EP1175343B1 - Vorrichtung zum verschliessen von kunststoffflaschen - Google Patents

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EP1175343B1
EP1175343B1 EP00931111A EP00931111A EP1175343B1 EP 1175343 B1 EP1175343 B1 EP 1175343B1 EP 00931111 A EP00931111 A EP 00931111A EP 00931111 A EP00931111 A EP 00931111A EP 1175343 B1 EP1175343 B1 EP 1175343B1
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EP
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closure
bottle
filling opening
blank
sealing
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Thomas Niehr
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SIG Combibloc Services AG
KHS GmbH
GEA Abfuelltechnik GmbH
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GEA Finnah GmbH
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    • B65B7/00Closing containers or receptacles after filling
    • B65B7/16Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons
    • B65B7/28Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by applying separate preformed closures, e.g. lids, covers
    • B65B7/2807Feeding closures
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    • B65B7/2842Securing closures on containers
    • B65B7/2878Securing closures on containers by heat-sealing

Definitions

  • the invention relates to a device for closing plastic bottles, in particular of PET bottles, according to the preamble of the claim 1.
  • the invention addresses the problem of a locking device of plastic bottles, especially PET bottles, to create one Feeding of a sealing plate and its complete sealing on the filling opening a bottle within one work cycle with increased performance.
  • the device according to the invention is designed as a compact structural unit, with an advantageously short delivery distance directly behind a filling station can be arranged and the feeder in just one work cycle a sealing plate and its complete sealing on the filling opening of the Bottle allows.
  • a sealing plate and its complete sealing on the filling opening of the Bottle allows.
  • the offset of the working plane of the transfer device to the middle level in preparation for receiving the sealing plate bottle can pick up a sealing plate and move it down independent of the opening of the bottle provided from the sealing process, the laying process being a short Reduced sideways movement of a board carrier. After the laying process can seal a placed sealing board and the transport of a subsequent seal board run independently of each other at the same time, so that productivity is increased by shortening the clock.
  • a Interruption of the conveying and / or filling process is only a single one defective, because filled, but not yet closed bottle from the To remove the conveyor as a committee, so that losses remain low.
  • Fig. 1 is a generally designated 1 closing device for those intended in particular as PET bottles Plastic bottles 2 shown in a horizontal running conveyor track F by not shown Means of transport in a clocked order from an aseptic Sterilization area B in the area of a filling and fumigation station 3, from which the respective Plastic bottle 2 in the illustrated with 2 ' Processing position for a closing process.
  • this area of the conveyor track F is one with a magazine 4 for closure parts 5 provided transfer device 6 arranged by means of a closure part 5 each taken from magazine 4 and after going through an in largely closed interior 7 of the transfer device 6 formed sterilization path on the filling opening 8 of the bottle 2 'in preparation becomes. Then the bottle 2 'by means of a closing tool 9 (Fig. 2) closed.
  • the transfer device 6 is designed such that the sealing plates removed from the magazine 4 as closure parts 5 by a rotary movement D in the area of Filling opening 8 of the bottles 2 'provided be relocated.
  • the next work cycle Sealing board 5 on the edge area surrounding the filling opening 8 the bottle remaining in its supply 2 'hung up and sealed.
  • FIGS. 2 to 5 illustrate that the transfer device 6 is a working level A has the side to the vertical, to Bottle conveying direction (arrow F ') parallel central plane M the bottles 2, 2 'is offset (distance C, Fig. 3) along which moves the bottles 2, 2 'clocked (distance T, Fig. 1).
  • the transfer device 6 is included Board carriers 11 provided for the placement of the sealing board 5 temporarily from working level A to the one provided in the plane M on the filling path F.
  • FIG. 1 illustrates that the transfer device 6 a star wheel 12 distributed over the circumference arranged board supports 11, each are designed as angled suction tubes 13 (Fig. 2). These can with their end bearing the sealing plate 5 from the working plane A of the star wheel 12 Circular path (rotation D) by a horizontal swivel movement (Arrow S, Fig. 5) in the central plane M of the provided Bottle 2 'to be relocated.
