[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Herstellen von befüllten Behältnissen. Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche derartige
Vorrichtungen und Verfahren bekannt. Üblicherweise wird ein Behältnis zunächst mit
einer Flüssigkeit befüllt und anschließend mit einem Verschluss verschlossen. Im Stand
der Technik sind dabei Verfahren bekannt, bei denen bei noch nicht verschlossenen
Behältnissen in den Kopfraum der Behältnisse ein inertes Gas eingefüllt wird, um so
die Haltbarkeit des entsprechenden Getränks zu verlängern. Diese Vorgehensweise ist
insbesondere bei sog. Hot-Fill Prozessen, bei denen eine erwärmte Flüssigkeit in die
Behältnisse eingefüllt wird, bekannt.
[0002] In jüngerer Zeit sind jedoch auch Verfahren bekannt geworden, bei denen die Behältnisse
zunächst verschlossen werden, beispielsweise mit einem Kunststoffverschluss, anschließend
dieser Kunststoffverschluss wieder durchbohrt wird und durch die so erzeugte Öffnung
in den Kopfraum des Behältnisses das inerte Gas eingefüllt wird. Anschließend wird
die erzeugte Öffnung wieder verschlossen.
[0003] Diese Vorgehensweisen sind zwar einerseits vielversprechend, aber derzeit noch nicht
zur Serienreife gelangt.
[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, derartige aus dem Stand
der Technik bekannte Vorrichtungen zur Serienreife zu bringen.
[0005] Dies wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erreicht.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0006] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von befüllten Behältnissen weist
eine Transporteinrichtung auf, welche zum Transportieren von mit einer Flüssigkeit
befüllten und mit einem Verschluss verschlossenen Behältnissen geeignet und bestimmt
sind.
[0007] Weiterhin weist die Vorrichtung eine Penetrationseinrichtung auf, welche dazu geeignet
und bestimmt ist, in wenigstens einem Bereich des Verschlusses und/oder des Behältnisses
eine Öffnung zu erzeugen und eine Beaufschlagungseinrichtung, welche einen Innenraum
des Behältnisses durch diese Öffnung hindurch mit einem fließfähigen und insbesondere
gasförmigen Medium beaufschlagt (bzw. diesem Innenraum das gasförmige Medium zuführt).
[0008] Bevorzugt handelt es sich bei den Verschlüssen um Verschlüsse, die in einem Formpressverfahren
gefertigt wurden. Bei einer weiteren bevorzugten Vorrichtung handelt es sich um Verschlüsse,
die eine kontinuierliche bzw. im Wesentlichen kontinuierliche Wanddicke aufweisen.
[0009] Daneben wäre es auch denkbar, dass Verschlüsse verwendet werden, die in einem Spritzgießverfahren
hergestellt wurden.
[0010] Bei einer weiteren Vorgehensweise ist der Verschluss einlagig ausgebildet. Bevorzugt
weist hier der Verschluss auf seiner Innenseite keinen sog. Liner auf.
[0011] Weiterhin weist die Vorrichtung eine Verschließeinrichtung auf, welche die Öffnung
wieder verschließt (und welche die Öffnung insbesondere nach der Beaufschlagung des
Innenraums mit dem gasförmigen Medium wieder verschließt).
[0012] Es wird darauf hingewiesen, dass ausgehend von dem oben beschriebenen Grundaufbau
der Maschine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen möglich sind. Die Anmelderin
behält es sich vor, derartige Ausgestaltungen ggfs. im Rahmen weiterer Patentanmeldungen
und insbesondere weiterer Teilanmeldungen zu beanspruchen. Die nachfolgende Beschreibung
beschreibt nicht abschließend einzelne erfindungsgemäße Ausgestaltung. Die Anmelderin
behält es sich daher vor, auch unabhängig von den unten beschriebenen Ausgestaltungen
basierend auf dem hier beschriebenen Grundaufbau weitere Gegenstände zu beanspruchen.
[0013] Bei einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Sterilisationseinrichtung
auf, welche wenigstens einen Bereich des Verschlusses und/oder des Behältnisses sterilisiert.
In dieser Ausgestaltung wird dem Umstand Rechnung getragen, dass es durch das Erzeugen
der Öffnung und das nachfolgende Geöffnet-Sein des Behältnisses zu einer Verschmutzung
bzw. Verkeimung des Getränks kommen kann.
[0014] Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, wenigstens einen Bereich des Behältnisses oder
des Verschlusses (insbesondere denjenigen Bereich, in dem die besagte Öffnung eingebracht
wird oder wurde) zu sterilisieren. Insbesondere handelt es sich dabei um einen Bereich
der Außenwandung. Diese Sterilisation kann wie unten erwähnt in unterschiedlicher
Weise erfolgen, etwa durch Erhitzung oder auch UV-Strahlung oder dergleichen.
[0015] Diese erste erfindungsgemäße Maßnahme erlaubt insbesondere auch eine Erreichung der
Serienreife für entsprechende Anlagen, da so, wie unten genauer erläutert auch eine
serienmäßige bzw. industrielle Produktion von Behältnissen ermöglicht wird.
[0016] Bei einem bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse mit einer erwärmten Flüssigkeit
und insbesondere mit einem erwärmten Getränk befüllt. Bevorzugt weist die Flüssigkeit
bei der Abfüllung eine Temperatur auf, die größer ist als 30°, bevorzugt größer als
40°, bevorzugt größer als 50° und besonders bevorzugt größer als 70°.
[0017] Bei einer zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die Verschließeinrichtung
eine Ultraschallerzeugungseinrichtung auf.
[0018] Auch diese Vorgehensweise dient zur Sicherstellung eines zuverlässigen Verschlusses.
Aus dem internen Stand der Technik der Anmelderin sind Verschließeinrichtungen bekannt,
welche etwa durch Erhitzung den Bereich der Öffnung des Deckels wieder erwärmen. In
diesem Falle wird jedoch nur ein bestimmter Bereich des Deckels erwärmt und auf diese
Weise verschweißt. Durch das Verwenden einer Ultraschallerzeugungseinrichtung kann
ein zuverlässigeres Verschweißen der erzeugten Öffnung erreicht werden, vor allem
dadurch, dass die Verschweißung tiefer im Material erfolgt. Das Verschweißen mit Ultraschall
verhindert auch die Entstehung giftiger Gase wie beim Heizschmelzen. Außerdem kann
kein geschmolzenes Material vom Deckel in den Behälter abtropfen.
[0019] Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die Vorrichtung wenigstens
eine Inspektionseinrichtung auf, welche wenigstens eine Einrichtung der Vorrichtung
überwacht und/oder die Vorrichtung weist wenigstens eine Überwachungseinrichtung auf,
welche wenigstens einen Parameter überwacht, der für die Herstellung der befüllten
Behältnisse charakteristisch ist. Auch bei dieser Ausgestaltung wird letztlich die
Betriebssicherheit bzw. die Verfahrenssicherheit der so hergestellten Behältnisse
erhöht. Daneben trägt auch diese Maßnahme dazu bei, dass die Behältnisse in laufender
Produktion hergestellt werden.
[0020] Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die Vorrichtung wenigstens
eine Reinigungs- und/oder Sterilisationseinrichtung auf, welche zum Reinigen und/oder
Sterilisieren wenigstens einer Einrichtung der Beaufschlagungseinrichtung (und/oder
der Penetrationseinrichtung) geeignet und bestimmt ist.
[0021] Bei dieser Ausgestaltung wird davon ausgegangen, dass die Beaufschlagungseinrichtung
(und/oder die Penetrationseinrichtung) beispielsweise zu reinigende oder zu sterilisierende
Elemente aufweist, wie etwa Zuführleitungen für ein gasförmiges Medium oder dergleichen.
Je nach Anwendungsfall, beispielsweise je nach abgefüllten Element kann dabei ein
unterschiedlicher Reinigungs- oder Sterilisationsgrad erforderlich sein. Entsprechend
können auch unterschiedliche Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedien eingesetzt
werden.
[0022] Bevorzugt ist diese Reinigungs- und/oder Sterilisationseinrichtung in einem Reinigungsbetrieb
aktiv, der sich von einem gewöhnlichen Arbeitsbetrieb, in den die Behältnisse selbst
behandelt werden unterscheidet.
[0023] Weiterhin ist es auch möglich, dass die Reinigungs- und/oder Sterilisationseinrichtung
andere Elemente der Vorrichtung reinigt oder sterilisiert, wie etwa auch die Penetrationseinrichtung
oder auch die Verschließeinrichtung.
[0024] Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ermöglicht die Beaufschlagungseinrichtung
die Beaufschlagung des Behältnisses mit einem ersten Druck und einem zweiten Druck,
der sich von dem ersten Druck unterscheidet. Bei dieser Vorgehensweise wird grundsätzlich
vorgeschlagen, dass durch die Öffnung hindurch das Medium mit unterschiedlichen Drücken
zugeführt wird.
[0025] Wie oben erwähnt werden generell bei derartigen Verfahren Behältnisse und insbesondere
heissgefüllte Behältnisse nach dem Rückkühlen durch den Verschluss angestochen und
mit einem gasförmigen Medium insbesondere einem inerten Gas und insbesondere Stickstoff
mit Druck beaufschlagt.
[0026] Dies erfolgt, wie oben erwähnt, um instabile Behältnisse, welche nach dem Rückkühlen
durch das abgekühlte Kopfraumgas "eingefallen sind" wieder in Form zu bringen und
auch stapelbar zu machen. Es wird bei dieser Ausgestaltung vorgeschlagen, um möglichst
schnell Gas in den Kopfraum der angestochenen Flasche zu bekommen, zunächst mit einem
hohen Druck schnell Gas in den Kopfraum zu bringen, um so die Prozesszeit und damit
auch eine mögliche entsprechende Maschine klein zu halten. Mit einem kleinen, erheblich
niedrigeren Druck wird dann der gewünschte Enddruck in dem Kopfraum eingestellt.
[0027] Bevorzugt handelt es sich bei einem ersten Druck um einen Druck, der größer ist als
2 bar, bevorzugt größer ist als 2,5 bar, bevorzugt größer als 3 bar und bevorzugt
größer als 3,5 bar.
[0028] Bevorzugt handelt es sich bei dem ersten Druck um einen Druck der kleiner ist als
10 bar, bevorzugt kleiner als 9 bar, bevorzugt kleiner als 8 bar, bevorzugt kleiner
als 7 bar und bevorzugt kleiner als 6 bar. Besonders bevorzugt handelt es sich um
einen Druck der in einem Bereich von ca. 4 bar liegt.
