DE102013102844A1 - Device and method for closing a ventilation device of a molded part applied to a container - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Verschließen einer Belüftungsvorrichtung eines auf einem Behälter (10) aufgebrachten Formteils (12), bevorzugt zum Verschließen einer Belüftungsmembran eines auf einem Behälter (10) aufgebrachten Behälterverschlusses (12) in einer Heißabfüll-Getränkeabfüllanlage, umfassend eine Transportvorrichtung (2) zum Transportieren eines mit einem Formteil (12) versehenen Behälters (10), wobei mindestens eine Laservorrichtung (3) zum Beaufschlagen der Belüftungsvorrichtung des Formteils (12) des mit der Transportvorrichtung (2) transportierten Behälters (10) mit einem Laserstrahl (30) vorgesehen ist.The present invention relates to a device (1) for closing a ventilation device of a molded part (12) applied to a container (10), preferably for closing a ventilation membrane of a container closure (12) applied to a container (10) in a hot-filling beverage filling plant, comprising a transport device (2) for transporting a container (10) provided with a molded part (12), wherein at least one laser device (3) is used to apply a Laser beam (30) is provided.
Description
Technisches Gebiet Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Verschließen einer Belüftungsvorrichtung eines auf einem Behälter aufgebrachten Formteils, bevorzugt zum Verschließen einer Belüftungsmembran eines auf einem Behälter aufgebrachten Behälterverschlusses in einer Hotfill-Getränkeabfüllanlage. The present invention relates to a device and a method for closing a ventilation device of a molded part applied to a container, preferably for closing a ventilation membrane of a container closure applied to a container in a hot fill beverage filling plant.
Stand der Technik State of the art
Beim Abfüllen von Flüssigkeiten in Behälter in einer Getränkeabfüllanlage ist es bekannt, Flüssigkeiten im heißen Zustand in die jeweiligen Behälter einzufüllen. Ein solches Verfahren ist als Hotfill-Verfahren beziehungsweise als Heißabfüllverfahren bekannt. Durch das heiße Abfüllen der Flüssigkeiten wird beim Abfüllen eine Sterilisierung der Behälterinnenseite erreicht. Auch in der abgefüllten Flüssigkeit, insbesondere einem abgefüllten Getränk, werden durch die hohen Temperaturen Keime abgetötet. Entsprechend wird bei der Heißabfüllung eine verlängerte Lebensdauer beziehungsweise eine verlängerte Lagerdauer (ESL – extended shelf life) der jeweiligen abgefüllten Produkte erreicht, da durch die beim Abfüllen verwendeten hohen Temperaturen Keime sowohl in der Flüssigkeit selbst als auch in dem die Flüssigkeit aufnehmenden Behälter abgetötet werden. Um eine vollständige Sterilisierung des Behälterinnenraumes zu erreichen, wird nach dem heißen Befüllen des Behälters gleich ein Behälterverschluss aufgebracht und der Behälter geschwenkt oder umgekehrt, um auch die im Kopfraum vorliegenden Innenflächen des Behälters sowie die Innenseite des Behälterverschlusses zur Sterilisierung mit der der heißen Flüssigkeit zu beaufschlagen. When filling liquids in containers in a beverage filling plant, it is known to fill liquids in the hot state in the respective container. Such a method is known as a hot fill method or as a hot filling method. Due to the hot filling of the liquids, a sterilization of the inside of the container is achieved during filling. Even in the bottled liquid, especially a bottled beverage, germs are killed by the high temperatures. Accordingly, in hot-filling, a prolonged service life or an extended shelf life (ESL) of the respective filled products is achieved because the high temperatures used during filling kill germs both in the liquid itself and in the container receiving the liquid. In order to achieve a complete sterilization of the container interior, a container closure is applied after the hot filling of the container and pivoted the container or vice versa, to apply also the headspace in the interior surfaces of the container and the inside of the container closure for sterilization with the hot liquid ,
Nach dem Abfüllen der heißen Flüssigkeiten und dem Verschließen der Behälter kommt es beim nachfolgenden Abkühlen zu einer Volumenabnahme des sich im Kopfraum des jeweiligen Behälters befindlichen Gases, beispielsweise des hierin enthaltenen Luftvolumens. Bei Verwendung eines aus Kunststoff bestehenden Behälters, beispielsweise einer PET-Kunststoffflasche, kann durch den im Innenraum entstehenden Unterdruck eine Verformung des Behälters erfolgen. Dies ist aus Gründen der nachfolgenden Verarbeitbarkeit des befüllten und verschlossenen Behälters beispielsweise zum Verpacken in Gebinden, sowie aus Marketing- und Endverbrauchersicht unerwünscht. After the filling of the hot liquids and the closing of the containers, during the subsequent cooling, there is a decrease in volume of the gas present in the head space of the respective container, for example the volume of air contained therein. When using a container made of plastic, for example a PET plastic bottle, a deformation of the container can take place due to the negative pressure arising in the interior. This is undesirable for reasons of the subsequent processability of the filled and sealed container, for example, for packaging in containers, as well as from marketing and end user perspective.