  • This can be done in each case a single swivel drive, e.g. B. magnetic drive (not shown) or a common drive means, e.g. B. curve control (not shown) may be provided.
  • the different phases of movement of the intake manifold 13 2 to 4 illustrate in conjunction with Fig. 5 that the board carrier 11 is pivotally supported on the star wheel 12 is.
  • FIG. 2 shows that above the Filling opening 8 sealing tool in preparation 9, one vertically in and out of sealing engagement (Arrow G) movable seal head 14.
  • Arrow G movable seal head 14.
  • the end of the sealing head 14 is a guide ring projecting above it 15 provided by a seal head 14 independent vertical movement (arrow G ') engaging with reaches the area of the filling opening 8 (FIG. 3). Doing so the sealing plate 5 by the downward movement (arrow G ') moved towards the bottle 2 '.
  • the guide ring 15 is the sealing plate 5 during the sealing process (Fig. 3) fixed and the ring width (opening diameter) of the Guide ring 15 is dimensioned such that a free Passage for the sealing head 14 is given.
  • the guide ring 15 has a lateral recess (not shown) provided in the area of the ring wall 16 for the board support 11 when it moves in the board delivery position (Fig. 2) forms a passage when the Board support 11 above the filling opening 8 of the provided Bottle 2 'pivoted into the position shown becomes.
  • the movement phases according to FIGS. 2 to 4 illustrate that the sealing head 14 of the closing device 1 an initial position above the guide ring 15 in its Starting position (Fig. 2).
  • the sealing head 14 remains also in the first closing phase (Fig. 3) above the range of motion of the circuit board support 11 to this is shifted via the filling opening 8 of the bottle 2 'and the guide ring 15 by means of its carrier 15 'to the bottle 2 'is shifted towards (stroke H).
  • the sealing board 5 held by the suction pipe 13 and on the edge gripped by the guide ring 15 so that a positionally accurate cover the filling opening 8 takes place.
  • the diameter R of the Sealing board 5 is selected so that the filling opening 8 and with an overlapping part of the sealing plate 5 an edge-side region of the bottle neck 17 is overlapped becomes.
  • the board carrier 11 moved back into its starting position (Fig. 1) and the sealing head designed as a heating plate or the like 14 lowered onto the sealing plate 5, so that in the edge area the filling opening 8 is sealed. After that will guide ring 15 and sealing head 14 together in your Moved back to the starting position.
  • the sealing plate 5 is applied and its gas-tight connection to the plastic bottle 2 in a single machine cycle.
  • the sealing plate 5 is removed from the magazine 4 in such a way that the side of the sealing plate 5 facing the bottle opening 8 is then completely sterilized and there is no contact with other, contaminated surfaces of the filling station during this sterilization process in the interior 7 of the transfer device 6.
  • H 2 O 2 aerosol in particular is used for sterilization.
  • the sterilization takes place in the area of the sealing plate which is not covered by the suction tube 13, the suction tube 13 engaging in particular in the center of the sealing plate 5, and thus the sterilization is also ensured in the area of the sealing edge.
  • the sealing plate 5 (FIG. 4) is placed on the filling opening 8, the side of the sealing plate 5 facing the product remains unaffected, so that recontamination is impossible.
  • the closure device 1 faces the transfer device 6 and the closing tool 9 two independently of one another usable assemblies, with the sealing head 14 (including a corresponding heating part) from with a sterilization device (not shown) in the area of the star wheel 12 provided transfer device 6 is spatially separated. These assemblies will needed once per conveyor tracks F (Fig. 5).