[0029] Der zweite Druck ist insbesondere ein Druck, der den gewünschten Enddruck im Kopfraum
definiert. Dies kann beispielsweise ein Druck von 0,3 (Überdruck) d.h. 1,3 bar sein.
Bevorzugt ist dieser zweite Druck größer als 0,1 bar (Überdruck), bevorzugt größer
als 0,2 bar (Überdruck) und besonders bevorzugt größer als 0,25 bar (Überdruck).
[0030] Bevorzugt ist dieser zweite Druck kleiner als 3 bar (Überdruck), bevorzugt kleiner
als 2,5 bar (Überdruck), bevorzugt kleiner als 2 bar (Überdruck), bevorzugt kleiner
als 1,5 bar (Überdruck), bevorzugt kleiner als 1 bar (Überdruck) und bevorzugt kleiner
als 0,5 bar (Überdruck).
[0031] Die hier erwähnten Drücke können im Folgenden auch als Druckstufen bezeichnet werden.
[0032] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verschließeinrichtung ebenfalls bewegbar
und insbesondere auf das Behältnis zustellbar. So kann es sich beispielsweise bei
der Verschließeinrichtung um einen stangenartigen Körper handeln, dessen Spitze erwärmt
ist und der auf das Behältnis zustellbar ist. Bevorzugt ist die Verschließeinrichtung
in einer geradlinigen Bewegungsrichtung bewegbar. Dabei steht bevorzugt diese Bewegungsrichtung
schräg zu einer Längsrichtung des zu behandelnden Behältnisses.
[0033] Bevorzugt handelt es sich bei dem Verschluss des Behältnisses um einen Kunststoffverschluss.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich auch bei dem Behältnis
selbst um ein Kunststoffbehältnis und insbesondere um ein deformierbares Kunststoffbehältnis.
[0034] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sterilisationseinrichtung
dazu geeignet und bestimmt, wenigstens einen Bereich der Öffnung zu sterilisieren.
Auf diese Weise wird dazu beigetragen, dass durch diesen Bereich hindurch keine Verschmutzungen
oder Keime in das Innere des Behältnisses gelangen können.
[0035] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Sterilisationseinrichtung
eine Strahlungseinrichtung auf, welche wenigstens einen Bereich des Behältnisses mit
elektromagnetischer Strahlung und insbesondere hochenergetischem Licht, beispielsweise
hochenergetischem UV-Licht beaufschlagt und/oder eine Erwärmungseinrichtung, welche
wenigstens einen Bereich des Behältnisses erwärmt. Bei dieser Ausgestaltung werden
zwei unterschiedliche Vorgehensweisen zum Sterilisieren vorgeschlagen, nämlich einerseits
die Erhitzung insbesondere eines Bereichs der Öffnung und/oder die Bestrahlung mit
Licht. Bei dieser elektromagnetischen Strahlung kann es sich beispielsweise um ultraviolette
Strahlung handeln, aber auch um Elektronenstrahlung, Röntgenstrahlung oder radioaktive
Strahlung.
[0036] Daneben ist jedoch zur Sterilisation auch die Beaufschlagung des Verschlusses mit
einem Gas, etwa einem sterilen Gas oder einem sterilisierenden Gas, wie beispielsweise
H
2O
2 möglich. Auch ist es möglich, dass die Sterilisationseinrichtung dadurch bewerkstelligt
ist, dass auch der Prozess des Herstellens der Öffnung in dem Verschluss während der
Beaufschlagung mit einem sterilisierenden Gas erfolgt.
[0037] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Sterilisationseinrichtung
eine Erwärmungseinrichtung auf, welche auf den zu sterilisierenden Bereich des Verschlusses
und/oder des Behältnisses zustellbar ist, um diesen Bereich zu Sterilisieren. Diese
Zustellbarkeit kann dabei durch eine Bewegung der Sterilisationseinrichtung erfolgen,
aber auch durch eine Bewegung des Behältnisses.
[0038] Bevorzugt ist die Sterilisationsrichtung in der Art eines Stempels ausgebildet, der
auf den Verschluss abgesenkt werden kann. Besonders bevorzugt ist eine Antriebseinrichtung
vorgesehen, welche wenigstens ein Element der Sterilisationseinrichtung auf den Verschluss
zu bewegt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Antrieb, einen
hydraulischen Antrieb oder einen pneumatischen Antrieb handeln. Besonders bevorzugt
wird ein pneumatischer Antrieb verwendet.
[0039] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung
auf, welche bewirkt, dass die Sterilisationseinrichtung den Bereich des Behältnisses
und/oder des Verschlusses sterilisiert, nachdem die Perforationseinrichtung das Loch
eingebracht hat. Hierbei wird also zunächst das Loch eingebracht und anschließend
der Bereich sterilisiert, beispielsweise erhitzt oder mit UV-Licht beaufschlagt. Dabei
ist es auch möglich, dass eine mechanische Kopplung zwischen der Perforationseinrichtung
(beispielsweise einer Nadel) und der Sterilisationseinrichtung vorliegt.
[0040] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Sterilraum
auf, innerhalb dessen die Behältnisse wenigstens abschnittsweise transportiert werden.
Dabei ist es möglich, dass die gesamte Vorrichtung innerhalb eines Sterilraums angeordnet
ist, es wäre jedoch auch möglich, dass der Transportpfad der Behältnisse und/oder
die Behältnisse innerhalb des Sterilraums geführt ist jedoch andere Bereiche der Vorrichtung,
etwa Teile der Transporteinrichtung außerhalb dieses Sterilraums angeordnet sind.
So könnte beispielsweise der Sterilraum die Behältnisse torusartig umgeben.
[0041] Bevorzugt ist der Sterilraum mittels wenigstens einer Wandung gegenüber einer (unsterilen)
Umgebung abgegrenzt. Bevorzugt ist der Sterilraum mittels wenigstens zweier Wandungen
gegenüber der (unsterilen) Umgebung abgegrenzt, wobei besonders bevorzugt diese Wandungen
bezüglich einander beweglich sind.
[0042] Bevorzugt ist eine Sterilisationseinrichtung vorgesehen, welche die Behältnisse und/oder
die Verschlüsse bereits vor der eigentlichen Vorrichtung sterilisiert.
[0043] So wäre es beispielsweise möglich, dass eine Sterilisation etwa mittels H
2O
2 oder Peressigsäure, ggfs. aber auch mittels elektromagnetischer Strahlung vor der
eigentlichen Vorrichtung, etwa in einem Einlauftunnel erfolgt. Dabei können etwa in
einem H
2O
2-Tunnel die Deckel und/oder die gesamten Behältnisse sterilisiert werden. Um eine
erneute Verkeimung der Verschlüsse und/oder der Behältnisse zu vermeiden wird die
Vorrichtung bei der oben beschriebenen Ausgestaltung in einer Sterilraum und/oder
Isolator-Technologie aufgebaut.
[0044] Bevorzugt ist wenigstens eine Belüftungseinrichtung vorgesehen, welche diesen Isolator
bzw. dessen Innenraum mit einem Überdruck eines gasförmigen Mediums, insbesondere
aber nicht ausschließlich Sterilluft beaufschlagt. Auf diese Weise kann ein Eindringen
von Keimen in den Isolator bzw. Sterilraum vermieden werden. Daneben kann in dem Isolator
bzw. Reinraum auch ein sterilisierendes Gas insbesondere in einer geringen Konzentration
vorhanden sein, um eine Verkeimung zu verhindern. Auch zur Sterilisation der entsprechenden
Zuleitungen, etwa der in den Reinraum führenden Leitungen kann H
2O
2 verwendet werden. Das gleiche gilt auch für den Prozesskopf.
[0045] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Reinigungseinrichtung
zum Reinigen der Vorrichtung selbst auf, etwa eine sogenannte CIP-Reinigung (cleaning
in place). Dabei kann ein Reinigungsbetrieb vorgesehen sein, während dessen die Vorrichtung
selbst gereinigt wird.
[0046] Bei einer weiteren bevorzugten Vorgehensweise bzw. einem Hygienekonzept ist eine
Deckelsterilisation, insbesondere im Einlaufbereich, mittels Pulse-light vorgesehen,
bei der einer oder mehrere Deckel auf einmal sterilisiert werden können. In diesem
Fall weist die Vorrichtung eine Strahlungseinrichtung auf, welche zur Ausgabe einer
gepulsten Strahlung, etwa UV-Strahlung, Elektronenstrahlung, Röntgenstrahlung oder
dergleichen geeignet ist.
[0047] Um eine erneute Verkeimung des Deckels zu verhindern, wird die Vorrichtung bevorzugt
mit einem Reinraumdach ausgestattet, welches eine entsprechende Luftströmung mit steriler
Luft erzeugt. Zur Sterilisation der entsprechenden Zuleitungen und des Prozesskopfes
wird beispielsweise Heißdampf verwendet.
[0048] Daneben weist bevorzugt die Vorrichtung eine Trocknungseinrichtung auf, welche ein
Trocknen von Einrichtungen der Vorrichtung nach deren Sterilisation ermöglicht. So
wäre es etwa denkbar, dass nach der Sterilisation (etwa mit Heißdampf) die Anlage
wieder durch Luftströmung getrocknet wird.
[0049] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform transportiert die Transporteinrichtung
die Behältnisse vereinzelt. Insbesondere werden dabei die Behältnisse vereinzelt gegriffen.
Dabei ist es möglich, dass die Transporteinrichtung die Behältnisse zumindest auch
an deren Hals oder deren Mündung greift.
[0050] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt ein Verschließen der Öffnung
durch eine Materialveränderung und insbesondere durch (abschnittsweises) Schmelzen
des Kunststoffmaterials des Verschlusses und/oder des Behältnisses.
[0051] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Penetrationseinrichtung
eine Einstecheinrichtung und insbesondere eine Nadel auf. Diese kann beispielsweise
als Vollnadel oder als Hohlnadel ausgeführt sein.
[0052] Bevorzugt ist die Transporteinrichtung als Rundläufereinrichtung ausgebildet. Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Beaufschlagungseinrichtung dazu
geeignet und bestimmt, den Kopfraum des Behältnisses bzw. das Behältnis mit einem
Überdruck an gasförmigen Medien zu beaufschlagen. Dabei kann es sich beispielsweise
um einen Überdruck von drei oder vier bar handeln.
