment head housing 104, has a plunger 105, which is at least partially accommodated in a cavity in treatment head housing 104 and is held in treatment head housing 104 so that it can be displaced in the axial direction of a treatment head axis BA KEGs 12 arranged on the treatment head 36 can open.
  • the cavity in the treatment head housing 104 also forms, at least in part or at least in sections, a fluid space 106 and flow paths or channels SK1, SK2 which communicate controllably with the fluid space 106 and which, when the KEG fitting of a KEG 12 are controlled with the interior 12.1 of the KEG 3 connected.
  • the interior 12.1 of the KEG 3 can be filled with the filling product via the first flow path or channel SK1.
  • the second flow path or channel SK2 is used for the controllable removal of at least one treatment medium from the interior 12.1 of the KEG 12 and/or for the controllable supply of at least one treatment medium into the interior 12.1 of the KEG 12.
  • the second flow path or channel SK2 can at least partially pass through extend the plunger 105.
  • the treatment head 36 also has media valves 107, 112 assigned to the fluid space 106, specifically a first controllable media valve 107 that serves as a product valve for the controlled supply of the filling product, which can be connected to a filling product feed 108, and a return valve that serves as a return valve second controllable media valve 112.
  • Each of the media valves 107, 112 extends along a respective valve axis, namely the product valve 107 along a product valve axis PVA and the return valve 112 along a return valve axis RVA.
  • the media valves 107, 112 connect with a respective valve housing section 104a to a transition section or valve transition section of the treatment head housing 104.
  • the valve housing section 104a can, for example, be an integral part of the treatment head housing 104 and can be designed in one piece with it.
  • a valve body 107.1 is provided which is at least partially accommodated in the valve housing section 104a or at least partially protrudes into the valve housing section 104a and is movable in the direction of the product valve axis PVA.
  • An actuator is provided for the movement of the valve body 107.1 along the product valve axis PVA.
  • Inside the valve housing section 104a there is a valve seat 107.2 against which the valve body 107.1 bears sealingly in the region of its front valve body end at least in one of its extreme positions, namely in a closed position or a first closed valve position.
  • valve body 107.1 In its other extreme position shown in FIG. 4, namely the open position, the valve body 107.1 is at a distance from the valve seat 107.2, as a result of which a flow path for the filling product is released, in that the filling product feed 108 in this valve position is fluidly connected to the fluid chamber 106 and the first flow path connected thereto or - channel SK1 is connected.
  • the media valves 107, 112 are controlled and/or monitored via the control and/or monitoring unit, which among other things also controls and monitors the valve positions and the switching of the valves.
  • the product valve 107 has a multiple sealing arrangement 109 for multiple sealing of the filling product feed 108 from the fluid chamber 106 in order to ensure that the filling product and cleaning media or cleaning agents are separated reliably.
  • the multiple seal assembly 109 which is shown in the For example, is formed by a double seat or double seal leakage valve and comprises a first sealing element 111.1 and a second sealing element 111.2, a flushable safety or leakage chamber 110 is formed, which in the first closed valve position of the product valve 107 creates a separate space between the fluid chamber 106 and of the filling product feed 108 and thereby reliably and preferably completely and advantageously sealingly separates or seals the filling product feed 108 and the fluid space 106 from one another.
  • An empty KEG 12 to be treated is introduced into the treatment module 14a-g and positioned there in such a way that the KEG 12 with its KEG fitting comes into a sealing position with the treatment head 36 and is pressed against it.
  • the KEG fitting 2 is opened by means of the plunger 105 so that the individual interior cleaning steps can be carried out.
  • a cleaning medium is supplied via the treatment head 36 and removed again via the second controllable media valve 112 of the treatment head 36, which serves as a return valve.
  • the product valve 107 connected to the filling product feed 108 is kept in its closed valve position, in which the fluid space 106 and the filling product feed 108 are safely separated from one another with double sealing via the safety or leakage space 110 formed by the multiple sealing arrangement 109.
  • the first media valve 107 is brought into a central valve position acting as an intermediate or rinsing position in order to carry out a head or dead space rinsing with rinsing of the safety or leakage chamber 110.
  • a scavenging device preferably provided on the safety or leakage chamber 110 (but not shown in the figures), in particular via a scavenging valve also referred to as a satellite valve and/or via a controlled process to the outside, the flushing and safe emptying of the safety or leakage space 110 can take place in a controlled manner in order to open it or keep it closed as required.
  • the first media valve 107 is brought into the filling position in a controlled manner for the actual filling of the KEG 13 with filling product and filling product is fed in until the filling step is stopped again by closing the first media valve 107 when the desired filling level is reached.
  • Functional equipment e.g. printer, capper, cap puller, label applicator, etc.
  • Plexiglas housing for the KEG holder 52 spray nozzles for exterior cleaning

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage (10) zum Reinigen und Füllen von KEGs (12) mit wenigstens zwei Behandlungsmodulen (14a-14g), die jeweils eine KEG-Aufnahme (35) zur Aufnahme wenigstens eines KEGs (12) während der Reinigung und Befüllung, einen Behandlungskopf (36) sowohl zur Befüllung als auch zur Innenraumreinigung des KEGs (12), sowie wenigstens eine Schnittstelle (41) für wenigstens eine Reinigungsmediumleitung, für einen Ablauf und für wenigstens eine Füllproduktleitung aufweisen. Die Anlage (10) enthält zudem wenigstens eine Signaleinrichtung (17) zum Signalisieren von in Verbindung mit den Behandlungsmodulen (14a-14g) durchzuführenden Tätigkeiten und/oder wenigstens einen Beschickungsroboter (16) zum Zuführen und Abführen der KEGs (12) zu/von den einzelnen Behandlungsmodulen (14a-14g) und eine Steuerung (30) zum Steuern der Signaleinrichtung (17) bzw. des Beschickungsroboters (16) und der Behandlungsmodule (14a-14g).

Description

Behandlungsanlage für KEGs
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zum Behandeln, insbesondere Reinigen und Füllen von KEGs. Bislang werden hierfür unterschiedliche Bearbeitungsmodule, wie zum Beispiel Füllmodule und Reinigungsmodule, in einer Anlage angeordnet, wo sie in gesteuerter Weise durch eine KEG-Zufuhr und -abfuhr beschickt werden. Eine derartige Anlage ist beispielsweise in der WO 2018/059753 A1 beschrieben. Mit einer derartigen Anlage kann eine große Anzahl von KEGs sowohl gefüllt als auch gereinigt werden, wobei sich unter den Modulen der Anlage ebenfalls Außenreinigungsmodule befinden, die auch eine Außenreinigung der KEGs ermöglichen.
Derzeit geht jedoch der Trend zunehmend zur Diversifizierung von Getränkesorten, insbesondere bei kleineren Getränkeabfüllern, wie z.B. Brauereien. So gibt es bei den Bieren zum Beispiel unterschiedliche Craft-Biere oder Biere mit verschiedenen Fruchtbeimischungen, während es auch im Softdrink-Bereich immer mehr Auswahl an unterschiedlichen Geschmacksstoffen und Süßungsmitteln gibt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Behälterbehandlungsanlage zu schaffen, die eine flexible Abfüllung an KEGs mit unterschiedlichen Produkten ermöglicht und die auch hinsichtlich ihrer Aufteilung auf unterschiedliche Behandlungsschritte, wie zum Beispiel Reinigen oder Füllen, flexibler ist als der Stand der Technik.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anlage gemäß Anspruch 1 . Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind ebenfalls in der weiteren Beschreibung beschrieben beziehungsweise in den Zeichnungen dargestellt.
Erfindungsgemäß hat die Anlage zum Reinigen und Füllen von KEGs wenigstens zwei Behandlungsmodule, die jeweils eine KEG-Aufnahme zur Aufnahme wenigstens eines KEGs, vorzugsweise genau eines KEGs während der Reinigung und Befüllung, einen Behandlungskopf sowohl zur Befüllung als auch zur Innenraumreinigung des KEGs sowie Schnittstellen für wenigstens eine Reinigungsmediumleitung, für einen Ablauf und für wenigstens eine Füllproduktleitung aufweisen. Erfindungsgemäß sind somit die Behandlungsmodule, vorzugsweise alle Behandlungsmodule gemäß der Erfindung in der Lage, zu reinigen als auch zu füllen, wobei eine Befüllung vorzugsweise auch mit unterschiedlichen Füllprodukten möglich ist. Die Anlage ist daher in ihrer Zuordnung zu den unterschiedlichen Behandlungsaufgaben Reini- gen/Füllen äußert flexibel. Die Behandlungsanlage enthält wenigstens zwei Behandlungsmodule, vorzugsweise zwischen zwei und acht Behandlungsmodule, und ist daher insbesondere für kleine oder mittelgroße Getränkeabfüller zum Abfüllen kleinerer Chargen unterschiedlicher Füllprodukte konzipiert.
