DE10048761C1 - Aufschäumvorrichtung für Getränkebehälter - Google Patents
Aufschäumvorrichtung für GetränkebehälterInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Aufschäumvorrichtung für in einer Transporteinrichtung geförderte, mit CO¶2¶-haltigem Getränk gefüllte, unverschlossene Getränkebehälter, mit einer stationär an der Transporteinrichtung angeordneten Einrichtung zur Erzeugung eines kurzzeitigen Aufschäumimpulses an vorbeilaufenden Behältern, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschäumvorrichtung eine Saugeinrichtung aufweist, die an der Transporteinrichtung, dem Mündungsrand der dort geförderten Behälter benachbart, angeordnet ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1
genannten Art.
Getränkebehälter, wie Dosen oder Flaschen, werden üblicherweise in einer Be
hälterfüllmaschine gefüllt und anschließend zu einer Verschließmaschine trans
portiert, um dort verschlossen zu werden. Bei diesem Transport sind sie gefüllt,
aber noch nicht verschlossen. Auf allen Transportstrecken, an denen gefüllte,
jedoch unverschlossene Getränkebehälter transportiert werden, ergibt sich das
Problem des Eindringens von Luft in den Kopfraum des Behälters über dem
Flüssigkeitsspiegel. Wird anschließend der Behälter verschlossen, so wird auch
die eingedrungene Luft mit eingeschlossen. Der in der eingeschlossenen Luft
enthaltene Sauerstoff ist jedoch für die meisten Getränke schädlich. Es werden
deshalb stets niedrige Luftwerte im verschlossenen Behälter angestrebt.
Bei mit CO2-haltigen Getränken gefüllten, unverschlossenen Getränkebehältern
sind daher gattungsgemäße Aufschäumvorrichtungen bekannt, die mit einer stationären
Einrichtung in jedem vorbeilaufenden Getränkebehälter durch Erzeu
gung eines Aufschäumimpulses das Getränk zum Aufschäumen bringen.
Der Schaum füllt den Kopfraum des Behälters, so daß in diesen keine Luft ein
dringen kann und bereits eingedrungene Luft wieder verdrängt wird. Dadurch
kann das oben genannte Luftproblem wirkungsvoll gelöst werden.
Im Stand der Technik werden als Einrichtungen zur Erzeugung eines Aufschäum
impulses üblicherweise Hochdruckwasserstrahleinspritzer verwendet, die kurz
zeitig einen scharfen Wasserstrahl durch die Mündung des Behälters in die einge
füllte Flüssigkeit spritzen und dadurch der Flüssigkeit einen Aufschäumimpuls
vermitteln. Eine solche Einspritzdüse zeigt beispielsweise die DE 40 30 081 A1.
Der Aufschäumimpuls kann auch auf andere Weise, z. B. durch Anklopfen an den
Behälter, erzeugt werden.
Die Einrichtungen zur Erzeugung des Aufschäumimpulses sind üblicherweise
einstellbar gestaltet, so daß beispielsweise durch unterschiedliche Länge oder
Stärke des Spritzstrahles der Aufschäumimpuls verändert werden kann. Damit
kann erreicht werden, daß bei einem typischen Behälter und bei typischer Lauf
zeit bis zum Verschließen der über dem Flüssigkeitspegel ausgebildete Kopfraum
des Behälters mit Schaum gefüllt wird, der Schaum jedoch nicht überläuft.
Auch bei laufendem Nachregeln funktioniert dies jedoch nur im Idealfall. Jede
Maschinenstörung kann zum Überschäumen führen. Außerdem ist bekannt, daß
das Schaumverhalten in einzelnen Behältern stets äußerst unterschiedlich ist. Will
man alle Behälter bis zum Behälterrand mit Schaum füllen, so muß man folglich
ein Überschäumen bei den meisten Behältern in Kauf nehmen.
