用於製造利用液態的填充物填充的容器的方法和裝置製造方法

2023-04-23 22:29:21 2

用於製造利用液態的填充物填充的容器的方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於製造已填充的容器的方法，所述容器由預製坯件製成，所述預製坯件由熱塑性材料製成，其中，相應的預製坯件至少熱條件處理並且接著在成型-和填充階段期間在模具中通過供入的填充物的壓力作用在成型-和填充壓力下成型為相應的容器，其中，預製坯件在成型-和填充階段期間至少暫時地通過拉伸杆引導和/或在軸線方向上拉伸，其中，至少在成型-和填充階段結束時，相應的容器具有相應於所述成型-和填充壓力（p2）的內壓力。
【專利說明】用於製造利用液態的填充物填充的容器的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1前序部分所述的方法以及一種根據權利要求15前序部分所述的裝置。
【背景技術】
[0002]已公開的是，通過吹塑成型來製造容器，所述容器由熱塑性材料、例如由PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)製成的預製坯件製作，其中，將吹塑機內部的預製坯件供應給不同的加工站(DE-0S4340291)。典型的是，吹塑機具有用於將預製坯件調溫或者預加熱(熱條件處理)的加熱裝置、並且具有配備至少一個吹塑站的吹塑裝置，在所述吹塑裝置的區域中分別被事先調溫的預製坯件通過雙軸向或者多軸向定向膨脹成為容器。藉助於壓力氣體(壓力空氣)作為壓力介質進行所述膨脹，以成型壓力將所述壓力介質導入到待膨脹的預製坯件中。這種膨脹預製坯件的方法技術流程在DE-0S4340291中闡述。
[0003]所述吹塑站的基本結構在DE-0S4212583中說明。將預製坯件調溫的可能性方案在 DE-0S2352926 中闡述。
[0004]根據典型的後處理方法，將通過吹塑製造的容器供應給隨後的填充裝置並且在這裡利用預設的產品或者填充物進行填充。因此使用單獨的吹塑機和單獨的填充機。在此也公開的是，單獨的吹塑機和單獨的填充機共同組成一個機器塊、即聯合式吹塑-填充-裝置，其中，另外在單獨的機器部件上並且在時間上依次進行吹塑和填充。
[0005]此外已建議的是，製造特別是也由熱條件處理或預加熱的預製坯件製成的瓶子形式的容器並且在此同時利用液態的填充物進行填充，所述液態的填充物作為液壓的壓力介質以成型-和填充壓力進行供應以便膨脹預製坯件或成型容器，從而相應的預製坯件在填充的同時被成型為容器。在這種方法中必定存在這樣的問題:必須避免汙染相應的成型-和填充站或形成這些站的模具，所述汙染類似於吹塑成型機為了製造由熱條件處理的預製坯件製成的容器通過壓力氣體吹塑而進行吹塑成型導致。尤其在完全或者部分碳酸化的填充物的情況中，由於填充物損失而特別產生汙染相應的成型-和填充站的危險、特別是在容器內壓力下降的情況下、也就是說將容器從相當高的成型-和填充壓力卸載到環境壓力。這種填充物損失特別是由於卸載時所產生的實心泡沫形成而造成，從而在使用預製坯件的情況下以及在使用填充物作為壓力介質(液壓成型技術)的情況下、特別是對於含C02的產品直至現在為止不可以同時成型和填充容器。

【發明內容】

[0006]本發明的任務在於提出一種方法，所述方法避免了上述的缺點並且在液壓成型技術中即使在使用含C02的填充物的情況下也避免了汙染相應的成型-和填充站的危險。
[0007]為了解決所述任務，根據權利要求1構造了一種用於製造利用液態的填充物填充的容器的方法。用於製造利用液態的填充物填充的容器的裝置是權利要求*的主題。
[0008]在本發明中，分成至少兩級地將已填充的容器從較高的成型-和填充壓力(例如在8bar至15bar之間的範圍內)卸載到大氣或者環境壓力，更確切地說,首先在至少一個預卸載階段中卸載到預卸載壓力，所述預卸載壓力明顯小於成型-和填充壓力，並且然後在時間上緊接在至少一個剩餘預卸載階段中卸載到大氣或者環境壓力。這種分級的卸載即使在具有高C02含量的填充物的情況下也避免了會導致產品損失並且因此會導致相應的成型-和填充站汙染的泡沫形成。
[0009]術語「基本上」或者「大約」在本發明的意義中表示相應精確的值的偏差+/_10%、優選為+/-5%和/或對於功能的輕微改變所造成的偏差。
[0010]本發明的改進方案、優點以及應用可能性方案也由以下實施例說明和附圖得出。在此，所有對於自身或者以任意組合進行的自身說明的特徵和/或圖像表示的特徵是本發明的基本內容，獨立於權利要求中或者其回引中的總結。權利要求的內容也是說明書的組成部分。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]以下依據實施例的附圖進一步說明本發明。其中:
[0012]圖1:示意性地示出了根據本發明的、用於製造填充並且封閉的容器的設備；
[0013]圖2:以簡化的單獨示圖並且以截面圖示出了預製坯件(預製坯件)以及具有拉伸杆的、圖1的設備的成型-和填充機的成型-和填充站的部分；
[0014]圖3:以類似的示圖示出了如圖2但處於完成成型的、瓶子形式的容器；
[0015]圖4和5:分別以曲線圖示出了在容器成型-和填充階段期間以及在緊接的卸載期間在環境壓力的條件下容器內壓力與時間相關的壓力變化曲線；
[0016]圖6:示出了在容器成型-和填充階段期間以及在緊接的碳酸化和卸載期間在環境壓力的條件下容器內壓力與時間相關的壓力變化曲線。
【具體實施方式】