[0053] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Verschließeinrichtung
eine Zustelleinrichtung auf, welche wenigstens ein Element der Ultraschallerzeugungseinrichtung
auf die Öffnung zustellt. Dabei kann diese Zustelleinrichtung einen Antrieb aufweisen,
der aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche elektrische Antriebe, hydraulische Antriebe
und pneumatische Antriebe aufweist. Besonders bevorzugt weist die Zustelleinrichtung
einen pneumatischen Antrieb auf.
[0054] Besonders bevorzugt ist die Zustelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, ein Ultraschallelement
vollständig auf das Behältnis zuzustellen, das heißt derart, dass dieses das Behältnis
kontaktiert. Es wäre jedoch auch möglich, dass ein (insbesondere geringer) Abstand
zwischen dem Behältnis und der Ultraschallerzeugungseinrichtung eingehalten wird.
[0055] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Ultraschallerzeugungseinrichtung
eine Sonotrode auf.
[0056] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ultraschallerzeugungseinrichtung
in einen wenigstens zeitweise das Behältnis und/oder den Verschluss kontaktierenden
Stempel integriert. Bevorzugt kann dieser Stempel auf das Behältnis und insbesondere
auf die zu verschließende Öffnung und deren Umgebung zugestellt werden und das Ultraschallsignal
aktiviert werden. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung eine Ultraschallerzeugungseinrichtung
auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, das Ultraschallsignal zu erzeugen, welches
die besagte Sonotrode oder ein anderes Ultraschallerzeugungselement anregt.
[0057] Es wäre jedoch auch möglich und bevorzugt, das Ultraschallsignal bereits zu aktivieren,
bevor der Stempel auf das Behältnis zugestellt wird. Auf diese Weise kann die Prozesszeit
kurz bzw. so kurz wie möglich gehalten werden.
[0058] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Ultraschallerzeugungseinrichtung
ein piezoelektrisches Element auf.
[0059] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Ultraschallerzeugungseinrichtung
eine Generatoreinrichtung auf, welche zur Erzeugung eines Ultraschalls geeignet und
bestimmt ist, dessen Frequenz größer ist als 20 kHz und/oder die Ultraschallerzeugungseinrichtung
weist eine Generatoreinrichtung auf, welche zur Erzeugung eines Ultraschalls geeignet
und bestimmt ist, dessen Frequenz kleiner als 35 kHz ist. Es wäre jedoch auch möglich,
dass andere Frequenzen verwendet werden, etwa Frequenzen im Bereich von 70 kHz.
[0060] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung
auf, welche wenigstens teilweise oder wenigstens zeitweise einen Parameter bestimmt,
der für den Ultraschallschweißvorgang charakteristisch ist. Dabei kann beispielsweise
eine Erhitzung des Kunststoffmaterials ermittelt werden, es kann jedoch auch überprüft
werden, ob die Sonotrode aktiv ist bzw. ob ein Ultraschallsignal abgegeben wird. Mit
anderen Worten ist es möglich, dass diese Sensorik sowohl den Ultraschall überwachen
kann, als auch das jeweilige Schweißresultat am Schweißpunkt.
[0061] So kann beispielsweise geprüft werden, ob ein Ultraschallsignal vorhanden ist, oder
auch indirekt etwa anhand von elektrischen Strömen eine Prüfung durchgeführt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Sensoreinrichtung eine Leistungsmesseinrichtung
auf.
[0062] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung mehrere Transporteinheiten
auf, welche bevorzugt nacheinander angeordnet sind und welche die Behältnisse transportieren.
So kann beispielsweise das Behältnis mit einer weiteren Transporteinrichtung an die
hier beschriebene Vorrichtung herangeführt werden. Dabei ist es auch möglich, dass
eine Übergabeeinrichtung erfolgt, welche von einem bodengeführten Transport der Behältnisse
in einen halsgeführten Transport der Behältnisse übergeht.
[0063] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vereinzelungseinrichtung
auf, welche einen Strom von Behältnissen in aufeinanderfolgende einzelne Behältnisse
überführt. So kann beispielsweise im Einlauf einer Maschine eine Einteilschnecke vorgesehen
sein.
[0064] Daneben wäre auch ein schneckenloser Einlauf möglich. Dabei ist es möglich, dass
die Behältnisse an einen oder mehrere Einlaufsterne, je nach Maschinenanordnung, übergeben
werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt auch ein Anheben oder
Absenken der einzelnen Behältnisse, falls notwendig, um ein einheitliches Niveau für
die Übergabe in einen Halsbehandlungs- bzw. Halstransportbereich zu erreichen. Dabei
ist es möglich, dass ein Anheben der Behältnisse beispielsweise mittels Hebekurven
an einem Halsring erfolgt.
[0065] Daneben kann auch ein Hebestern vorgesehen sein. Auch wäre es denkbar, dass die Behältnisse
während ihres Transports niedergehalten werden, oder dass eine Absenkkurve vorhanden
ist. Daneben ist es auch möglich, dass die Behältnisse eine bestimmte (insbesondere
geringe) Fallstrecke im Freien fallen oder auch eine ebene Neckhandlingführung vorhanden
ist.
[0066] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt eine Übergabe in eine Halsbehandlungsklammer.
Dabei können gegebenenfalls zusätzliche Führungen vorgesehen sein, insbesondere im
Bereich einer Übergabe und bevorzugt auch mit einem Eingriff in einen Verschlussbereich
oder in einen Bereich, in dem die Behältnisse an ihren Hälsen transportiert werden.
[0067] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sterilisationseinrichtung
derart gestaltet, dass sie eine Sterilisation des Verschlusses bzw. Deckels bei verschlossenen
Behältern ermöglicht. Dabei ist es möglich, dass die Behälterdeckel bereits in verschlossenen
Zustand für den Prozess sterilisiert werden. Dies kann über ein oder mehrere trockene
oder nasse Verfahren ermöglicht werden. Wie oben erwähnt, kann die Sterilisation beispielsweise
über ultraviolettes Licht, H
2O
2, Chlordioxid, Heißdampf, Peressigsäure aber auch Elektronenstrahlen und dergleichen
erfolgen.
[0068] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auch eine Sterilisationseinrichtung
vorgesehen, welche die Penetrationseinrichtung bzw. Einstecheinrichtung, beispielsweise
eine Nadel sterilisiert. Eine derartige Sterilisation kann beispielsweise über eine
Temperatur bzw. eine Erwärmung und/oder über ein Sterilisationsmedium, wie zum Beispiel
ultraviolettes Licht, H
2O
2, Chlordioxid, Heißdampf durchgeführt werden und/oder die Penetrationseinrichtung
kann durch entsprechende Vorgehensweisen steril gehalten werden.
[0069] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass die hier beschriebenen
Vorgehensweisen bzw. Prozesse in einer Linearmaschine durchgeführt werden. So können
beispielsweise Behälter direkt auf einem Transporteur behandelt werden. So können
entsprechende Prozessköpfe beispielsweise oberhalb oder über eine Schleppkette über
einen Linearmotor, über eine Pneumatikführung oder dergleichen transportiert werden.
Weiterhin ist sowohl ein kontinuierlicher Betrieb der Transporteinrichtung möglich
als auch ein Taktbetrieb möglich.
[0070] Für die Sterilisation mit einem Gas und beispielsweise H
2O
2 sind mehrere Varianten denkbar. So könnte beispielsweise in der Beaufschlagungseinrichtung,
etwa dem Beaufschlagungskopf, ein H
2O
2-Reservoir angeordnet sein. Daneben könnte auch insbesondere bei der Beaufschlagung
mit UV-Licht ein Pulslicht in den Kopf integriert sein. Bei der Ausführungsform mit
H
2O
2 in einem Kopf ist eine Sterilisation des Kopfes und der Anbauteile mittels H
2O
2 denkbar. Des Weiteren ist es auch bevorzugt, dass nach dem Aufsetzen auf dem Behälter
eine innenbefindliche Zone des Behälters mit H
2O
2 umspült wird, um diesen Bereich zu sterilisieren.
[0071] Bei der Ausführungsform mit Lichtpulsen, etwa mit Ultraviolettpulsen, kann eine Sterilisation
des Kopfes und der Anbauteile mittels UV-Licht vorgesehen sein. Weiterhin kann nach
dem Aufsetzen auf das Behältnis die Innenbefindliche Zone eines Behälters mit UV-Licht
behandelt werden, um diesen Bereich zu sterilisieren.
[0072] Bei der Sterilisation mit anderen Medien, wie beispielsweise Chlordioxid, Peressigsäure
oder auch bei der Sterilisation mittels Elektronenstrahlen ist ein Sterilhalten eines
Kopfes bzw. der Beaufschlagungseinrichtung auch durch Temperatur denkbar.
[0073] Im Falle einer Chlordioxidnasssterilisation etwa des Deckels mittels der Einwirkung
von ClO
2 ist auch eine Sterilisation vor der eigentlichen Vorrichtung denkbar. So könnte eine
entsprechende Sterilisation bereits vor einem der hier beschriebenen Vorrichtung vorgeschalteten
Rückkühler vorgenommen werden.
[0074] Eine Sterilisation mittels Elektronenstrahlen (E-Beam) des Deckels kann entweder
in einem Einlaufbereich der Vorrichtung vorgesehen sein oder direkt in dem Kopf der
Beaufschlagungseinrichtung.
[0075] Im Falle einer Sterilisation mittels Peressigsäure bzw. einer Nasssterilisation des
Deckels oder der Behältnisse ist auch eine Sterilisation innerhalb eines Isolators
denkbar. Dabei kann sowohl eine Sterilisation des Isolators erfolgen, als auch von
Zuführleitungen. Auch dies kann gegebenenfalls mittels Peressigsäure durchgeführt
werden.
[0076] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Inspektionseinrichtung und/oder
die Überwachungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, wenigstens einen Wert auszugeben,
der für die Einrichtung der Vorrichtung und/oder die Herstellung der befüllten Behältnisse
charakteristisch ist.