Das Überschäumen ist jedoch äußerst nachteilig. Es führt bei den zumeist klebri
gen Flüssigkeiten, wie z. B. Bier, zum Verkleben des Behälters, so daß Nachrei
nigungen erforderlich sind. Bei Flaschen mit Schraubverschluß ergibt sich ein
Verkleben des Verschlusses, so daß diese nur schlecht geöffnet werden können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße
Aufschäumvorrichtung derart weiterzubilden, daß bei kompletter Schaumfüllung
des Kopfraumes oberhalb des Flüssigkeitspegels in jedem Behälter ein Über
schäumen wirkungsvoll vermieden wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist an der Transporteinrichtung, benachbart zum Mündungs
rand des dort stehenden Behälters, z. B. eine Flasche, eine Saugeinrichtung ange
ordnet. Der den Rand des Behälters übersteigende Schaum wird mit dieser sofort
abgesaugt. Der Aufschäumimpuls kann reichlich gewählt werden, so daß er in
jedem Behälter unter allen Betriebsbedingungen ein sicheres Aufschäumen bis
zum Rand erzeugt. Der bei den meisten Behältern überlaufende Schaum wird
sofort abgesaugt, bevor er außen am Behälter herunterlaufen oder sonstige Ver
schmutzungen, z. B. an benachbarten Maschinen, hervorrufen kann. Es kann auch
bei hartnäckigem, länger andauerndem Aufschäumen mit großer Sicherheit bis
zum endgültigen Abschluß des Aufschäumvorganges dauernd abgesaugt werden.
Absaugvorrichtungen sind im Stand der Technik an sich bekannt. Beispielhaft sei
auf die US 2,753,098, die JP 5-124697 A und die US 2,171,853 verwiesen. Mit den
gezeigten Konstruktionen wird beim Füllen sich bildender Schaum abgesaugt.
Eine Aufschäumvorrichtung zur Verdrängung der Kopfraumluft ist jeweils nicht
vorgesehen.
Vorteilhaft sind gemäß Anspruch 2 an jedem Behälterplatz einer vereinzelt för
dernden Transporteinrichtung Saugeinrichtungen mitlaufend angeordnet. Damit
kann über einen längeren Weg der Aufschäumvorgang bis zu seinem Abschluß
absaugend begleitet werden.
Die Saugeinrichtung kann mit einer einfachen Saugdüse ausgerüstet sein. Vor
teilhaft sind jedoch die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Mit dieser
zweikanaligen Konstruktion ergibt sich die Möglichkeit, nach Anbringen z. B.
eines einfachen Kurzschlußstückes zwischen den beiden Saugdüsen, über die
getrennten Saugleitungen das System im Kreislauf zu reinigen. Dadurch wird die
Aufschäumvorrichtung also CIP-fähig (CIP = cleaning in place). Es ergibt sich
daraus, daß der abgesaugte Schaum steril und sauber bleibt und somit wieder
verwertet werden kann. Es ist bekannt, daß beispielsweise bei größeren Brauerei
en durch Schaumüberlauf jährliche Verluste in Höhe bis zu DM 1 Mio. auftreten.
Diese können mit der vorliegenden Erfindung eingespart werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann an beliebigen Transporteinrichtungen,
wie z. B. Transportbändern oder dergleichen, vorgesehen sein. Sie kann auch z. B.
auf einer umlaufenden Füllmaschine in einem zusätzlichen Endsektor, nach Be
endigung des Füllvorganges und vor Übergabe auf eine weiterführende Trans
porteinrichtung, vorgesehen sein. Sie kann auch auf einer rotierend umlaufenden
Verschließmaschine in einem Anfangssektor vor dem Verschließzeitpunkt vorge
sehen sein. Vorteilhaft sind jedoch die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen.
In einem Überführungsstern, der außer dem Überführungstransport keine sonsti
gen Aufgaben hat, liegen besonders einfache konstruktive Gegebenheiten vor, um
Saugeinrichtungen an jedem Behälterplatz des Sternes vorzusehen.
Vorteilhaft ist die Saugeinrichtung nach Anspruch 5 als stationäre langgestreckte
und dem Mündungsrand der auf der Transporteinrichtung geförderten Behälter
benachbart Saugleiste ausgebildet. Dadurch vereinfacht sich insbesondere die
Konstruktion der Sauganschlüsse.
