DE102010021733A1

DE102010021733A1 - Vorrichtung zum Befüllen von Behältern

Info

Publication number: DE102010021733A1
Application number: DE102010021733A
Authority: DE
Inventors: Roland Laumer
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2011-12-01

Abstract

Beschrieben wird eine Abfülleinrichtung sowie ein Betrieb dieser Einrichtung mit wenigstens einer ersten Förderlinie (F1), durch die Behälter von einer ersten Produktionsanlage (A1) zur Herstellung und/oder Behandlung von Behältern zu einer in Produktionsrichtung nachgeschalteten, synchronisiert mit der ersten Produktionsanlage laufenden ersten Füllanlage (B1) zur Befüllung der Behälter mit einem Produktionsgut förderbar sind. Die beschriebene technische Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine erste Transferstrecke (T1) vorgesehen ist, über die Behälter zumindest zeitweise von der ersten Produktionsanlage (A1) zur Herstellung und/oder Behandlung von Behältern zu einer zweiten Füllanlage (B2) förderbar sind.

Description

Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Behandeln von Behältern und insbesondere zum Befüllen von Behältern mit einem Produktionsgut sowie eine Behandlungseinrichtung mit wenigstens einer ersten Förderlinie, durch die Behälter von einer ersten Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Behandlung von Behältern zu einer in Produktionsrichtung nachgeschalteten, synchronisiert mit der ersten Produktionsanlage laufenden ersten Behandlungsanlage zum Behandeln von Behältern und insbesondere einer Füllanlage zur Befüllung der Behälter mit einem Produktionsgut förderbar sind.
Stand der Technik:
Sowohl in der Fertigungstechnik bzw. der Produktion als auch im Bereich der Verfahrenstechnik, insbesondere auch der Lebensmittelverfahrenstechnik, ist es üblich, dass einzelne Schritte der Herstellung, Montage, Abfüllung und Verpackung in einem Prozessablauf erfolgen, bei dem das Produktionsgut zwischen den einzelnen Herstellungs- oder Behandlungsanlagen mittels geeigneter Fördertechniken transportiert werden muss. Hierbei ist es grundsätzlich unerheblich, ob die einzelnen Herstellungs- oder Behandlungsschritte parallel oder seriell zu einander ablaufen. Entsprechend können einzelne Förderlinien, über die das Produktionsgut von einer Herstellungs- oder Behandlungseinheit zu einer weiteren Verarbeitung transportiert wird, hintereinander, parallel oder in geeigneter Weise verzweigt angeordnet sein. In jedem Fall ist zu beachten, dass der Produktionsablauf verbunden mit der Produktionslogistik, insbesondere dem Transport eines Produktionsguts durch eine Produktionseinrichtung, entscheidenden Einfluss auf den Preis bzw. Wirtschaftlichkeit eines Produkts hat.
Im Bereich der Lebensmittel verarbeitenden Industrie ist es ferner üblich, dass innerhalb eines Produktionsprozesses sowohl verfahrenstechnische Herstellungsprozesse als auch lebensmitteltechnische Prozesse ablaufen. So werden oftmals innerhalb eines Gesamtproduktionsprozesses einerseits die Lebensmittel in der gewünschten Form aufbereitet und andererseits die Behälter, in die die Lebensmittel eingefüllt oder abgepackt werden sollen hergestellt, konditioniert und/oder bereitgestellt.
In diesem Zusammenhang ist aus der DE 10 2006 013 800 B3 ein Transportsystem für die Förderung von Flaschen oder Behältern zwischen einer Maschine zum Herstellen von Behältern aus Kunststoff und einer zweiten Maschine zu deren Befüllung bekannt. Das Transportsystem weist mehrere Transportelemente mit Behälteraufnahmen auf. Hierbei werden die Behälteraufnahmen mit dem Transportelement an mehreren in der Transportrichtung aufeinanderfolgenden Übergabepositionen vorbeibewegt. Mindestens eine der Übergabepositionen dient der Zuführung der Behälter aus der ersten Maschine an das Transportsystem, wogegen eine weitere Übergabeposition zur Weiterleitung der Behälter an die zweite Maschine vorgesehen ist. Im Transportsystem ist weiterhin eine Übergabeposition für die Weiterleitung der Behälter an eine Pufferstrecke vorgesehen, sowie eine andere Übergabeposition eingerichtet, die der Ausleitung der Behälter aus der Pufferstrecke in das Transportelement dient.
Ein Problem bei den aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen besteht darin, dass sich eine Störung in einem Bereich der Produktionskette negativ auf den gesamten Produktionsprozess auswirkt und einen hohen ökonomischen Schaden verursachen kann.
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Behandlung von Behältern und insbesondere zur Abfüllung eines Produktionsguts in Behälter zu schaffen, die im Fall einer Betriebsstörung einer Anlage im Produktionsablauf eine Fortsetzung der Produktion zumindest in eingeschränkter Weise mit verhältnismäßig einfachen Mitteln ermöglicht. Außerdem soll die anzugebende Vorrichtung eine hohe Flexibilität im Produktionsprozess gewährleisten, so dass mit einer geringen Anzahl von einzelnen Produktionsanlagen, insbesondere von Handhabungs-, Behandlungs- und/oder Fertigungsmaschinen, eine Vielzahl von Produkten bzw. Produktkonfigurationen, insbesondere Produkte unterschiedlicher Größe und/oder Eigenschaften, innerhalb einer Produktionseinrichtung erzeugbar sind. In diesem Zusammenhang soll mit der Erfindung eine Reduzierung von Umstellzeiten innerhalb einer Produktionsanlage erreicht werden und so die Anlagenverfügbarkeit sowie der Anlagenwirkungsgrad erhöht werden (durch Kompensierung von Störzeiten). Die anzugebende technische Lösung soll mit Hilfe bekannter Behältertransportsysteme und mit verhältnismäßig geringem anlagentechnischem Aufwand realisierbar sein.