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen von Kunststoffflaschen, insbesondere von PET-Flaschen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (FR-A-2 653 408) arbeiten die Übergabevorrichtung, das Magazin und das Verschließwerkzeug in ein und derselben Ebene oberhalb der Flaschenbewegungsebene. Dabei erfolgen das Auflegen der Siegelplatine und deren Ansiegeln auf der bereitgestellten Flasche, während diese in ihrer Position verbleibt. Dieser Übergabevorgang ist jedoch zeitraubend, weil der gesamte Vorgang von der Abholung der Siegelplatine über deren Auflegen bis zum anschließenden Ansiegeln auf der Flasche beendet sein muß, da die Abholung einer nächsten Siegelplatine für einen nachfolgenden Übergabevorgang erst beginnen kann, wenn der Siegelvorgang abgeschlossen ist.
Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem, eine Vorrichtung zum Verschließen von Kunststoffflaschen, insbesondere von PET-Flaschen, zu schaffen, die eine Zuführung einer Siegelplatine und deren vollständige Aufsiegelung auf der Füllöffnung einer Flasche innerhalb eines Arbeitstaktes mit erhöhter Leistung ermöglicht.
Die Erfindung löst dieses Problem durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 7 verwiesen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist als eine kompakte Baueinheit ausgebildet, die mit einem vorteilhaft kurzen Förderabstand unmittelbar hinter einer Befüllstation angeordnet werden kann und in nur einem Arbeitstakt die Zuführung einer Siegelplatine und deren vollständige Versiegelung auf der Füllöffnung der Flasche ermöglicht. Infolge des Versatzes der Arbeitsebene der Übergabevorrichtung zur Mittelebene der in Bereitstellung für die Aufnahme der Siegelplatine befindlichen Flasche kann das Abholen einer Siegelplatine und deren Herunterbewegen bis etwa auf Höhe der Öffnung der bereitgestellten Flasche unabhängig vom Siegelvorgang erfolgen, wobei sich der Auflegevorgang auf eine kurze Seitwärtsbewegung eines Platinenträgers reduziert. Nach dem Auflegevorgang können das Ansiegeln einer aufgelegten Siegelplatine und der Antransport einer nachfolgenen Siegelplatine unabhängig voneinander gleichzeitig ablaufen, so daß durch die Taktverkürzung die Produktivität erhöht wird. Im Falle einer Unterbrechung des Förder-und/Oder Füllvorganges ist dabei lediglich eine einzelne fehlerhafte, weil befüllte, aber noch nicht verschlossene Flasche aus der Förderstrecke als Ausschuß zu entnehmen, so daß Verluste gering bleiben.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung schematisch näher veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
eine Seitenansicht einer Förderstrecke einer Flaschenfüllmaschine für Kunststoffflaschen mit mehreren Bearbeitungsstationen,
Fig. 2 bis Fig. 4
jeweilige vergrößerte Einzeldarstellungen zur Veranschaulichung unterschiedlicher Siegelphasen in der Siegelstation, und
Fig. 5
eine Draufsicht auf zwei parallele Siegelstationen gemäß einer Linie V-V in Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine insgesamt mit 1 bezeichnete Verschließvorrichtung für insbesondere als PET-Flaschen vorgesehene Kunststoffflaschen 2 dargestellt, die in einer horizontal verlaufenden Förderbahn F durch nicht näher dargestellte Transportmittel in getakteter Reihenfolge aus einem aseptischen Sterilisationsbereich B in den Bereich einer Befüll- und Begasungsstation 3 gelangen, aus der die jeweilige Kunststoffflasche 2 in die mit 2' veranschaulichte Bearbeitungsstellung für einen Verschließvorgang gelangt. In diesem Bereich der Förderbahn F ist eine mit einem Magazin 4 für Verschlußteile 5 versehene Übergabevorrichtung 6 angeordnet, mittels der jeweils ein Verschlußteil 5 aus dem Magazin 4 entnommen und nach Durchlaufen einer im weitgehend geschlossenen Innenraum 7 der Übergabevorrichtung 6 gebildeten Sterilisationsstrecke auf die Füllöffnung 8 der in Bereitstellung befindlichen Flasche 2' aufgelegt wird. Danach wird die Flasche 2' mittels eines Verschließwerkzeuges 9 (Fig. 2) verschlossen.
Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Verschließvorrichtung 1 ist die Übergabevorrichtung 6 so ausgebildet, daß die als Verschlußteile dem Magazin 4 entnommenen Siegelplatinen 5 durch eine Drehbewegung D in den Bereich der Füllöffnung 8 der jeweils bereitgestellten Flaschen 2' verlagert werden. Innerhalb der Verweildauer der bereitstehenden Flasche 2' bis zum nächsten Arbeitstakt wird die Siegelplatine 5 auf den die Füllöffnung 8 umgebenden Randbereich der in ihrer Bereitstellung verbleibenden Flasche 2' aufgelegt und aufgesiegelt.
Die vergrößerten Ausschnittsdarstellungen gemäß Fig. 2 bis 5 verdeutlichen, daß die Übergabevorrichtung 6 eine Arbeitsebene A aufweist, die seitlich zur vertikalen, zur Flaschenförderrichtung (Pfeil F') parallelen Mittelebene M der Flaschen 2, 2' versetzt ist (Abstand C, Fig. 3), entlang der die Flaschen 2, 2' getaktet bewegt (Abstand T, Fig. 1) werden. Die Übergabevorrichtung 6 ist dabei mit Platinenträgern 11 versehen, die für das Auflegen der Siegelplatine 5 jeweils vorrübergehend aus der Arbeitsebene A zu der in der Ebene M auf der Füllbahn F bereitgestellten Flasche 2' hin bewegbar sind (Fig. 1).
Die Vorderansicht gemäß Fig. 1 verdeutlicht, daß die Übergabevorrichtung 6 ein Sternrad 12 mit über den Umfang verteilt angeordneten Platinenträgern 11 umfaßt, die jeweils als abgewinkelte Saugrohre 13 (Fig. 2) ausgebildet sind. Diese können mit ihrem die Siegelplatine 5 tragenden Ende aus der die Arbeitsebene A des Sternrades 12 bildenden Kreisbahn (Drehung D) durch eine horizontale Schwenkbewegung (Pfeil S, Fig. 5) in die Mittelebene M der bereitgestellten Flasche 2' verlagert werden. Hierzu kann jeweils ein einzelner Schwenkantrieb, z. B. Magnetantrieb (nicht dargestellt) oder ein gemeinsamers Antriebsmittel, z. B. eine Kurvensteuerung (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Die unterschiedlichen Bewegungsphasen des Saugrohres 13 gemäß Fig. 2 bis 4 verdeutlichen in Zusammenschau mit Fig. 5, daß der Platinenträger 11 schwenkbar am Sternrad 12 abgestützt ist.
Die Seitenansicht gemäß Fig. 2 zeigt das oberhalb der Füllöffnung 8 in Bereitstellung befindliche Verschließwerkzeug 9, das einen vertikal in und außer Siegeleingriff (Pfeil G) bewegbaren Siegelkopf 14 aufweist. Am unteren Ende des Siegelkopfes 14 ist ein diesen überragender Führungsring 15 vorgesehen, der durch eine vom Siegelkopf 14 unabhängige vertikale Bewegung (Pfeil G') in Eingriff mit dem Bereich der Füllöffnung 8 gelangt (Fig. 3). Dabei wird die Siegelplatine 5 durch die Abwärtsbewegung (Pfeil G') zur Flasche 2' hin bewegt. Mittels des Führungsringes 15 ist die Siegelplatine 5 während des Siegelvorganges (Fig. 3) fixiert und die Ringbreite (Öffnungsdurchmesser) des Führungsringes 15 ist derart bemessen, daß eine freier Durchlaß für den Siegelkopf 14 gegeben ist.