[0017]圖1中普遍用I標示的設備用於在使用由熱塑性材料、例如由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PEE)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚丙烯(PP)製成的預製坯件3(Preforms)的情況下製造瓶子形式的、已填充的並且已封閉的容器2。預製還件3構造成套筒形式，其具有敞開的、形成之後的容器嘴部2.1的端部3.1並且具有閉合的、形成之後的容器底部2.2的底部3.2、以及具有形成之後的嘴部法蘭2.3的法蘭3.3。
[0018]原則上，按以下所述方式來實現製造利用液態的填充物進行填充並且封閉的容器
2:相應被條件處理的、也就是說被預加熱並且設置在成型-和填充站的閉合的模具4中的預製坯件3利用處於高的成型-和填充壓力條件下的填充物進行加載並且通過所述填充物液壓地成型為相應的容器2。然後，如此成型並且同時填充的容器2在卸載到環境壓力之後被密封地封閉、也就是說在其容器嘴部2.1上設有封閉元件5、例如帽形式的封閉元件。
[0019]為了實施該方法，設備I還包括一個裝置6，通過未示出的輸送裝置根據箭頭A將預製坯件3供應給所述裝置，並且所述裝置在排出口上提供已條件處理的預製坯件3、也就是說至少已預加熱到玻璃轉化溫度的預製坯件3。所示的實施方式示出了有利的改進方案，其中，已消毒並且已乾燥的預製坯件3同時也被導入到成型-和填充站4的模具4.1中。為此，所述裝置6具有加熱路段7，在所述加熱路段中進行預製坯件的預加熱，例如通過IR-輻射器，NIR-輻射器或者藉助於微波等等。此外，在所述裝置6的另外的區段8中以消毒介質、例如以已加熱的和/或蒸汽態的、含過氧化氫的消毒介質或者過氧乙酸或者滅菌的氣體加載或者霧狀噴灑已加熱的預製坯件3。然後，在所述裝置6的另外的區段9中在使用熱消毒空氣的情況下激活消毒介質以及乾燥已條件處理的並且已消毒的預製坯件3。然後，所述預製坯件通過未示出的輸送段根據箭頭B供應給成型-和填充機10的預製坯件入口。一個未示出的變型方案在於，代替上述的溼消毒而藉助於輻射進行消毒、特別是藉助於UV-束、脈衝式UV-束、電子束(E-Beam)或者其它合適的輻射器。
[0020]此外，成型-和填充機10還包括轉臺12，所述轉臺被可旋轉地支承在機架11上並且可繞豎直的機器軸線MA環繞地被驅動，所述轉臺在圖1的原理示圖中表示為框。在轉臺12上，以均勻的角間距繞機器軸線分布並且以與所述機器軸線徑向相同的間距設置多個分別具有一個模具4.1的成型-和填充站4。此外，在所示的實施方式中，在轉臺12上設置了三個分別同心包圍所述機器軸線MA的環形罐13-15，在成型-和填充機10運行期間，外部的、具有較大體積的環形罐13利用處於填充-和成型壓力p2條件下的液態填充物第一成分Kl進行填充，而由環形罐13包圍的、具有較小體積的環形罐14利用同樣處於填充-和成型壓力P2條件下的填充物第二成分K2進行填充。在圖1的示圖中設置在環形罐13和14下方並且用作卸載通道的、空的環形罐15包含惰性氣體、例如C02氣體並且被以卸載壓力pl加載。
[0021]在一般情況下，利用成分Kl和K2分別僅僅部分地填充所述罐13和14，從而在環形罐13和14中分別形成一個下部的液體室並且在液體室上方形成一個氣體室，利用處於填充-和成型壓力P2條件下的惰性氣體、例如C02氣體或者氮氣填充所述氣體室，所述氣體通過具有旋轉饋送裝置16的惰性氣體連接17由安裝在機架11中並且優選被冷卻的惰性氣體儲存容器18提供。由未示出的惰性氣體源通過壓縮器19給所述儲存容器18供應惰性氣體，更確切地說其方式是，惰性氣體儲存容器18中進而環形罐13和14的氣體室中的填充-和成型壓力P2以所需要的高度維持或保持恆定。所述壓縮器19的為此所需的控制通過控制裝置20根據壓力傳感器21和22進行，這些壓力傳感器檢測環形罐13和14中的壓力，其中，控制裝置20通過數據導線和/或無線的數據連接44與相應的傳感器以及控制-和調節單元連接。罐13和14中的填充高度通過水平調節或者水平控制來保持恆定。
[0022]為了在環形罐15中維持恆定的預卸載壓力pl，所述環形罐通過另外的、包括旋轉饋送裝置16的惰性氣體連接23同樣與惰性氣體儲存容器18連接。在惰性氣體連接23中設有控制閥24。一個另外的控制閥25位於環形罐15的排氣管路26中。所述兩個控制閥都由控制單元20根據檢測環形罐15中內壓力的壓力傳感器27如此地控制，使得在環形罐15中持續存在相應於預卸載壓力pl的惰性氣體壓力。
[0023]顯然的是，這些環形罐13、14和15對於所有模具4.1或對於成型-和填充機10的所有由這些模具構成的成型-和填充位置共同地設置。
[0024]另外，每個模具4.1在其內部中或其模具空間中構造成配備有拉伸杆27，所述拉伸杆以其縱向延伸或者軸線RA相對於豎直的機器軸線MA平行地定向並且通過未示出的驅動器(例如控制曲線)可與轉臺12的旋轉運動同步地軸向運動，從而在成型由條件處理的預製坯件3製成的相應的容器2時，穿進預製坯件3中的拉伸杆27以其在圖2中下方的、被倒圓角的端部27.1靠置在預製坯件的底部3.1上，由此所述預製坯件被穩定並且在通過拉伸杆27導入到預製坯件3中的具有填充-和成型壓力p2的填充物參與作用的情況下逐漸被拉伸成為容器2，所述預製坯件的外部形狀於是通過模具4.1的內表面而形成。
[0025]如圖2所示，相應的預製坯件3位於模具4.1的內部並且密封地靠置在軸承頭29上，也就是說，所述預製坯件以其敞開的、形成之後的容器嘴部2.1的端部3.1通過密封件28密封地靠置在軸承頭29上，在所述軸承頭中，拉伸杆27利用環形密封件30密封地被軸向引導。