Um der mit dem Abkühlen nach der Heißabfüllung einhergehende Schrumpfung beziehungsweise Verformung des Behälters entgegen zu wirken beziehungsweise diese zu kontrollieren, werden zur Heißabfüllung von Getränken beispielsweise besondere Kunststoffbehälter verwendet, welche dickere Wandstärken aufweisen, um einer Verformung entgegen wirken. Ein solcher verstärkter Kunststoffbehälter kann beispielsweise eine verstärkte Mündung, einen verstärkten Gewindebereich sowie einen verstärkten Boden aufweisen. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind auch Vakuumausgleichsflächen, beispielsweise eine Rippenstruktur, vorgesehen, die ein definiertes Schrumpfen ermöglichen. Entsprechend kann der Behälter den Druckabfall innerhalb des Behälters während des Abkühlens des in dem Behälter aufgenommenen Füllgutes so kompensieren, dass eine definierte Verformung stattfindet, welche dann als unproblematisch angesehen wird. Solche sogenannten Hotfill Behälter sind aber in der Herstellung aufwändiger, schwerer und kostenintensiver, als die herkömmlichen Kunststoffbehälter. In order to counteract or to control the shrinkage or deformation of the container associated with the cooling after hot filling, special plastic containers are used for hot filling of beverages, for example, which have thicker wall thicknesses to counteract deformation. Such a reinforced plastic container may for example have a reinforced mouth, a reinforced threaded area and a reinforced bottom. In a preferred embodiment, vacuum compensation surfaces, such as a rib structure, are provided which allow a defined shrinkage. Accordingly, the container can compensate for the pressure drop within the container during the cooling of the charge received in the container so that a defined deformation takes place, which is then considered to be unproblematic. However, such so-called hotfill containers are more complicated to produce, heavier and more expensive than conventional plastic containers.
In einer Alternative zur Verwendung von Hotfill Behältern wird im so genannten Stickstoffinjektionsverfahren vor dem Aufschrauben des jeweiligen Behälterverschlusses eine Portion Flüssigstickstoff in den Kopfraum des mit dem heißen Füllgut befüllten Behälters eingegeben und dann sofort der Behälterverschluss aufgebracht. Der flüssige Stickstoff expandiert bei dessen Verdampfen, so dass im heißen Behälter ein leichter Überdruck entsteht, welcher den durch das Abkühlen hervorgerufenen Unterdruck kompensieren kann. Auf diese Weise kann einer Verformung beziehungsweise Schrumpfung des Behälters entgegengewirkt werden. Dieses Verfahren ist recht aufwändig. Es ermöglicht aber Einsparungen beim Materialeinsatz für den jeweiligen zu befüllenden Behälter, beispielsweise PET-Flaschen, und erhöht die Gestaltungsfreiheit für die jeweiligen Flaschen, was aus Marketinggesichtspunkten wesentlich sein kann. In an alternative to the use of hotfill containers, a portion of liquid nitrogen is introduced into the head space of the container filled with the hot filling material in the so-called nitrogen injection method before the respective container closure is screwed on and then the container closure is applied immediately. The liquid nitrogen expands during its evaporation, so that a slight overpressure arises in the hot container, which can compensate for the negative pressure caused by the cooling. In this way, a deformation or shrinkage of the container can be counteracted. This procedure is quite expensive. But it allows savings in the use of materials for each container to be filled, such as PET bottles, and increases the freedom of design for the respective bottles, which may be essential from a marketing point of view.
Weiterhin ist es bekannt, Behälterverschlüsse bereitzustellen, welche zum Druckausgleich beispielsweise mit einer Membran versehen sind, welche während des Abkühlprozesses eine Belüftung des Kopfraumes des Behälters ermöglicht und insbesondere das Einströmen von Luft von außen ermöglicht. Furthermore, it is known to provide container closures, which are provided for pressure equalization, for example, with a membrane which allows during the cooling process, ventilation of the headspace of the container and in particular allows the influx of air from the outside.