[0077] Besonders bevorzugt ist der Wert, der für die Einrichtung der Vorrichtung charakteristisch
ist, aus einer Gruppe von Werten ausgewählt, welche einen für eine physikalische Eigenschaft
der Penetrationseinrichtung charakteristischen Wert, einen für eine Positionierung
der Penetrationseinrichtung gegenüber dem Behältnis und/oder dem Verschluss charakteristischen
Wert, einen für eine Relativbewegung zwischen der Penetrationseinrichtung und dem
Behältnis charakteristischen Wert, einen für eine Fokussierung eines Lichtbündels
charakteristischen Wert, einen für die Beaufschlagungseinrichtung charakteristischen
Wert, einen für die Verschließeinrichtung charakteristischen Wert, insbesondere einen
Temperaturwert oder dergleichen enthält.
[0078] Es wird daher vorgeschlagen, dass solche Werte bestimmt werden, welche für einen
zuverlässigen Penetrations- und/oder Beaufschlagungs- und/oder Sterilisations- und/oder
Verschließvorgang relevant sind. Dies kann beispielsweise der Zustand einer Penetrationsnadel
sein, beispielsweise kann überprüft werden, ob diese abgebrochen ist oder allgemein
noch intakt ist. Auch können mehrere derartiger Werte bestimmt werden.
[0079] Daneben kann auch die Konzentration eines Sterilisationsmittels gemessen werden.
[0080] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Inspektionseinrichtung
und/oder die Überwachungseinrichtung eine Sensoreinrichtung auf, welche aus einer
Gruppe von Sensoreinrichtungen ausgewählt ist, welche Temperatursensoren, Drucksensoren,
Beschleunigungssensoren, Bewegungssensoren, Entfernungssensoren, akustische Sensoren,
Näherungssensoren und dergleichen enthält.
[0081] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Speichereinrichtung
auf, welche die von der jeweiligen Sensoreinrichtung ausgegebenen Werte abspeichert.
Daneben ist bevorzugt eine Vergleichseinrichtung vorgesehen, welche die von der oder
den Sensoreinrichtungen ausgegebenen Werte mit Referenzwerten, insbesondere mit in
einer Datenbank gespeicherten Referenzwerten vergleicht.
[0082] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Vorrichtung eine Steuerungs-
und/oder Regelungseinrichtung aufweisen, welche die Vorrichtung unter Berücksichtigung
der von der oder den Sensoreinrichtungen ausgegebenen Werten steuert.
[0083] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Wert, der für die Herstellung
der befüllten Behältnisse charakteristisch ist, aus einer Gruppe von Werten ausgewählt,
welche Temperaturwerte, Druckwerte, insbesondere einen Druckwert im Inneren des Behältnisses,
Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, optische Kenngrößen und dergleichen enthält.
Dabei kann es sich beispielsweise um die Temperatur der Flüssigkeit in dem Behältnis
handeln, oder auch die Temperatur eines Schweißstempels, der die erzeugte Öffnung
versiegelt. Daneben können derartige Werte auch über längere Zeit aufgenommen werden.
Auch kann über derartige Werte eine Prognose über einen Abnutzungszustand erstellt
werden.
[0084] Daneben ist es auch möglich, dass optisch der Einstich etwa in einem Behältnisverschluss
geprüft wird.
[0085] Weiterhin kann eine Temperaturmessung ermöglicht sein, etwa eine Temperaturmessung
eines Versiegelungspunktes.
[0086] Daneben ist es auch möglich, dass an dem Behältnis vor und nach der Durchführung
des entsprechenden Verfahrens Messungen durchgeführt werden, etwa Druckmessungen.
[0087] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Inspektionseinrichtung dazu
geeignet und bestimmt, den betreffenden Wert berührungslos zu ermitteln. So kann es
sich beispielsweise bei der Inspektionseinrichtung um eine Kamera oder auch einen
Näherungssensor oder dergleichen handeln.
[0088] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Fehlererzeugungseinheit
auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, Betriebsfehler zu erzeugen. In diesem
Fall wird vorgeschlagen, dass zunächst ein Fehler absichtlich erzeugt wird, um die
Inspektionseinheit zu überprüfen, das heißt diese Inspektionseinrichtung muss dann
diesen Fehler feststellen können. So wird es beispielsweise möglich, dass bewusst
eine fehlerhafte Versiegelung erzeugt wird, um die nachfolgende Inspektionseinrichtung
zu überprüfen, das heißt dahingehend zu überprüfen, ob diese diesen Fehler auch feststellen
kann.
[0089] Bei einer bevorzugten Vorgehensweise könnte eine Nadelinspektion zwischen einem Einlaufstern
der Behältnisse und einem Auslaufstern des Behältnisses stattfinden. So wäre es denkbar,
dass die Penetrationseinrichtung, beispielsweise eine Nadel kurz ausgefahren wird
um mit wenigstens einer Kamera, bevorzugt mit zwei Kameras, die bevorzugt um einen
vorgegebenen Winkel bezüglich einander versetzt sind, aufgenommen zu werden.
[0090] Da eine derartige Inspektion in der Praxis nur selten Fehler findet bzw. meldet,
ist eine Selbstüberprüfung vorteilhaft. Diese kann etwa dadurch erfolgen, dass in
Intervallen die Nadel nicht ausgefahren wird und die Kamera dann diesen provozierten
Fehler melden muss als Nachweis für die korrekte Inspektionsfunktion.
[0091] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Inspektionseinrichtung vorgesehen,
welche eine thermische Überwachung des Schweißpunkts ermöglicht. So können etwa Sensoren
wie Infrarotkameras oder Thermopiles vorgesehen sein, welche nach dem Verschweißen
überprüfen, ob an dem Schweißpunkt eine lokale Erwärmung um eine Mindest-Temperaturdifferenz
messbar ist.
[0092] Daneben ist es auch möglich und bevorzugt, dass die Penetrationseinrichtung inspiziert
und/oder überprüft wird. So kann etwa eine Nadel, dass durch diese Nadel erzeugte
Einstichloch und/oder die Form eines Schweißpunkts geprüft werden. Hierbei ist beispielsweise
eine Erkennung der Lage des Loches und/oder Schweißpunkts bezüglich einer Außenkante
des Verschlusses, eine Rundheit des Loches und/oder Schweißpunkts, der Durchmesser
des Loches und/oder Schweißpunkts, eine Krümmung des Loches und/oder Schweißpunkts
auf dem Verschluss denkbar.
[0093] Bevorzugt weist die Inspektionseinrichtung eine Bildaufnahmeeinrichtung wie insbesondere
aber nicht ausschließlich eine Kamera auf, welche das Einstichloch und/oder den Schweißpunkt
beobachtet. Diese Bildaufnahmeeinrichtung kann dabei insbesondere oberhalb des Behältnisverschlusses
angeordnet sein.
[0094] Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Inspektionseinrichtung auf, welche dazu dient
den Verschluss und/oder den Innendruck des Behältnisses zu prüfen. Dies kann beispielsweise
über eine Wölbung des Behältnisverschlusses erfolgen. Diese Inspektionseinrichtung
kann dabei beispielsweise ein optisches Mittel aufweisen. So kann beispielsweise ein
Einpunkt-Laser Triangulationssensor vorgesehen sein, der ein Höhenprofil des Verschlusses
und insbesondere darunter durchfahrenden Verschlusses aufnimmt.
[0095] Aus einer Krümmung einer aufgenommenen Messkurve kann auf den Innendruck und damit
beispielsweise auf Undichtigkeit geschlossen werden. Selbst wenn die Wölbung aufgrund
sich langsam verändernder Umgebungsbedingungen sich verändert bzw. "davonwandet",
können einzelne stärker abweichende Profile erkannt werden. Noch robuster (wenn auch
aufwendiger) ist die Erkennung, wenn ein flächiges Oberflächenprofil der Verschlüsse
aufgenommen wird.
[0096] Wie erwähnt, kann auch die Penetrationseinrichtung, welche etwa eine Nadel aufweisen
kann, optisch inspiziert werden. Bevorzugt ist daher eine Inspektionseinrichtung vorgesehen,
welche wenigstens ein Element der Penetrationseinrichtung insbesondere optisch inspiziert.
Bevorzugt wird die Penetrationseinrichtung bzw. die Nadel hinsichtlich einer Eigenschaft
untersucht, der aus einer Gruppe von Eigenschaften ausgewählt ist, welche eine Verbiegung
der Nadel, eine Stumpfheit der Nadel, einen eventuell vorhandenen Nadelbruch, eine
Position oder Länge der Nadel, das Vorhandensein von Rückständen auf der Nadel und/oder
das Vorhandensein von Verschmutzungen auf der Nadel enthält.
[0097] Speziell wenn Einrichtungen wie die zur Sterilisation, zur Penetration oder zum Wiederverschließen
mehrfach vorhanden sind, wie dies in Rundläufermaschinen typischerweise der Fall ist,
wird vorgeschlagen, diese Einrichtungen einzeln zu überwachen und insbesondere einzeln
statistisch zu überwachen. Dafür können mehrere Messungen einer oder mehrerer Eigenschaften
für jede individuelle Einrichtung statistisch aggregiert werden, um im Sinne einer
vorbeugenden Wartung, Abweichungen frühzeitig zu erkennen, bevor diese sich auf die
Produktion auswirken. Die statistische Aggregation, beispielsweise eine Mittelung
über viele Messwerte, erlaubt dabei eine wesentlich höhere Genauigkeit als einzelne
Messungen. Werden dann aus Zeitreihen noch Trends abgeleitet, kann z.B. das Erreichen
einer Verschleißgrenze frühzeitig prognostiziert werden.
[0098] Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Herstellen von befüllten
Behältnissen mit einer Transporteinrichtung gerichtet, welche zum Transportieren von
mit einer Flüssigkeit befüllten und mit einem Verschluss verschlossenen Behältnissen
geeignet und bestimmt ist. Weiterhin ist eine Penetrationseinrichtung vorgesehen,
welche dazu geeignet und bestimmt ist, in wenigstens einem Bereich des Verschlusses
und/ oder wenigstens einem Bereich des Behältnisses eine Öffnung zu erzeugen und auch
eine Beaufschlagungseinrichtung, welche einen Innenraum des Behältnisses durch diese
Öffnung hindurch mit einem fließfähigen und insbesondere gasförmigen Medium beaufschlagt.
Weiterhin ist eine Verschließeinrichtung vorgesehen, welche die Öffnung verschließt.
[0099] Erfindungsgemäß weist hier die Vorrichtung eine Wechseleinrichtung auf, welche dazu
geeignet und bestimmt ist, wenigstens eine Einrichtung der Vorrichtung einzuwechseln.