[0026]在所示的實施變型方案中，在拉伸杆27中構造與軸線RA同軸的通道31，所述通道在端部27.1以上具有大量徑向的排出開口 32並且在所述通道中在這些排出開口前面設置具有球34和壓力彈簧35的止回閥33。通道31在其遠離所述排出開口的端部上延長成液體連接36，所述液體連接另外包括至少一個閉鎖-和轉換閥37，通道31通過所述閉鎖-和轉換閥可選地與環形罐13的液體室或者環形罐14的液體室連接，並且利用所述閉鎖-和轉換閥另外可以中斷通往所述兩個環形罐13和14的連接(也參閱圖3)。
[0027]在環形包圍拉伸杆27的軸承頭28中構造有回氣通道38，所述回氣通道同樣通到密封地設置在軸承頭28上的預製坯件3的內空間或密封地靠置在軸承頭29上的容器的內空間中。回氣通道38通過具有控制閥39的回氣管路與環形罐15連接。對於每個成型-和填充站4來說，所述液體連接36可通過其例如由控制裝置20控制的閉鎖-和轉換閥37並且所述回氣管路40可通過其同樣由控制裝置20控制的控制閥39分開地並且個別地控制。
[0028]例如在利用含有C02的填充物填充容器2時，兩個成分Kl和K2在填充物方面是相同的並且區別僅在於成分Kl含有比成分K2小的C02份額，其中，在成型和填充容器2時，成分Kl和K2被如此計量，使得導入到相應容器2中的、由成分Kl和K2組成的填充物具有所要求的C02含量。在此特別是存在這樣的可能性:以比成分Kl的溫度低的溫度、例如以相對於成分Kl低了 10°C的溫度來提供成分K2。Kl的溫度相應於例如環境溫度或者比環境溫度稍高。在成型和填充容器2時，優選在時間上依次導入所述成分，更確切地說，首先導入成分Kl並且然後直接在最終成型相應的容器之前或者在最終成型相應的容器之後以底層填充的方式導入成分K2。根據產品、所希望的C02飽和度和產品溫度僅設置單個的環形罐13是足夠的。
[0029]不同的方法都可以利用成型-和填充機10，其中，所有方法的共同點在於，在通過被供應的填充物在成型-和填充壓力P2條件下進行填充期間，由條件處理的預製坯件3製成的相應的容器2也在相應的模具4.1中進行成型。
[0030]利用碳酸型填充物或含C02的填充物進行成型和填充所述容器:在將相應已條件處理的預製坯件3置入到模具4.1中之後並且在關閉模具4.1之後通過相應地控制所配屬的閉鎖-和轉換閥37、例如在轉臺12的旋轉位置中和/或曲線控制地將填充物通過拉伸杆27或通過出流開口 32導入到預製坯件3中，所述預製坯件以其開口 3.1與作用於嘴部法蘭3.3的保持器相對於環形密封件28壓緊地靠置。供應給預製坯件3的填充物具有成型-和填充壓力P2，所述成型-和填充壓力例如處於Sbar和15bar之間的範圍內。隨著坯件3成型或者膨脹增加，為了拉伸所述坯件，使拉伸杆27 (所述拉伸杆以其端部27.1相對於底部3.2的內表面靠置)軸向向下運動、也就是說所述拉伸杆從軸承頭29逐漸駛出，更確切地說，在填充物另外流向坯件3的情況下進行。
[0031]如果在使用所述兩種成分Kl和K2的情況下對相應的容器2進行成型和填充，則在成型-和填充過程期間，首先僅將不具有或者具有較少C02份額的成分Kl從環形罐13導入到預製坯件3中或導入到正在成型的容器2中，並且然後通過閉鎖-和轉換閥37相應轉換延時地將具有較高C02份額的成分K2導入到正在成型的容器2中、例如在最終填充和成型相應的容器2稍前時才導入成分K2。當具有較高C02份額的成分K2比具有較少C02份額的成分Kl壓力高時，則這種次序特別有意義。理想的是，通過出流開口 32導入成分K2，這些出流開口在此位於正在成型的容器2的底部2.2附近，從而將第二成分K2以底層填充的方式導入到已經處於容器2中的成分Kl的填充物中，以便在卸載時以有利的方式避免泡沫形成。例如時間控制地進行和/或曲線控制地進行閉鎖-和轉換閥37從成分Kl到成分K2的換向。
[0032]在完全成型和填充容器2之後，通過關閉所述閉鎖-和轉換閥37來閉鎖液體連接36，從而然後可能在閉鎖所述閉鎖-和轉換閥之後引入的穩定階段的流程之後實現結束所述成型-和填充階段。於是，以液態的填充物預定的體積如此進行填充容器2，使得在容器2中的填充水平上方還留有以空氣或者氣體填充的頂部空間。
[0033]在結束所述成型-和填充階段之後，將容器2的壓力至少單級地預卸載到還處於超過環境壓力PO的預卸載壓力pl、例如預卸載到1.5bar和2.5bar範圍內的預卸載壓力pl。於是，在接著另外的穩定階段才在至少一個剩餘卸載階段中實現最終卸載到環境壓力PO，這接下來還將詳細說明。
[0034]至少在預卸載期間，已填充的容器2以其容器嘴部2.1還通過環形密封件28密封地保持在軸承頭29上。通過受控地打開控制閥39進行至少單級地卸載，從而通過回氣通道38和回氣管路40可以利用已打開的控制閥39在環形罐15中受控地進行至少單級地卸載。在此，在回氣管道40中預卸載時，為了獲得再現的壓力走向以及為了控制所述壓力走向優選設置至少一個定義了預給定流動橫截面的節流閥或者至少一個類似的裝置。
[0035]環形罐15的體積要選擇足夠大，從而在不同的成型和填充位置上對容器預卸載不會出現或者基本上不會出現環形罐15中的壓力波動。對此附加地設置一個壓力傳感器
21.1和兩個控制閥24、25，以便調節或確保罐內部中的等壓的或者幾乎等壓的狀態。
[0036]剩餘卸載通過取消容器2與軸承頭29之間的密封靠置來實現、例如通過在環形密封件28與容器嘴部2.1之間產生環形間隙來使容器2下沉，更確切地說，例如在模具4.1打開的情況下進行。至少在剩餘卸載之後使拉伸杆27返回運動到初始位置中，在所述初始位置中，所述拉伸杆僅稍微伸出超過軸承頭29的具有環形密封件28的側或者然而完全駛入軸承頭29中，從而所涉及的模具4.1於是處於用於接收另外預製坯件3的狀態中。
[0037]在緊接預卸載的穩定階段期間，控制閥39示例性打開並且在所述穩定階段的流程之後並且在引入剩餘卸載之前才關閉。示例性時間控制地實現和/或與轉臺的旋轉位置相關地、例如通過至少一個檢測相應的旋轉位置的電傳感器來實現所述穩定階段的持續時間、也就是說例如在穩定階段結束時關閉所述控制閥39。