Des Weiteren enthält die Anlage wenigstens eine Signaleinrichtung zum Signalisieren von in Verbindung mit den Behandlungsmodulen durchzuführenden Tätigkeiten und/oder wenigstens einen Beschickungsroboter zum Zuführen und Abführen der KEGs zu/von den einzelnen Behandlungsmodulen als auch eine Steuerung zum Steuern der Signaleinrichtung/des Beschickungsroboters und der Behandlungsmodule.
Die Signaleinrichtung kann ein Display, eine optische Einrichtung, wie z.B. eine LED und/oder eine akustische Einrichtung, wie z.B. einen Lautsprecher, einen Buzzer oder dergleichen, aufweisen. Die Signaleinrichtung dient dazu, die Bedienperson zur Durchführung einer bestimmten Tätigkeit am Behandlungsmodul aufzufordern (z.B. durch Ausgabe von Handlungsanweisungen) oder diese zu signalisieren und/oder die Reihenfolge der am Behandlungsmodul durchzuführenden Tätigkeiten zu signalisieren.
Durch die Erfindung wird eine Mehrzahl von Behandlungsmodulen, die in der Lage sind, ein KEG sowohl zu füllen als auch zumindest dessen Innenraum zu reinigen mit einer Steuerung und wenigstens einer Signaleinrichtung zum Signalisieren von in Verbindung mit den Behandlungsmodulen durchzuführenden Tätigkeiten und/oder wenigstens einem Beschickungsroboter zum Zuführen und Abführen der KEGs zu/von den einzelnen Behandlungsmodulen verknüpft. Die Steuerung ist in der Lage, einer Bedienperson die an jedem Behandlungsmodul vorzunehmenden oder gerade vorgenommenen Tätigkeiten anzuzeigen, sei es optisch oder akustisch, und die Bedienperson somit über die vorzunehmenden Schritte zu informieren und sie zu führen oder aber um sie lediglich über die gerade an jedem Behandlungsmodul vorgenommenen Tätigkeiten in Kenntnis zu setzen.
Alternativ oder zusätzlich zur Signaleinrichtung kann wenigstens ein Beschickungsroboter vorgesehen sein, der in der Lage ist, den einzelnen Behandlungsmodulen KEGs zuzuführen oder von diesen abzuführen.
Die Steuerung kann entweder zentral vorgesehen sein, oder in Form dezentraler Steuerungsmodule z.B. für die einzelnen Behandlungsmodule, für die Signaleinrichtung und/oder für den Beschickungsroboter, die miteinander kommunizieren.
Bevorzugt ist die Steuerung eine gemeinsame Steuerung, die mit mehreren, vorzugsweise allen Behandlungsmodulen sowie mit der Signaleinrichtung und/oder dem Beschickungsroboter kommunikativ verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die mit ihr verbundenen Einheiten zu steuern, insbesondere in einer aufeinander abgestimmten und/oder prozessoptimierten Weise.
Auf diese Weise ist die Anlage in der Lage, den unterschiedlichen Behandlungsmodulen gleichzeitig unterschiedliche Behandlungsarbeiten, wie zum Beispiel Reinigen und Füllen, flexibel und individuell zuzuweisen. Im Gegensatz zum Stand der Technik, wo die Reinigungs- und Füllkapazität durch die spezialisierten Behandlungsmodule, nämlich Füllmodule und Reinigungsmodule festgelegt war, ist in der erfindungsgemäßen Behandlungsanlage eine völlig flexible Zuteilung von 100% Reinigen bis zu 100% Füllen möglich, je nach Ansteuerung der einzelnen Module. Zudem ist es möglich, auf unterschiedlichen Behandlungsmodulen unterschiedliche Produkte abzufüllen und die Reinigungszeit jedes KEGs entsprechend dem Verschmutzungsgrad zu variieren.
Die Anordnung der Behandlungsmodule relativ zum Beschickungsroboter kann unterschiedlich sein. Die Behandlungsmodule können so zum Beispiel linear hintereinander und/oder übereinander angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die Behandlungsmodule kreisförmig um einen Beschickungsroboter herum anzuordnen. Der Beschickungsroboter kann als herkömmlicher Industrieroboter mit einem Behandlungsarm zum Greifen des KEGs ausgebildet sein, welcher in der Lage ist, das KEG von einem Zufuhrbereich, zum Beispiel einem Förderband, in die Aufnahme des Behandlungsmoduls zu überführen und nach erfolgter Behandlung des KEGs von dem Behandlungsmodul wieder auf einen Abfuhrbereich, zum Beispiel auf ein weiteres Abfuhrförderband, überzusetzen. Bei einer linearen Anordnung der Behandlungsmodule ist es auch möglich, dass der Roboter auf einer Schiene oder über ein Fahrgestell verfahrbar ist. Die Module können zum Beispiel über gemeinsame Anlagenteile wie eine Medienversorgung oder Tankanlagen gekoppelt sein.
Sollten KEGs mit unterschiedlichen Fittings oder unterschiedlichen Größen eingesetzt werden, könnten diese vorzugsweise auf unterschiedlichen Behandlungsmodulen behandelt werden, die zur Behandlung der unterschiedlichen KEG-Größen und/oder Fittings geeignet sind, die jedoch alle den Behandlungskopf aufweisen, der sowohl eine Innenreinigung als auch eine Befüllung des entsprechenden KEGs erlaubt. Eine derartige Behandlungsanlage ist auch leicht erweiterbar, da über standardisierte Schnittstellen ein leichter Anschluss an Füllproduktleitungen, Spanngasleitungen, Wasserleitungen bzw. Wasserdampfleitungen und einer Reinigungsmediumleitung möglich ist. Grundsätzlich sind die hier aufgeführten Module durch den Einsatz geeigneter „Formatteile“ in der Lage alle möglichen KEG-Größen und Fitting-Typen zu behandeln.
Steuerungstechnisch wäre hier nur das neue Behandlungsmodul und dessen genaue Position in die Steuerungsdaten einzupflegen und auf diese Weise wäre die Behandlungskapazität der Behandlungsanlage leicht erweiterbar. Dieses neue Erfindungskonzept einer modularen Behandlungsanlage mit Behandlungsmodulen, die eine kombinierte Behandlungsfunktion sowohl zum Reinigen als auch zum Füllen aufweisen, erlaubt somit den Aufbau von Behandlungsanlagen unterschiedlichster Größe je nach Anzahl der gewählten Module, eine völlig individualisierte Steuerung der Reini- gungs- und Füllvorgänge mit individuell festlegbaren Reinigungszyklen entsprechend dem Verschmutzungsgrad der zu füllenden KEGs und sogar das gleichzeitige Füllen von KEGs mit unterschiedlichen Füllprodukten in den unterschiedlichen Behänd- lungsmodulen zur gleichen Zeit, während beispielsweise die KEGs in anderen Behandlungsmodulen gleichzeitig gereinigt werden. Die erfindungsgemäße Behandlungsanlage eignet sich somit insbesondere für kleine Getränkehersteller, wie zum Beispiel kleine und mittlere Abfüller, wie z.B. Brauereien, die inzwischen eine Vielzahl unterschiedlicher Biersorten anbieten.
Ein „Füllprodukt“ im Sinne der vorliegenden Erfindung kann z.B. ein Getränk, insbesondere ein CO2-haltiges Getränk, sein. Beispielsweise kann das Füllprodukt Bier, ein Biermischgetränk oder ein karbonisiertes Erfrischungsgetränk (Carbonated Softdrink) sein.