[0100] Dabei kann es sich beispielsweise um ein Element der Penetrationseinrichtung handeln,
wie etwa eine Nadel oder dergleichen. Weiterhin könnte es sich bei dieser Einrichtung
der Vorrichtung um ein Element der Beaufschlagungseinrichtung handeln, oder auch um
ein Element der Verschließeinrichtung.
[0101] Bevorzugt ist diese Wechseleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, den bezeichneten
Wechsel automatisch durchzuführen. So ist es möglich, dass bei einer Beschädigung
der Penetrationseinrichtung, beispielsweise der Nadel, diese automatisch getauscht
werden kann.
[0102] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Aufbewahrungseinrichtung
zur Aufbewahrung wenigstens einer und bevorzugt mehrerer derartiger Elemente auf,
wie beispielsweise einer oder mehrerer entsprechender Nadeln. Diese Aufbewahrungseinrichtung
bzw. dieses Magazin kann in einer bestimmten Position platziert sein, sodass bei einer
beschädigten Nadel oder Penetrationseinrichtung diese Position angefahren werden kann
und ein Tausch über ein Wechselsystem und/ oder einen Roboter durchgeführt werden
kann.
[0103] Daneben ist es auch möglich, dass die Wechseleinrichtung selbst in die Penetrationseinrichtung
integriert ist. So kann sich beispielsweise in dem Prozesskopf ein Magazin befinden,
das bei einer Beschädigung einer Nadel diese austauscht. So kann beispielsweise eine
beschädigte Nadel ausgeworfen und durch eine neue ersetzt werden.
[0104] Allgemein können die Penetrationseinrichtung und die Verschließeinrichtung in unterschiedlicher
Weise angeordnet sein und/oder bewegt werden. So wäre es denkbar, dass sowohl die
Penetrationseinrichtung als auch die Verschließeinrichtung dem Behältnis und/oder
dem Behältnisverschluss mit der gleichen Bewegungsrichtung zugeführt werden. Die Penetrationseinrichtung
und die Verschließeinrichtung könnten dabei etwa an einem Träger angeordnet sein,
der in der Art einer Revolvertrommel ausgestaltet ist.
[0105] Daneben könnten die Bewegungsrichtungen der jeweiligen Zustellbewegungen zueinander
auch in einem von 0° verschiedenen Winkel verlaufen bzw. schräg sein. Dabei wäre es
möglich, dass eines der beiden Elemente senkrecht zu der Behältnis- und/oder Verschlusswand
steht, es wäre jedoch auch möglich, dass beide Elemente schräg zu der jeweils zu durchstechenden
Wandung stehen.
[0106] Um zu vermeiden, dass durch ein schräges auftreffen auf den zu durchbohrenden und/oder
zu verschließenden Abschnitt Querkräfte auftreten, können die beiden Einrichtungen
senkrecht auf die zu durchbohrende Fläche aufgesetzt werden. Bevorzugt ist in diesem
Fall eine Bewegungseinrichtung vorgesehen, welche wenigstens eine der beiden Einrichtungen
zumindest auch in einer senkrecht zu der Einstechrichtung stehenden Richtung bewegt,
wie etwa die oben erwähnte revolvertrommelartige Einrichtung.
[0107] Mit anderen Worten kann bevorzugt eine Wechselbewegung der Komponenten durchgeführt
werden, welche etwa durch eine horizontale Verschiebung der Penetrationseinrichtung
und/oder der Verschließeinrichtung erfolgen kann oder auch durch eine Drehbewegung
realisiert werden kann.
[0108] Daneben könnte auch das Behältnis selbst - insbesondere quer insbesondere senkrecht
zu ihrer Längsrichtung gegenüber der Penetrationseinrichtung und/oder der Verschließeinrichtung
bewegt werden.
[0109] Besonders bevorzugt sind an der Transporteinrichtung mehrere Stationen angeordnet,
die bevorzugt jeweils die oben genannten Einrichtungen aufweisen, d.h. die jeweils
eine Beaufschlagungseinrichtung, eine Penetrationseinrichtung und/oder eine Verschließeinrichtung
aufweisen.
[0110] Besonders bevorzugt ist die Reinigungs- und/oder Sterilisationseinrichtung geeignet,
Einrichtungen der Beaufschlagungseinrichtung(en) mit einem fließfähigen Reinigungsmedium,
wie unten genauer beschrieben, zu beaufschlagen.
[0111] Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ermöglicht die Beaufschlagungseinrichtung
die Beaufschlagung des Behältnisses zumindest mit einem ersten Druck und einem zweiten
Druck, der sich von dem ersten Druck unterscheidet. So ist es beispielsweise möglich,
dass das Behältnis zunächst mit einem größeren Überdruck, beispielsweise mit einem
Druck von vier bar beaufschlagt wird und im Anschluss hieran mit einem Druck, der
dann im Wesentlichen dem Innendruck des Behältnisses entspricht, beispielsweise einem
Druck von 1,3 bar (bzw. 0,3 bar Überdruck gegenüber Umgebungsdruck). Insbesondere
handelt es sich hierbei um den Druck des fließfähigen Mediums, welches in das Behältnis
durch die eingebrachte Öffnung hindurch eingeführt wird.
[0112] Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Beaufschlagungseinrichtung wenigstens
eine Zuführleitung auf, welche dem Innenraum des Behältnisses das Medium zuführt und
die Sterilisationseinrichtung ist dazu geeignet und bestimmt, diese Zuführleitung
mit einem reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium zu spülen. Besonders bevorzugt
weist die Beaufschlagungseinrichtung wenigstens zwei Zuführleitungen auf, welche dem
Innenraum des Behältnisses das fließfähige Medium zuführen und die Sterilisationseinrichtung
ist dazu geeignet und bestimmt beide Zuführleitungen mit dem Reinigungs- und/oder
Sterilisationsmedium zu spülen.
[0113] Daneben kann die Beaufschlagungseinrichtung einen Beaufschlagungsraum aufweisen,
der in Störungsverbindung mit dem Innenraum des Behältnisses steht, und in den die
wenigstens eine, bevorzugt beide Zuführleitungen führen.
[0114] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Reinigungs- und/oder Sterilisationseinrichtung
wenigstens eine stationär angeordnete Zuführungseinrichtung für ein Reinigungs- und/oder
Sterilisationsmedium auf. Dabei ist es möglich, dass in einem stehenden Bereich der
Maschine derartige Zuführungen oder auch ein entsprechendes Reservoir für das Reinigungs-
und/oder Sterilisationsmittel angeordnet sind und insbesondere dieses Reinigungs-
und/oder Sterilisationsmittel zu einem beweglichen Teil der Vorrichtung transportiert
wird.
[0115] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Beaufschlagungseinrichtung
an der Transporteinrichtung angeordnet. Dies bedeutet, dass die Beaufschlagungseinrichtung
mit der Transporteinrichtung transportiert wird.
[0116] Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung eine Vielzahl von derartigen Beaufschlagungseinrichtungen
auf. So können beispielsweise eine Vielzahl von entsprechenden Stationen ausgeführt
sein, an denen, wie oben erwähnt, jeweils Penetrationseinrichtungen, Beaufschlagungseinrichtung
und/oder Verschließeinrichtungen angeordnet sind.
[0117] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Verteileinrichtung
auf, welche wenigstens ein fließfähiges Medium von einer stationär angeordneten Zufahreinrichtung
auf eine Vielzahl von Beaufschlagungseinrichtungen verteilt. Insbesondere kann es
sich bei dieser Verteileinrichtung um einen sogenannten Drehverteiler handeln, der
ausgehend von einer stationären Zuführung einer Vielzahl von an der Transporteinrichtung
angeordneten und damit beweglichen Beaufschlagungseinrichtungen aufteilt.
[0118] Dabei ist es jedoch möglich, dass die eigentliche Sterilisation bzw. Reinigung in
einem stehenden Zustand der Beaufschlagungseinrichtungen erfolgt. Weiter ist es auch
möglich, dass die genannte Verteileinrichtung auch dazu geeignet und bestimmt ist,
im Betrieb das fließfähige Medium von einem stationären Anlagenteil auf die einzelnen
Beaufschlagungseinrichtungen zu verteilen.
[0119] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine stationär
angeordnete Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen des fließfähigen Mediums
auf. Damit ist es auch möglich, dass das fließfähige Medium, mit dem die Behältnisse
im Arbeitsbetrieb beaufschlagt werden, ausgehend von einem stehenden Teil der Anlage
auf einen beweglichen und insbesondere drehenden Teil der Anlage überführt wird.
[0120] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Auswahleinrichtung
und/oder Schalteinrichtung auf, welche die wahlweise Beschickung der Beaufschlagungseinrichtung
mit dem fließfähigen Medium oder dem Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium ermöglicht.
Dabei ist es möglich, dass die Vorrichtung, wie unten genauer beschrieben, zwei unterschiedliche
Arbeitsbetriebe aufweist und die Auswahleinrichtung etwa ein Ventil, bewirken kann,
dass die Beaufschlagungseinrichtung entweder mit dem fließfähigen Medium oder mit
dem Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium beaufschlagt wird.
[0121] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem fließfähigen
Medium (welches zur Sterilisation und/oder Reinigung dient) um ein gasförmiges Medium
und insbesondere um ein Medium wie Dampf, Wasserstoffperoxid oder dergleichen. Es
wäre jedoch auch die Sterilisation mit einem flüssigen Medium möglich.
[0122] Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird mindestens einer der (oben erwähnten)
Drücke bzw. eine der Druckstufen (mit denen das Behältnis beaufschlagt wird mittels
einer Druckspeichereinrichtung zur Verfügung gestellt.
[0123] Insbesondere bei Verwendung einer Rotationsmaschine besteht allgemein die Notwendigkeit,
die beiden Druckstufen auf den drehenden Teil der Maschine zu übertragen oder den
Druck in der Rotation zu reduzieren, insbesondere um einen entsprechenden Medienverteiler
einfach zu halten.
[0124] Eine Druckreduzierung in der Rotation ist allerdings nur bedingt möglich, da die
Einbauten, vor allem ein Druckminderer keine hygienischen Bauteile sind und somit
die gesamte Leitung zur Aufrechterhaltung der Hygiene nicht gedämpft werden kann.
[0125] Falls eine Reduzierung des Druckes mit einem Ventilknoten erfolgt und mit separaten
Leitungen in den drehenden Teil der Maschine überführt wird würde dies zu einem komplizierten
Aufbau des Medienverteilers führen.
