用于容器的灌装设备和操作该灌装设备的方法

摘要

本发明涉及一种用于容器(2、3)的灌装设备(1)和操作所述灌装设备的方法，其中，用于无压容器输送的至少两个能够单独控制的输送路径(7、8)被设置为均具有在灌装机(5)的下游的至少一个单轨道的容器缓冲器(9、10)。可以将具有圆形或非圆形截面的容器按需地、灵活地供给到所述输送路径，在其中一个输送路径中发生生产故障的情况下，至少另一个输送路径能够继续用于生产。

说明书

技术领域

本发明涉及用于容器的灌装设备和操作该灌装设备的方法。

背景技术

如通常所知的，用于饮品等的灌装设备包括诸如灌装机、贴标机和包装 机等的多个连续的生产单元。例如DE 10 2009 040 977A1中描述的，这些生 产单元中的至少一些单元可以被构造为借助于旋转传送装置彼此联接的旋 转机。可选择地，生产单元也可以被构造为串联机器(inline machines)和/ 或也可以经由直线输送单元、分配装置和产品缓冲器彼此连接。例如在DE 4 442 586W4、DE 20 2004 012 848U1和EP 2 218 664A2中描述了谈及的类型 的设备概念。

但是，关于设备性能的最大化，已知的灌装设备通常被优化为用于特定 类型的容器。形式改变成其它类型的容器，如果有可能的话，通常只可能在 极大的技术努力和时间花费的情况下发生。

为了满足容器的多样化和它们的构造变型的日益增长的需求，例如EP 1 299 304 B1建议通过中间存储(特别是码垛)在容器的封闭和包装之间的产 品而允许复杂的和多变的设备操作。这样的设备概念是灵活的，但是它们需 要增大的空间量。此外，通常不太可能在与输送具有角形截面或椭圆形截面 的特定形状的瓶子相同的设备线上输送具有圆形截面的标准容器。因此，必 须单独地构造用于这些类型的容器的灌装设备的至少特定的部分，进而需要 额外的空间并且导致高的投入和操作成本。

发明内容

因此，需要一种能够有效率地处理不同类型的容器而不需要很多空间的 灌装设备。同样地，需要一种在产品改变时允许快速地转换并且在故障的情 况下允许短的停工时间的操作方法。

提出的任务通过根据方案一的灌装设备解决。因此，所述灌装设备包括： 灌装机，其用于灌装所述容器；至少一个包装机，其用于包装被灌装的所述 容器；以及能够控制的分配装置，其用于将被灌装的所述容器分配至沿所述 包装机的方向延伸的至少两个能够单独控制的输送路径。根据本发明，所述 输送路径被构造为用于无压容器输送，并且所述输送路径均包括至少一个单 轨道的容器缓冲器。

无压容器引导允许在根据本发明的灌装设备中输送和缓冲具有圆形截 面的标准容器和诸如具有角形截面或椭圆形截面的特定形状的瓶子等的具 有非圆形截面的容器。容器的无压输送和缓冲此处意味着在没有不利的背压 的情况下引导，使得容器在被输送和缓冲时不以沿着输送路径和缓冲器的容 器的预定的定向和/或顺序发生改变的方式彼此挤压。特别地，意味着具有非 圆形截面的容器的转动位置发生改变将使得容器可以彼此楔入(wedge)或 者楔入生产单元的引导元件。

特别地，将灌装的容器为饮品瓶子。但是，根据本发明的灌装设备也适 合用于灌装家用制剂、药品、卫生用品等的容器。优选地，以容器包装体的 形式包装被灌装的容器。经由中央控制单元以已知的方式控制分配装置，特 别地，根据设置于分配装置的下游的生产单元的状态信息控制分配装置。

在设置为至少两个的输送路径的帮助下，尽管为无压且至少在一部分中 单轨道地输送容器，诸如贴标机、收缩隧道(shrinking tunnel)等的下游的 生产单元也能够以比较高的机器性能和高的可靠性操作。

根据优选的实施方式，所述灌装机被构造为用于灌装具有圆形截面的容 器和具有非圆形截面的容器，为了清楚，具有圆形截面的容器在下文中也将 被称为标准容器，具有非圆形截面的容器在下文中也将被称为特定形状的容 器。这允许在容器类型的形式改变的情况下灌装设备的简单转换。但是，也 可以设置用于标准容器和特定形状容器的单独的灌装机。仍然能够将不同类 型的容器供应至可控制的分配装置。