[0038]已填充的容器2在成型-和填充機10的容器出口上從軸承頭29取下並且藉助於未示出的輸送裝置根據箭頭C供應給用於以封蓋5來封閉容器2的裝置41。
[0039]利用安靜的或無C02的填充物進行成型和填充容器:
[0040]所述成型-和填充階段示例性如上文所述利用碳酸型填充物進行成型和填充容器，但是區別在於，在成型-和填充階段期間將安靜的、即無C02的填充物導入到相應的預製坯件3中。所述穩定階段並不需要在成型-和填充壓力p2條件下進行。
[0041]在成型-和填充階段結束之後，例如通過相應地控制所述控制閥39對相應的容器進行至少兩級地預卸載，更確切地說，首先預卸載到部分卸載壓力或者碳酸化壓力P1.1、Pl.2，所述部分卸載壓力或者碳酸化壓力還處於明顯超過預卸載壓力pl、例如小於6bar。在所述部分卸載壓力或者碳酸化壓力Pl.1的情況下，於是在軸承頭29上密封地設置的容器2中利用純C02氣體(碳酸或H2C03)給容器內空間進行充氣。所述充氣例如同樣通過拉伸杆27的通道31實施、更確切地說具有這樣的附加優點:通過以所述拉伸杆的端部27.1處於容器底部2.2附近的拉伸杆27以底層填充的方式來對處於容器2中的填充物進行充氣，並且此外在通過C02氣體進行充氣時也將位於通道31中的剩餘填充物去除、至少儘可能地去除，這附加地用於，避免了在從軸承頭29取下相應已填充的容器2時所發生的填充物滴漏。
[0042]已填充的容器2再次在成型-和填充機10的容器出口上從軸承頭29取下並且藉助未示出的輸送裝置根據箭頭C供應給用於以封蓋5來封閉容器2的裝置41。
[0043]優選與相應的填充物的溫度以及泡沫特性相關地選擇所述部分卸載壓力或者碳酸化壓力Pl.1、Pl.2，也就是說隨著填充物溫度升高而減小一個或者必要時多個壓力級。
[0044]在例如包括穩定階段(所述穩定階段在充氣結束之後引入，並且在所述穩定階段中將容器2的內壓力保持到部分卸載壓力或碳酸化壓力pl.2)的碳酸化階段的流程之後，然後實現另外預卸載到預卸載壓力Pl。所述壓力在所述方法中優選處於超過大氣壓力或環境壓力0.3bar與0.7bar之間的範圍內、特別是優選超過0.5bar。也就是說,預卸載壓力PI通常為1.3bar至1.7bar、優選為大約1.5bar。
[0045]在緊接預卸載階段的穩定階段的流程之後(在所述穩定階段中，容器2再次保持到預卸載壓力PD，在至少一個剩餘卸載階段中進行剩餘卸載到環境壓力並且然後將已填充的容器2從敞開的模具4.1或從相應的成型-和填充站4取下。
[0046]已封閉的容器2根據箭頭C轉送到設備I的另外的部件上。按照技術人員已知的一般方式實施用於輸送預製坯件3以及容器2的輸送裝置，更確切地說，優選以懸掛的方式輸送預製坯件3和容器2。
[0047]尤其可能的是，利用所述機器來製造已填充的容器2，利用已碳酸化或安靜的或者說無C02的混合產品作為填充物進行填充所述容器，更確切地說，所述混合產品例如由兩種成分Kl和K2組成，在所述兩種成分中，成分Kl是基本成分(例如已碳酸化水)並且成分K2是添加成分(例如調味成分)，並且在成型和填充容器2時才進行混合所述兩種成分。
[0048]上述方案的出發點在於，通過轉臺12的旋轉位置或者角位置來時間控制地進行和/或受控地進行填充-和成型階段，更確切地說，假設:在確定的時期中和/或在轉臺12的確定的角位置中將容器2完全成型並且因此也以所需要的容積填充。然而原則上也存在這樣的可能性:通過測量裝置、例如通過磁感穿流測量裝置來檢測在相應的成型-和填充階段期間流動的填充物，並且利用所述裝置的電測量信號來控制相應成型-和填充階段的持續時間。
[0049]此外，上述方案的出發點還在於，時間控制地進行和/或通過轉臺的角位置進行控制到預卸載壓力的預卸載階段以及緊接所述預卸載階段的穩定階段。原則上也存在這樣的可能性:與壓力傳感器相關地控制預卸載階段的持續時間和/或緊接所述預卸載階段的穩定階段的持續時間，這些壓力傳感器檢測成型-和填充位置上的已成型的並且已填充的容器2的內壓力。
[0050]也可以組合所述方法流程的時間-和傳感器控制，例如以這種形式:分別僅在一個或者在兩個成型-和填充站上、優選在兩個繞機器軸線MA相互錯位180°的成型-和填充站上藉助於那裡的傳感器來檢測已供應的填充物量和/或容器內壓力，並且利用在此所產生的傳感器信號來調整和/或校正對於所有成型-和填充站的時間控制。
[0051]圖2示出的特別有利的方法-和裝置變型方案在於，在軸承頭29中設置用於監測頂部空間或填充物的傳感器單元43，所述傳感器單元通過數據導線和/或數據連接部與控制元件20連接。所述傳感器單元43包括例如脈衝發生器和/或波動發生器(例如超聲波發射器)以及相應的傳感器元件、特別是聲學傳感器和振動傳感器(例如壓電傳感器)。
[0052]在填充和成型期間，檢測並且分析處理氣體和/或液體體積的和/或預製坯件壁或容器壁的波動特性，其中，比較實際波動特性與期待的額定波動特性，所述額定波動特性由相應的分析處理-和控制單元獲取。現在，如果容器2在填充-和成型過程中洩漏或者破裂或者在壓力卸載步驟中形成不許可的許多泡沫，則所述泡沫由傳感器元件43檢測並且進行控制運行的和/或緊接的方法步驟。如果在類似於圖4的曲線圖來設置二級的卸載這樣的過程中，在預卸載階段II中許多泡沫在容器2的頂部空間中過量形成，則例如可以自動地轉變成二級的預卸載階段II，在所述預卸載階段中，控制閥39短時間地再次關閉。一種如此臨界的泡沫形成也可以通過以下所述方式進行反作用:壓力變化曲線特性在預卸載階段II中改變，例如通過合適的降壓時間，也就是說較平滑的梯度和/或通過自動地選擇較高的預卸載壓力Pl來實現。