Die vorstehende Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist im Anspruch 16 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Erfindungsgemäß wird eine Behandlungseinrichtung und insbesondere Abfülleinrichtung mit wenigstens einer ersten Förderlinie, durch die Behälter von einer ersten Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Behandlung von Behältern zu einer in Produktionsrichtung nachgeschalteten, insbesondere synchronisiert mit der ersten Produktionsanlage laufenden ersten Behandlungsanlage zur Behandlung der Behälter mit einem Produktionsgut förderbar sind, derart weitergebildet, dass wenigstens eine erste Transferstrecke vorgesehen ist, über die Behälter zumindest zeitweise von der ersten Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Behandlung von Behältern zu einer zweiten Behandlungsanlage förderbar sind.
Die Erfindung bietet somit auf vorteilhafte Weise die Möglichkeit, in einer ersten Produktionsanlage herzustellen und diese wahlweise in einer ersten oder einer zweiten Behandlungsanlage behandeln zu lassen. Auf diese Weise wird vor allem sicher gestellt, dass bei einer Betriebsstörung einer der beiden Füllanlagen weiter Produktionsgut abgefüllt werden kann, ohne dass die Produktionsanlage zur Herstellung von Behältern angehalten werden muss.
Bevorzugt handelt es sich bei der Behandlungsanlage um eine Füllanlage zur Befüllung der Behälter mit einem flüssigen Medium, beispielsweise einem Getränk. Besonders bevorzugt handelt es sich auch bei der zweiten Behandlungsanlage um eine Füllanlage zur Befüllung der Behälter. Im Folgenden wird daher anstelle des Begriffes Behandlungsanlage auch der Begriff Füllanlage verwendet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass es sich bei den Behandlungsanlagen auch etwa um Sterilisationsanlagen für Behälter, Erwärmungseinheiten für Behälter, Spüleinheiten für Behälter (insbesondere Flaschen oder Vorformlinge), Reinigungseinheiten, Inspektionseinheiten und dergleichen handeln kann.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Transferstrecke von der ersten Förderlinie abzweigt. Vorzugsweise ist im Bereich des Abzweigs ein steuerbares Greifersystem vorgesehen, so dass Behälter wahlweise auf der ersten Förderlinie zur ersten Füllanlage oder über die erste Transferstrecke zur zweiten Füllanlage transportiert werden. Je nach Bearbeitungsgeschwindigkeit der ersten Produktionsanlage ist es grundsätzlich sogar denkbar, dass Behälter sowohl zur ersten als auch zur zweiten Füllanlage gefördert werden. Hierbei eignet sich die beschriebene Abfülleinrichtung vor allem in einer Konfiguration, in der die erste Produktionsanlage Behälter, wie etwa Dosen, Flaschen, Tüten und/oder Kartons herstellt bzw. in geeigneter Weise bereitstellt und die Füllanlagen diese Behälter schließlich mit einem Produktionsgut, insbesondere einem fließfähigen Lebensmittel, befüllen. Vorzugsweise ist mit wenigstens einer der Füllanlagen Flüssigkeit in bevorzugt als Flaschen ausgeführte Behälter füllbar.
In einer speziellen Weiterbildung werden mit der erfindungsgemäßen Abfüllvorrichtung Kunststoffflaschen oder Kunststoffbehälter mit einer Flüssigkeit, insbesondere einem Lebensmittel, gefüllt. Die Flaschen können aus Polyethylenterephtalat (PET) oder anderen, beispielsweise thermoplastischen Kunststoffen gefertigt sein.
Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die erste Produktionsanlage Behälter herstellt. Alternativ oder ergänzend kann die Produktionsanlage auch zum Waschen und/oder Reinigen von bereitgestellten Behältern geeignet sein. Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten Produktionsanlage um eine Streckblasmaschine, in der die Behälter in einem Streckblasverfahren (mittels Blasformen) aus vorteilhaft erhitzten Vorformlingen hergestellt werden. Die derart hergestellten Behälter, beispielsweise Flaschen, werden schließlich über die erste Förderlinie und/oder die erste Transferstrecke zur ersten und/oder zweiten Füllanlage transportiert.
Auf bevorzugte Weise dient die Streckblasmaschine zum Herstellen von Behältern aus thermoplastischem Kunststoff und umfasst im Wesentlichen eine Heizstation sowie nachgeschaltet eine Blasstation. Hierbei werden Vorformlinge kontrolliert erhitzt und auf einem angetriebenen Rotor mit hoher Leistung zu fertigen Behältern, vorzugsweise zu Flaschen, geformt. In der synchron laufenden, nachgeschalteten Abfüllanlage werden die Behälter, insbesondere Flaschen, mit dem jeweils gewünschten Inhalt befüllt.