根据优选的实施方式，贴标机设置于所述容器缓冲器的下游的所述输送 路径，特别地，所述贴标机为套筒单元。贴标机(特别地，套筒单元)的机 器性能通常比灌装机的机器性能低。灌装设备作为整体的机器性能能够通过 提供至少两个贴标机并通过以该至少两个贴标机能够并行操作的方式构造 它们而进行优化。因此，输送路径从分配装置向前并行地设置。此处，优选 地，产品流以均分的方式被分配至输送路径。平行设置(parallel provision) 允许空间节约模式的配置，特别是根据串联原理操作贴标机。

根据优选的实施方式，能够以如下方式控制所述分配装置：在机器性能 降低的情况下，特别地，在生产中断的情况下，所述分配装置沿着所述输送 路径中的一个输送路径将所述容器引导至相关的容器缓冲器，特别是仅直到 所述容器缓冲器已经被装满，和/或将所述容器引导至至少一个另外的输送路 径。如果其中一个贴标机停止或者如果设置在输送路径的一端的包装机停 止，这种操作模式尤其适用。

因此，尽管部分停止，但仍能够以本质上未降低的机器性能继续操作灌 装设备的位于分配装置的上游的部分，至少直到容器缓冲器被装满。能够继 续以常规形式操作要求以本质上未改变的机器性能操作的产品单元，至少直 到容器缓冲器被完全装满。因此，能够避免或至少减少灌装设备的这些部分 中的生产中断。这也适用于关闭和/或启动对应的生产单元的相关段。

同样地，当容器缓冲器被完全装满时，可以通过仅中断沿着受到停止影 响的输送路径的其它工序以降低的机器性能继续操作根据本发明的灌装设 备。但是，可以沿着至少一个其它输送路径继续容器的常规处理。当诸如灌 装机和/或吹塑机等的设置在分配装置上游的生产单元能够以适当降低的机 器性能(特别是以一半的机器性能)操作时，这种模式的操作将尤其有利。 在这样的情况下，还能够避免对应的生产单元的完全关闭。

根据优选的实施方式，所述输送路径的位于所述分配装置和所述贴标机 之间的第一部分为单轨道部分。一方面，这样有利于沿着输送路径和在容器 缓冲器内的无压容器引导。另一方面，这样的单轨道容器引导允许在形式改 变的情况下引导元件的容易更换，特别是允许以不同尺寸的对应的特定形状 的容器相对于转动固定的形式输送该容器。尤其是，当发生产品变化时，直 接位于容器缓冲器的上游和下游的输送路径能够以特别快速和经济的方式 转换。

优选地，容器缓冲器被构造为使得，当发生形式变化时也不需要调整诸 如引导围栏(guide railing)等的引导元件。例如，这能够通过传送带的适当 的结合来完成。根据优选的实施方式，所述输送路径的位于所述贴标机和所 述至少一个包装机之间的第二部分以分开的通道的形式被构造成多轨道部 分。因此，容器能够相对于转动移位固定并且通过各个通道以预定的彼此分 隔开的关系输送。此处，通道为单轨道输送路径，该单轨道输送路径并行地 设置且彼此机械地遮蔽，使得在相邻的通道中输送的容器彼此不影响它们的 相对于产品流的定向和位置。例如，这样的单轨道通道能够通过引导围栏彼 此分隔。在分隔的通道的帮助下，容器能够以已经与在将生产的容器包装体 中的它们将来的配置对应的配置被引导至包装机。

根据优选的实施方式，所述输送路径的所述第一部分和所述第二部分之 间设置有可变开关，所述容器能够借助于所述可变开关成组地被分配至所述 分开的通道，一个相同的组的所述容器适于被引导至与其相关的对应的通 道，特别地，一个相同的组的所述容器适于以彼此分隔开的关系被引导至与 其相关的对应的通道。容器能够根据将生产的容器包装体中的它们的配置而 成组地分配至各个通道。由于容器以彼此分隔开的关系沿着通道被输送的事 实，所以在输送期间(特别地，在围绕弯曲部(bend)输送期间)能够更容 易地维持特定形状的容器相对于产品流的预定定向。