[0053]如果選擇非常敏感的傳感器、例如壓電傳感器，所述傳感器例如通過機械的耦合裝置與預製坯件3或容器2直接或者間接地處於接觸，則可能足夠的是，傳感器單元20不包括附加的聲學-和/或波動發射器，並且實現特性的固有波動-和/或-共振特性的檢測和分析處理或從此偏離，以便實現上述的方法執行。
[0054]此外存在這樣的可能性:在引入成型-和填充階段之前，利用惰性氣體、例如C02氣體或者氮氣來衝洗相應的預製坯件3的內空間，例如利用來自環形罐15的C02氣體進行。於是可以例如通過受控地、短時間地打開控制閥39經由回氣管路40和回氣通道38來實現所述衝洗，其中，預製坯件3還不是密封地處於軸承頭29的密封件28上，從而通過環形密封件28與開口 3之間的環形間隙使處於預製坯件3中的空氣被用於衝洗所使用的惰性氣體吹走。在此，合適的也可以是，首先乾燥用於衝洗所使用的並且從環形罐15取出的惰性氣體或者C02氣體。在引入成型-填充階段之前通過利用惰性氣體衝洗預製坯件3得出這樣的可能性:在成型-和填充階段期間，預製坯件3的或相應的容器2的頂部空間與環形罐13和/或14的氣體室連接，更確切地說，使得可能在成型和填充時從預製坯件3中或從正在產生的容器2中擠出的氣體體積回流。
[0055]此外合適的可以是，在導入液態的填充物之前，利用處於成型-和填充壓力P2條件下的惰性氣體、C02氣體或者含C02氣體將分別密封地處於軸承頭29上的預製坯件3預加載。由此，在將處於成型-和填充壓力條件下的填充物導入時可以避免壓力衝擊，所述壓力衝擊可能會干擾所述方法和/或幹擾容器2根據配置的成型。這種壓力衝擊可能在錯誤地利用惰性氣體預加載時通過以下所述方式出現:在將碳酸型填充物到導入未預加載的預製坯件3中時C02氣體從填充物中逸出並且然後在壓力上升的情況下再次溶解在填充物中。
[0056]已公開的是，離解特性和泡沫形成在很大程度上與液體溫度相關。在生活用品工業中許多情況是這樣的:待填充的產品在未冷卻的油箱中暫存或者直接由具有不同溫度的製造過程中累積。由此，特別有利的方法變型方案在於，與填充物的溫度相關地控制整個卸載階段(所述整個卸載階段由至少單級的預卸載階段、緊接所述預卸載階段的穩定階段以及緊接所述穩定階段的剩餘卸載階段組成)。也就是說，感測地檢測至少一個填充罐中的溫度並且與填充物溫度相關地控制卸載階段的總持續時間、但尤其是單個階段的持續時間和/或變化曲線和/或預卸載的壓力或者附加的部分卸載的壓力。例如按照以下方式實現:隨著填充物的溫度上升，卸載階段的持續時間和/或部分階段的持續時間以及因此設備I的功率總共無級地延長，更確切地說，通過檢測環形罐13和14中的填充物溫度並且通過控制裝置20相應地控制成型-和填充機10來實現。在少量的溫度波動的情況下，靜止階段實現了稍微的改變，在這種分級或者無級地控制的情況中，理所當然必須以合適的方式來影響所有受限的機構。在改善的裝置或最佳的方法中，填充位置上遊設有冷卻裝置，所述冷卻裝置在超過臨界的產品溫度的情況中通過冷卻至少部分的填充介質來確保過程穩定性。
[0057]反過來，允許非常冷的產品、例如在寒冷區域中或者季節性地造成的較短的靜止階段或者由二級的預卸載轉換成單級的預卸載。
[0058]與專門的方法無關地，將相應的容器從非常高的成型-填充壓力P2 (例如在8bar與15bar之間、部分甚至超過了 20bar)卸載到環境壓力p0存在問題。特別的是，在卸載的情況下也在含C02的填充物的情況下避免了由於過多泡沫的和/或噴濺的填充物造成汙染模具4.1。由於這個原因，卸載階段或其部分卸載階段的最佳的配置方案不可避免。
[0059]圖4在曲線圖中示出了在成型-和填充階段以及緊接的卸載階段期間，相應的容器2的內壓力力與時間t相關的變化曲線。在填充-和成型階段期間(所述填充-和成型階段在曲線圖中用時間段I表示)相應的容器的內壓力恆定或者基本上恆定並且相應於成型-和填充壓力P2 (例如在8bar與15bar的範圍內)。如上所述，成型-和填充階段I在填充物流結束之後(通過關閉閉鎖-和轉換閥37)可以包括預穩定階段，所述預穩定階段的持續時間例如為0.2秒至5秒。
[0060]預卸載階段II在圖4中給出的方法中緊接成型-和填充階段I，所述預卸載階段
II的持續時間最少為0.1秒最多I秒並且如此構造，使得在所述預卸載階段II期間容器2的內壓力降到預卸載壓力pl或漸進地接近所述預卸載壓力pl，所述預卸載壓力例如在
1.2bar與2.5bar之間的範圍內，更確切地說，例如在利用已經碳酸型填充物進行成型和填充容器2時，所述預卸載壓力在1.4bar與2.3bar之間的範圍內，並且在例如首先利用無C02的填充物、然後利用碳酸型填充物進行成型和分層地填充容器2時所述預卸載壓力於是在1.3bar與1.7bar之間的範圍內，並且在此優選為1.4bar至1.6bar。
[0061]預卸載階段II的持續時間為至少0.1秒並且最多為I秒，所述預卸載階段II的持續時間優選在0.2秒與0.4秒之間的範圍內。
[0062]穩定階段III緊接所述預卸載階段II，在所述穩階段III中，容器2的內壓力保持恆定或者基本上保持恆定為預卸載壓力Pl。在這個穩定階段中，來自填充物中溶解的C02的氣泡上升，所述氣泡在環形罐15中利用等壓的內壓力被輸送走。穩定階段III例如最少為0.5秒並且最多大約為2秒、穩定階段III的持續時間優選處於0.6秒與I秒之間的範圍內。緊接著穩定階段III，在剩餘卸載階段IV中實現卸載到環境壓力PO或者卸載到稍微超過環境壓力PO的剩餘壓力。令人驚奇的是，瓶子中在穩定階段之後所產生的非常高密度的泡沫和小泡沫(特別是直接處於瓶子或者容器中液體水平以下)不再或者基本不再容易成為泡沫形成。