Ein Stillstand oder eine Störung in einem der Streckblasmaschine nachgelagerten Bereich, die etwa durch fehlendes Betriebsmedium, fehlenden Füllstoff in einer Abfüllmaschine, einen Stau in einem Transportsystem oder einen mechanischen oder elektrischen Fehler hervorgerufen werden kann, macht es in der Regel erforderlich, die Streckblasmaschine anzuhalten, sobald die Blasformen der Maschine vollständig entleert sind. Weiterhin kann es notwendig sein, auch die Heizstation leer zu fahren, um die im Augenblick der Störung dort befindlichen Vorformlinge noch zu Behältern, insbesondere Flaschen, zu blasen. Sofern eine Störung in der nachgeschalteten ersten Füllanlage auftritt ist es mit der erfindungsgemäßen Abfülleinrichtung nunmehr möglich, die produzierten Behälter über die erste Transferstrecke zur zweiten Füllanlage zu fördern, ohne dass die Streckblasmaschine vollständig außer Betrieb genommen werden muss. Selbstverständlich ist auch eine erneute Umstellung von der zweiten auf die erste Füllanlage problemlos möglich.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung ist eine zweite Förderlinie vorgesehen, über die die zweite Füllanlage alternativ oder ergänzend mit Behältern von einer zweiten Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Behandlung von Behältern versorgbar ist. Mit einer derart ausgeführten Abfülleinrichtung sind parallel auf zwei Förderlinien Behälter herstellbar und mit einem Produktionsgut befüllbar. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass die von der ersten und der zweiten Produktionsanlage hergestellten Behälter gleiche oder verschiedene Eigenschaften, insbesondere Größen bzw. Füllvolumina, aufweisen.
Eine besondere Weiterbildung der Erfindung sieht ferner vor, dass über eine zweite Transferstrecke Behälter zumindest zeitweise von der zweiten Produktionsanlage zur ersten Füllanlage förderbar sind. Bei einer derartigen technischen Ausführung kann die erste Füllanlage somit wahlweise oder ergänzend von der ersten und/oder der zweiten Produktionsanlage mit Behältern versorgt werden, genauso wie die zweite Füllanlage wahlweise oder ergänzend von der zweiten und/oder der ersten Produktionsanlage mit Behältern versorgt werden kann. Diese Anlagenkonfiguration bietet eine hohe Flexibilität bei der Abfüllung von Produktionsgütern in Behälter und verringert Umstellzeiten der Anlagen.
Zur Verdeutlichung des Vorteils der zuvor beschriebenen speziellen Anlagenkonfiguration wird beispielhaft davon ausgegangen, dass auf den beiden Produktionsanlagen Behälter unterschiedlicher Volumina V₁, V₂ hergestellt und durch die beiden Füllanlagen verschiedene Produktionsgüter P₁, P₂ derart in diese Behälter eingefüllt werden, dass zunächst Behälter mit dem Volumen V₁ mit dem Produktionsgut P₁ und Behälter mit dem Volumen V₂ mit dem Produktionsgut P₂ befüllt werden. Soll nun das Produktionsgut P₁ nicht mehr in Behälter mit dem Volumen V₁, sondern vielmehr mit dem Volumen V2 und das Produktionsgut P₂ nicht in Behälter mit dem Füllvolumen V₂, sondern V₁ eingefüllt werden, so ist eine entsprechende Umstellung möglich, ohne dass die Produktions- und/oder Füllanlagen umgerüstet werden müssen. Hierfür werden die von der ersten Produktionsanlage hergestellten Behälter über die erste Transferstrecke zur zweiten Füllanlage und die von der zweiten Produktionsanlage hergestellten Behälter über die zweite Transferstrecke zur ersten Füllanlage gefördert. Vorzugsweise verfügt auch in diesem Fall die zweite Förderlinie über einen Abzweig für die zweite Transferstrecke, wobei vorteilhafterweise an diesem Abzweig ein steuerbares Greifersystem vorgesehen ist.
In einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung ist auf der ersten und/oder zweiten Förderlinie und/oder auf der ersten und/oder zweiten Transferstrecke wenigstens ein Förderstern vorgesehen, mit dem die Behälter, insbesondere Flaschen, förderbar sind. Vorzugsweise weist eine Förderlinie und/oder eine Transferstrecke eine Reihe von Transportsternen auf, die gegenläufig rotieren und Flaschen in Strömungsrichtung gesehen vom vorausgehenden Transportstern auf den nächstfolgenden übergeben. Auf bevorzugte Weise werden die Produktionsanlage und die Füllanlage sowie die jeweils diese Anlagen verbindenden Förderlinien und/oder Transferstrecken im Bereich der Anlagen-Nennleistung synchron betrieben. Hierzu sind mehrere Antriebsachsen für die Produktionsanlage und die Füllanlage sowie die einzelnen Transportsterne nötig. Dabei weist vorteilhaft wenigstens eine Förderlinie einen Transportstern zur Förderung der Behälter auf.
Bevorzugt weist wenigstens eine Förderlinie und bevorzugt die zweite Förderlinie einen Ausschleusung für die Behälter auf, an die sich insbesondere die zweite Transferstrecke anschließt.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine der Transferstrecken eine Speicherstrecke aufweist. Vorzugsweise ist die Speicherstrecke nach Art einer Schleife ausgeführt. Besonders geeignet ist in diesem Zusammenhang die Ausbildung der Transferstrecke und/oder der Speicherstrecke als Lufttransportstrecke. Durch das Vorsehen wenigstens einer Speicherstrecke ist es denkbar, die Transferstrecke bzw. -strecken auch zur Pufferung, also Zwischenspeicherung, von Behältern zu nutzen.