Als „Reinigungsmedium“ kommen sämtliche im Bereich der Lebensmittelindustrie, insbesondere Getränkeindustrie, üblicherweise im Zusammenhang mit einer Reinigung verwendete Medien in Frage, welche dem Fachmann geläufig sind. Die Reinigung kann mehrere verschiedene Reinigungsschritte mit unterschiedlichen Reinigungsmedien umfassen, wobei die mehreren Reinigungsschritte beispielsweise sequenziell bzw. aufeinanderfolgend durchgeführt werden. Vorzugsweise kommt bei der Reinigung der KEGs zumindest eine Lauge als Reinigungsmedium oder als Bestandteil eines Reinigungsmediums zum Einsatz.
Vorteilhafterweise ist das jeweilige Behandlungsmodul als „stand-alone“-Modul, also als ein unabhängig von den anderen Behandlungsmodulen der Anlage betreibbares Behandlungsmodul, ausgebildet. Dadurch wird im Hinblick auf die Anzahl der Behandlungsmodule eine hohe Flexibilität der Anlage ermöglicht - sowohl was die Anzahl der insgesamt vorhanden Behandlungsmodule der Anlage, die beliebig erhöht oder verringert werden kann, als auch die Anzahl der zu einem bestimmten Zeitpunkt in Betrieb befindlichen Behandlungsmodule angeht.
Vorzugsweise ist die KEG-Aufnahme wenigstens eines Teils der Behandlungsmodule, vorzugsweise mehrere oder aller Behandlungsmodule, zur Aufnahme eines einzelnen KEGs ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass gerade bei kleinen Anlagen einzelne KEGs hintereinander mit unterschiedlichen Produkten gefüllt werden können. Eine derartige Anlage hat eine große Flexibilität, da die Behandlungsart mit jedem KEG geändert werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das jeweilige Behandlungsmodul genau eine KEG-Aufnahme zur Aufnahme eines einzelnen KEGs aufweist.
Vorzugsweise hat jedes Behältermodul Schnittstellen zu wenigstens zwei Füllproduktleitungen, was es ermöglicht, auf jedem Behandlungsmodul unterschiedliche Füllprodukte abzufüllen. Weiterhin kann das abzufüllende Füllprodukt von KEG zu KEG variiert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung hat jedes Behandlungsmodul Schnittstellen zu einer Wasserleitung/Wasserdampfleitung, einer Spanngasleitung und wenigstens einer Reinigungsmediumleitung. Auf diese Weise sind jedem Behandlungsmodul alle gängigen Reinigungsmittel zuführbar, die für eine grundlegende Innenraumreinigung des KEGs notwendig sind.
Bei dem Beschickungsroboter kann es sich beispielsweise um einen Gelenkarmroboter, insbesondere um einen 5- oder 6-Achs-Knickarmroboter, handeln. Vorzugsweise enthält der Beschickungsroboter einen mit mehreren Freiheitsgraden beweglichen Greifarm zum Greifen der KEGs. Dies hat den Vorteil, dass vom Beschickungsroboter unterschiedliche KEG-Größen gegriffen und KEGs in unterschiedlich weit entfernten Behandlungsmodulen angeordnet werden können, und dass andererseits das Bestücken und Abführen der KEGs, z.B. der Weg und/oder die Zeit durch die entsprechende Steuerung des multipel beweglichen Greifarms auf einfache Weise optimiert werden kann. Der Beschickungsroboter ist vorteilhafterweise derart beweglich ausgebildet und derart positioniert, dass der Beschickungsroboter die KEGs jedem der Behandlungsmodule zuführen und/oder von jedem der Behandlungsmodule abführen kann.
Vorzugsweise hat wenigstens eines der Behandlungsmodule zusätzlich zu dem Behandlungskopf zur Befüllung und zur Innenraumreinigung der KEGs eine Vorrichtung zur Außenreinigung der KEGs. Die Flexibilität eines Behandlungsmoduls wird hierdurch von den zwei unterschiedlichen Behandlungsarten Füllen und Innenraumreinigung auf die drei Behandlungsarten Füllen, Innenraumreinigung und Außenreinigung erweitert, was die Flexibilität der gesamten Anlage nochmals erhöht und das Vorsehen separater Außenreinigungsmodule erübrigt. Die Behandlungsmodule in der Behandlungsanlage können somit vorzugsweise alle identisch ausgebildet werden.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, zusätzlich zu den Behandlungsmodulen mindestens ein spezialisiertes Außenreinigungsmodul, vorzusehen, welches nur zur Außenreinigung eines oder mehrerer KEGs ausgebildet ist. Selbstverständlich ist auch das Außenreinigungsmodul im Zugriffsbereich des Beschickungsroboters zum Zuführen und Abführen der KEGs zu/von dem Außenreinigungsmodul angeordnet. Der Beschickungsroboter kann somit alternativ ein Behandlungsmodul zum Füllen und Innenraumreinigen oder ein Außenreinigungsmodul zur Außenreinigung des KEGs bestücken, wobei die Steuerung diese Behälterbehandlungsarten in optimierter Weise steuern kann. Der Außenreinigungsvorgang kann zudem durch die Signaleinrichtung einer Bedienperson angezeigt werden, falls kein Bestückungsroboter verwendet wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind mindestens zwei der Behandlungsmodule insbesondere über eine Versorgungsschnittstelle an eine gemeinsame Medienversorgung, zum Beispiel an eine gemeinsame Füllproduktversorgung und/oder eine gemeinsame Reinigungsmediumversorgung angeschlossen. Dies kann den Infrastrukturaufwand für die Versorgung der Behandlungsmodule, sprich die Zuführung des Füllprodukts und die Zuführung der unterschiedlichen Reinigungsmittel, vereinfachen. An diese gemeinsamen Versorgungsleitungen sind die KEGs und die Behandlungsmodule dann vorzugsweise über standardisierte Versorgungsschnittstellen, wie zum Beispiel Anschlussflansche, verbunden. Dies ermöglicht einen schnellen und standardisierten Austausch eines Behandlungsmoduls im Falle des Verschleißes oder einer Reparatur.
Vorzugsweise hat die Steuerung die Steuerung wenigstens einen Datenspeicher für individuelle Daten des KEGs. Diese Daten können der Steuerung über den Behandlungsauftrag übermittelt worden sein. Alternativ können diese Daten von einem Datenträger des KEGs über eine Leseeinrichtung der Anlage ausgelesen werden. Die Steuerung ist ausgebildet, die Dauer eines Reinigungszyklus und eventuell einen Vorreinigungszyklus in einem Behandlungsmodul in Abhängigkeit von den individuellen Daten zu steuern.
Dies hat den Vorteil, dass der Reinigungszyklus so lang gewählt werden kann, dass er dem Verschmutzungsgrad eines KEGs angemessen ist, der durch die Daten, z.B. Kunde, Lieferort, Abfüllprodukt etc. direkt oder indirekt ermittelt werden kann. So wird bei unterschiedlichen Verschmutzungsgraden immer eine komplette, aber auch schnelle und effiziente Reinigung des Innenraums ermöglicht. Denn durch die Erfassung des Verschmutzungsgrads und entsprechend angepasste Ausführung des Reinigungszyklus kann auch die Dauer des Reinigungszyklus auf das notwendige Maß reduziert werden. Es entsteht daher keine Totzeit in dem Behandlungsdurchsatz der Anlage durch eine unnötig lange Reinigung von KEGs.
Vorzugsweise ist die Steuerung dazu ausgebildet, den Zu- und Abfuhrweg jedes KEGs zu berechnen und die Bewegung des Beschickungsroboters nach einem Opti- mierungskriterium durchzuführen, unter welchen Optimierungskriterien sich insbesondere die Wegoptimierung, Zeitoptimierung und/oder Energieoptimierung anbietet. Dies dient somit entweder zur Beschleunigung des Durchsatzes der gesamten Behandlungsanlage oder zu deren Energieoptimierung, was zum Beispiel ohne Zeitverlust auch über geringere Wegstrecken möglich ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthält zumindest eines der Behandlungsmodule ein Außenwandthermometer oder eine Wärmebildkamera für das KEG, das dazu ausgebildet ist, während der Füllung und/oder Reinigung des KEGs im Behandlungsmodul eine Außenwandtemperatur des KEGs zu messen. Über diese Messung kann dann der aktuell durchgeführte Behandlungsschritt, wie zum Beispiel das Reinigen oder das Füllen, temperaturbasiert verifiziert und entsprechend überwacht beziehungsweise gesteuert werden.