[0063]剩餘卸載階段IV具有相對較陡的壓力下降以及具有最少0.05秒並且最多為0.5秒的持續時間。優選的是，剩餘卸載階段IV的持續時間處於0.08秒與0.15秒之間的範圍內。在剩餘卸載階段IV結束時，相應的容器2完全卸載到環境壓力PO (對此為圖4的短區段)。
[0064]圖5在曲線圖中示出了在成型-和填充階段1、預卸載階段I1、穩定階段II1、剩餘卸載階段IV以及在卸載到環境壓力之後(短的區段V)期間容器2的內壓力與時間的關係。圖5中所示的方法與圖4的方法區別基本上僅在於:按級形式地實施預卸載，從而預卸載階段II具有兩個部分階段I1.1和I1.2。在預卸載期間，相應的容器2在結束所述成型-和填充階段I之後首先卸載到部分卸載壓力Pl.1，然後在另外的部分階段I1.2中最終卸載到預卸載壓力Pl。優選考慮為了部分卸載而在氣體通道40中設置節流閥的情況下，例如通過短時間地打開以及關閉控制閥39實現預卸載到部分卸載壓力pl.1。時間控制地進行和/或由於測量信號的原因(所述測量信號由檢測所述容器2的內壓力的傳感器提供)而進行打開和關閉導致部分卸載的閥、例如控制閥39。在此，原則上再次存在按以下所述方式來組合時間控制和傳感器控制的可能性:在成型-或者填充站上或者在兩個這樣的站上設有壓力傳感器，並且為整個成型-和填充站進行與壓力傳感器的測量信號相關地調整和/或校正對於部分階段I1.1和/或I1.2的時間控制。此外原則上也存在這樣的可能性:在轉臺12上設置另外的環形罐來補充環形罐15，所述環形罐利用惰性氣體或者C02氣體以部分卸載壓力Pl.1進行填充，從而於是可以在這個補充的環形罐中進行部分卸載。部分卸載壓力Pl.1已經明顯地處於成型-和填充壓力p2以下但足以超過卸載壓力pl。部分卸載壓力Pl.1與預卸載壓力Pl之間的差距例如最多相應於成型-和填充壓力P2與預卸載壓力pl之間的差距的一半:
[0065](pl.Ι-pl) ( 1/2X (p2_pl)。
[0066]在階段I1.1中，部分卸載壓力pl.1與預卸載壓力pl之間的差優選為成型-和填充壓力p2與預卸載壓力pl之間的差的大約30%至50%。後者特別是在利用碳酸型填充物或者利用碳酸型填充物成分進行成型和填充容器2的情況下適用。在一個可替代方案中、即在這樣一種方法中:其中，為了成型和填充相應的容器2在所述方法中首先僅導入安靜的填充物並且在部分卸載之後進行碳酸化填充物，部分卸載壓力Pl.2為通常5bar至Sbar的碳酸化壓力，其中，所必需的部分卸載壓力Pl.2隨著填充物的溫度下降同樣下降。圖6在曲線圖中示出了在成型-和填充階段1、具有碳酸化階段I1.3的預卸載階段I1、穩定階段II1、剩餘卸載階段IV以及在卸載到環境壓力之後(短的區段V)期間容器2的內壓力與時間的關係。圖6中所示的方法與圖4的方法區別基本上僅在於:在第一卸載級中預卸載直到實施碳酸化壓力Pl.2為止，利用氣態的C02或者液態的H2C03進行碳酸化，從而預卸載階段總共具有兩個部分卸載級Π.1和I1.2，碳酸化階段處於所述兩個部分卸載級之間。壓力變化曲線在曲線圖中作為等壓的變化曲線示出，其中，在運行中可以實現輕微的壓力上升並且可以容忍。接著，再次進行靜止階段III。
[0067]在預卸載到處於1.2bar與2.5bar之間範圍內的預卸載壓力之後,在所述預卸載壓力中進行穩定階段III，所述穩定階段的持續時間最少為0.5秒並且在例外情況中最多為4秒，通常處於0.6秒至1.5秒的範圍內。接著進行快速的剩餘卸載階段。
[0068]只要在不同的階段中進行時間控制，則相應的控制時間另外經驗地和/或在考慮不同的方法參數的情況下轉交並且存儲在例如成型-和填充機10中或者設備I所配置的數據存儲器中。對於時鐘-和控制時間重要的參數例如是轉臺12的旋轉速度、壓力、溫度和/或填充物的C02含量、容器2的大小和/或形狀、拉伸速度等等。 [0069]在封閉已填充的容器2之前還例如擠出容器2的頂部空間中存在的所不希望的剩餘空氣和/或剩餘氣體，例如通過這樣的方式實現:經由至少一個噴嘴42將內部氣體的射束、例如氮氣束通過容器嘴部2.1導入到相應的容器2中，所述射束不僅利用惰性氣體進行填充頂部空間並且因此從頂部空間去除所不希望的剩餘空氣和/或剩餘氣體，而是在碳酸型填充物同時導致受控的泡沫，更確切地說，同樣用於擠出所不希望的剩餘空氣和/或剩餘蒸汽和/或剩餘氣體。
[0070]上面已經以實施例描述了本發明。可理解的是，大量的改變以及變形都是可以的，而不背離基於本發明的構思。
[0071]附圖標號列表
[0072]I設備
[0073]2容器
[0074]2.1容器嘴部
[0075]2.2容器底部
[0076]2.3嘴部法蘭
[0077]3預製坯件
[0078]3.1預製坯件敞開的端部
[0079]3.2預製坯件的底部
[0080]3.3嘴部法蘭
[0081]4.1模具
[0082]5封蓋
[0083]6預製坯件3的條件處理裝置
[0084]7加熱裝置
[0085]8,9裝置6的區段
[0086]10成型_和填充機
[0087]11機架
[0088]12轉臺
[0089]13,14,15 環形罐
[0090]16旋轉饋送裝置
[0091]17惰性氣體連接
[0092]18惰性氣體儲存容器
[0093]19壓縮器[0094]20控制裝置
[0095]21，21.1，22 壓力傳感器
[0096]23惰性氣體連接
[0097]24，25控制閥
[0098]26卸載管路
[0099]27拉伸杆
[0100]27.1倒圓角的拉伸杆端部
[0101]28環形密封件
[0102]29軸承頭
[0103]30環形密封件
[0104]31拉伸杆27中的通道
[0105]32排出開口
[0106]33止回閥
[0107]34球
[0108]35彈簧
[0109]36液體連接
[0110]37閉鎖-和轉換閥
[0111]38回氣通道