Im Rahmen einer ganz speziellen Ausführung einer erfindungsgemäßen Anlage ist es denkbar, dass zwei Transferstrecken zur Förderung von Behältern vorgesehen sind, die zwei zwischen Produktions- und Füllanlagen angeordnete Förderlinien mit einander verbinden. Bevorzugt sind im Bereich der Transferstrecken wenigstens eine, vorzugsweise zwei steuerbare Weichen vorgesehen, um die Förderlinien mit einander zu verbinden. Durch eine derartige Konstruktion können die beiden Transferstrecken wahlweise als Verbindungspfade zwischen den Förderlinien oder als jeweils in Bezug auf eine Förderlinie geschlossene Behälterspeicherschleife eingesetzt werden.
Mit anderen Worten weist die Speicherstrecke wenigstens eine Weiche auf, über die Behälter wahlweise von der Ausschleusung einer Förderlinie zu einer anderen Förderlinie oder von der Ausschleusung der Förderlinie zurück in Richtung derselben Förderlinie förderbar sind. Vorteilhaft ist wenigstens eine Transferstrecke vorgesehen, über die Behälter von einer ersten zu einer zweiten Förderlinie oder von einer zweiten auf eine erste Förderlinie förderbar sind.
Besonders bevorzugt ist mit der Transferstrecke ein höherer Behälterdurchsatz pro Zeiteinheit erzielbar als jeweils mit der ersten oder der zweiten Förderlinie.
Um Behälter von einer Förderlinie in eine Transferstrecke bzw. von einer Transferstrecke in eine Förderlinie zu fördern, weist eine Förderlinie vorzugsweise eine Aus- sowie in Produktionsrichtung dahinter befindliche Einschleusung aus der bzw. in die Transferstrecke auf. Hierzu sind in der Förderlinie jeweils wenigstens ein Transportstern, der der Ausschleusung zugeordnet ist und wenigstens ein Transportstern, der der Einschleusung zugeordnet ist, vorgesehen. Als vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang anzusehen, wenn die Transportsterne der Förderlinie, die in Produktionsrichtung vor der Ausschleusung angeordnet sind, steuerungstechnisch der Produktionsanlage zugeordnet sind, während diejenigen Transportsterne, die in Strömungsrichtung hinter der Ausschleusung liegen, steuerungstechnisch der Füllanlage zugeordnet sind.
Im Fall eines störungsfreien Produktionsbetriebs werden in diesem Fall die Behälter von der Produktionsanlage kommend der Reihe nach in die Förderlinie eingeführt und zur Füllanlage transportiert. Hierzu werden die die Produktionsanlage verlassenden Behälter am Ausgang der Produktionsanlage dem ersten Transportstern innerhalb der Förderlinie zugewiesen. Die Förderlinie, die auch als Transfertisch bezeichnet wird, umfasst eine Vielzahl von Transportsternen. Auf bevorzugte Weise ist einer der Transportsterne innerhalb der Förderlinie der Ausschleusung in die Transferstrecke zugeordnet, so dass bei einer Anlagenstörung stromabwärts des als Ausschleusung vorgesehenen Abzweigs oder bei einer Umstellung des Produktionsablaufs der Behälterstrom von der Förderlinie in die Transferstrecke umlenkbar ist.
Über die Transferstrecke können Behälter entweder zu einer Einschleusung einer weiteren Förderlinie transportiert oder durch eine entsprechende Einstellung der steuerbaren Weiche in der Transferstrecke gepuffert werden. Die Einführung der Behälter zurück in die jeweilige Förderlinie erfolgt hierbei über einen der Einschleusung zugeordneten Transportstern. Eine Weiterbildung der Erfindung stellt ferner sicher, dass pro Zeiteinheit die gleiche Menge von Behältern aus der Förderlinie über die Ausschleusung in die Transferstrecke ausschleusbar und über die Einschleusung in die Förderlinie einschleusbar ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Behälterstrom in der Transferstrecke sperrbar. Sollte es zu einer Störung in einer Füllanlage kommen und die Transferstrecke als Behälterpuffer genutzt werden, kann durch diese Maßnahme die der gestörten Füllanlage vorgeschaltete Produktionsanlage leer gefahren werden, ohne dass bereits im Produktionsprozess befindliche Behälter entfernt und verworfen werden müssen. Ergänzend ist es denkbar in der Förderlinie eine Lichtschranke vorzusehen, die das Ende der Reihe der noch in der Förderlinie befindlichen Flaschen anzeigt und es somit ermöglicht, dass sich nach dem Wiederanfahren der Füllanlage die in der Transferstrecke gepufferte Reihe von Behältern lückenlos an die noch in der Förderlinie befindlichen Behälter anschließt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Förderlinie eine Einrichtung zum Auswerfen von Behältern aufweist, an die sich bevorzugt die erste Transferstrecke anschließt. Hierdurch wird sichergestellt, dass im Falle einer Störung die letzten im Bereich der Förderlinie befindlichen Behälter, die nicht über die Ausschleusung in die Transferstrecke ausgeschleust wurden, vom Behälterpfad entfernbar sind und die Füllanlage augenblicklich zum Stillstand gebracht werden kann. Denkbar ist in diesem Zusammenhang, den Ausschuss auf bis zu drei Flaschen zu minimieren. Der Zeitraum, in dem die Füllanlage auf vorteilhafte Weise zum Stillstand gebracht werden kann, beträgt ca. zwei Sekunden.