Vorzugsweise ist die KEG-Aufnahme des Behandlungsmoduls zur statischen Aufnahme des KEGs sowohl während des Reinigens als auch während des Füllens ausgebildet. Es ist vom Zeitaufwand und auch vom Aufwand des Handelns durch den Beschickungsroboter vorteilhaft, wenn eine einmal angenommene Position des KEGs in der Aufnahme des Behandlungsmoduls zwischen den unterschiedlichen Behandlungsarten Füllen und Innenraumreinigung nicht geändert wird. Dies bedeutet, dass das KEG in derselben Position gereinigt als auch gefüllt wird. Dies ermöglicht einen schnelleren Durchsatz an behandelten KEGs in der Behandlungsanlage und reduziert zudem einen Handhabungsaufwand des KEGs, der ansonsten notwendig wäre, um das KEG zwischen den unterschiedlichen Behandlungsarten umzuarrangieren, ganz zu schweigen von einer geringeren Maschinenabnutzung des Beschickungsroboters bei geringerem Handhabungsaufwand.
Vorzugsweise verfügt die Steuerung über einen Arbeitsplanspeicher für durchzuführende Füllaufträge und die Steuerung weist ein Rechenmodul auf, das ausgebildet ist, auf Basis der Füllaufträge die Behandlungsmodule sowie die Signaleirichtung bzw. den Beschickungsroboter zu steuern. Auf diese Weise kann die Behandlungsanlage in einer optimierten Weise auch kleinere Füllaufträge nacheinander zuverlässig abarbeiten, wobei die Abarbeitung handhabungstechnisch optimiert werden kann. Die Anlage eignet somit insbesondere für eine Befüllung kleinerer Chargen an KEGs mit unterschiedlichen Produkten.
Hierbei ist insbesondere das Rechenmodul der Steuerung dazu eingerichtet, die Behandlungsmodule sowie die Signaleinrichtung/den Beschickungsroboter derart zu steuern, dass die Auftragsabarbeitung entweder zeitoptimiert, nach Füll- und/oder Reinigungsleistung optimiert, energieoptimiert oder hinsichtlich der Betätigungswege der Roboter optimiert abläuft. Natürlich lassen sich diese Optimierungskriterien auch gemeinsam in gewünschter Weise, z.B. durch eine entsprechende Kostenfunktion beachten.
Vorzugsweise ist die Steuerung ausgebildet, zumindest eines der Behandlungsmodule mit einem ersten Füllprodukt und zumindest ein anderes der Behandlungsmodule mit einem zweiten Füllprodukt zu betreiben, so dass in der Behandlungsanlage gleichzeitig unterschiedliche Füllprodukte abgefüllt werden können, was wiederum die Flexibilität der Behandlungsanlage, insbesondere für kleinere Abfüllbetriebe oder für die Abfüllung kleinerer Chargen, optimiert. Vorzugsweise sind die Behandlungsmodule zur Behandlung unterschiedlicher KEGs eingerichtet, wobei mindestens eines der Behandlungsmodule zur Behandlung von KEGs eines ersten Typs und mindestens ein anderes der Behandlungsmodule zur Behandlung von KEGs eines zweiten Typs ausgebildet ist. Auf diese Weise können nicht nur unterschiedliche Füllprodukte, sondern auch unterschiedliche KEG-Größen oder KEG-Formen in der Behandlungsanlage behandelt werden.
In den Behandlungsmodulen bzw. durch den Beschickungsroboter lassen sich bei Bedarf noch weitere Behandlungsschritte durchführen wie z.B. eine Kappe vor der Behandlung von dem Fitting des KEGs abziehen bzw. nach der Behandlung aufsetzen, Versehen mit einem Label bzw. Ink-Jet-Direktdrucken auf die Außenwand des KEGs, Wenden des KEGs, insbesondere durch den Beschickungsroboter und die Ausschleusung von Schlecht-KEGs (die z.B. defekt oder so verschmutzt sind, dass sie nicht mehr zu reinigen sind). Falls die KEGs bei der Zufuhr verkehrt herum angeliefert werden, kann in dem Beschickungsroboter ein automatisierter Wendevorgang einprogrammiert sein. Ein Wenden des KEGs kann alternativ auch durch die Halterung des Behandlungsmoduls erfolgen.
Die Reinigung kann des Weiteren eine Innenraumreinigung und eine Außenreinigung umfassen. Für die Innenreinigung des KEGs kann zudem ohne apparatetechnischen Mehraufwand eine Vorreinigung vorgesehen sein, in der zum Beispiel ein KEG, insbesondere durch eins der Behandlungsmodule, mit Lauge gefüllt und dann auf einen Vorreinigungsplatz abgestellt wird, in welchem die Lauge eine Zeit einwirken kann, ohne dass während dieser Zeit ein Behandlungsmodul besetzt ist. Auch dies dient der Optimierung der Behandlungsvorgänge. Das KEG kann entweder durch den Beschickungsroboter oder durch eine Bedienperson von dem Behandlungsmodul zum Vorreinigungsplatz gebracht und nach der Einwirkungszeit wieder von dem Vorreinigungsplatz zu dem Behandlungsmodul zurück transportiert werden. Dies kann unter Anleitung der Signaleinrichtung geschehen. Nach der Vorreinigung kann dann die eigentliche Innenraumreinigung des KEGs und anschließend die Befüllung in dem Behandlungsmodul durchgeführt werden.
Gemäß einer weiterhin vorteilhaften und besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist zumindest eines der Behandlungsmodule der Anlage mit einem speziellen, multifunktionalen Behandlungskopf ausgestattet, der sowohl zum Innenreinigen als auch zum Füllen des KEGs eingerichtet ist. Der spezielle Behandlungskopf weist hierbei ein Behandlungskopfgehäuse sowie zumindest einen in Achsrichtung einer Behandlungskopfachse verschiebbar in dem Behandlungskopfgehäuse gehaltenen Stößel zum Öffnen des KEG-Fittings des zu behandelnden und in einer Dichtlage an dem Behandlungskopf angeordneten KEGs auf. In dem Behandlungskopf sind zumindest ein Fluidraum und mit diesem steuerbar kommunizierende Strömungswege oder -kanäle ausgebildet, wobei die Strömungswege oder -kanäle bei geöffnetem KEG-Fitting steuerbar mit dem Innenraum des zu behandelnden KEGs verbindbar sind. Beispielsweise sind zumindest zwei Strömungswege oder -kanäle in dem Behandlungskopf ausgebildet, wobei der erste Strömungsweg oder -kanal steuerbar mit dem Füllprodukt beaufschlagbar ist und wobei der zweite Strömungsweg oder -kanal zum steuerbaren Abführen wenigstens eines Behandlungsmediums aus dem Innenraum des KEGs und/oder zum steuerbaren Zuführen wenigstens eines Behandlungsmediums in den Innenraum des KEGs dient und sich zumindest teilweise durch den Stößel erstrecken kann.
Der vorgesehene Behandlungskopf weist hierbei zumindest ein dem Fluidraum zugeordnetes erstes steuerbares Medienventil auf, das mit einer Füllproduktzuführung verbunden und als Produktventil zum gesteuerten Zuführen eines Füllprodukts, insbesondere eines Getränks, in den Innenraum des zu behandelnden KEGs ausgebildet ist. Auch ist ein als Rücklaufventil dienendes zweites steuerbares Medienventil vorgesehen. Ganz besonders bevorzugt weist zumindest das als Produktventil dienende erste Medienventil, bevorzugt auch das Rücklaufventil, eine Mehrfachdichtanordnung zur mehrfachen Abdichtung der Füllproduktzuführung gegenüber dem Fluidraum auf. Für die Steuerung und/oder Überwachung der Medienventile ist eine mit den Medienventilen in kommunizierender Verbindung stehende Steuer- und/oder Überwachungseinheit vorgesehen.