根据优选的实施方式，所述第二部分的所述通道与所述至少一个包装机 的对应的包装轨道合并，一个相同的组的所述容器适于被引导至所述包装轨 道，特别地，一个相同的组的所述容器适于以所述容器之间没有任何距离的 方式被引导至所述包装轨道。因此，能够更容易地在适合包装产品的位置将 容器小心地输送至包装机。特别地，与将生产的包装对应地，在组中的容器 之间没有距离的情况下，将容器引导至包装机。这也允许将特定形状的容器 以预定的转动位置以特别可靠的方式被引导至包装机。

沿着分离的通道的容器输送是有利的，特别是对于特定形状的容器，这 是因为这样的容器在所述分离的通道内不能彼此楔入。

根据优选的实施方式，所述输送路径与分开的包装机相关。因此，不必 使容器在包装机的上游在共同的输送路径上合并。这是有利的，特别是对于 特定形状的容器是有利的，从而防止当所述容器被结合时容器彼此楔入。此 外，与一个包装机共用于至少两个输送路径相比，能够提高根据本发明的灌 装设备作为整体的效率。

也可以设置不同的包装机，例如用于纸板包装的一个包装机和用于薄膜 包装的一个包装机。这些包装机可以分别与特定的输送路径相关或者它们可 以交替地与一个或多个输送路径相关。

根据本发明的灌装设备的特别有利的实施方式还包括输出侧分选装置， 所述输出侧分选装置用于将以容器包装体的形式包装的所述容器分配至多 个分选通道，特别地，所述分选装置为可变开关，特别地，所述分选通道用 于所述容器包装体的后续投送。不考虑谈及的容器是标准容器还是特定形状 的容器，与结合和分选单独的容器，特别是特定形状的容器相比，在将被灌 装的容器结合以形成包装体后，结合分开的产品流和用于后续投送的分选可 以更可靠地进行。此处，可以使用现有技术中已知的结合和/或分选装置。在 这方面，在包装机的下游进行结合和/或分选是有决定性的重要性的。

根据本发明的灌装设备的另一个特别有利的实施方式还包括吹塑机，所 述吹塑机的机器性能可以以可变的方式被调节，特别地，所述吹塑机的机器 性能在持续操作期间可以以可变的方式被调节。因此，能够实现特别紧凑和 经济的灌装设备。特别地，另外能够调节机器性能的吹塑机提供如下优点： 如果灌装设备的下游的机器性能降低，则将能够实现灌装设备的上游的机器 性能降低，以避免在部分生产中断的情况下和/或在产品改变的情况下灌装设 备的完全停工。换句话说，可能需要的降低的机器性能能够在根据本发明的 容器缓冲器没有被完全装满的情况下通过可调节的吹塑机来实现。同样地， 可以想象的是，仅在设置在分配装置的下游的至少一个容器缓冲器被完全装 满之后，降低设置在灌装机的上游的吹塑机的机器性能。这允许根据本发明 的灌装设备以特别经济和灵活的模式进行操作。

同样地，至少两个吹塑机可以设置在根据本发明的灌装设备中。例如， 特别有利的结合是用于标准容器的第一吹塑机和用于特定形状的容器的第 二吹塑机。还可以想象的灌装设备是，例如用于标准容器的第一吹塑机借助 于输入侧输送路径(例如空气输送路径)连接于灌装机，并且例如用于生产 特定形状的容器的第二吹塑机与灌装机一起构造作为共同的机器模块。灌装 机可以包括在输入侧的常规的可变开关，从而允许进一步有效处理由第一吹 塑机或第二吹塑机生产的容器。

主张的任务还通过操作根据本发明的灌装设备的根据方案十二的方法 来解决。根据所述方法，在所述设备的常规操作期间，灌装的所述容器的流 成组地被分配至所述输送路径，特别地，以均分的方式成组地被分配至所述 输送路径。为此，例如成组的容器交替地分配至输送路径，每组包括两个至 十二个容器。由于分别包括六个至十二个容器(例如八个至十个容器)的大 组减小了分配装置的需要的开关操作的数量，所以它们是特别可行和有利 的。