So ist es beispielsweise möglich, dass bei Auftreten einer Störung der Füllanlage die in der Produktionsanlage hergestellten Behälter in eine Transporteinrichtung und insbesondere einen Lufttransporteur geleitet werden. Dies kann durch Umschalten eines Greifersystems zwischen zwei Transportsternen erfolgen, welche in der Förderlinie angeordnet sind. Vorteilhaft weist der Lufttransporteur eine Schleife auf, welche die in der Produktionsanlage produzierten Behälter Puffern kann. Nach einiger Zeit stehen dann die in der Schleife befindlichen Behälter wieder an einer Behältersperre (der Förderlinie) an.
Nach Beheben einer Störung kann sich die Produktionsanlage in Wartestellung befinden und somit zur Produktion bereit sein. Die Füllanlage wird hochgefahren. Sobald der letzte noch in der Förderlinie befindliche Behälter (aus einer Vielzahl von Behältern, die bei Auftreten der Störung in diesem Bereich vorhanden waren) eine Erfassungseinheit wie etwa eine Lichtschranke, kann die Behältersperre geöffnet werden so dass die in der Speicherstrecke befindlichen Behälter lückenlos in den Behälterstrom eingeschleust werden können. In der Praxis kann es jedoch sinnvoll sein, mehrere Stationen (sinnvoll sind zehn Lücken) frei zu lassen. Ist die Füllanlage wieder auf Anlagen – Nennleistung, werden beide Maschinen synchronisiert.
Ein weiterer Vorteil ist bei dieser Gestaltung der erfindungsgemäßen Abfülleinrichtung darin zu sehen, dass die Produktionsanlage mit konstanter Geschwindigkeit leer gefahren werden kann, wodurch keiner der noch in Produktion befindlichen Behälter entsorgt werden muss.
Eine ganz besonders geeignete Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine Transferstrecke eine Behältererkennung aufweist, mit der insbesondere die Anzahl der innerhalb der Transferstrecke, vorzugsweise innerhalb der Speicherstrecke der Transferstrecke befindlichen Behälter bestimmbar ist. Unter Zugrundelegung der ermittelten Anzahl von Behältern ist schließlich nach Aufhebung der Störung eine lückenlose Umstellung der Abfüllvorrichtung auf Blockbetrieb möglich. Überdies verbleiben bei der Einführung der in der Transferstrecke gepufferten Behälter in die Förderlinie keine Flaschen in der Pufferstrecke.
Bevorzugt ist wenigstens eine der Transferstrecken als Lufttransporteur ausgeführt.
Neben einer Abfüllvorrichtung betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Behandeln von Behältern und insbesondere zum Befüllen von Behältern mit einem Produktionsgut, bei dem Behälter von einer ersten Produktionsanlage behandelt und/oder hergestellt und über eine erste Förderlinie zu einer ersten Behandlungsanlage gefördert werden, sowie Behälter von einer zweiten Produktionsanlage behandelt und/oder hergestellt und über eine zweite Förderlinie zu einer zweiten Behandlungsanlage gefördert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Transferstrecke vorgesehen ist und zumindest zeitweise Behälter von der ersten Produktionsanlage zur zweiten Füllanlage und/oder von der zweiten Produktionsanlage zur ersten Füllanlage gefördert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 Abfülleinrichtung mit zwei Behälterbehandlungsanlagen und zwei nachgeschalteten Füllanlagen im Linienbetrieb;
2 Abfülleinrichtung mit zwei Behälterbehandlungsanlagen und zwei nachgeschalteten Füllanlagen im Linienbetrieb bei Störung in einer Füllanlage;
3 Abfülleinrichtung mit zwei Behälterbehandlungsanlagen und zwei nachgeschalteten Füllanlagen im Transferbetrieb; und
4 Abfülleinrichtung mit zwei Behälterbehändlungsanlagen und zwei nachgeschalteten Füllanlagen in einer speziellen Aufstellvariante.
In 1 ist eine Abfülleinrichtung dargestellt die über zwei Produktionsanlagen A1, A2 zur Herstellung von Behältern sowie zwei Füllanlagen B1, B2 zum Befüllen der Behälter mit einer Flüssigkeit verfügt. Die Produktionsanlagen A1 und A2 sind jeweils über Förderlinien F1 und F2, über die Behälter nach deren Herstellung zur Befüllung transportiert werden, mit einander verbunden. Die Förderlinie F1 und F2 weisen jeweils ein Sternradfördersystem 4 mit einer Mehrzahl von Transportsternen 3 auf, mit denen die produzierten Behälter entlang der Förderlinien F1, F2 zu den Füllanlagen B1, B2 gefördert werden. Bei störungsfreiem Betrieb werden die Behälter auf diese Weise innerhalb kürzester Zeit über das Sternradfördersystem 4 der Förderlinien F1, F2 von den Produktionsanlagen A1, A2 zu den Füllanlagen B1, B2 gefördert. Sternradfördersysteme 4 zeichnen sich hierbei vor allem dadurch aus, dass sie einen Wirkungsgrad von nahezu 100% haben. Wird die Abfülleinrichtung im Nennleistungsbereich betrieben, so laufen die Produktionsanlage A1, A2 sowie die Füllanlage B1, B2 synchron.