[0126] Daneben bedarf eine Druckreduzierung in einer Leitung und eine nachfolgende Abnahme
immer einer hochgenauen Einstellung und Abstimmung von Reglern, da eine Abnahme sofort
eine Auswirkung auf das vorhandene Volumen im Rohr hat. Häufig schwenkt dann der Druck,
sodass in der Folge nicht in jedem Behälter der gleiche Druck im Kopfraum vorhanden
ist.
[0127] Die oben erwähnte Ausführungsform schlägt daher vor, auf dem drehenden Teil bzw.
dem beweglichen Teil der Anlage einen Druckspeicher vorzusehen. Genauer geht diese
Idee davon aus, dass nur eine Leitung mit einem Druckniveau etwa dem geringeren Druck
oder dem höheren Druck durch einen Medienverteiler geführt wird.
[0128] In dem drehenden Teil wird dann über ein Regelventil (welches bevorzugt dämpfbar
ist) ein Druckspeicher mit hohem Volumen mit einem höheren Druck p1 befüllt. Dieser
Druckspeicher kann beispielsweise als Ringkessel ausgeführt sein. Damit stellt bevorzugt
die Druckspeichereinrichtung den höheren Druck zur Verfügung. Dieser Druckspeicher
kann, wie erwähnt, als Ringleitung ausgeführt sein und dabei mehrere abhängig vereinzelte
Stationen aufweisen.
[0129] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Druckspeichereinrichtung an einer Einrichtung
der Transporteinrichtung angeordnet. So kann beispielsweise, wie oben erwähnt, im
Falle eines Rundläufers ein drehendes Rad vorgesehen sein, an dem wiederum der Druckspeicher
angeordnet ist. An diesem Rad können auch mehrere der oben erwähnten Stationen vorgesehen
sein, welche zum Behandeln der Behältnisse dienen.
[0130] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vielzahl
von Beaufschlagungseinrichtungen auf, und bevorzugt sind mehrere dieser Beaufschlagungseinrichtungen
von einer gemeinsamen Druckspeichereinrichtung mit wenigstens einem Druck versorgt.
[0131] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird auch ein Druck mittels einer
stationär angeordneten Versorgungseinrichtung zur Verfügung gestellt. Insbesondere
handelt es sich hier um den kleineren Druck. Dieser wird bevorzugt mittels einer Verteileinrichtung,
beispielsweise einem sogenannten Drehverteiler auf die einzelnen Stationen verteilt.
[0132] Bevorzugt wird der höhere Druck über einen Drehverteiler zur Verfügung gestellt bzw.
geliefert. Dieser Druck kann mittels einer Reduzierungseinrichtung reduziert werden,
beispielsweise mittels eines Regelventils. Auf diese Weise kann über den Druckspeicher
die Genauigkeit bei der Beaufschlagung der Behältnisse mit Druck sichergestellt werden.
[0133] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden dem Behältnis die unterschiedlichen
Drücke über wenigstens zwei Zuführleitungen zur Verfügung gestellt. So ist es möglich,
dass an den Kopfraum des Behältnisses bzw. an dem Verschluss ein Druckraum angelegt
wird und dieser Druckraum von den beiden Leitungen versorgt werden kann. Über diesen
Druckraum kann der Druck in das Innere des Behältnisses gelangen.
[0134] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine
Abdichteinrichtung auf, welche das Behältnis und/oder den Behältnisverschluss während
der Beaufschlagung abdichtet. So ist es möglich, dass das Behältnis selbst an eine
Dichtfläche eines Beaufschlagungskopfes zugestellt wird. Daneben wäre es jedoch auch
möglich, den Kopf auf das Behältnis abzusenken. Daneben oder zusätzlich wäre es auch
möglich, das Behältnis seitlich einzuschieben und so die Abdichtung zwischen dem Behälter
und dem Prozesskopf zu generieren.
[0135] Um das Innere des Behälters mit Druck zu beaufschlagen, kann auf der Oberseite des
Verschlusses abgedichtet werden. Im Stand der Technik wird das durch ein Zustellen
des gesamten Prozesskopfes realisiert. Nachteil dabei ist, dass der Kopf mit der gesamten
Peripherie bewegt werden muss und dadurch die Lebensdauer der Anschlüsse und Dichtungen
verkürzt wird.
[0136] Daneben kann die Abdichtbewegung durch das Anheben der Behältnisse durchgeführt werden.
Dadurch bleibt der Prozesskopf dauerhaft in einer fixen Position und wird nicht durch
ständiges Bewegen beschädigt. Beim Anheben der Flasche muss nur eine Flaschenhalterung,
beispielsweise eine Klammer, bewegt werden.
[0137] Es ist auch möglich das Abdichten zwischen Prozesskopf und Behältnisverschluss ohne
eine Bewegung der beiden Komponenten zu realisieren. Dabei wird ein zusätzliches Zwischenstück
zwischen beide Dichtflächen geschoben.
[0138] Zur Druckbeaufschlagung oder zum Druckausgleich eines bereits verschlossenen Behälters
kann an der Stelle, an der der Behälter geöffnet werden soll, abgedichtet werden.
[0139] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Regelungseinrichtung
für wenigstens einen der Drücke bzw. eine der Druckstufen auf. So kann insbesondere
am Speicher eine derartige Regelungseinrichtung angeordnet sein.
[0140] So wäre es beispielsweise möglich, dass am oder im Druckspeicher ein Drucktransmitter
vorgesehen ist, um den Druck einzuregeln. Weiterhin können an dem Druckspeicher die
Abgänge zu dem Behandlungsstationen vorgesehen sein, um den gewünschten Enddruck in
den Behältnissen einzustellen.
[0141] Der hier verwendete Medienverteiler kann recht einfach gehalten werden, und damit
kann auch der Aufbau der gesamten Maschine vereinfacht werden. Durch das Volumen des
Druckspeichers für den Niederdruck kann das gewünschte Druckniveau sehr genau eingestellt
werden, da eine Entkopplung von dem Hochdruck entsteht. Es ist daher möglich, dass
der Druckspeicher sowohl zur Verfügungsstellung eines Hochdrucks als auch zur Verfügungsstellung
eines Niederdrucks dient.
[0142] Weiterhin ist es auch möglich, dass die genannte Druckspeichereinrichtung sterilisiert
wird, beispielsweise mit Dampf. Über ein verwendetes Regelventil zur Einspeisung des
Speichers können auch unterschiedliche Solldrücke je nach dem gewünschten Behältnisdruck
unabhängig eingestellt werden.
[0143] So kann auf einen Wechsel von Elementen, wie beispielsweise Blenden, verzichtet werden.
Daneben ist auch eine genaue Einstellung der Behandlungszeit nicht mehr so bedeutsam
wie im Stand der Technik. Durch einen (ggf. zusätzlichen) Einsatz von Blenden zur
Reduzierung des Druckes von p1 auf p2 wäre es auch beispielsweise bei einer zu langen
Behandlungszeit möglich, im Kopfraum einen viel zu hohen Druck zu erhalten, was zu
einer Instabilität des Prozesses führen würde.
[0144] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die besagte Beaufschlagungseinrichtung
für die Behältnisse an der Transporteinrichtung angeordnet. Wie oben erwähnt, kann
dabei eine Vielzahl von derartigen Beaufschlagungseinrichtungen vorgesehen sein.
[0145] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Druckspeichereinrichtung mittels
einer Reinigungsleitung und/oder einer Sterilisationsleitung reinigbar und/oder sterilisierbar.
[0146] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Recyclingeinrichtung
auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, ein gasförmiges Medium und insbesondere
das oben beschriebene Medium zum Beaufschlagen der Behältnisse wenigstens teilweise
rückzugewinnen. So kann etwa durch Druck-Recycling ein Stickstoffverbrauch reduziert
werden.
[0147] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Einstechposition der Penetrationseinrichtung
gegenüber dem Behältnis veränderbar und/oder einstellbar. Dies kann insbesondere aber
nicht ausschließlich dadurch erfolgen, dass eine Position der Penetrationseinrichtung
und/oder einer Nadel gegenüber dem zu durchstehenden Bereich des Behältnisses und
insbesondere des Behältnisverschlusses insbesondere senkrecht zu der Längsrichtung
des Behältnisses veränderbar ist.
[0148] Auf diese Weise kann beispielsweise ein Verschluss an im Wesentlichen beliebigen
Positionen durchstochen werden. Das Anstechen in den Behälterdeckel kann vorzugsweiße
zentrisch stattfinden. Doch ist es auch möglich den Behälterverschluss in einer gerichteten
Position zu behandeln, sodass bei einem Deckeldesign bzw. Verschlussdesign dieses
durch Nadel und/oder Schweißung nicht beschädigt wird.
[0149] Auch das Anstechen und Verschweißen andere Behältnisbereiche, etwa über den Flaschenboden
ist möglich. Hierbei wird bevorzugt das Behältnis über den Boden (z.B. Anspritzpunkt
der Preform) behandelt, sodass kein ersichtlicher Eingriff an dem Behälter sichtbar
ist.
[0150] Um die Prozessgeschwindigkeit zu verändern und insbesondere zu erhöhen kann die Anzahl
oder auch Lochgröße variiert werden. Das mindestens eine Loch kann bevorzugt einen
Durchmesser von 0,05mm - 4mm, bevorzugt von 0,1mm -2mm aufweisen.
[0151] Ebenfalls kann die Lochform variieren, beispielsweise ist eine runde, quadratische,
dreieckige oder ovale-Form möglich. Alternativ könnte es sich bei der Lochform um
ein Vieleck handeln.
[0152] Bei mehreren Löchern gibt es die Möglichkeiten alle Löcher mit einem Schweißstempel
zu verschweißen oder Anzahl Schweißstempel entspricht der Anzahl der Löcher/Nadeln.
Auch ist es möglich, dass mehrere Schweißstempel vorgesehen sind, wobei jedoch zumindest
einzelne dieser mehreren Schweißstempel mehrere Löcher verschweißen.
[0153] Der Schweißstempel kann weiterhin ein Muster enthalten beispielsweise ein Logo, Rautenmuster
oder auch Schachbrettmuster das beim Schweißprozess auf den Behälter übertragen wird.
Ein Vorteil hierbei ist die Minimierung des Fremdeinflusses durch Dritte (eine Nachahmung
dieser Form stellt sich als schwierig dar).