In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Füller/Verschließer
kombination mit erfindungsgemäß ausgerüstetem Überführungs
stern,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1 durch einen Behälterplatz
des Überführungssternes, und
Fig. 3 eine Draufsicht auf den in Fig. 2 dargestellten Behälterplatz.
Fig. 1 zeigt in Draufsicht eine um eine Achse 1 in Pfeilrichtung rotierend um
laufende Getränkefüllmaschine 2, die mit der Füllmaschine 2 umlaufende, sche
matisch mit ihrem Körperumfang dargestellte Flaschen 3 füllt. Die Flaschen 3
laufen dabei auf im festen Umfangsabstand vorgesehenen Behälterplätzen auf
dem Umlaufkreis 4. Weitere Einzelheiten einer üblichen Getränkefüllmaschine
sind zur zeichnerischen Vereinfachung weggelassen.
An einer Übergabestelle 5 werden die Flaschen 3 auf einen Überführungsstern 6
übergeben, auf dem sie, auf dem Umlaufkreis 7 in nicht dargestellten umfangsbe
abstandeten Behälterplätzen gehalten, um eine Achse 8 umlaufend transportiert
werden.
An einer Übergabestelle 9 werden die Flaschen 3 an eine rotierend umlaufende
Verschließmaschine 10 übergeben, auf der sie wiederum in umfangsbeabstande
ten Behälterplätzen auf einem Umlaufkreis 11 um eine Achse 12 umlaufend mit
nicht dargestellten Einrichtungen verschlossen werden, um sodann auf eine nicht
näher erläuterte weiterführende Transporteinrichtung 13 übergeben zu werden.
An einer stationären Stelle neben dem Überführungsstern 6, soweit wie möglich
benachbart zur Übergabestelle 5, ist ein Aufschäumimpulserzeuger 14 angeord
net.
Im Ausführungsbeispiel ist dieser als Hochdruckwasserstrahleinspritzer vorgese
hen, der mit einem dünnen und scharfen Hochdruckwasserstrahl 15 Wasser von
oben in die Mündungen der Flaschen 3 spritzt.
Die Flaschen 3 sind in der Getränkefüllmaschine 2 mit CO2-haltigem Getränk,
wie beispielsweise Bier, gefüllt. Der durch kurzzeitiges Einspritzen des Hoch
druckwasserstrahles 15 in eine Flasche 3 erzeugte Aufschäumimpuls führt zum
Aufschäumen des Getränkes.
Fig. 2 zeigt im Achsschnitt durch die mit nicht dargestellten Mitteln rotierend
angetriebene Achse 8 den vereinfacht als Platte dargestellten Überführungsstern
6. Der Schnitt verläuft durch einen Behälterplatz, der im Ausführungsbeispiel,
wie der Vergleich mit der Draufsicht in Fig. 3 zeigt, als U-förmige Tasche 16
ausgebildet ist. Die Tasche 16 ist, wie Fig. 2 zeigt, im Durchmesser dem Fla
schenhals angepaßt und kann diesen, den üblichen Halskragen 17 der Flasche 3
untergreifend, tragen.
In Fig. 2 ist dargestellt, daß Schaum 18 soeben beginnt, die Mündung der Fla
sche 3 zu übersteigen. Läuft die Flasche 3 weiter, so würde vermutlich der
Schaum immer weiter ansteigen und sodann an der Flasche 3 herunterlaufen und
diese sowie zumindest den Überführungsstern 6 verschmutzen.
Um dies zu vermeiden, ist am Überführungsstern 6 an jedem Behälterplatz, also
an jeder Tasche 16, eine Saugeinrichtung vorgesehen. Diese weist die in Fig. 2
und 3 dargestellte Saugdüse 19 auf, welche mit ihrer Mündung in unmittelbarer
Nähe des Randes der Mündung der Flasche 3 angeordnet ist. Schon bei leichter
Saugwirkung der Saugdüse 19 wird der über den Flaschenrand übertretende
Schaum 18 verlustfrei abgesaugt.