Beispielsweise aus der
Aus der
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Verschließen einer Belüftungsvorrichtung eines auf einem Behälter aufgebrachten Formteils anzugeben, mittels welchen ein hygienisches sowie schnelles Verschließen möglich wird. Starting from the known prior art, it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for closing a ventilation device of a molded part applied to a container, by means of which a hygienic and rapid closing is possible.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. This object is achieved by a device having the features of
Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Verschließen einer Belüftungsvorrichtung eines auf einem Behälter aufgebrachten Formteils, bevorzugt zum Verschließen einer Belüftungsmembran eines auf einem Behälter aufgebrachten Behälterverschlusses in einer Heißabfüll-Getränkeabfüllanlage, umfassend eine Transportvorrichtung zum Transportieren eines mit einem Formteil versehenen Behälters vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist mindestens eine Laservorrichtung zum Beaufschlagen der Belüftungsvorrichtung des Formteils des mit der Transportvorrichtung transportierten Behälters mit einem Laserstrahl vorgesehen. Accordingly, a device is proposed for closing a ventilation device of a molded part applied to a container, preferably for closing a ventilation membrane of a container closure applied to a container in a hot filling beverage filling installation, comprising a transport device for transporting a container provided with a molded part. According to the invention, at least one laser device is provided for pressurizing the ventilation device of the molded part of the container transported by the transport device with a laser beam.
Dadurch, dass mindestens eine Laservorrichtung zum Beaufschlagen der Belüftungsvorrichtung des Formteils des mit der Transportvorrichtung transportierten Behälters mit einem Laserstrahl vorgesehen ist, kann jede Belüftungsvorrichtung, welche die Transportvorrichtung durchläuft, durch die Beaufschlagung mit dem Laserstrahl mit entsprechender Laserenergie versehen werden. Durch das Beaufschlagen der Belüftungsöffnung mit Laserenergie kann, bei entsprechender Ausbildung der Belüftungsöffnung, ein permanentes Verschließen der Belüftungsöffnung erreicht werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Belüftungsöffnung mit einer verschmelzbaren Membran versehen ist, welche bei Beaufschlagung mit dem Laserstrahl entsprechend durch Absorption des Laserlichts erwärmt wird und dann durch Verschmelzen einen permanenten Verschluss bereitstellt. By virtue of the fact that at least one laser device is provided for applying a laser beam to the ventilation device of the molded part of the container transported by the transport device, each ventilation device which passes through the transport device can be provided with appropriate laser energy by the application of the laser beam. By applying the ventilation opening with laser energy, a permanent closing of the ventilation opening can be achieved with appropriate design of the ventilation opening. This can for example be achieved in that the ventilation opening is provided with a fusible membrane which is heated upon exposure to the laser beam according to absorption of the laser light and then provides a permanent closure by fusing.
Durch die Beaufschlagung der Belüftungsvorrichtung mit Laserlicht kann auf einen Kontakt der Belüftungsöffnung mit irgendeinem Maschinenteil und beispielsweise auch mit einem heißen Maschinenteil zum Verschmelzen beziehungsweise Verschweißen der Belüftungsvorrichtung verzichtet werden. Durch die Übertragung der die Belüftungsöffnung verschließenden Energie über den Laserstrahl kann auf diese Weise ein hygienisch einwandfreies Übertragen der zum Verschließen notwendigen Energie erreicht werden. Weiterhin kann durch die Verwendung von Laserlicht ein schnelles Erwärmen beziehungsweise ein schnelles Verschließen der jeweiligen Belüftungsvorrichtung erreicht werden, wenn die Laserenergie entsprechend gewählt wird. Hier kann entsprechend auch ein schnelleres Verschließen der Belüftungsvorrichtung erreicht werden, als mit herkömmlichen heißen Maschinenteilen. Darüber hinaus ist es durch die Verwendung von Laserlicht möglich, ein selektives Erwärmen der Belüftungsvorrichtung zu erreichen, so dass nur die Belüftungsvorrichtung selbst erwärmt wird, beispielsweise eine entsprechend ausgebildete Membran, die umliegenden Bereiche des Verschlusses jedoch nicht durch das Laserlicht erwärmt werden, da sie aus einem anderen Material bestehen und entsprechend ein anderes Absorptionsverhalten zeigen. By acting on the ventilation device with laser light can be dispensed with a contact of the ventilation opening with any machine part and, for example, with a hot machine part for fusing or welding of the ventilation device. Through the transmission of the ventilation opening occlusive energy over the laser beam, a hygienic transmission of the necessary energy for closing can be achieved in this way. Furthermore, by the use of laser light rapid heating or rapid closure of the respective ventilation device can be achieved if the laser energy is selected accordingly. Here, according to a faster closing of the ventilation device can be achieved, as with conventional hot machine parts. Moreover, by the use of laser light, it is possible to achieve selective heating of the venting device so that only the venting device itself is heated, for example a suitably formed membrane, but the surrounding areas of the closure are not heated by the laser light, as they are out consist of a different material and show a different absorption behavior accordingly.