[0154] Außerdem kann so ein Blanko-Verschluss verwendet werden und durch das Schweißen ein
Branding aufgebracht werden.
[0155] Für die Verschließung und/oder Verschweißung des gestochenen Loches können mehrere
Verfahren genutzt werden. Bei einem Verfahren können die Behältnisse oder Verschlüsse
(Kunststoff) über Hitze/Wärme verschlossen werden. Dies kann insbesondere aber nicht
ausschließlich erfolgen durch den Einsatz Mikrowelleerwärmungseinrichtungen, Infraroterwärmungseinrichtungen,
Ultraschallerwärmungseinrichtungen, Lötkolben/Heizstempel, Lasereinrichtungen, Heißluftbeaufschlagungseinrichtungen
oder dergleichen.
[0156] Eine weitere Möglichkeit ist es (alternativ oder zusätzlich) das Loch über Materialzuführung
wieder zu verschließen. Dies kann beispielsweise mittels Aufbringeinrichtungen zum
Aufbringen von Klebstoffen oder heißen Kunststoffen erfolgen.
[0157] Bei einer weiteren Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Versiegelungseinrichtung
auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, ein wieder verschlossenes Loch zu versiegeln.
Diese Versiegelung kann dabei sowohl als mechanischer Schutz der Verschweißung gegen
Beschädigungen und Umwelteinflüsse, als auch zur Garantie der Unversehrtheit des Produkts
dienen.
[0158] Weiterhin wäre es auch möglich, dass ein Versiegelungsmuster mittels eines Lasers
angebracht wird.
[0159] Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf einem Verfahren zum Herstellen von mit
Flüssigkeiten befüllten und verschlossenen Behältnissen gerichtet, wobei mit einer
Transporteinrichtung mit einer Flüssigkeit befüllte und mit einem Verschluss verschlossene
Behältnisse transportiert werden und mit einer Penetrationseinrichtung wenigstens
einem Bereich des Verschlusses und/oder des Behältnisses eine Öffnung erzeugt wird
und wobei mit einer Beaufschlagungseinrichtung ein Innenraum des Behältnisses durch
die Öffnung hindurch mit einem fließfähigen und insbesondere gasförmigen Medium beaufschlagt
wird und anschließend mit einer Verschließeinrichtung die Öffnung wieder verschlossen
wird.
[0160] Auch verfahrensseitig wird daher eine Möglichkeit vorgeschlagen, um ein für die Produktionsherstellung
geeignetes Verfahren zur Verfügung zu stellen.
[0161] Bei einer ersten - insbesondere erfindungsgemäßen - Ausgestaltung wird wenigstens
ein Bereich des Behältnisses und/oder des Verschlusses sterilisiert. Auch verfahrensseitig
wird hier vorgeschlagen, dass eine Sterilisation eines Bereiches des Behältnisses
und/oder des Verschlusses und/oder eines Bereichs der Vorrichtung wie etwa der Penetrationseinrichtung
oder der Beaufschlagungseinrichtung und/oder der Verschließeinrichtung erfolgt.
[0162] Bei einem bevorzugten Verfahren erfolgt ein Sterilisieren nach dem Perforieren des
Verschlusses oder des Behältnisses. Dabei kann ein Sterilisieren in demjenigen Zeitraum
erfolgen, in dem das Behältnis geöffnet und beaufschlagt ist. Es wäre jedoch auch
möglich, dass die Sterilisation bereits vor dem Perforieren des Verschlusses und/oder
des Behältnisses erfolgt.
[0163] Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung verschließt die Verschließeinrichtung
die Öffnung durch Einwirkung von Ultraschall. Wie oben erwähnt, wird hierzu besonders
bevorzugt eine Sonotrode eingesetzt.
[0164] Besonders bevorzugt kontaktiert wenigstens ein Element der Verschließeinrichtung
einen Bereich der Öffnung wenigstens zeitweise während des Verschließvorgangs. Besonders
bevorzugt wird dabei wenigstens ein Element der Verschließeinrichtung auf einen Bereich
der Öffnung und/oder den Verschluss und/oder den Bereich des Behältnisses der perforiert
wurde, zugestellt.
[0165] Zu diesem Zweck können, beispielsweise Antriebe, wie insbesondere pneumatische, elektrische
oder hydraulische Antriebe eingesetzt werden. Daneben oder zusätzlich wäre es auch
möglich, Führungskurven einzusetzen, welche die jeweiligen Bewegungen ermöglichen.
[0166] Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren versetzt die Verschließeinrichtung wenigstens
zeitweise wenigstens einen Abschnitt des Behältnisses oder des Verschlusses in eine
mechanische Schwingung. Besonders bevorzugt wird durch diese mechanische Schwingung
ein zu erhitzendes Material erwärmt und insbesondere geschmolzen und damit letztlich
das Verschließen erreicht. Besonders bevorzugt wird durch dieses Schwingen ein wenigstens
teilweises Schmelzen des zu verschließenden Bereichs erreicht.
[0167] Bei einem bevorzugten Verfahren wird zum Schmelzen bzw. zum Beaufschlagen eine Frequenz
eingesetzt, die größer ist als 5 kHz, bevorzugt größer als 10 kHz und bevorzugt größer
als 20 kHz. Besonders bevorzugt wird eine Frequenz eingesetzt, die kleiner ist als
80 kHz, bevorzugt kleiner als 50 kHz, bevorzugt kleiner als 40 kHz und besonders bevorzugt
kleiner als 35 kHz.
[0168] Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird wenigstens zeitweise mittels einer
Sensoreinrichtung der Verschließvorgang überwacht. Dabei kann beispielsweise eine
Leistung der Verschließeinrichtung bzw. der oben erwähnten Sonotrode gemessen werden.
Auch wäre es möglich, dass eine Kamera vorgesehen ist, welche den Verschließvorgang
mittels Ultraschall überwacht.
[0169] Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren wird wenigstens eine Einrichtung der
Vorrichtung mittels einer Inspektionseinrichtung inspiziert und/oder mittels einer
Überwachungseinrichtung wird wenigstens ein Parameter überwacht, welcher für die Herstellung
der befüllten Behältnisse charakteristisch ist.
[0170] Es wird bei dieser Ausgestaltung vorgeschlagen, dass entweder die Vorrichtung bzw.
deren Anlagenteil sich selbst überwacht, insbesondere und nicht nur ausschließlich
die Penetrationseinrichtung, die Beaufschlagungseinrichtung und/oder die Verschließeinrichtung
und/oder dass das behandelte Behältnis überwacht wird, wobei hier beispielsweise eine
Drucküberwachung oder dergleichen vorgenommen werden kann.
[0171] Alternativ und/oder zusätzlich kann der eigentliche Behandlungsprozess überwacht
werden.
[0172] Bei einem bevorzugten Verfahren wird wenigstens ein Wert ausgegeben, der für die
Einrichtung der Vorrichtung und/oder für die Herstellung der befüllten Behältnisse
charakteristisch ist. Besonders bevorzugt wird die Vorrichtung auf Basis dieses Werts
gesteuert.
[0173] Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren erfolgt die oben erwähnte Erzeugung der
Öffnung in dem Verschluss und/oder das Beaufschlagen und/oder das Verschließe in einem
ersten Arbeitsbetrieb der Vorrichtung.
[0174] In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird in einem zweiten Arbeitsbetrieb wenigstens
eine Einrichtung der Beaufschlagungseinrichtung mittels eines Reinigungs- und/oder
Sterilisationsmedium gereinigt und/oder sterilisiert. Bei dieser Ausgestaltung wird
generell vorgeschlagen, dass eine Sterilisation und/oder Reinigung von Einrichtungen
und/oder Anlagenteilen vorgenommen wird. Diese Reinigung und/oder Sterilisation kann
dabei insbesondere durch ein Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium erfolgen.
[0175] Bei einem bevorzugten Verfahren erfolgt die Reinigung und/oder Sterilisation mittels
eines fließfähigen Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums. Dabei kann es sich
beispielsweise, wie oben erwähnt, um Wasserdampf, Wasserstoffperoxid oder dergleichen
handeln.
[0176] Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird das Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium
durch eine stationär angeordnete Zuführungseinrichtung zur Verfügung gestellt. Besonders
bevorzugt kann dabei diese Zuführung während einer Bewegung der Beaufschlagungseinrichtung
erfolgen. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Zuführung des Reinigungs- und/oder
Sterilisationsmediums in einem stationären Zustand der Beaufschlagungseinrichtungen
erfolgt. Besonders bevorzugt wird das Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel über
die gleichen Wege zur Verfügung gestellt, wie das fließfähige Medium, mit dem die
Behältnisse beaufschlagt werden. Besonders bevorzugt wird das Reinigungs- und/oder
Sterilisationsmedium über einen Drehverteiler zur Verfügung gestellt.
[0177] Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird auch ein Druckspeicher der Vorrichtung
mittels des Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums gereinigt.
[0178] Weiterhin ist es bevorzugt auch möglich, dass mehrere Zuführleitungen für das fließfähige
Medium mit dem Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium gereinigt werden.
[0179] Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Verfahrens wird das Behältnis
von der Beaufschlagungseinrichtung mit einem ersten Druck und einem hiervon abweichenden
zweiten Druck des fließfähigen Mediums beaufschlagt.
[0180] Bevorzugt wird das Behältnis zunächst mit einem höheren Druck und anschließend mit
einem niedrigeren Druck beaufschlagt.
[0181] Bei einem bevorzugten Verfahren wird der niedrige Druck durch eine Druckspeichereinrichtung
zur Verfügung gestellt.
[0182] Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
Darin zeigen:
[0183]
- Fig. 1a-1h
- schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Veranschaulichung
eines durchzuführenden Verfahrens;
- Fig. 2
- Eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung;
- Fig. 3
- Eine Seitenansicht der in Figur 2 gezeigten Darstellung;
- Fig. 4
- Eine weitere Seitenansicht der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung;
- Fig. 5
- Ein Schaltplan zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- Fig. 6
- Eine grob schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
[0184] Figur 1a zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
1 zum Behandeln von Behältnissen. Von dem Behältnis ist hier lediglich ein Verschluss
12 dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Penetrationseinrichtung
6 auf, welche hier als Nadel ausgeführt ist und welche in einem vorbestimmten Bereich
des Verschlusses 12 einstechen soll. Diese Penetrationseinrichtung 6 ist hier an einer
Antriebseinrichtung beweglich angeordnet und kann so in Figur 1a in einer vertikalen
Richtung auf den Verschluss zugestellt werden und diesen durchstechen.