平均地分配至输送路径，特别是在根据本发明的灌装设备的常规操作期 间，允许优化的设备的机器性能。根据特别有利的分配模式，以被供给的通 道的数量与将生产的包装体的宽度对应的方式将容器分配至输送路径。这意 味着，例如打算用于包括3×4个容器的包装体的容器将被分配至三个通道或 四个通道。包括在组内的容器的量不需要与将生产的包装体的相应长度对 应。例如，组可以分别包括十个容器，而包装体可以具有四个容器的长度。

根据优选的实施方式，所述输送路径的轨道宽度适于至少一个非圆形容 器截面，以便以所述容器相对于转动固定的方式输送所述容器。这意味着， 例如特定形状的容器能够总是在它们的截面的相同的周向段上被横向地引 导。因此，能够防止容器方向偏移、楔入和/或阻塞，因此，能够保证在适当 的位置将容器输送至包装机。这意味着特别是特定形状的容器能够在相对于 产品流的特定转动位置被输送至包装机，优选地，所述转动位置与将生产的 容器包装体中容器的定向对应。

根据优选的实施方式，如果沿着所述输送路径中的一个输送路径的生产 中断，则继续操作所述灌装设备，特别地，以未降低的灌装性能继续操作所 述灌装设备，直到受到所述中断影响的所述输送路径中的所述容器缓冲器被 装满。至少在相对短的生产中断或生产转换的情况下，这允许分配装置上游 的未降低的机器性能的常规操作。特别地，可以避免或至少降低上游的停止 和启动阶段。灌装设备作为整体的可靠性能够以这样的方式提高。同样地， 机器性能作为整体提高了，因此提高了灌装设备的成本有效性。

根据优选的实施方式，所述容器被无压地分配至在所述包装机的上游的 多个单轨道通道，以这种方式被供给容器的通道的数量与将在所述包装机中 被生产的包装体的尺寸对应。借助于所述无压输送(pressureless transport)， 不同类型的容器(特别是标准容器和特定形状的容器)能够从灌装机同等地 输送至包装机。由于可以省掉用于不同容器的额外的分选和排列单元的使 用，所以根据包装体的尺寸的分配是特别有成本有效性的。

附图说明

在附图中示出根据本发明的灌装设备的优选实施方式。

具体实施方式

仅有的图以示意性的俯视图的方式示出根据本发明的灌装设备1的优选 实施方式。根据该图，用于将液体产品(例如饮品等)灌装到容器2、3的灌 装设备1包括：用于灌装和封闭容器2、3的灌装机5；以及设置在灌装机5的 下游且用于将容器2、3分配至两个可单独控制的输送路径7、8的分配装置6， 输送路径7、8分别具有设置在其中的至少一个容器缓冲器9、10。容器缓冲 器9、10跟随有贴标机11、12和用于生产容器包装体15的包装机13、14。将 这些容器包装体15供给至收集分配装置16，使得容器包装体15能够被分配至 设置在收集分配装置16下游的分选轨道17并且被供应至投送设施 (commissioning facility)18。

例如，容器2、3是不同类型的塑料容器。示意性地示出的容器为具有圆 形截面的被称为标准容器的容器2和具有多边形截面的被称为特定形状容器 的容器3。根据本发明的灌装设备1的优点是它适用于不同的容器截面。因此， 描述的容器类型仅是示例性的。

输送路径7、8均包括在输入侧的被构造为用于容器2、3的无压输送的单 轨道部分的第一部分7a、8a。另外，输送路径7、8包括在输出侧的均被构造 为用于容器2、3的无压输送的多轨道部分的第二部分7b、8b。设置有用于将 容器2、3从单轨道的第一部分7a、8a分配至第二部分7b、8b的各个轨道的可 变开关(alterable switch)7c、8c或适当的分配部件，第二部分7b、8b的各个 轨道例如为分开的通道7b1至7b3和8b1至8b3的形式。为了清楚，该图示出了 与通道相关的输送路径，而未示出通道的横向边界，例如围栏(railing)。