Mittels der Mehrfachdichtanordnung des ersten Medienventils ist vorteilhaft zumindest ein Sicherheits- oder Leckageraum gebildet, der vorzugsweise mittels einer Spüleinrichtung, insbesondere mittels eines Spülventils bzw. Satellitenventils und/oder eines gesteuerten Ablaufs, spülbar ist und der in wenigstens einer ersten ge- schlossenen Ventilstellung des ersten Medienventils einen abgetrennten Zwischenraum zwischen dem Fluidraum und der Füllproduktzuführung ausbildet, so dass stets, insbesondere über den gesamten Prozess des Reinigens und Füllens, eine sichere Trennung der Behandlungs- bzw. Reinigungsmedien von dem Füllprodukt gewährleistet ist. Die Mehrfachdichtanordnung des ersten Medienventils ist dabei vorzugsweise durch ein Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventil gebildet.
Ganz besonders bevorzugt sind mehrere Behandlungsmodule der Anlage, insbesondere sämtliche Behandlungsmodule der Anlage, die für die Inneneinigung und das Füllen der KEGs eingerichtet sind, mit dem voranstehend beschriebenen speziellen multifunktionalen Behandlungskopf ausgestattet, welcher über die entsprechend beschriebene Mehrfachdichtanordnung verfügt.
Vorteilhafterweise ist mindestens eins der Behandlungsmodule, vorzugsweise jedes der Behandlungsmodule, in der Lage, einen Füll- oder Reinigungsprozess zu jedem beliebigen Zeitpunkt des Prozesses zu unterbrechen und diesen auch wieder fortzusetzen. Dies ermöglicht insbesondere bei der Reinigung von KEGs eine erhöhte Flexibilität der Anlage, insbesondere weil dadurch für die einzelnen KEGs unterschiedliche Einwirkzeiten eines Reinigungsmediums, beispielsweise einer Lauge, realisiert werden könnten.
Der Zeitpunkt und/oder die Dauer der zeitlichen Unterbrechung des Füll- oder Reinigungsprozesses können von einem Anlagenbediener individuell festgelegt werden oder in der Steuerung der Anlage hinterlegt sein. Der Zeitpunkt und/oder die Dauer der zeitlichen Unterbrechung können beliebig lang einstellbar sein. Die Anpassung der zeitlichen Unterbrechung des Reinigungs- oder Füllprozesses bedarf dabei keiner baulichen Veränderung der Anlage.
Während der zeitlichen Unterbrechung kann das KEG entweder im Behandlungsmodul verbleiben oder zum Zwecke der ZwischenlagerungZ-bearbeitung dem Behandlungsmodul entnommen und beispielweise zu einem dafür vorgesehen Stellplatz gebracht werden. Die Unterbrechung des Füll- oder Reinigungsprozesses kann dazu genutzt werden, an dem KEG eine andere Behandlung, wie z.B. eine Außenreinigung, durchzuführen. Anstatt in bekannter Weise mit Transporteuren die KEGs an Funktionseinrichtungen, wie z.B. Printern zum Bedrucken eines KEGs, Kappern zum Aufsetzen einer Kappe auf ein KEG-Fitting, Kappenabziehern zum Abziehen einer Kappe von einem KEG- Fitting oder Etikettenaufbringern, vorbeizufahren, werden sie in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise mit dem Beschickungsroboter an einer oder mehreren Funktionseinrichtungen vorbei geführt, wobei diese so angeordnet werden, dass sie auf dem Verfahrweg des Greifarms des Beschickungsroboters liegen. Hierdurch werden separate Transporteure eingespart und der ohnehin vorzusehende Betätigungsweg des Greifarms des Betätigungsroboters wird zusätzlich genutzt, um die unterschiedlichen Funktionen der Funktionseinrichtungen am KEG ohne Umwege und daher zeitoptimiert vorzunehmen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Beschickungsroboter an der jeweiligen Funktionseinrichtung kurz stoppt, damit die Funktionseinrichtung ihre vorgesehene Behandlung an einem KEG durchführen kann.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen in beliebiger Weise miteinander kombinierbar sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Behälterbehandlungsanlage für KEGs mit fünf Behandlungsmodulen,
Fig. 2 eine Ansicht ll-ll aus Fig. 1 unter Weglassung der gewinkelt angeordneten Behandlungsmodule,
Fig. 3 ein Behandlungsmodul mit zusätzlicher Außenreinigungsvorrichtung für das KEG und
Fig. 4 eine grob schematische Darstellung eines exemplarischen Behandlungskopfes einer beispielhaften Ausführungsvariante mit teilweise dargestelltem KEG. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine KEG-Behandlungsanlage 10 zum Reinigen und Füllen von KEGs 12, welche sieben Behälterbehandlungsmodule 14a-14g aufweist, die in einem Kreis um einen Beschickungsroboter 16 angeordnet sind. Der Beschickungsroboter 16 weist einen um eine vertikale Achse z drehbaren Basiskörper 22 auf, der einen um mehrere Freiheitsgrade beweglichen Greifarm 18 trägt. Der Greifarm 18 umfasst einen ersten Armabschnitt 20a zur Befestigung an dem Basiskörper 22 des Roboters 16, einen an dem ersten Armabschnitt 20a gelenkig angeordneten zweiten Armabschnitt 20b, an dessen freiem Ende wiederum gelenkig ein Greifer 24 angeordnet ist, der in der Lage ist, ein KEG 12 von einem Zufuhrband 26 zu greifen und jedem der Behälterbehandlungsmodule 14a-14g zuzuführen als auch von dort zu entnehmen und einem Abfuhrband 28 zuzuführen, von welchem die behandelten, insbesondere gereinigt und gefüllten, KEGs 12 wieder abtransportiert werden. Alternativ oder zusätzlich zu dem Beschickungsroboter 16 ist eine Signaleinrichtung in Form eines Displays17 angeordnet, auf welchem Display dargestellt wird, welcher Behandlungsvorgang an den einzelnen Behandlungsmodulen 14a-g durchzuführen ist bzw. durchgeführt wird. Wenn der Beschickungsroboter nicht vorgesehen ist, dient das Display zur Führung der Bedienperson, um eine optimierte Reinigung und Befüllung an den Behandlungsmodulen 14a-g sicherzustellen. Im Verfahrweg des Greifarms 18 des Beschickungsroboters 16 ist zudem eine Funktionseinrichtung 13, wie z.B. ein Printer, ein Kapper, ein Kappenabzieher, ein Etikettenaufbringer oder dergleichen angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich ohne große Änderungen des Verfahrwegs des Greifarms 18 zusätzliche Behandlungsschritte, wie z.B. Aufbringen eines Etiketts, Bedrucken, Aufbringen und Abziehen einer Kappe auf das/von dem Fitting des KEGs 12 in den Behandlungsablauf zu integrieren.
Fig. 2 zeigt außerdem eine gemeinsame Steuerung 30, die sowohl mit dem Display 17, dem Beschickungsroboter 16 als auch mit jedem Behandlungsmodul 14a-g verbunden ist. Alternativ ist es möglich, dezentrale Steuerungen zu verwenden, die miteinander vernetzt sind. Die Steuerung 30 enthält einen Arbeitsplanspeicher 32 für durchzuführende Reinigungs- und Füllaufträge der Behandlungsanlage 10 und ein Rechenmodul 34, das ausgebildet ist, auf Basis der im Arbeitsplanspeicher 32 vorhandenen Füllaufträge sowohl das Display 17 bzw. den Beschickungsroboter 16 als auch jedes der Behandlungsmodule 14a-14g in optimierter Weise zu steuern. Allen Behandlungsmodulen 14a-14g ist gemeinsam, dass sie über einen kombinierten Reinigungs-ZFüllkopf 36 verfügen, der in der Lage ist, das KEG 12 sowohl zu füllen als auch von innen zu reinigen. Über diese kombinierte Reinigungs- und Fülloption jedes Behandlungsmoduls 14a-14g hinaus haben die beiden ersten Behandlungsmodule 14a und 14b zusätzlich eine Außenreinigungsfunktion (Fig. 3), die es erlaubt, die KEGs von außen zu reinigen, das heißt die Außenwand der KEGs 12 zu reinigen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die ersten beiden Behandlungsmodule 14a und 14b nur die Außenreinigungsfunktion haben, während alle anderen Behandlungsmodule 14c-14g die Reinigungs- und Füllfunktion aufgrund des kombinierten Reinigungs-ZFüllkopfes 36 aufweisen.