Entsprechend kann durch die vorgeschlagene Vorrichtung ein effizientes und hygienisch einwandfreies Verschließen einer Belüftungsvorrichtung in einem Hotfill-Verfahren erreicht werden. Accordingly, the proposed device can achieve an efficient and hygienically perfect closing of a ventilation device in a hot fill method.
Hierzu ist die Vorrichtung und insbesondere die Laservorrichtung bevorzugt in einem Bereich einer Getränkeabfüllanlage, insbesondere einer Hotfill- beziehungsweise Heißabfüll-Getränkeabfüllanlage angeordnet, welche nach dem Abkühlen der jeweiligen Füllprodukte liegt. Beispielsweise ist die Laservorrichtung bevorzugt nach einem Kühltunnel einer Hotfill-Getränkeabfüllanlage angeordnet. For this purpose, the device and in particular the laser device is preferably arranged in an area of a beverage filling plant, in particular a hotfill or hot filling beverage bottling plant, which lies after the cooling of the respective filling products. For example, the laser device is preferably arranged after a cooling tunnel of a hotfill beverage filling plant.
Durch die Verwendung eines entsprechenden, eine Belüftungsvorrichtung aufweisenden Formteils, beispielsweise eines eine Belüftungsmembran aufweisenden Behälterverschlusses, wird es möglich, bei einem Hotfill-Verfahren während des Abkühlens den sich im jeweiligen Behälter aufbauenden Unterdruck über die Belüftungsmembran dadurch abzubauen, dass Gas von außen in den Behälter einströmen kann. Nachdem der Abkühlvorgang bis zu einem gewissen Punkt fortgeschritten ist, kann durch Verschweißen der Belüftungsmembran ein permanenter und sicherer Verschluss des Behälters erreicht werden, so dass dieser hygienisch einwandfrei ist und für den nachfolgenden Transport beziehungsweise die Distribution zum Endverbraucher sicher verschlossen ist. By using a corresponding, a ventilation device having molding, for example, a ventilation membrane having a container closure, it is possible in a hotfill process during cooling down the build-up in each container negative pressure on the ventilation membrane by the fact that gas from the outside into the container can flow in. After the cooling process has progressed to a certain point, a permanent and secure closure of the container can be achieved by welding the ventilation membrane so that it is hygienically perfect and securely closed for subsequent transport or distribution to the end user.
Bevorzugt ist mindestens ein Nachführmittel zum Nachführen des Laserstrahls zum Ausgleich einer Relativbewegung zwischen der Laservorrichtung und einem Formteil vorgesehen. Hierzu ist in einer besonders bevorzugten Weiterbildung ein Laserscanner, eine Ablenkvorrichtung, beispielsweise in Form eines Spiegels oder eines positions- und richtungsverstellbaren Laserkopfes so vorgesehen, dass der Laserstrahl die jeweilige Belüftungsvorrichtung eines Formteiles solange nachverfolgen kann, bis eine vorgegebene Energie in das Formteil und insbesondere die Belüftungsvorrichtung eingetragen ist. Bevorzugt kann der Laserstrahl das Formteil solange nachverfolgen, bis die Belüftungsvorrichtung durch den Eintrag der Laserenergie vollständig verschlossen ist. Ein Laserscanner kann hier beispielsweise über eine entsprechende Ansteuerung so betrieben werden, dass das jeweilige Formteil, welches in den Wirkungsbereich der Laservorrichtung mit dem Nachführmittel kommt, von dem Laserstrahl erfasst wird und der Laserstrahl so lange dem Formteil und insbesondere der Belüftungsvorrichtung in dem Formteil nachgeführt wird, bis die erforderliche Energie aufgebracht wurde. Preferably, at least one tracking means for tracking the laser beam to compensate for a relative movement between the laser device and a molded part is provided. For this purpose, in a particularly preferred embodiment, a laser scanner, a deflection device, for example in the form of a mirror or a position and direction adjustable laser head is provided so that the laser beam can track the respective ventilation device of a molded part, until a predetermined energy is entered into the molded part and in particular the ventilation device. Preferably, the laser beam can track the molded part until the ventilation device is completely closed by the entry of the laser energy. A laser scanner can be operated here, for example via a corresponding control, so that the respective molded part, which comes into the effective range of the laser device with the tracking means, is detected by the laser beam and the laser beam is tracked as long as the molding and in particular the ventilation device in the molded part until the required energy has been applied.