Der Führungsring 15 ist mit einer seitlichen Ausnehmung (nicht dargestellt) versehen, die im Bereich der Ringwandung 16 für den Platinenträger 11 bei dessen Bewegung in die Platinenabgabestellung (Fig. 2) einen Durchlaß bildet, wenn die Platinenträger 11 oberhalb der Füll-öffnung 8 der bereitgestellten Flasche 2' in die dargestellte Position eingeschwenkt wird.
Die Bewegungsphasen gemäß Fig. 2 bis 4 verdeutlichen, daß der Siegelkopf 14 der Verschließvorrichtung 1 eine Ausgangsstellung oberhalb des Führungsringes 15 in dessen Ausgangsstellung einnimmt (Fig. 2). Der Siegelkopf 14 verbleibt auch in der ersten Schließphase (Fig. 3) oberhalb des Bewegungsbereiches des Platinenträgers 11 bis dieser über die Füllöffnung 8 der Flasche 2' verlagert ist und der Führungsring 15 mittels seines Trägers 15' zur Flasche 2' hin verlagert wird (Hubweg H). Dabei wird die Siegelplatine 5 durch das Saugrohr 13 gehalten und randseitig vom Führungsring 15 so erfaßt, daß eine lagegenaue Abdeckung der Füllöffnung 8 erfolgt. Der Durchmesser R der Siegelplatine 5 ist so gewählt, daß die Füllöffnung 8 und mit einem übergreifenden Teilbereich der Siegelplatine 5 ein randseitiger Bereich des Flaschenhalses 17 übergriffen wird.
Nach diesem Auflegen der Siegelplatine 5 wird der Platinenträger 11 in seine Ausgangsstellung (Fig. 1) zurückbewegt und der als Heizplatte o. dgl. ausgebildete Siegelkopf 14 auf die Siegelplatine 5 abgesenkt, so daß im Randbereich der Füllöffnung 8 die Versiegelung erfolgt. Danach werden Führungsring 15 und Siegelkopf 14 gemeinsam in Ihre Ausgangsstellung zurückbewegt.
Mit der vorbeschriebenen Verschlußvorrichtung 1 erfolgt das Aufbringen der Siegelplatine 5 und deren gasdichte Verbindung mit der Kunststoffflasche 2 in einem einzigen Maschinentakt. Die Abnahme der Siegelplatine 5 erfolgt aus dem Magazin 4 derart, daß danach die zur Flaschenöffnung 8 gerichtete Seite der Siegelplatine 5 vollständig sterilisiert wird und während dieses Sterilisationsprozesses im Innenraum 7 der Übergabevorrichtung 6 keinerlei Kontakt zu anderen, kontaminierten Oberflächen der Füllstation besteht. Zur Sterilisation wird insbesondere H2O2-Aerosol eingesetzt. Die Sterilisation erfolgt im jeweils vom Saugrohr 13 nicht erfaßten Bereich der Siegelplatine, wobei das Saugrohr 13 insbesondere mittig an der Siegelplatine 5 angreift und damit die Sterilisation auch im Bereich der Siegelkante sichergestellt ist. Bis zum Aufsetzen der Siegelplatine 5 (Fig. 4) auf die Füllöffnung 8 bleibt die produktzugewandte Seite der Siegelplatine 5 unberührt, so daß eine Rekontamination ausgeschlossen ist.