Der Beschickungsroboter 16 ist um eine zentrale Achse z drehbar, die sich insbesondere im Zentrum der kreisförmig angeordneten Behandlungsmodule 14a-14g befindet. Dies ist vorteilhaft, weil damit der Abstand jedes Behandlungsmoduls 14a-14g vom Beschickungsroboter 16 identisch ist, was die Berechnung und Optimierung der Zufuhr- und Abfuhrwege vereinfacht.
Jedes Behandlungsmodul 14a-g hat eine Aufnahme 35 und eine Halterung 38 für das KEG, in welcher optional auch ein Temperatursensor 40 angeordnet sein kann. Der Temperatursensor 40 kann auch getrennt von der Halterung angebracht werden, womit die Position freier wählbar ist. Optional können auch mehrere Temperatursensoren zur Erfassung der Temperatur bzw. Temperaturverläufe an unterschiedlichen Stellen angeordnet sein. Statt eines Temperatursensors oder zusätzlich dazu lässt sich auch eine Wärmebildkamera verwenden.
Alternativ kann die Halterung 38a des KEGs 12 in dem Behandlungsmodul 14a-g auch von oben auf den Boden des KEGs 12 erfolgen, wie das beispielsweise anhand der Behandlungsmodule 14a, 14b in Fig. 3 gezeigt ist. Das KEG 12 wird in seiner identischen Reinigungs- und Füllposition in einer Über-Kopf-Lage in der Aufnahme 35 des Behandlungsmoduls 14a-g gehalten, so dass das Fitting des KEGs 12 mit dem kombinierten Reinigungs-ZFüllkopf 36 von unten her verbindbar ist. Jedes Behandlungsmodul 14a-14g ist über eine Versorgungsschnittstelle 41 , die mehrere Füllproduktanschlüsse 42a, b aufweist, mit mehreren Produktleitungen verbindbar, was es ermöglicht, dass in der Behandlungsanlage gleichzeitig unterschiedliche Füllprodukte abgefüllt werden. Zudem kann nach jedem KEG das Füllprodukt eines Behandlungsmoduls gewechselt werden. Zusätzlich ist jedes Behandlungsmodul über die Versorgungsschnittstelle 41 mit Medienleitungen verbunden, im vorliegenden Fall über einen Wasseranschluss 44a, einen Wasserdampfanschluss 44b und einen Reinigungsmittelanschluss 44c der Versorgungsschnittstelle 41. Selbstverständlich können auch andere Leitungen wie z.B. eine Spanngasleitung, eine CO2- Leitung etc. mit der Versorgungsschnittstelle verbunden sein. Eine Abwasserleitung der Behandlungsmodule ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Durch diese Versorgungsschnittstelle 41 jedes Behandlungsmoduls 14a-14g ist es möglich, dass in der Behälterbehandlungsanlage 10 gleichzeitig unterschiedliche Behandlungsschritte, wie zum Beispiel Reinigen und Füllen als auch das Füllen unterschiedlicher Füllprodukte, erfolgen können. Dies ermöglicht selbst bei einer relativ kleinen Anlage mit nur zwei Behälterbehandlungsmodulen eine hohe Flexibilität, weil sowohl die Steuerung der unterschiedlichen Behandlungsprozesse, wie Füllen und Innenraum-Reinigen als auch die Verfüllung unterschiedlicher Füllprodukte, entsprechend der im Arbeitsplanspeicher 32 vorliegenden Füllaufträge auch für sehr kleinen Chargen, bis herunter zu einem einzigen KEG möglich ist. Diese Anlage ist somit sehr gut für eine dynamische Behandlung von KEGs in kleineren und mittleren Abfüllbetrieben geeignet.
Optional haben die beiden ersten Behälterbehandlungsmodule 14a und 14b eine Außenreinigungsanlage für das KEG 12, wie das in Fig. 3 gezeigt ist. So ist die KEG- Aufnahme 35 der ersten beiden Behälterbehandlungsmodul 14a, b zum Beispiel durch eine Plexiglas-Einhausung, Metall-Einhausung oder Glasabdeckung umkleidet, um so ein Absprühen der Außenwand mit einem Hochdruckstrahl und/oder Dampfdruckstrahl zu ermöglichen, ohne die Umgebung zu beeinträchtigen. Hierfür ist die KEG-Aufnahme 35 insbesondere von einer Umkleidung, z.B. aus rostfreiem Stahl o- der einer Plexiglaseinhausung 50 umgeben. An dem Rahmen 15 der ersten beiden Behandlungsmodule 14a,b sind Hochdruck-Sprühdüsen 52 angeordnet. Zudem ist das KEG durch eine Bodenhalterung 38a von oben her drehbar gehalten, so dass alle Seiten der Außenwand des KEGs 12 effektiv gesäubert werden können. Die Plexiglaseinhausung 50 ist über die Steuerung 30 zwischen einer Freigabestellung und einer Arbeitsstellung verfahrbar und die Sprühdüsen 52 sind ebenfalls über die Steuerung 30 betätigbar. Die beiden ersten Behälterbehandlungsmodule 14a,b können diese Außenwandreinigungsoption entweder neben der bereits vorhandenen Füll- und Innenreinigungsoption der herkömmlichen Reinigungs-ZFüllköpfe 36 aufweisen oder aber die beiden ersten Behandlungsmodule 14a und b sind nur für die Außenreinigung ausgebildet und die Innenreinigung und Befüllung erfolgt dann nach der Außenreinigung in den fünf weiteren Behandlungsmodulen 14c-14g.
Neben dem Temperatursensor 40 kann beispielsweise noch eine Leseeinrichtung 46 an dem Behandlungsmodul 14a-g oder einem anderen Teil der Behandlungsanlage 10 angeordnet sein. Die Leseeinrichtung 46 dient insbesondere zum Lesen eines maschinenlesbaren Datenträgers des KEG. Die eingelesenen individuellen Daten des KEGs 12, wie z.B. Abfüllort und Abfüllprodukt können z.B. direkt oder indirekt dessen Verschmutzungsgrad erfasst werden. Diese Daten des KEGs 12 können zudem in einem Speicher der Steuerung 30 abgelegt sein, und z.B. für Referenzzwecke verwendet werden, wie z.B. bei welchem Kunden war das KEG zuletzt, wie groß ist das Leergewicht, welches Produkt wurde zuletzt eingefüllt, wie lange war das KEG beim Kunden, wie lange es transportiert oder gelagert worden ist, etc.. Durch diese Daten lassen sich auch zukünftig Rückschlüsse auf den Verschmutzungsgrad ableiten und durch die Steuerung zur Einstellung einer individuellen Reinigungszeit für jedes KEG 12 nutzen.
Die Verschmutzung kann überdies, d.h. alternativ oder zusätzlich auch über die Messung des KEG-Gewichts erfasst werden. Diese Merkmale ermöglichen es der Steuerung 30, die Dauer des Reinigungsprozesses für jedes einzelne KEG 12 individuell anzupassen. Die Verschmutzung kann weiterhin alternativ über einen an der Außenwand des KEGs angebrachten Schwingungssensor erfasst werden, da sich der Verschmutzungsgrad im Schwingungsverhalten des KEGs widerspiegelt.
Die Steuerung 30 kann in ihrer Zuweisung der Reinigungs- und Füllaufträge entsprechend auch die individuellen Reinigungszeiten unterschiedlicher Behandlungsmodule 14a-14g berücksichtigen, wie sie z.B. über die Leseeinrichtung 46 erfasst wurden. Auf diese Weise wird eine hocheffektive und schnelle Behälterbehandlung inklusive Außenreinigung, Innenreinigung und Befüllung für kleine und mittlere Abfüllbetriebe bereitgestellt.
Die Steuerung 30 ist vorzugsweise durch eine Mikroprozessor-Steuerung gebildet.
Mit Bezug auf die Figur 4 wird nun lediglich beispielhaft - anhand einer dort nur exemplarisch gezeigten möglichen Ausführungsform - ein Behandlungskopf 36 beschrieben, wie er beispielsweise in zumindest einem der Behandlungsmodule 14a-g verwendet werden kann. Der exemplarisch gezeigte bevorzugte Behandlungskopf 36 ist ein spezieller, multifunktionaler Behandlungskopf 36 zum Innenreinigen und Füllen von KEGs 12.