In einer weiteren bevorzugten Ausbildung sind sowohl die Laservorrichtung als auch das Nachführmittel so ausgebildet, dass jedes Formteil, welches von der Transportvorrichtung transportiert wird, entsprechend mit Laserenergie beaufschlagt werden kann. Hierzu ist entweder, je nach Transportgeschwindigkeit, eine besonders starke Laservorrichtung vonnöten, welche entsprechend in einer kurzen Zeit viel Energie auf das jeweilige Formteil aufbringt, oder aber es ist eine Mehrzahl von Laservorrichtungen und damit verbundenen Nachführmitteln notwendig, so dass ein Aufbringen von Laserenergie auf die jeweiligen Formteile abwechselnd ermöglicht wird. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn eine schnelle Nachführvorrichtung vorgesehen ist, welche den Laserstrahl entsprechend schnell von einem Formteil zum nächsten springen lassen kann, wenn die vorgegebene Bestrahlungsdauer des ersten Formteils erreicht ist. In a further preferred embodiment, both the laser device and the tracking means are formed so that each molding, which is transported by the transport device, can be acted upon accordingly with laser energy. For this purpose, depending on the transport speed, a particularly strong laser device is required, which applies correspondingly in a short time a lot of energy to the respective molding, or it is a plurality of laser devices and associated tracking means necessary, so that applying laser energy to the respective moldings is alternately enabled. Furthermore, it is advantageous if a fast tracking device is provided, which can let the laser beam jump accordingly fast from one molding to the next, when the predetermined irradiation time of the first molded part is reached.
In einer Weiterbildung sind mindestens zwei Laservorrichtungen vorgesehen, welche entlang des Transportweges der Transportvorrichtung nacheinander angeordnet sind, und welche zur Beaufschlagung des Formteils mit dem Laserstrahl dienen, bevorzugt wobei sich mindestens zwei Laservorrichtungen nacheinander mit der Beaufschlagung des Formteils mit dem Laserstrahl abwechseln. Die Laservorrichtungen, beispielsweise auch die Nachführmittel, sind dabei bevorzugt so ausgebildet, dass sich die die jeweiligen Formteile beaufschlagenden Laserstrahlen der Laservorrichtungen im Wesentlichen nahtlos oder auch überlappend auf den Formteilen ablösen, derart, dass die einmal eingetragene Laserenergie nicht unnötig wieder dissipiert. In a further development, at least two laser devices are provided, which are arranged successively along the transport path of the transport device, and which serve to act on the molded part with the laser beam, preferably wherein at least two laser devices alternate successively with the exposure of the molded part to the laser beam. The laser devices, for example, the tracking means, are preferably designed so that the laser beams of the laser devices acting on the respective mold parts substantially seamlessly or even overlapping on the mold parts, such that the once registered laser energy does not dissipate unnecessarily again.
Das Nachführmittel ist bevorzugt so ausgebildet, dass ein Nachführen des Laserlichts über einen so langen Weg ermöglicht wird, dass entsprechend eine vorgegebene Laserenergie in das jeweilige Formteil eingetragen wird. Dies ist auch bei einer Kombination von mindestens zwei Laservorrichtungen mit entsprechend zwei Nachführmitteln bevorzugt der Fall. The tracking means is preferably designed so that a tracking of the laser light is made possible over such a long path that a predetermined laser energy is correspondingly entered into the respective molded part. This is also the case with a combination of at least two laser devices with correspondingly two tracking agents.
Die Transportvorrichtung kann zum linearen Transport der Behälter ausgebildet sein, derart, dass die jeweiligen Behälter entlang einer sich im Wesentlichen linear erstreckenden Transportbahn transportiert werden und mittels der Laservorrichtung entsprechend die Laserenergie aufgebracht wird. The transport device can be designed for the linear transport of the containers, such that the respective containers are transported along a substantially linearly extending transport path and the laser energy is applied correspondingly by means of the laser device.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Transportvorrichtung als Rundläufer ausgebildet, so dass die Behälter in an sich bekannter Weise an einem Punkt an den Rundläufer übergeben werden und nach Durchlaufen eines entsprechenden Behandlungswinkels wieder aus dem Rundläufer ausgegeben werden. In a preferred embodiment, the transport device is designed as a rotary, so that the containers are transferred in a conventional manner at a point to the rotary and are issued after passing through a corresponding treatment angle again from the rotary.