Zusätzlich zu den Förderlinien F1 und F2 sind die Transferstrecken T1 und T2 vorgesehen, die die Förderlinien F1, F2 mit einander verbinden und über die Behälter von einer Ausschleusung 6 einer Förderlinie zu einer Einschleusung 7 der anderen Förderlinie transportiert werden können. Hierbei findet innerhalb einer Förderlinie die Ausschleusung 6 an einem anderen Transportstern 3 als die Einschleusung 6 statt, wobei die jeweiligen Transportsterne 3 steuerungstechnisch jeweils einer Anlage zugeordnet sind. So ist der an der Ausschleusung 6 vorgesehene Transportstern 3 steuerungstechnisch der Produktionsanlage A1, A2 zugeordnet, während der an der Einschleusung 7 angeordnete Transportstern 4 der Füllanlage B1 zugeordnet ist. Diese Zuordnung kann durch eine mechanische Kupplung erfolgen. Vorteilhaft werden jedoch Direktantriebe für den Transportstern und den Behältereinteilstern vorgesehen.
Diese Gestaltung hat einerseits den Vorteil, dass aufgrund der eindeutigen Zuordnung der Transportsterne 4 eine vergleichsweise einfache Steuerung der Antriebssysteme realisierbar ist und andererseits, dass Behälter gleichzeitig in die bzw. aus der jeweiligen Förderlinie F1, F2 ein- und ausgeschleust werden können.
Damit Behälter von der Förderlinie F1, F2 in die Transferstrecke T1, T2 gefördert werden können, ist an der Ausschleusung 6 ein geeignetes Greifersystem angeordnet. Behälter, die bei einem Wechsel der Förderrichtung innerhalb der Förderlinie F1, F2 verbleiben, werden mit Hilfe einer automatischen Auswurfvorrichtung aus der Förderlinie ausgeworfen.
Wie der 1 weiterhin zu entnehmen ist, verfügen die Transferstrecken T1, T2 jeweils über eine Speicher- bzw. Pufferstrecke S1, S2, in der Behälter zwischengespeichert werden können. Hierbei sind die Speicherstrecken S1, S2 derart ausgeführt, dass sie sich jeweils aus einem Teil beider Transferstrecken T1, T2 und einem die Transferstrecken verbindenden Teilstück zusammensetzen. An den Schnittstellen zwischen den Transferstrecken T1, T2 und dem diese verbindenden Teilstück der Speicherstrecken S1, S2 sind jeweils steuerbare Weichen W1, W2, W3, W4 vorgesehen, die ein wahlweises Fördern der Behälter entlang der Transferstrecken T1, T2 oder in die Speicherstrecken S1, S2 ermöglichen und somit die Wege zwischen den verschiedenen Maschinen freigeben.
Kommt es zu einer Betriebsstörung in einer Füllanlage B1, B2, muss diese synchron mit der vorgeschalteten Produktionsanlage A1, A2, in der Behälter hergestellt werden, zum Stillstand gebracht werden. Sofern es sich bei der Produktionsanlage A1, A2 um eine Behälterherstellmaschine, beispielsweise um eine Streckblasmaschine, handelt, muss die Produktion der Behälter unmittelbar unterbrochen werden. Eine sofortige Unterbrechung des Produktionsprozesses hat allerdings zur Folge, dass Behälter, die sich noch in der Produktionsanlage A1, A2 befinden, unbrauchbar werden und verworfen werden müssen. Durch das Vorsehen der Speicherstrecken S1, S2 innerhalb der Transferstrecken T1, T2 können derartige Betriebsstörungen kompensiert werden.
An den Kreuzungspunkten zwischen den Transfer- T1, T2 und den Speicherstrecken S1, S2 sind jeweils steuerbare Weichen W1, W2, W3, W4 vorgesehen, über die der Behälterstrom wahlweise in die Speicherstrecke S1, S2 oder entlang der Transferstrecke T1, T2 in Richtung der jeweils gegenüberliegenden Förderlinie F1, F2 geleitet werden kann.
2 zeigt einen Betriebszustand bei dem die Füllanlage B1 eine Betriebsstörung aufweist. Um die noch in der Produktionsanlage A1, in der Behälter hergestellt werden, befindlichen Behälter nicht verwerfen zu müssen, werden die noch in der Förderlinie F1 befindlichen Behälter von dem bei der Ausschleusung angeordneten Transportstern in die Transferstrecke T1 gefördert. Gleichzeitig werden die Weichen W1 und W2 derart angesteuert, dass die in die Transferstrecke geförderten Behälter in die nach Art einer Schleife ausgeführte Speicherstrecke S1 geleitet werden, wobei an der Einschleusung 7, die im vorliegenden Fall gleichzeitig die Stelle ist, an der die zweite Transferstrecke T2 in die erste Förderlinie F1 mündet, eine Fördersperre 8 vorgesehen ist, die eine Weiterförderung der Behälter während der Betriebsstörung verhindert.
Ferner ist an der Ausschleusung 6 eine Zähleinheit 9 mit einer Lichtschranke vorgesehen, mit der die Anzahl der von der Förderlinie F1 in die Speicherstrecke S1 geförderten Behälter ermittelt wird. Somit ist die Anzahl der jeweils in den Speicherstrecken S1, S2 befindlichen Behälter stets bekannt.
Sobald die Produktionsanlage A1 leer gefahren worden ist, wird auch diese außer Betrieb genommen bis die Betriebsstörung der Füllanlage B1 behoben worden ist. Die sich noch zwischen der Produktionsanlage A1 und der Ausschleusung 7 in der Förderlinie F1 befindenden Behälter werden in die Transfer- bzw. Speicherstrecke S1 gefördert.