Der ein Behandlungskopfgehäuse 104 umfassende Behandlungskopf 36 weist einen Stößel 105 auf, der wenigstens teilweise in einem Hohlraum des Behandlungskopfgehäuses 104 aufgenommen und in Achsrichtung einer Behandlungskopfachse BA verschiebbar in dem Behandlungskopfgehäuse 104 gehalten ist und der bei Verschiebung das KEG-Fitting des zu behandelnden und in Dichtlage an dem Behandlungskopf 36 angeordneten KEGs 12 öffnen kann. Der Hohlraum in dem Behandlungskopfgehäuse 104 bildet ferner zumindest zum Teil bzw. zumindest in Abschnitten einen Fluidraum 106 sowie mit dem Fluidraum 106 steuerbar kommunizierende Strömungswege oder -kanäle SK1 , SK2, welche bei geöffnetem KEG-Fitting eines in Dichtlage an dem Behandlungskopf 36 angeordneten KEGs 12 gesteuert mit dem Innenraum 12.1 des KEGs 3 verbindbar sind. Beispielsweise ist der Innenraum 12.1 des KEGs 3 über den ersten Strömungsweg oder -kanal SK1 mit dem Füllprodukt befüllbar. Der zweite Strömungsweg oder -kanal SK2 dient zum steuerbaren Abführen wenigstens eines Behandlungsmediums aus dem Innenraum 12.1 des KEGs 12 und/oder zum steuerbaren Zuführen wenigstens eines Behandlungsmediums in den Innenraum 12.1 des KEGs 12. Der zweite Strömungsweg oder -kanal SK2 kann sich zumindest teilweise durch den Stößel 105 erstrecken.
Bei dem Behandlungskopf 36 sind ferner dem Fluidraum 106 zugeordnete Medienventile 107, 112 vorgesehen, und zwar ein als Produktventil für die gesteuerte Zuführung des Füllprodukts dienendes erstes steuerbares Medienventil 107, welches mit einer Füllproduktzuführung 108 verbindbar ist und ein als Rücklaufventil dienendes zweites steuerbares Medienventil 112. Jedes der Medienventile 107, 112 erstreckt sich entlang einer jeweiligen Ventilachse, und zwar das Produktventil 107 entlang einer Produktventilachse PVA und das Rücklaufventil 112 entlang einer Rücklaufventilachse RVA. Die Medienventile 107, 112 schließen mit einem jeweiligen Ventilgehäuseabschnitt 104a an einen Übergangsabschnitt oder Ventilübergangsabschnitt des Behandlungskopfgehäuses 104 an. Der Ventilgehäuseabschnitt 104a kann beispielsweise integraler Teil des Behandlungskopfgehäuses 104 und einstückig mit diesem ausgebildet sein.
Zumindest bei dem als Produktventil dienenden ersten steuerbaren Medienventil 107 ist ein zumindest teilweise in dem Ventilgehäuseabschnitt 104a aufgenommener bzw. zumindest teilweise in den Ventilgehäuseabschnitt 104a hineinragender Ventilkörper 107.1 vorgesehen, der in Richtung der Produktventilachse PVA bewegbar ist. Für die Bewegung des Ventilkörpers 107.1 entlang der Produktventilachse PVA ist ein Stellantrieb vorgesehen. Innenliegend in dem Ventilgehäuseabschnitt 104a ist ein Ventilsitz 107.2 ausgebildet, gegen den der Ventilkörper 107.1 im Bereich seines vorderen Ventilkörperendes zumindest in einer seiner Extremstellungen, nämlich in einer Schließstellung bzw. einer ersten geschlossenen Ventilstellung dichtend anliegt.
In seiner in Figur 4 gezeigten, anderen Extremstellung, nämlich Öffnungsstellung ist der Ventilkörper 107.1 beabstandet zum Ventilsitz 107.2, wodurch ein Strömungsweg für das Füllprodukt freigegeben wird, indem die Füllproduktzuführung 108 in dieser Ventilstellung fluidisch mit dem Fluidraum 106 und dem damit verbundenen ersten Strömungsweg oder -kanal SK1 verbunden ist. Die Steuerung und/oder Überwachung der Medienventile 107, 112 erfolgt über die Steuer- und/oder Überwachungseinheit, welche unter anderem auch die Ventilstellungen und das Schalten der Ventile steuert und überwacht.
Bei dem gezeigten multifunktionalen Behandlungskopf 36 weist das Produktventil 107 eine Mehrfachdichtanordnung 109 zur mehrfachen Abdichtung der Füllproduktzuführung 108 gegenüber dem Fluidraum 106 auf, um sicherzustellen, dass eine sichere Trennung zwischen Füllprodukt und Reinigungsmedien bzw. Reinigungsmitteln gewährleistet ist. Über die Mehrfachdichtanordnung 109, welche im dargestellten Beispiel durch ein Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventil gebildet ist und ein erstes Dichtelement 111.1 sowie ein zweites Dichtelement 111 .2 umfasst, ist ein spülbarer Sicherheits- oder Leckageraum 110 gebildet, der in der ersten geschlossenen Ventilstellung des Produktventils 107 einen abgetrennten Zwischenraum zwischen dem Fluidraum 106 und der Füllproduktzuführung 108 ausbildet und dadurch die Füllproduktzuführung 108 und den Fluidraum 106 sicher und vorzugsweise vollständig sowie vorteilhaft dichtend gegeneinander trennt bzw. abdichtet.
Im Folgenden wird der Reinigungs- und Füllprozess anhand eines beispielhaften Ablaufs in Grundzügen beschrieben, wie er in einem beispielhaften Behandlungsmodul 14a-g ausgeführt werden kann, welches mit dem exemplarisch beschriebenen Behandlungskopf 36 ausgestattet ist.
Ein leeres, zu behandelndes KEG 12 wird in das Behandlungsmodul 14a-g eingebracht und dort so positioniert, dass das KEG 12 mit seinem KEG-Fitting in Dichtlage mit dem Behandlungskopf 36 gelangt und gegen diesen angepresst wird. Um den Innenreinigungsprozess in Gang zu setzen, wird das KEG-Fitting 2 geöffnet mittels des Stößels 105 geöffnet, so dass die einzelnen Innenreinigungsschritte durchgeführt werden können. Bei der Innenreinigung wird in jedem der einzelnen aufeinanderfolgenden Reinigungsschritte jeweils ein Reinigungsmedium über den Behandlungskopf 36 zugeführt und über das als Rücklaufventil dienende zweite steuerbare Medienventil 112 des Behandlungskopfes 36 wieder abgeführt. Während der gesamten Innenreinigung ist das mit der Füllproduktzuführung 108 verbundene Produktventil 107 in seiner geschlossenen Ventilstellung gehalten, in der der Fluidraum 106 und die Füllproduktzuführung 108 über den durch die Mehrfachdichtanordnung 109 gebildeten Sicherheits- oder Leckageraum 110 sicher und doppelt abgedichtet voneinander getrennt sind.
Nach den Innenreinigungsschritten zur Reinigung des Innenraumes 12.1 wird das erste Medienventil 107 gesteuert in eine als Zwischen- oder Spülstellung wirkende mittlere Ventilstellung gebracht, um eine Kopf- bzw. Totraumspülung mit Spülung des Sicherheits- oder Leckageraums 110 durchzuführen. Über eine vorzugsweise an dem Sicherheits- oder Leckageraum 110 vorgesehene (in den Figuren jedoch nicht dargestellte) Spüleinrichtung, insbesondere über ein auch als Satellitenventil bezeichnetes Spülventil und/oder über einen gesteuerten Ablauf nach außen, kann die Spülung und sichere Entleerung des Sicherheits- oder Leckageraums 110 gesteuert erfolgen, um diesen bedarfsgemäß zu öffnen bzw. geschlossen zu halten. Nach dieser Kopf- bzw. Totraumspülung wird das erste Medienventil 107 zum eigentlichen Füllen des KEGs 13 mit Füllprodukt ge- steuert in die Füllstellung gebracht und Füllprodukt wird zugeführt, bis der Füllschritt bei Erreichen des gewünschten Füllstandes durch Schließen des ersten Medienventils 107 wieder gestoppt wird.
Es ist dem Fachmann klar, dass das dargestellte Ausführungsbeispiel nicht be- schränkend zu verstehen ist, sondern die Erfindung kann innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Patentansprüche realisiert werden.