如图中另外示意性示出的，分配装置6将容器2、3成组地分配至输送路 径7、8。在示出的示例中，容器2以组2’交替地分配至两个输送路径7、8， 每个组均包括四个容器。当根据本发明的灌装设备1充分地发挥作用时，这 与优选的操作模式对应，即优选地，容器2、3以均分的方式通过分配装置6 被分配至两个输送路径7、8。因而，与输送路径7、8相关的两个贴标机11、 12受到相等的负荷。

在分配装置6和贴标机11、12之间，容器2、3通过对应的中间容器缓冲 器9、10。根据灌装设备的操作条件，能够以例如DE 20 2004 012 848U1中 描述的已知的方式将所述容器缓冲器调节至不同的缓冲能力。在图中，这是 由可调节的容器引导件9a、10a来示出的。因而，能够补偿两个输送路径7、 8中的负荷波动，从而能够至少补偿两个输送路径7、8中的其中一个输送路 径中的一定时间段的性能降低或生产中断。

例如，如果一个贴标机11由于故障或标签的改变等临时性地停止工作， 分配装置6首先能够继续沿两个容器缓冲器9、10的方向分配容器的进入流 (incoming stream)，至少直到未准备好的贴标机11的上游的容器缓冲器9被 完全装满。同时，容器2、3至另一个贴标机12的供给将适时地继续。

如果各个输送路径7、8具有足够的输送能力，当容器缓冲器9被装满时， 可以沿能够操作的贴标机12的方向引导所有容器2、3。在从灌装机5朝向分 配装置6的容器流量未降低的情况下，单位时间进入容器缓冲器10的容器2、 3的数量将是正常的常规操作期间的两倍。贴标机12的机器性能限制了容器 缓冲器10的排放，并且容器缓冲器10的排放通常在灌装机5的机器性能之下， 由于输送路径7的部分停止，容器缓冲器10将继续被充填。

能够在没有任何改变的情况下维持分配装置6的上游的机器性能，至少 直到容器缓冲器9、10中的一个容器缓冲器被完全装满，也可能是直到两个 容器缓冲器9、10均被完全装满。

随后，根据容器缓冲器9、10的能力，获得缓冲期，其中能够补偿输送 路径7、8中的一个输送路径内的生产单元的故障，从而能够防止分配装置6 的上游的机器性能的降低或生产的中断。由于在缓冲期内不再需要停止和随 后启动这些设备部件(例如吹塑机)，所以是尤其有利的。这样正好允许避 免根据本发明的灌装设备1的相对昂贵的停工时间。

如图中所示，优选地，根据本发明的灌装设备包括至少一个吹塑机19、 20。在示出的示例中，分开的吹塑机19、20被设置为用于生产不同的容器2、 3。例如，利用第一吹塑机19生产具有标准截面(特别是圆形容器截面)的 容器2。优选地，第二吹塑机20用于生产具有非圆形截面(例如多边形截面， 特别是矩形或椭圆形截面)的容器3。

如由图另外示出的，吹塑机19、20中的至少一个吹塑机可以与灌装机5 一起构造为共同的机器模块。同样地，吹塑机19、20中的至少一个吹塑机可 以经由输入侧输送路径21(例如已知的结构设计的空气输送路径)与灌装机 5连接。此处示出的变形只是示例性的。原则上，任意的吹塑机19、20均能 够与灌装机5联接。

还可以想象的是，在灌装设备1外部生产至少一种类型的容器。在图中 仅示意性地示出灌装机5的输入侧可变开关5a，所述可变开关适合用于使不 同的进入容器流前进至下一步工序。

描述的灌装设备1特别适合于处理不同类型的容器，特别是处理具有圆 形截面的容器2和具有非圆形截面的容器3。适当的灌装机5在现有技术中是 已知的，因此，它们不需要在此处更详细地描述。决定性的方面在于，输送 路径7、8和相关的容器缓冲器9、10被构造为用于容器2、3的无压输送。只 有这样才能保证在灌装具有非圆形截面的容器3时无故障的操作。无压输送 尤其允许不同类型的容器在容器缓冲器9、10中无故障的缓冲。后者是单轨 道缓冲器并且也在没有背压的情况下操作，例如DE 20 2004 012 848U1中描 述的。