[0112]39控制閥
[0113]40回氣管路
[0114]41用於封閉的裝置
[0115]42噴嘴
[0116]43傳感器單元
[0117]44數據導線/數據連接部
[0118]Α，B預製坯件3的輸送方向
[0119]C, D容器2的輸送方向
[0120]Ma機器軸線[0121]RA拉伸杆軸線
【權利要求】
1.一種用於製造已填充的容器(2)的方法，所述容器由預製坯件(3)製成，所述預製坯件由熱塑性材料製成，其中，相應的預製坯件(3)至少被熱條件處理並且接著在成型-和填充階段期間在模具(4.1)中通過供入的填充物的壓力作用在成型-和填充壓力(p2)下成型為相應的容器(2)，其中，預製坯件(3)在成型-和填充階段期間至少暫時地通過拉伸杆(27)引導和/或在軸線方向(RA)上被拉伸，其中，至少在成型-和填充階段結束時，相應的容器(2)具有相應於所述成型-和填充壓力(p2)的內壓力，其特徵在於，在結束所述成型-和填充階段(I)之後，已成型並且已填充的容器(2)在一個至少兩級的卸載階段(I1-1V)中卸載到大氣壓力或環境壓力(PO)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在結束所述成型-和填充階段之後，已成型並且已填充的容器(2)的內壓力(p2)在一個至少單級的預卸載階段(II)中降到預卸載壓力(pl)，所述預卸載壓力例如為1.2bar至2.5bar，在緊接所述預卸載階段(II)的穩定階段(III)中，所述容器(2)的內壓力保持在恆定的或者基本上恆定的、相應於所述預卸載壓力(Pl)的壓力上，並且在一個至少單級的、跟隨所述至少一個穩定階段(III)的剩餘卸載階段(IV)中將所述容器(2)卸載到大氣-或者環境壓力(PO)。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在卸載期間如此選擇容器內壓力的時間變化曲線，使得所述時間變化曲線的斜率在所述預卸載階段(II)結束時、例如在所述預卸載階段(II)結束時與隨後的階段、例如所述至少一個穩定階段(III)的時間上的壓力變化曲線相同，其中，優選所述容器內壓力的時間變化曲線在所述預卸載階段結束時以零或基本上零的斜率過渡為所述至少一個穩定階段(III)的容器內壓力的時間變化曲線。
4.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述預卸載階段(II)至少兩級地以至少兩個部分階段(I1.1，I1.2)實施，其中，所述容器內壓力在第一部分階段(I1.1)中下降到部分卸載壓力(Pl.1)，並且例如所述容器內壓力的時間變化曲線在所述部分階段(I1.1，I1.2)期間在壓力變化曲線的梯度/梯度走向方面或在斜率的時間變化曲線方面不相同和/或例如在所述至少兩個部分階段(I1.1，I1.2)之間的過渡部上具有不同的斜率。
5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在成型和填充相應的容器(2)之後，所述容器內壓力在一附加的穩定階段期間保持在恆定的或者基本上恆定的、相應於所述成型-和填充壓力(P2)的壓力上。
6.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，相應的容器(2)的成型和填充利用碳酸型填充物在至少兩個過程階段中如此實現，使得在不同的過程階段中供入具有不同的C02含量和/或具有不同的溫度的填充物，例如在一個第一過程階段中供入無C02含量或具有低C02含量的填充物成分(Kl)並且在一個過程階段中供入具有高C02含量的另一填充物成分(K2)。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，具有較高的C02濃度的填充物成分(K2)具有比另一成分(Kl)低的溫度和/或在導入之前被冷卻，和/或將具有較高C02濃度的至少一個成分在下層導入到已存在於容器(2)或正在形成的容器(2)中的填充物中。
8.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述成型-和填充壓力最高為20bar,理想為8bar至15bar,和/或所述預卸載壓力為所述成型-和填充壓力(p2)的10%至30%、例如最少1.2bar並且最多為2.5bar、優選在1.4bar與2.3bar之間的範圍內或者在1.2bar與1.7bar之間的範圍內調節,和/或所述部分卸載壓力(pl.1)最多等於所述成型-和填充壓力(P2)與所述預卸載壓力(pl)之間的差的一半，優選相應於所述差的大約30%並且處於6bar至8bar的範圍內。
9.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述預卸載階段(II)的總持續時間最少為0.1秒、最多1.0秒、優選處於0.2秒與0.4秒之間的範圍內，和/或緊接所述部分卸載階段(II)的至少一個穩定階段(III)的總持續時間最少為0.5秒並且最多為2秒，優選處於0.6秒與I秒之間的範圍內，和/或所述剩餘卸載階段(IV)的總持續時間最少為0.1秒並且最多為0.5秒、優選處於0.1秒與0.2秒之間的範圍內。
10.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述成型-和填充階段(I)和/或所述卸載階段(II)和/或其部分階段(I1.1，I1.2)和/或所述至少一個穩定階段(III)和/或所述至少一個剩餘卸載階段(IV)根據具有多個模具(4.1)並且繞豎直的機器軸線(MA)可環繞驅動的轉臺(12)的旋轉位置和/或時間控制地實施，其中，在控制時優選另外考慮填充物-和/或容器專有參數、例如填充物的種類和/或溫度和/或C02含量、成型-和填充壓力(P2)的大小、容器(2)的尺寸和種類，其中，所述時間控制例如由傳感器、例如由檢測流入的填充物量的傳感器和/或由溫度-和壓力傳感器監測和/或校正。