In einer besonders bevorzugten Ausbildung ist die Laservorrichtung so ausgebildet, dass der Laserstrahl jedem Formteil individuell nachführbar ist. Unabhängig von der Transportgeschwindigkeit beziehungsweise einer Veränderung der Transportgeschwindigkeit kann der Laserstrahl damit den Formteilen folgen. Hierdurch wird beispielsweise beim Anfahren beziehungsweise beim Abfahren der Anlage, oder bei einer Veränderung der Produktionsgeschwindigkeit erreicht, dass die Belüftungsvorrichtungen in den Formteilen zuverlässig mit der vorgegebenen Menge an Laserenergie beaufschlagt werden. Weiterhin kann auf diese Weise auf ein Einteilen der Formteilabstände beziehungsweise der Behälterabstände verzichtet werden, so dass ein im Wesentlichen zufälliger Einlauf in die jeweilige Vorrichtung erfolgen kann und die Formteile immer noch zuverlässig mit der vorbestimmten Laserenergie beaufschlagt werden. Dies kann beispielsweise über bildgebende Verfahren oder eine Zielnachführung des Nachführmittels erreicht werden, welches beispielsweise aus einer Reflexion des Laserlichts an dem Formteil bei gleichzeitiger Oszillation über das Formteil eine entsprechende Nachführung vornehmen kann. In a particularly preferred embodiment, the laser device is designed so that the laser beam is individually trackable each molding. Regardless of the transport speed or a change in the transport speed of the laser beam can thus follow the moldings. As a result, for example, when starting or when driving off the system, or when changing the production speed is achieved that the ventilation devices are applied in the mold parts reliably with the predetermined amount of laser energy. Furthermore, can be dispensed in this way on a division of the mold part distances or the container distances, so that a substantially random inlet can be made in the respective device and the moldings are still reliably applied to the predetermined laser energy. This can be achieved, for example, by means of imaging methods or a target tracking of the tracking means, which can perform a corresponding tracking, for example, from a reflection of the laser light on the molding with simultaneous oscillation over the molding.
In einer verfahrensmäßig einfacheren Weiterbildung kann der Laserstrahl auch synchron mit der Transportvorrichtung bewegt werden, so dass entsprechend keine Relativbewegung zwischen dem jeweiligen Behälter beziehungsweise dem auf dem Behälter aufgebrachten Formteil und dem Laserstrahl stattfindet. Dies kann beispielsweise auch durch eine synchron mit der Transportvorrichtung bewegte Laservorrichtung erreicht werden. In a procedurally simpler development, the laser beam can also be moved synchronously with the transport device, so that correspondingly no relative movement takes place between the respective container or the molded part applied to the container and the laser beam. This can also be achieved, for example, by a laser device moved synchronously with the transport device.
Bei einer linearen Förderung der Formteile können beispielsweise die jeweiligen Laservorrichtungen entlang der linearen Bahn geführt werden und dann in einem Kreislauf zurückgeführt werden. Bei einer Rundläufervorrichtung, welche fest zugewiesene Haltevorrichtungen für die jeweiligen Behälter beziehungsweise die jeweiligen Formteile aufweist, können die Laservorrichtungen stationär bezüglich der Haltevorrichtungen vorgesehen sein. Hieraus ergibt sich eine steuerungstechnisch einfache Möglichkeit, die Belüftungsvorrichtungen in den Formteilen mit Laserenergie zu beaufschlagen. Es wird lediglich für jede Behälterhalterung eine eigene Laservorrichtung beziehungsweise ein eigener Laserkopf benötigt. For linear delivery of the molded parts, for example, the respective laser devices can be guided along the linear path and then recirculated. In a rotary apparatus having fixedly assigned holding devices for the respective containers or the respective mold parts, the laser devices may be provided stationary with respect to the holding devices. This results in a control technology simple way apply laser energy to the aerators in the moldings. It is merely a separate laser device or a separate laser head required for each container holder.
Bei einer entsprechenden Dimensionierung der jeweiligen Laservorrichtungen kann jedoch ein entsprechender Rundläufer mit relativ wenigen Halterungen ausgestattet werden, da ein zuverlässiges Aufbringen von Laserenergie dann innerhalb einer kurzen Durchlaufzeit erreicht werden kann, so dass ein entsprechend durchlaufender Rundläufer nur mit einem kleinen Durchmesser ausgestattet sein muss, um die notwendige Behandlungszeit im Behandlungswinkel bereitzustellen. With a corresponding dimensioning of the respective laser devices, however, a corresponding rotary drive can be equipped with relatively few brackets, since a reliable application of laser energy can then be achieved within a short cycle time, so that a correspondingly running rotary runner only has to be equipped with a small diameter to provide the necessary treatment time in the treatment angle.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Transportvorrichtung mindestens eine Führungsglocke zur Aufnahme eines Formteils auf, wobei die Führungsglocke eine Hohlbohrung aufweist, durch welche hindurch die Laservorrichtung das Laserlicht auf das Formteil emittieren kann. In der Hohlbohrung kann das Laserlicht entsprechend entweder als Freistrahl geführt werden, oder aber es kann beispielsweise über einen Lichtleiter direkt bis kurz vor die Belüftungsvorrichtung geführt werden. In a preferred embodiment, the transport device has at least one guide bell for receiving a molded part, wherein the guide bell has a hollow bore through which the laser device can emit the laser light onto the molded part. In the hollow bore, the laser light can be performed in accordance either as a free jet, or it can be performed for example via a light guide directly to just before the ventilation device.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Vorrichtung kombiniert mit einer Vorrichtung zum Aufbringen von Etiketten auf die Behälter. Entsprechend kann in einer Hotfill-Getränkeabfüllanlage nach dem Befüllen der Behälter und dem Verschließen der Behälter mit den jeweiligen Behälterverschlüssen ein Abkühlen der Behälter stattfinden, und dann in der Etikettiervorrichtung gleichzeitig auch ein Verschließen der Belüftungsvorrichtungen stattfinden. Hierzu ist besonders bevorzugt eine Weiterbildung gewählt, in welcher die Führungsglocken, welche mit den Behälterverschlüssen zur Führung der jeweiligen Behälter eingreifen, in einer hohlgebohrten Weiterbildung vorgesehen, derart, dass Laserlicht durch die Durchgangsbohrung hindurch auf die Belüftungsvorrichtungen aufgebracht werden kann. In a further preferred development, the device is combined with a device for applying labels to the containers. Accordingly, in a hotfill beverage bottling plant, after filling the containers and closing the containers with the respective container closures, the containers may be allowed to cool and at the same time the aeration devices may be closed in the labeling device. For this purpose, a further development is particularly preferred, in which the guide bells, which engage with the container closures for guiding the respective container provided in a hollow drilled development, such that laser light can be applied through the through hole on the ventilation devices.