[0185] Das Bezugszeichen 104 kennzeichnet eine Führungseinrichtung, welche hier zum Führen
der Penetrationseinrichtung 6 dient. Das Bezugszeichen 102 kennzeichnet grob einen
Führungszylinder, innerhalb dessen die Penetrationseinrichtung 6 mit ihrer Antriebseinrichtung
8 bewegbar ist.
[0186] Das Bezugszeichen 19 kennzeichnet eine weitere Antriebseinrichtung, die insgesamt
gegenüber einem Gehäuse 18 ebenfalls in der vertikalen Richtung bewegbar ist. Gleichzeitig
kann durch die Beaufschlagungseinrichtung 8 ein Druck in das Behältnis aufgebracht
werden. Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet eine Verschließeinrichtung, welche dazu bestimmt
ist, den Behältnisverschluss nach dem Durchstechen und dem Befüllen mit dem Gas wieder
zu verschließen.
[0187] In einer Ausführungsform kann diese Verschließeinrichtung eine Ultraschallerzeugungseinrichtung
42 aufweisen. Diese kann an den Verschluss angelegt werden und diesen durch Schwingungen
lokal so stark erhitzen, dass es zu einem Schmelzen des (Kunststoff)materials des
Verschlusses 12 kommt
[0188] Das Bezugszeichen 300 kennzeichnet grob schematisch eine Inspektionseinrichtung,
welche dazu geeignet und bestimmt ist, Einrichtungen der Vorrichtung 1 zu inspizieren
und/oder auch dazu, ein Arbeitsergebnis, etwa ein gebohrtes Loch zu inspizieren. Dabei
ist es möglich, dass derartige Inspektionseinrichtungen stationär angeordnet sind
und sich die in Fig. 1a gezeigte Vorrichtung an diesen vorbei bewegt.
[0189] Es wäre jedoch auch denkbar. dass die Inspektionseinrichtung ortsfest gegenüber der
in Fig. 1a gezeigten Vorrichtung angeordnet ist, beispielsweise an der (nicht gezeigten
Transporteinrichtung, an der auch die Vorrichtung selbst angeordnet ist.
[0190] Das Bezugszeichen 302 kennzeichnet grob schematisch eine Überwachungseinrichtung,
welche den oben beschriebenen Prozess überwacht, etwa durch Überwachung von Drücken,
Temperaturen oder anderen Prozessparametern
[0191] Bei der in Figur 1b gezeigten Situation ist kein Element der Vorrichtung auf den
Behältnisverschluss zugestellt, sodass hierdurch der Beginn eines entsprechenden Verfahrens
markiert wird.
[0192] Bei der in Figur 1c gezeigten Darstellung wird zunächst die Verschließeinrichtung,
etwa ein Temperierelement, auf den Verschluss zugestellt, beispielsweise um diesen
aufzuschmelzen bzw. zu erweichen. Dieser Verfahrensschritt ist jedoch optional.
[0193] Bei der in der Figur 1d gezeigten Situation wird die Verschließeinrichtung wieder
zurückgestellt.
[0194] Bei der in Figur 1e gezeigten Situation wird zunächst das Element 102 auf den Verschluss
12 zugestellt. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Sterilisation des Verschlusses
12 erreicht werden, etwa indem in demjenigen Bereich, in dem die Öffnung erzeugt werden
soll, die umliegenden Bereiche sterilisiert werden, was beispielsweise durch UV-Licht,
wie unten genauer erläutert, oder auch durch Hitzeeinwirkung oder auch durch ein Sterilisationsmedium
erfolgen kann.
[0195] Bei der in Figur 1f gezeigten Situation wird mittels der Penetrationseinrichtung
6 ein Loch in den Behälterverschluss eingestochen. Bei der in Figur 1g gezeigten Situation
wird die Penetrationseinrichtung zurückgezogen. Nunmehr ist an dem Verschluss 12 eine
Öffnung bzw. ein Loch 20 erzeugt. Bei der in Figur 1h gezeigten Situation wird dieses
Loch 20 wiederum verschlossen. Dies kann dabei wie oben erwähnt durch Schmelzen des
Materials erfolgen, es kann jedoch auch eine Sonotrode zum Einsatz kommen, welche
ein noch günstigeres Verschließen der Öffnung 20 bewirkt.
[0196] Figur 2 zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hierbei ist ein
Gehäuse vorgesehen 30, welches beispielsweise eine Linearantriebseinheit für eine
Nadel und auch die Sonotrode aufweisen kann. Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet wiederum
die Verschließeinrichtung, die wie in Figur 2 gezeigt schräg geführt wird und damit
auch schräg auf das (nicht gezeigte) Behältnis zugestellt werden kann. Das Bezugszeichen
32 kennzeichnet eine Druckluftzuführung, welche zur Betätigung des pneumatischen Antriebs
dient.
[0197] Bei der in Figur 3 gezeigten Situation ist neben der Druckluftzuführung 32 auch ein
zweiter Anschluss 34 erkennbar, der insgesamt die Bewegung des Kolbens 36 bewirken
kann.
[0198] Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet wiederum die Penetrationseinrichtung und das Bezugszeichen
52 einen Temperatursensor, der beispielsweise eine Temperatur des Behältnisverschlusses
überwachen kann.
[0199] Das Bezugszeichen 102 kennzeichnet eine Sterilisationseinrichtung, die hier als gepulste
UV-Lampe ausgeführt ist und welche den Bereich der erzeugten oder zu erzeugenden Öffnung
sterilisiert.
[0200] Bei der in Figur 4 gezeigten Situation ist ein Ventilblock vorgesehen, der zur Zuführung
des Gases, beispielsweise Stickstoff, dienen kann. Daneben kann dieser Ventilblock
auch mittels eines Sterilisationsgases sterilisiert werden. Daneben ist auch eine
Sterilisation mittels H
2O
2 möglich.
[0201] Das Bezugszeichen 104 kennzeichnet eine Kühleinrichtung zum Kühlen der UV-Lampe bzw.
allgemein der Sterilisationseinrichtung. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine
Flüssigkeitskühlung handeln.
[0202] Das Bezugszeichen 520 kennzeichnet einen Druckbeaufschlagungsraum, um den Bereich
zwischen dem Verschluss und der Druckluftbeaufschlagung abzudichten und um so den
Behältnisverschluss und damit auch das (nicht gezeigte) Behältnis mit dem Überdruck
zu beaufschlagen.
[0203] Figur 5 zeigt eine schaltplanartige Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einer Behandlungsstation. Hier ist ein Behältnis 10 gezeigt, welches mit der Druckluft
beaufschlagt wird. Auch ist wiederum eine Beaufschlagungskammer 520 vorgesehen, welche
hier mittels zwei Druckluftleitungen mit Drücken p1 und p2 versehen werden kann. Über
ein Druckreservoir 514 kann zunächst ein Druck Px mittels einer Regelungsstufe 508
und einer Regelungseinheit 512 einem Drehverteiler 430 zugeführt werden.
[0204] Dieser Drehverteiler 430 verteilt die Druckluft auf die einzelnen Behältnisse bzw.
die einzelnen Beaufschlagungseinrichtungen. Das Bezugszeichen 500 kennzeichnet die
Beaufschlagungseinrichtung in ihrer Gesamtheit.
[0205] Das Bezugszeichen 510 kennzeichnet eine Druckspeichereinrichtung, welche zum Speichern
eines bestimmten Drucks, entweder des höheren Drucks p1 oder des geringeren Drucks
p2 vorgesehen ist.
[0206] Das Bezugszeichen 516 kennzeichnet ein Regelventil, welches dazu geeignet ist, den
aus dem Reservoir austretenden Druck P auf die einzelnen Behältnisse zu regeln.
[0207] Daneben ist auch die Reinigungsfunktion der Vorrichtung gezeigt. Hier ist wieder
ein Reservoir 414 vorgesehen, welches beispielsweise ein Reinigungsmittel wie Dampf
zur Verfügung stellen kann. Das Bezugszeichen 408 kennzeichnet ein Ventil, welches
die Zuführung von Dampf in die Einrichtung 512, den Drehverteiler 430, aber auch die
einzelnen Leitungen der Beaufschlagungseinrichtung 500 bewirken kann.
[0208] Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
Hier ist eine Transporteinrichtung 2 vorgesehen, welche etwa als drehbarer Träger
ausgeführt sein kann. An diesem Träger ist eine Vielzahl von Behandlungsstationen
40 vorgesehen, welche wie oben erwähnt hier die einzelnen Einrichtungen aufweist,
wie die Beaufschlagungseinrichtung und dergleichen, aufweisen können.
[0209] Das Bezugszeichen 430 kennzeichnet wiederum einen Drehverteiler und das Bezugszeichen
510 grob schematisch das Reservoir, welches zum Vorhalten bzw. zum Speichern einer
Druckstufe dienen kann.
[0210] Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten
Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination
gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass
in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen
vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in
einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser
Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile
durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter
Merkmale ergeben können.
Bezugszeichenliste
[0211]
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Transporteinrichtung
- 4
- Verschließeinrichtung
- 6
- Penetrationseinrichtung
- 8
- Beaufschlagungseinrichtung
- 10
- Behältnis
- 12
- Verschluss
- 18
- Gehäuse
- 19
- Antriebseinrichtung
- 20
- Loch
- 30
- Gehäuse
- 32
- Druckluftzuführung
- 34
- Zweiter Anschluss
- 36
- Kolben
- 40
- Behandlungsstationen
- 42
- Ultraschallerzeugungseinrichtung
- 52
- Temperatursensor
- 102
- Führungszylinder
- 102
- Element
- 102
- Sterilisationseinrichtung
- 104
- Führungseinrichtung
- 104
- Kühleinrichtung
- 408
- Ventil
- 414
- Reservoir
- 430
- Drehverteiler
- 300
- Inspektionseinrichtung
- 302
- Überwachungseinrichtung
- 500
- Beaufschlagungseinrichtung
- 508
- Regelungsstufe
- 510
- Druckspeichereinrichtung
- 510
- Reservoir
- 512
- Regelungseinheit
- 514
- Druckreservoir
- 516
- Regelventil
- 520
- Druckbeaufschlagungsraum
- P1
- höherer Druck
- P2
- geringerer Druck
- PX
- Druck