Bezugszeichenliste
10 KEG-Behandlungsanlage
12 KEG
12.1 Innenraum des KEGs
13 Funktionseinrichtung (z.B. Printer, Kapper, Kappenabzieher, Etikettenaufbringer etc.)
14a-g Behandlungsmodul mit kombinierter Reinigungs- und Füllfunktion
14a, b Behandlungsmodul mit zusätzlicher Außenreinigungsfunktion
15 Rahmen des Behandlungsmoduls
16 Beschickungsroboter
17 Signaleinrichtung - Display/LED/Buzzer
18 Greifarm des Roboters
20a erster Armabschnitt
20b zweiter Armabschnitt
22 um vertikale Drehachse z rotierbarer Basiskörper des Beschickungsroboters
24 Greifer des Beschickungsroboters
26 Zufuhrband
28 Abfuhrband
30 Steuerung
32 Arbeitsplanspeicher
34 Rechenmodul
35 Aufnahme - KEG-Aufnahme des Behandlungsmoduls
36 Behandlungskopf (kombinierter Reinigungs-ZFüllkopf)
38 umgreifende Halterung für das KEG
38a Bodenhalterung für das KEG
40 Außenwandtemperatursensor
41 Versorgungsschnittstelle
42a, b Füllproduktanschlüsse
44a Wasseranschluss
44b Wasserdampfanschluss
44c Reinigungsmittelanschluss
46 Leseeinrichtung für KEG Daten
50 Plexiglas-Einhausung der KEG-Aufnahme 52 Sprühdüsen für die Außenreinigung
104 Behandlungskopfgehäuse
104a Ventilgehäuseabschnitt
105 Stößel
106 Fluidraum
107 erstes steuerbares Medienventil
107.1 Ventilkörper
107.2 Ventilsitz
108 Füllproduktzuführung
109 Mehrfachdichtanordnung
110 Sicherheits- oder Leckageraum
111.1 erstes Dichtelement
111.2 zweites Dichtelement
112 zweites steuerbares Medienventil
BA Behandlungskopfachse
PVA Produktventilachse
RVA Rücklaufventilachse
SK1 , 2 erster und zweiter Strömungsweg oder -kanal z vertikale Drehachse des Beschickungsroboters

Claims

24
Patentansprüche Anlage (10) zum Reinigen und Füllen von KEGs (12), umfassend: wenigstens zwei Behandlungsmodule (14a-14g), die jeweils
- eine KEG-Aufnahme (35) zur Aufnahme wenigstens eines KEGs (12) während der Reinigung und Befüllung,
- einen Behandlungskopf (36) sowohl zur Innenraumreinigung als auch zur Befüllung des KEGs (12), sowie
- wenigstens eine Schnittstelle (41 ) für wenigstens eine Reinigungsmediumleitung, für einen Ablauf und für wenigstens eine Füllproduktleitung aufweisen, wenigstens eine Signaleinrichtung (17) zum Signalisieren von in Verbindung mit den Behandlungsmodulen (14a-14g) durchzuführenden Tätigkeiten und/oder wenigstens einen Beschickungsroboter (16) zum Zuführen und Abführen der KEGs (12) zu/von den einzelnen Behandlungsmodulen (14a-14g) und eine Steuerung (30) zum Steuern der Signaleinrichtung (17) bzw. des Beschickungsroboters (16) und der Behandlungsmodule (14a-14g). Anlage (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die KEG-Aufnahme (35) mindestens eines der Behandlungsmodule (14a-14g), vorzugsweise mehrerer oder aller Behandlungsmodule (14a-14g), zur Aufnahme eines einzelnen KEGs (12) ausgebildet ist. Anlage (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Behandlungsmodul (14a-14g) eine Schnittstelle (41 ) mit Anschlüssen (42a, 42b) zu wenigstens zwei Füllproduktleitungen aufweist. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Behandlungsmodul (14a-14g) eine Schnittstelle (41 ) mit Anschlüssen (44a, 44b, 44c) zu einer Wasserleitung/Wasser- dampfleitung, einer Spanngasleitung, einer Sterilluftleitung und/oder CO2-Leitung aufweist.
5. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschickungsroboter (16) einen mit mehreren Freiheitsgraden beweglichen Greifarm (18) zum Greifen der KEGs (12) aufweist.
6. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eins der Behandlungsmodule (14a, 14b) zusätzlich zu dem Behandlungskopf (36) zur Befüllung und zur Innenraumreinigung des KEGs (12) eine Vorrichtung (38a, 50, 52) zur Außenreinigung des KEGs (12) aufweist.
7. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Behandlungsmodulen mindestens ein Außenreinigungsmodul zur Außenreinigung eines oder mehrerer KEGs (12) vorgesehen ist, wobei der Beschickungsroboter (16) zum Zuführen und Abführen von KEGs (12) zu/von dem Außenreinigungsmodul eingerichtet ist.
8. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Behandlungsmodule (14a- 14g) an eine gemeinsame Medienversorgung, insbesondere an eine gemeinsame Füllproduktversorgung und/oder eine gemeinsame Reinigungsmediumversorgung, angeschlossen sind.
9. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (30) wenigstens einen Datenspeicher für individuelle Daten des KEGs (12) aufweist, die insbesondere von einem Datenträger des KEGs über eine Leseeinrichtung (46) der Anlage (10) auslesbar sind, und dass die Steuerung (30) ausgebildet ist, die Dauer eines Reinigungszyklus in einem Behandlungsmodul (14a-14g) in Abhängigkeit von den individuellen Daten zu steuern.
10. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (30) dazu ausgebildet ist, den Zu- und Abfuhrweg jedes KEGs (12) zu berechnen und die Bewegung des Beschickungsroboters (16) nach einem Optimierungskriterium durchzuführen. Anlage (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Optimierungskriterium ein Kriterium zur Weg- und/oder Zeit- und/oder Energieoptimierung umfasst. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eins der Behandlungsmodule (14a- 14g) ein Außenwandthermometer (40) enthält, das dazu ausgebildet ist, während der Füllung und/oder Reinigung des KEGs (12) im Behandlungsmodul (14a-14g) eine Außenwandtemperatur des KEGs (12) zu messen. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die KEG-Aufnahme (35) des jeweiligen Behandlungsmoduls (14a-14g) zur statischen Aufnahme des KEGs (12) sowohl während des Reinigens als auch während des Füllens ausgebildet ist. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (30) über einen Arbeitsplanspeicher (32) für durchzuführende Füllaufträge verfügt und dass die Steuerung (30) ein Rechenmodul (34) aufweist, das ausgebildet ist, auf Basis der Füllaufträge die Behandlungsmodule (14a-14g) sowie den Beschickungsroboter (16) zu steuern. Anlage (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Rechenmodul der Steuerung (30) dazu eingerichtet ist, die Behandlungsmodule (14a-14g) sowie den Beschickungsroboter (16) derart zu steuern, dass die Auftragsabarbeitung nach einem oder mehreren der nachfolgenden Optimierungskriterien erfolgt:
- Zeitoptimierung
- Optimierung der Füll- und/oder Reinigungsleistung
- Energieoptimierung
- Optimierung der Betätigungswege des Beschickungsroboters (16). TI Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (30) ausgebildet ist, zumindest eins der Behandlungsmodule (14a-14g) mit einem ersten Füllprodukt und zumindest ein anderes der Behandlungsmodule (14a-14g) mit einem zweiten Füllprodukt zu betreiben. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsmodule (14a-14g) zur Behandlung unterschiedlicher KEGs (12) eingerichtet sind, wobei mindestens eins der Behandlungsmodule (14a-14g) zur Behandlung von KEGs (12) eines ersten Typs ausgebildet ist und mindestens ein anderes der Behandlungsmodule (14a- 14g) zur Behandlung von KEGs (12) eines zweiten Typs ausgebildet ist. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signaleinrichtung eine optische Anzeige und/oder akustische Signaleinrichtung umfasst. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Funktionseinrichtung (13), wie z.B. ein Printer zum Bedrucken eines KEGs (12), ein Kapper zum Aufsetzen einer Kappe auf ein KEG-Fitting, ein Kappenabzieher zum Abziehen einer Kappe von einem KEG-Fitting und/oder ein Etikettenaufbringer, im Bereich des Verfahrwegs eines Greifarms (18) des Beschickungsroboters (16) angeordnet ist.
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