11.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，利用安靜的、即無C02的液態填充物進行所述容器(2)的成型和填充，並且在結束所述成型-和填充階段之後對處於容器中的填充物通過導入氣態的C02或者液態的H2C03優選在容器內壓力下降到處於成型-和填充壓力(P2)以下的碳酸化-或者預卸載壓力(pl.1)之後實施碳酸化。
12.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，相應的容器(2)從成型-和填充壓力(P2)卸載到環境壓力(PO)的時間間隔根據填充物的溫度來控制，更確切地說，特別是通過改變所述卸載的持續 時間和/或所述卸載的部分階段的持續時間和/或所述預卸載壓力的高度和/或所述至少一個部分卸載壓力的高度來控制，其中，所述卸載的持續時間和/或所述卸載的至少一個部分階段的持續時間隨著填充物溫度的上升而上升。
13.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在將相應的容器(2)從成型-和填充壓力(P2)卸載和/或碳酸化到環境壓力(PO)時根據填充物的溫度來控制待選擇的壓力水平，更確切地說，特別是通過改變碳酸化壓力Pl.2的壓力高度和/或所述至少一個部分卸載壓力的壓力高度來控制，其中，所需的壓力高度隨著填充物溫度的上升而上升。
14.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述預製坯件(3)的內空間在所述成型-和填充階段之前利用惰性氣體、例如利用C02氣體衝洗，和/或所述預製坯件(3)在所述成型-和填充階段開始時利用惰性氣體、例如利用C02氣體預加載，優選預加載到相應於或者基本上相應於所述成型-和填充壓力(P2)的壓力，和/或所述預製坯件(3)在所述成型-和填充階段之前至少在其內表面上進行消毒。
15.一種用於製造利用液態填充物填充的容器(2)的裝置，所述容器由至少熱條件處理的預製坯件(3)製成，所述預製坯件由熱塑性材料製成，所述裝置具有至少一個成型-和填充站(4)，還具有至少一個液體連接(31，36，37)用於從至少一個填充物罐(13，14)以控制的方式供入使容器(2)成型並且填充到所述容器中的填充物，所述填充物罐在成型-和填充壓力(P2 )下包含所述填充物，其中，所述成型-和填充站(4 )具有拉伸杆(27 )用於在成型-和填充階段(I)期間至少暫時地引導和拉伸相應的預製坯件(3)，其中，所述液體連接(36)至少部分地由所述拉伸杆(27)中的通道(31)形成，其中，所述成型-和填充站(4)具有環形的靠置面(28，27)，所述預製坯件(3)和由所述預製坯件成型的容器(2)至少在所述成型-和填充階段密封地靠置在所述靠置面上，其特徵在於至少一個受控的氣體路徑(39，40)，所述氣體路徑通過至少一個回氣通道(38)、例如通過一個環形地包圍所述拉伸杆(27)的回氣通道(38)通向所述環形的靠置面(28，29)的內部。
16.根據權利要求15所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個氣體路徑(23，40)具有至少一個元件(24，25，39)，利用所述元件能夠連續地調整或者控制所述壓力(pl)和/或氣體體積流。
17.根據權利要求15或16所述的裝置，其特徵在於，所述氣體路徑(23，40)與例如以罐或者環形罐形式或者以環形管路形式的緩衝體積連接，並且所述緩衝體積與用於控制或者調整所述壓力的裝置連接。
18.根據上述權利要求15至17中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個填充物罐構造為環形罐(13，14)或者環形管路，更確切地說，其具有的體積相應於容器(2)的填充體積的多倍。
19.根據上述權利要求15至18中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述成型-和填充站(4)設置在可環繞一豎直的機器軸線(MA)驅動的轉臺(12)上，並且在所述轉臺上設有至少一個填充物罐(13，14)和/或形成所述緩衝體積的罐(15)。
20.根據上述權利要求15至19中任一項所述的裝置，其特徵在於，設置至少一個冷卻單元，藉助所述冷卻單元 能夠冷卻至少一個引導填充物和/或填充物成分的管路和/或填充罐，特別是，所述至少一個冷卻單元能夠根據產品溫度接通以及關斷和/或能夠在其冷卻功率被控制。
21.根據上述權利要求20中任一項所述的裝置，其特徵在於，設置傳感器單元43，所述傳感器單元43通過數據導線44或者無線的數據連接與所述控制單元20連接，藉助所述傳感器單元能夠檢測額定-和實際填充狀態/_變化曲線特徵和/或泡沫形成特性，特別是所述傳感器單元包括聲傳感器和/或振動傳感器、例如壓電傳感器。
22.根據上述權利要求15至21中任一項所述的裝置，其特徵在於，設置壓力傳感器和壓實-和/或壓縮裝置和/或可調節的閥，藉助所述壓力傳感器或壓實-和/或壓縮裝置或可調節的閥能夠在運行的狀態中改變所有過程級的壓力水平。
【文檔編號】B67C3/06GK103476679SQ201280016965
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年1月17日 優先權日:2011年1月31日
【發明者】L·克呂塞拉特, W·埃莫爾 申請人:Khs有限責任公司