Wie Fig. 2 zeigt, ist die Saugdüse 19 mit einer Leitung 20 an eine Ringleitung
21 angeschlossen, welche wie Fig. 2 schematisch zeigt, an eine Bohrung 22 in
der Achse 8 angeschlossen ist. Diese kann über eine Drehverbindung nach außen
zu einer Saugeinrichtung, beispielsweise einer Vakuumpumpe, verbunden sein.
Dort kann die abgesaugte Flüssigkeit mit nicht dargestellten Einrichtungen wie
dergewonnen und in den Abfüllprozeß rückgeführt werden.
Wie Fig. 3 in Draufsicht zeigt, ist die Saugdüse 19 stark verbreitert, schlitzför
mig ausgebildet und dem Umfang des Randes der Flasche 3 angepaßt, so daß sich
ein besonders gutes und sicheres Absaugergebnis ausbildet.
In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind symmetrisch um den Um
fang des Randes der Flasche 3 zwei Saugdüsen 19 und 19' angeordnet, wie aus
dem Vergleich der Fig. 2 und 3 zu ersehen ist. Die zweite Saugdüse 19' ver
läuft über eine Leitung 20' und eine Ringleitung 21' zu einer zweiten Bohrung 22'
in der Achse 8, die ebenfalls drehbar nach außen an eine Saugeinrichtung ange
schlossen ist.
Dadurch, daß zwei separate Saugdüsen 19 und 19' mit jeweils eigenem Saugan
schlußleitungssystem vorgesehen sind, ergibt sich die Möglichkeit, das Sauglei
tungssystem und die Düsen komplett im Durchfluß zu reinigen.
Es muß lediglich zum Reinigen der in Fig. 3 dargestellte Dichteinsatz 23 an die
Düsen 19 und 19' dichtend angesetzt werden. Dabei ist der Dichteinsatz 23 in
nicht dargestellter Weise mit einem inneren Durchlaß zwischen den beiden
Saugdüsen versehen. Die Düsen können also im Kreislauf durch 22, 21, 20, 19
sowie durch den Dichteinsatz 23 und sodann weiter durch 19', 20', 21', 22' im
Kreislauf gereinigt werden.
In den Fig. 2 und 3 ist die Bestückung einer Tasche 16 mit Saugdüsen 19 und
19' dargestellt. Dieselbe Bestückung ist an sämtlichen Taschen 16 des Überfüh
rungssternes 6 vorgesehen, wobei die Düsen 19 und 19' jeweils an die Ringlei
tungen 21 und 21' angeschlossen sind.
Anstelle der dargestellten zwei Düsen 19 und 19' kann auch mit nur einer Düse
pro Tasche 16 gearbeitet werden, wobei dann jedoch auf die erwähnte Reini
gungsfähigkeit verzichtet werden muß.
Die Behälterplätze an dem Überführungsstern 6 sind im Ausführungsbeispiel als
Tasche 16, also zur hängenden Aufnahme von Halskragenflaschen 3, ausgebildet.
Sie können auch als übliche, den Körper der Flasche 3 auf einer Standfläche um
fassende Taschen ausgebildet sein, wobei dann die Saugdüsen 19 und 19' in ihrer
Höhe ggf. verstellbar sein müssen, um unterschiedlichen Behälterhöhen angepaßt
werden zu können. In sinngemäß entsprechender Ausbildung kann auch der
Schaumübertritt bei Getränkedosen verhindert werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schaumerzeugung mit dem Auf
schäumimpulserzeuger 14 und mit den Saugdüsen 19, 19' am Überführungsstern
6 dargestellt. Eine entsprechende Einrichtung kann alternativ auch an den Behäl
terplätzen der Verschließmaschine 10 vorgesehen sein und zwar im in Umlauf
richtung unmittelbar nach der Übergabestelle 9 liegenden Anfangssektor, bevor
die Behälter verschlossen werden.