Nach Aufhebung der Störung geht die Produktionsanlage A1 wieder in Betrieb und es werden Behälter hergestellt. Um einen reibungslosen Anlauf der Abfülleinrichtung, insbesondere ein lückenloses Anschließen des ersten von der Produktionsanlage A1 gefertigten Behälters an den letzten aus der Speicherstrecke S1 in die Förderlinie F1 einfädelnden Behälter zu erzielen, wird die Anlage derart gesteuert, dass zunächst die in der Speicherstrecke S1 gespeicherten Behälter in die Förderlinie F1 eingefädelt werden und sobald durch die Behältererkennung festgestellt wird, dass die Anzahl der noch in der Speicherstrecke befindlichen Behälter genauso groß ist, wie die Anzahl der freien Behälterplätze zwischen einem Behälterauflagepunkt 10 am Beginn der Förderlinie F1 und dem Einschleusungspunkt 7, auch die von der Produktionsanlage A1 hergestellten Behälter über den Behälterauflagepunkt 10 in die Förderlinie F1 eingefädelt werden. Auf diese Weise schließt sich der erste von der Produktionsanlage A1 hergestellte Behälter lückenlos an den letzten aus der Speicherstrecke S1 in die Förderlinie F1 eingefädelten Behälter an.
3 zeigt den Betriebszustand einer Abfülleinrichtung, bei dem durch zwei Produktionsanlagen jeweils Behälter unterschiedlicher Größe produziert und von den Füllanlagen B1, B2 mit verschiedenen Produktionsgütern befüllt werden. Sollen nun Behälter, die bislang auf der Förderlinie F1 transportiert worden sind, mit dem Produktionsgut, das durch die Füllanlage B2 abgefüllt wird, befüllt werden und Behälter, die bislang auf der Förderlinie F2 transportiert worden sind, mit dem Produktionsgut, das durch die Füllanlage B1 abgefüllt wird, befüllt werden, so ist dies durch einfache Umstellung der Behälterpfade ohne Umrüstung der Produktions- oder Füllanlagen A1, A2, B1, B2 möglich.
In diesem Fall werden die Weichen W1, W2, W3, W4, das Greifersystem und die Transportsterne derart angesteuert, dass von den Produktionsanlagen A1, A2 produzierte Behälter über die Transferstrecken T1, T2 zu den gegenüberliegenden Förderlinien transportiert, dort eingeschleust und schließlich an den Füllanlagen B1, B2 mit dem jeweils anderen Produktionsgut befüllt werden. Die ursprünglichen Produktionsflüsse von der Produktionsanlage A1 zur Füllanlage B1 bzw. von A2 zu B2, werden auf diese Weise in Produktionsflüsse von der Produktionsanlage A1 zur Füllanlage B2 bzw. von A2 zu B1 geändert. Auf diese Weise wird eine hohe Flexibilität bei der kombinierten Herstellung und Befüllung von Behältern erzielt und Umrüstzeiten der Anlagen deutlich reduziert.
Grundsätzlich ist es denkbar, nahezu beliebig viele Anlagen mit entsprechenden Förderlinien und Transferstrecken zu verbinden. Vier Förderlinien mit den dazugehörigen vier Produktionsanlagen, vier Füllanlagen und vier Transferstrecken sind aus steuerungstechnischer Sicht auf bevorzugte Weise mit einander zu verbinden.
Auf der Förderlinie F1 werden zunächst 500 ml-PET-Flaschen in der Streckblasmaschine A1 produziert und in der Füllanlage B1 mit stillem Wasser ohne Kohlensäure befüllt. Ferner werden auf der Förderlinie F2 1000 ml-PET-Flaschen in der Streckblasmaschine A2 produziert und in der Füllanlage B2 mit Mineralwasser mit Kohlensäure befüllt. Beide Förderlinien sind auf eine Förderleistung von etwa 30.000·1 Liter pro Stunde ausgelegt.
Die Förderlinie F1 besteht aus einer Streckblasmaschine A1 und einer aseptischen Abfüllanlage B1, die einen Peressigsäure-Dampf-Sterilisator, eine Behälterspülmaschine, einen Füller, einen Schraubverschließer und eine Reinraumeinhausung aufweist. Eine derartige Anlagenkonfiguration ist notwendig, da stilles Wasser ohne Kohlensäure eine aseptische Abfüllung erfordert.
Die Förderlinie F2 verfügt über eine Streckblasmaschine A2 und eine Füllanlage B2 mit einem Verschließer.
Nach einer vorgegebenen Produktionszeit oder Abfüllmenge soll die Abfüllung dahingehend geändert werden, dass nunmehr stilles Wasser ohne Kohlensäure in 1000 ml-PET-Flaschen und Mineralwasser mit Kohlensäure in 500 ml-PET-Flaschen abgefüllt wird. Bei der dargestellten Anlagenkonfiguration ist eine Umrüstung der einzelnen Produktions- A1, A2 sowie Füllanlagen B1, B2 nicht notwendig. Insbesondere muss kein Produktwechsel in den Füllanlagen B1, B2 vorgenommen werden.
In 4 ist eine Aufstellungsvariante einer Abfülleinrichtung, die im Wesentlichen über zwei Streckblasmaschinen zur Herstellung von Kunststoffflaschen, insbesondere PET-Flaschen, und zwei Füllanlagen zum Befüllen der Flaschen mit Getränken verfügt, dargestellt.