Die Verschlußvorrichtung 1 weist mit der Übergabevorrichtung 6 und dem Verschließwerkzeug 9 zwei unabhängig voneinander einsetzbare Baugruppen auf, wobei der Siegelkopf 14 (einschließlich eines entsprechenden Heizungsteils) von der mit einer Sterilisationsvorrichttung (nicht dargestellt) im Bereich des Sternrades 12 versehenen Übergabevorrichtung 6 räumlich getrennt ist. Diese Baugruppen werden je Förderbahnen F (Fig. 5) jeweils einmal benötigt.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum Verschließen von Kunststoffflaschen, insbesondere von PET-Flaschen (2; 2'), nach deren Befüllung mit einem Füllgut, mit einem Magazin (4) für die Verschlußteile (5), einer Übergabevorrichtung (6) zur Entnahme von einzelnen Verschlußteilen (5) aus dem Magazin (4) und Auflegen der Verschlußteile (5) auf der Füllöffnung (8) der in getakteter Reihenfolge einzeln nacheinander in ihre Bearbeitungsstellungen geförderten Flaschen (2; 2'), und einem Werkzeug (9) zur Durchführung des Verschließvorganges, wobei die Übergabevorrichtung (6) Siegelplatinen (5) als Verschlußteile dem Magazin (4) entnimmt und der Füllöffnung (8) der jeweils bereitgestellten Flaschen (2') zuführt, und das Verschließwerkzeug (9) innerhalb des gleichen Arbeitstaktes die Siegelplatine (5) auf den die Füllöffnung (8) umgebenden Randbereich der in ihrer Bereitstellung verbleibenden Flasche (2') aufsiegelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabevorrichtung (6) eine Arbeitsebene (A), die seitlich zur vertikalen, zur Flaschenförderrichtung (F) parallelen Mittelebene (M) der in Bereitstellung für die Aufnahme der Siegelplatine (5) befindlichen Flasche (2') versetzt ist, aufweist und Platinenträger (11) umfaßt, die für das Auflegen der Siegelplatine (5) jeweils vorübergehend aus der Arbeitsebene (A) zur bereitgestellten, unter aseptischen Bedingungen befüllten Flasche (2') hin bewegbar sind, und daß die Platinenträger (11) nach Entnahme einer Siegelplatine (5) aus dem Magazin (4) und vor Auflegen auf der bereitstehenden Flasche (2') jeweils eine Sterilisationsstrecke im Innenraum (7) der Übergabevorrichtung (6) durchlaufen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabevorrichtung (6) ein Stemrad (12) mit über den Umfang verteilt angeordneten Platinenträgern (11) umfaßt, die als Saugträger (13) ausgebildet und mit ihrem die Siegelplatine (5) tragenden Ende aus der Umlaufebene des Sternrades (12) in die Mittelebene (M) der bereitgestellten Flasche (2') verlagerbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platinenträger (11) schwenkbar am Sternrad (12) abgestützt sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließwerkzeug (9) oberhalb der Füllöffnung (8) der in Bereitstellung befindlichen Flasche (2') angeordnet ist und einen vertikal in und außer Siegeleingriff mit einer auf der Füllöffnung (8) der Flasche (2') aufliegenden Siegelplatine (5) bewegbaren Siegelkopf (14) aufweist
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließwerkzeug (9) einen Führungsring (15) umfaßt, der in einer vertikalen Bewegung (G) in und außer Eingriff mit der auf der Füllöffnung (8) der bereitgestellten Flasche (2') abgelegten Siegelplatine (5) bewegbar ist, die Siegelplatine (5) während des Siegelvorganges fixiert und eine Ringbreite aufweist, die einen freien Durchlaß für den Siegelkopf (14) beläßt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (15) eine seitliche Ausnehmung für den Durchlaß des Platinenträgers (11) bei dessen Bewegung in eine Platinenabgabestellung oberhalb der Füllöffnung (8) der bereitgestellten Flasche (2') aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Siegelkopf (14) der Verschließvorrichtung (9) eine Ausgangsstellung oberhalb des Führungsringes (15) in dessen Ausgangsstellung und oberhalb des Bewegungsbereiches eines Platinenträgers (11) bei dessen Verlagerung über die Füllöffnung (8) der Flasche (2') einnimmt.
EP00931111A 1999-05-06 2000-05-04 Vorrichtung zum verschliessen von kunststoffflaschen Expired - Lifetime EP1175343B1 (de)

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