Besonders wirkungsvoll, jedoch konstruktiv etwas schwieriger, wäre die be
schriebene Aufschäumvorrichtung an der Getränkefüllmaschine 2 in einem letz
ten, dem Füllsektor nachfolgenden Sektor unmittelbar vor der Übergabestelle 5
vorzusehen. Es ergäbe sich der Vorteil, daß die transportierten Behälter so früh
wie möglich in ihrem Kopfraum mit Schaum gefüllt werden.
Die eine oder mehreren Saugdüsen 19, 19', die an einem Behälterplatz in der Nä
he des Behälterrandes vorzusehen sind, sind vorzugsweise, wie in den Fig. 2
und 3 dargestellt, seitlich möglichst eng dem Rand des Behälters angenähert. Es
kann jedoch beispielsweise auch eine zentral von oben angreifende Saugdüse
vorgesehen sein.
Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform weist die Saugeinrichtung einzel
ne, jedem Behälterplatz (Tasche 16) zugeordnete, mitlaufende Saugdüsen 19, 19'
auf. In einer alternativen, in den Fig. 1 und 2 gestrichelt dargestellten Ausfüh
rungsform, kann jedoch auch eine stationäre Saugeinrichtung vorgesehen sein.
In der schematischen Darstellung ist die stationäre Saugeinrichtung als Saugleiste
25 dargestellt, die den Überführungsstern 6 an seinem Umfang in Höhe des Ran
des der Flasche 3 umgibt. Sie weist über ihre gesamte Länge am Innenrand einen
Saugschlitz 26 auf, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Wie Fig. 1 zeigt, beginnt
die Saugleiste 25 in Transportrichtung unmittelbar hinter dem Aufschäumimpuls
erzeuger 14 und endet kurz vor der Übergabestelle 9 zur Verschließmaschine 10.
Da die Saugleiste 15 stationär steht, kann sie auf sehr einfache Weise an eine
nicht dargestellte Saugvorrichtung angeschlossen sein. Sie kann ebenfalls auf ein
fache Weise CIP-fähig gemacht werden. Dazu ist z. B. der Saugschlitz 26 auf ge
eignete Weise zu verschließen und die Saugleiste 25 z. B. an den Enden mit Saug
leitungen an einen Reinigungskreislauf anzuschließen. Auch eine Unterteilung in
zwei Teile, ähnlich den Düsen 19, 19' ist möglich, wobei die beiden Düse hinter
einander oder übereinander angeordnet sein können.
Weiterhin ist es möglich, die Saugeinrichtung als einen in Reihe beabstandet zu
einander angeordnete Mehrzahl von Saugdüsen auszubilden, die den Überfüh
rungsstern an seinem Umfang in Höhe des Randes der Flaschen umgeben, und an
denen die mit dem Überführungsstern umlaufenden Flaschen vorbeilaufen.
Claims (5)
1. Aufschäumvorrichtung für in einer Transporteinrichtung (6) geförderte,
mit CO2-haltigem Getränk gefüllte, unverschlossene Getränkebehälter (3),
mit einer stationär an der Transporteinrichtung (6) angeordneten Einrich
tung (14) zur Erzeugung eines kurzzeitigen Aufschäumimpulses an vor
beilaufenden Behältern (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Auf
schäumvorrichtung eine Saugeinrichtung (19, 19', 25) aufweist, die an der
Transporteinrichtung (6), dem Mündungsrand der dort geförderten Behäl
ter (3) benachbart, angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für in Behälterplätzen (16) der Transportein
richtung (6) vereinzelt geförderte Getränkebehälter (3), dadurch gekenn
zeichnet, daß an jedem Behälterplatz (16) der Transporteinrichtung (6),
mit dieser mitlaufend, eine Saugeinrichtung (19, 19') angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugein
richtung zwei an getrennte Saugleitungen (20, 20') angeschlossene
Saugdüsen (19, 19') aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugein
richtung (19, 19', 25) an dem Überführungsstern (6) zwischen einer Be
hälterfüllmaschine (2) und einer Verschließmaschine (10) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugein
richtung als neben der Transporteinrichtung (6), dem Mündungsrand der
auf dieser geförderten Behälter (3) benachbart, angeordnete langgestreck
te, stationäre Saugleiste (25) ausgebildet ist.
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