Als Laservorrichtungen werden in den oben genannten Ausführungsformen bevorzugt Festkörperlaser, Gaslaser oder Halbleiterlaser verwendet, wobei Diodenlaser besonders einfach einbaubar sind, da sie einen kleinen Formfaktor aufweisen und entsprechend einfach über den jeweiligen Haltevorrichtungen beziehungsweise Führungsvorrichtungen eingesetzt werden können. Gaslaser oder Festkörperlaser hingegen eignen sich besonders gut für einen Aufbau zusammen mit einem Nachführmittel, da sie üblicherweise höhere Ausgangsleistungen ermöglichen und eine bessere Strahlqualität aufweisen. Beispielsweise können CO2-Laser oder Nd:Yag-Laser verwendet werden. Hier kann, bei einer entsprechenden Leistungsbereitstellung durch die jeweilige Laservorrichtung, mittels eines Strahlteilers der jeweilige Laserstrahl auch aufgeteilt werden und auf mindestens zwei Nachführmittel so verteilt werden, dass eine einzige Laserquelle in mehreren nachgeführten Laserstrahlen resultiert. Solid state lasers, gas lasers or semiconductor lasers are preferably used as laser devices in the above-mentioned embodiments, diode lasers being particularly easy to install, since they have a small form factor and can be correspondingly easily inserted over the respective holding devices or guide devices. On the other hand, gas lasers or solid-state lasers are particularly well-suited for construction together with a tracking agent, since they usually allow higher output powers and have a better beam quality. For example, CO 2 lasers or Nd: Yag lasers can be used. Here, with a corresponding power supply by the respective laser device, by means of a beam splitter, the respective laser beam can also be divided and distributed to at least two tracking means so that a single laser source results in multiple tracking laser beams.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird beispielsweise ein Laser mit einer Wellenlänge von 980 nm bei einer Einwirkzeit von 0,3 Sekunden bei einem Strahlquerschnitt von 3 mm und einer Laserenergie von 20 Watt verwendet, um eine PE-Membran in einer Belüftungsvorrichtung sicher zu verschließen. Die anzuwendende Bestrahlungswellenlänge, sowohl die Strahlform als auch die benötigte Strahlqualität hängen aber ganz wesentlich auch vom Absorptionsverhalten des jeweiligen Kunststoffes beziehungsweise der jeweiligen Folie oder der in die jeweilige Membran eingearbeiteten Partikel oder Beschichtung ab, so dass die Verwendung eines speziellen Lasers stets in Abhängigkeit beziehungsweise in Kombination mit dem jeweiligen Formteil beziehungsweise der Belüftungsvorrichtung ausgewählt werden muss. In an advantageous development, for example, a laser with a wavelength of 980 nm with an exposure time of 0.3 seconds with a beam cross section of 3 mm and a laser energy of 20 watts is used to securely close a PE membrane in a ventilation device. The applicable irradiation wavelength, both the beam shape and the required beam quality but depend very much on the absorption behavior of the respective plastic or the respective film or incorporated into the respective membrane particles or coating, so that the use of a special laser always in dependence or in Combination with the respective molding or the ventilation device must be selected.
Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. The above object is further achieved by a method having the features of claim 15.