优选地，设置有用于控制根据本发明的灌装设备1的中央控制单元22， 特别地，该中央控制单元22与分配装置6、容器缓冲器9,10、贴标机11、12 以及分配装置6的上游的诸如灌装机5和吹塑机19、20等的生产单元通信(为 了清楚，在图中未示出通信路径)。此处决定性的重要性在于，如果检测到 分配装置6的下游的部分生产中断，在控制单元22的帮助下，分配装置6将能 够有效地防止容器2、3被供给至受到生产中断影响的输送路径7、8，并且有 效地将容器流引导至下游的生产工序依然以正常的方式进行的容器缓冲器 9、10。

控制单元22和容器缓冲器9、10之间的通信还允许检测容器缓冲器9、10 的充填程度或剩余能力，以便中断流入相应的容器缓冲器9、10的容器流， 如果容器缓冲器9、10被完全装满。在这种情况下，如果必要，与设置在分 配装置6的上游的生产单元的通信允许所述生产单元停止。

例如，贴标机11、12是机器性能通常比分配装置6的上游的生产单元的 机器性能低很多的套筒单元。因此，在分配装置6处的容器流的分开一方面 允许在常规操作期间根据本发明的灌装设备1的机器性能的提高，并且另一 方面允许整个灌装设备1的停工时间的缩短。另外，即使在具有非圆形截面 的容器3的情况下，容器缓冲器9、10成对存在的事实提供了足够的缓冲能力。

为了完整性，在图中的输送路径7、8的第一部分7a、8a的区域内示出另 外的生产单元23、24。例如，这些生产单元可以是收缩隧道(shrinking tunnel) 等。

在输送路径7、8的第二部分7b、8b中，将容器2、3成组地分配至通道7b1 至7b3和8b1至8b3并且使容器2、3前进使得相邻的通道的容器2、3不会彼此 干涉。这意味着，容器2、3相对于彼此维持预定的转动位置和预定的距离。 此处，在容器2、3被分配至各个通道之后，以彼此接近地间隔开的关系输送 容器2、3是有利的，从而防止连续的容器2、3例如在输送期间在弯曲部附近 彼此影响，或以相似的传送模式输送容器2、3是有利的。

但是，在立刻要进入包装机13、14之前，容器2、3彼此接触，使得容器 2、3进入与将生产的容器包装体15对应的位置。能够以这种方式简化容器2、 3的包装。示出的通道7b1至7b3和8b1至8b3的数量仅是示例性的。优选地， 并列的通道的数量与最大包装体宽度对应，即与将在一个包装体15中并排结 合的容器2、3的数量对应。根据将生产的实际的包装体大小，容器2、3将只 供给到对应的需要的通道7b1至7b3和8b1至8b3。

特别是在谈及的容器3不具有圆形截面时，容器2、3的通道方式的 (alleywise)供给是有利的。在共同的包装机的上游没有必要结合这些来自 不同的输送路径7、8的容器。特别是在非圆形截面的情况下，鉴于容器3会 偏移和/或楔入的事实，容器3的这种结合是成问题的。换句话说，包装机13、 14的数量与分开的输送路径7、8的数量对应是尤其有利的变型。

为了允许灌装设备1的灵活且可靠的操作，输送路径7、8是可单独控制 的。这意味着，根据需要的机器性能和/或在输送路径7、8中的一个输送路径 中的生产部分故障的情况下，在分配装置6的帮助下，能够将容器流以灵活 且关于设备的最佳负荷有效的方式分配至输送路径7、8。

此外，如图中所示，包括至少两个输送路径7、8的根据本发明的灌装设 备能够在分配装置6的下游的生产单元构造为串联机器的情况下以特别有利 的方式实现。但是，原则上，位于所述位置处旋转机的也是可以想象的。这 也应用于根据本发明的灌装设备1的分配装置和可变开关。例如，串联类型 的适当的分配装置是直线型分配开关或顶型分配器(roof-type divider)。例 如，旋转类型的适当的分配装置是保持星形轮或夹持星形轮。这样的分配装 置的操作模式是已知的，因此此处不需要说明。

借助于上述灌装设备1和上述操作根据本发明的灌装设备1的方法，尤其 借助于在分配装置6的下游的灌装设备的部分故障的情况下使用的用于容器 2、3的上述缓冲器，能够建立特别灵活且可靠的生产条件。