Die Weichen W1, W2 sowie die Fördersterne der Förderlinien F1, F2 werden nun derart angesteuert, dass die von der Streckblasmaschine A1 hergestellten 500 ml-PET-Flaschen über die Transferstrecke T1 zur Füllanlage B2 transportiert werden, um mit Mineralwasser mit Kohlensäure gefüllt zu werden. Ebenso werden ab erfolgter Umstellung 1000 ml-PET-Flaschen von der Streckblasmaschine A2 über die Transferstrecke T2 zur Füllanlage B1 transportiert, um dort mit stillem Wasser ohne Kohlensäure gefüllt zu werden.
Die Weichen W1 und W2 sind jeweils als Umkehrweichen ausgeführt. Das hierfür vorgesehene Kreissegment wird bei Bedarf, also wenn wenigstens für eine der Förderlinien F1, F2 eine Speicherstrecke benötigt wird, mit Hilfe eines Schlittens zur Verbindung der als Luftförderer 5 ausgeführten Transferstrecken in die vorgesehene Position gefahren. Sofern es die Konstruktion einer Abfülleinrichtung ermöglicht und die beiden Weichen W1, W2 in unmittelbarer Nähe angeordnet sind, ist es denkbar, beide Weichen W1, W2 auf einem gemeinsamen Schlitten zu bewegen. Die in 4 dargestellte, als Doppelanlage ausgeführte Abfülleinrichtung ist derart aufgestellt, dass diese Anlage von einem Bediener M bedient werden kann.
Die Behälterbehandlungsteile weist hier eine Vielzahl von Teileinheiten auf, wie eine Sterilisationseinheit 12, keine Spüleinheit 14, eine Fülleinheit 16 und eine Verschließeinheit 18.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste

F1: erste Förderlinie
F2: zweite Förderlinie
T1: erste Transferstrecke
T2: zweite Transferstrecke
A1: erste Produktionsanlage
A2: zweite Produktionsanlage
S1: erste Speicherstrecke
S2: zweite Speicherstrecke
W1: Weiche
W2: Weiche
W3: Weiche
W4: Weiche
M: Bediener
3: Transportstern
4: Sternradfördersystem
5: Lufttransportsystem
6: Ausschleusung
7: Einschleusung
8: Fördersperre
9: Zähleinheit
10: Behälterauflagepunkt
12: Sterilisationseinheit
14: Spüleinheit
16: Fülleinheit
18: Verschließeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006013800 B3 [0004]

Claims

Behandlungseinrichtung zum Behandeln von Behältern mit wenigstens einer ersten Förderlinie (F1), durch die Behälter von einer ersten Produktionsanlage (A1) zur Herstellung und/oder Behandlung von Behältern zu einer in Produktionsrichtung nachgeschalteten, insbesondere synchronisiert mit der ersten Produktionsanlage laufenden ersten Behandlungsanlage (B1) zur Behandlung der Behälter förderbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Transferstrecke (T1) vorgesehen ist, über die Behälter zumindest zeitweise von der ersten Produktionsanlage (A1) zur Herstellung und/oder Behandlung von Behältern zu einer zweiten Behandlungsanlage (B2) förderbar sind.
Behandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Förderlinie (F1) eine Ausschleusung (6) für die Behälter aufweist, an die sich die erste Transferstrecke (T1) anschließt.
Behandlungseinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Behandlungsanlage (B1) eine Füllanlage zur Befüllung der Behälter ist.
Behandlungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Förderlinie (F2) vorgesehen ist, über die die zweite Behandlungsanlage (B2) alternativ oder ergänzend mit Behältern von einer zweiten Produktionsanlage (A2) zur Herstellung und/oder Behandlung von Behältern versorgbar ist.
Behandlungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Transferstrecke (T2) vorgesehen ist, über die Behälter zumindest zeitweise von der zweiten Produktionsanlage (A2) zur Herstellung und/oder Behandlung von Behältern zur ersten Behandlungsanlage (A1) förderbar sind.
Behandlungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Förderlinie (F2) eine Ausschleusung (6) für die Behälter aufweist, an die sich die zweite Transferstrecke (T2) anschließt.
Behandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Förderlinien (F1, F2) einen Transportstern (3) zum Fördern der Behälter aufweist.
Behandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Transferstrecken (T1, T2) eine Speicherstrecke (S1, S2) aufweist.
Behandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste und eine zweite Förderlinie (F1, F2) vorgesehen sind, die von einer ersten und einer zweiten Transferstrecke (T1, T2) zur Förderung von Behältern zwischen den Förderlinien (F1, F2) mit einander verbunden sind.
Verfahren zum Behandeln von Behältern, bei dem Behälter von einer ersten Produktionsanlage (A1) behandelt und/oder hergestellt und über eine erste Förderlinie (F1) zu einer ersten Behandlungsanlage (B1) gefördert werden, sowie Behälter von einer zweiten Produktionsanlage (A2) behandelt und/oder hergestellt und über eine zweite Förderlinie (F2) zu einer zweiten Behandlungsanlage (B2) gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Transferstrecke (T1, T2) vorgesehen ist und zumindest zeitweise Behälter von der ersten Produktionsanlage (A1) zur zweiten Behandlungsanlage (B2) und/oder von der zweiten Produktionsanlage (A2) zur ersten Behandlungsanlage (B1) gefördert werden.