Entsprechend wird ein Verfahren zum Verschließen einer Belüftungsvorrichtung eines auf einem Behälter aufgebrachten Formteils, bevorzugt zum Verschließen einer Belüftungsmembran eines auf einem Behälter aufgebrachten Behälterverschlusses in einer Heißabfüll-Getränkeabfüllanlage, umfassend das Transportieren des Behälters in einer Transportvorrichtung vorgeschlagen. Erfindungsgemäß wird das mit der Transportvorrichtung transportierte Formteil mit Laserlicht aus einer Laservorrichtung beaufschlagt. Accordingly, a method is proposed for closing a ventilation device of a molded part applied to a container, preferably for closing a ventilation membrane of a container closure applied to a container in a hot filling beverage filling installation, comprising transporting the container in a transport device. According to the invention, the molding transported with the transport device is exposed to laser light from a laser device.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: Preferred further embodiments and aspects of the present invention are explained in more detail by the following description of the figures. Showing:
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele Detailed description of preferred embodiments
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird in der nachfolgenden Beschreibung teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden. In the following, preferred embodiments will be described with reference to the figures. In this case, identical, similar or equivalent elements in the different figures are denoted by identical reference numerals and a repeated description of these elements will be omitted in the following description in part in order to avoid redundancies.
Um die Belüftungsvorrichtung, in dem genannten Ausführungsbeispiel also die entsprechende Durchgangsbohrung beziehungsweise die Durchgangsöffnung, zu verschließen, wird die PE-Membran mit einem Laserstrahl beaufschlagt, so dass die Laserenergie von der PE-Membran absorbiert wird, die PE-Membran dadurch erhitzt wird und so entsprechend verschmolzen beziehungsweise verschweißt wird. Auf diese Weise wird ein permanenter Verschluss der Belüftungsvorrichtung erreicht. In order to close the ventilation device, in the aforementioned embodiment, the corresponding through hole or the passage opening, the PE membrane is subjected to a laser beam, so that the laser energy is absorbed by the PE membrane, the PE membrane is heated by it and so is fused or welded accordingly. In this way, a permanent closure of the ventilation device is achieved.
So kann in einer Hotfill-Getränkeabfüllanlage, welche auch als Heißabfüll-Getränkeabfüllanlage bezeichnet wird, durch die Belüftungsvorrichtung das Einströmen von Umgebungsluft in den Behälter
Eine Transportvorrichtung
Zum Verschließen der in den Formteilen
In dem in
In
Die Behälter
Wie sich aus
Um eine entsprechende Beaufschlagung des jeweiligen Formteiles
In einer Weiterbildung sind die Nachführmittel
In dem in
Entsprechend wird durch mindestens zwei nacheinander geschaltete Laservorrichtungen
In einer Weiterbildung kann jedoch von einer einzigen Laservorrichtung
Die Laservorrichtung
In
In den
In den
Bei der Transportvorrichtung
In
In
In
Durch den entsprechenden Anlagenaufbau wird ermöglicht, dass während des Kühlvorganges, insbesondere während des Durchlaufens durch den Kühltunnel
In
In
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Where applicable, all individual features illustrated in the individual embodiments may be combined and / or interchanged without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Vorrichtung zum Verschließen einer Belüftungsvorrichtung eines Formteils Device for closing a ventilation device of a molded part
- 10 10
- Behälter container
- 12 12
- Formteil molding
- 2 2
- Transportvorrichtung transport device
- 20 20
- Transportband conveyor belt
- 22 22
- Umlenkrolle idler pulley
- 24 24
- Einteilschnecke infeed worm
- 26 26
- Transportband conveyor belt
- 28 28
- Haltevorrichtung holder
- 200 200
- Einlaufstern feed star
- 210 210
- Etikettiervorrichtung labeling
- 220 220
- Auslaufstern outlet star
- 230 230
- Transportstern transport star
- 280 280
- Halteteller retaining plate
- 282 282
- Halteglocke holding bell
- 284 284
- Hohlbohrung hollow bore
- 286 286
- Halteklammer retaining clip
- 3 3
- Laservorrichtung laser device
- 30 30
- Laserstrahl laser beam
- 4 4
- Nachführmittel tracking means
- 5 5
- Sensor sensor
- 60 60
- Füller und Verschließeinheit Filler and sealing unit
- 62 62
- Kühltunnel cooling tunnel
- a)–e)a) -e)
- Laservorrichtungen laser devices
- R R
- Rotationsachse axis of rotation
- X X
- Nachführweg Nachführweg
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 7621412 B2 [0007] US 7621412 B2 [0007]
- US 5759668 [0008] US 5759668 [0008]
Claims (15)
Priority Applications (1)
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2013
- 2013-03-20 DE DE102013102844.6A patent/DE102013102844A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: DF-MP DOERRIES FRANK-MOLNIA & POHLMAN PATENTAN, DE |
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R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |