在机器上将液体装瓶的方法、将液体装瓶的机器及所得瓶

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在机器上将液体装瓶的方法、将液体装瓶的机器及所得瓶
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于将液体装入瓶中的方法和机器。
[0002] 应该指出的是，在本说明书和权利要求书中，术语“瓶”用于指代设置有颈部（即逐渐缩小到容器顶端并限定倾倒开口的部分）的任何种类的容器，通过该倾倒开口倾倒液体产品。特别地，术语“瓶”包括玻璃或塑料容器或者甚至复合纸板塑料容器，该复合纸板塑料容器具有由塑性材料制成的颈部或顶部并且剩余部分由多层纸板材料制成。
背景技术
[0003] 本发明可以特别有利地用于将啤酒、或其它对氧气敏感的饮料装入玻璃瓶中，在下面的描述中将涉及到这些饮料，但这绝非意在限制由所附权利要求限定的保护范围。
[0004] 在将碳酸液体或像啤酒这样的对氧气敏感的液体装入玻璃瓶中时，已知一种系统，该系统包括用于将一系列空瓶供给到灌装机的供给线，该灌装机又包括灌装轮，该灌装轮安装为绕纵向轴线连续地旋转，接连地接收空瓶，将加压气体供给到瓶中，用啤酒对瓶进行灌装、使整个瓶减压、并且通过至少一个星形轮（transfer wheel）将瓶供给到与灌装机相连的加盖机、并用相应的盖封住瓶。
[0005] 尽管广泛使用，但以上类型的已知装瓶系统具有多个缺点。
[0006] 特别地，因为瓶中的液体与大气接触，并且因此与氧气接触，当将瓶从灌装机传送到加盖机时，为了防止液体的氧化和变坏，上述类型的已知装瓶系统具有必须在对瓶进行加盖之前通过撇去液体来去除瓶中的空气的缺点，从而造成每个瓶中的液体的一定量的损耗。就对氧气高度敏感的啤酒而言，这尤其有害。
[0007] 此外，包括两种机器，即灌装机和加盖机，以上类型的系统体积非常大，并且在布局方面允许较小的选择自由。
发明内容
[0008] 本发明的一个目的是提供一种液体装瓶方法，特别是用于碳酸液体的液体装瓶方法，本方法设计为消除上述缺点，并且本方法廉价且容易实施。
[0009] 根据本发明，提供了一种液体装瓶方法，特别是用于碳酸液体的液体装瓶方法。
[0010] 本发明还涉及一种液体装瓶机，特别是用于碳酸液体的液体装瓶机。
[0011] 根据本发明，提供了一种液体装瓶机，特别是用于碳酸液体的装瓶机。
[0012] 本发明还涉及一种通过新的液体装瓶方法获得的瓶。
附图说明
[0013] 下面将参考附图通过实例来描述根据本发明的一个非限制性实施方式，附图中：
[0014] 图1示出了根据本发明的用于对瓶（特别是玻璃瓶）进行灌装和加盖的机器的一个优选实施方式的示意性平面图，为了清楚起见，去除了一些部件；
[0015] 图2示出了图1中的机器的示意性透视图，为了清楚起见，去除了一些部件；
[0016] 图3示出了沿着图1中的线III-III的剖面；
[0017] 图4示出了沿着图1中的线IV-IV的剖面；
[0018] 图5示出了图4中的细节的较大比例的局部剖面示意图，为了清楚起见，去除了一些部件；
[0019] 图6示出了沿着图1中的线VI-VI的剖面；
[0020] 图7示出了沿着图6中的线VII-VII的剖面；
[0021] 图8示出了图6中的细节的较大比例的局部剖面示意图，为了清楚起见，去除了一些部件；
[0022] 图9示出了沿着图1中的线IX-IX的剖面；
[0023] 图10示出了沿着图1中的线X-X的剖面；
[0024] 图11示出了图10中的细节的较大比例的局部剖面示意图，为了清楚起见，去除了一些部件；
[0025] 图12示出了沿着图10中的线XII-XII的剖面；
[0026] 图13示出了沿着图1中的线XIII-XIII的剖面；以及
[0027] 图14-图17示出了适于由图1的机器加工的瓶的一种可能变型的局部剖面透视图。
具体实施方式
[0028] 图1和图2中的标号1从整体上表示用于将液体（特别地适于啤酒）装入玻璃瓶2中的机器，每个瓶都具有给定的纵向轴线3，在底部处由与轴线3大致垂直的底壁4限定边界，并且具有与轴线3大致共轴的上颈部（top neck）5。
[0029] 每个瓶2均适于由相应的盖41封住，所述盖基本由具有适于包围并封闭在颈部5的顶端上的周界凸起边缘的金属圆盘状本体形成。
[0030] 根据本发明，机器1包括用于对瓶2进行灌装和加盖的输送装置6。在如图上所示的优选实施方式中，输送装置6包括转盘（carousel），所述转盘安装为绕与图1的平面垂直的相应大致竖直的纵向轴线7连续地旋转（在图1中为逆时针旋转）。转盘从输入轮8接收一系列空瓶2，所述输入轮在第一传送站10处连接到转盘并安装为绕与轴线7平行的相应纵向轴线9连续地旋转。转盘从输入轮11将一系列满的加盖的瓶2释放到输出轮11，所述输出轮在第二传送站13处连接到转盘并安装为绕与轴线7、9平行的相应纵向轴线12连续地旋转。
[0031] 转盘包括用于运载灌装和加盖的多个单元14，所述多个单元14绕轴线7等距地隔开，沿着转盘的周界边缘安装，并通过转盘而沿着绕轴线7且经过站10和13延伸的路径P移动。
[0032] 如图2和图3所示，每个单元14均包括适于支撑瓶2的底壁4的支撑装置15。支撑装置15包括支撑套筒16，所述支撑套筒在与轴线7、9和12平行的竖直方向17上延伸并通过转盘的旋转框架18而形成。套筒16以滑动方式与活塞19接合，所述活塞从套筒16的顶部向外伸出并通过未示出的已知致动装置可相对于框架18在方向17上在降低位置（图
3和图4）与升高位置（图6）之间移动。
[0033] 活塞19通过锁定装置20锁定在升高位置中，所述锁定装置包括气动作动筒（pneumatic actuating cylinder）21，所述气动作动筒在与方向17相交的径向方向22上穿过活塞19延伸。筒21以滑动方式与穿过套筒16形成的径向开口23相接合。筒21包含输出杆24，所述输出杆可在方向22上在缩回释放位置（图3和图4）与抽出锁定位置（图
6）之间可移动，在所述缩回释放位置中，杆24完全容纳在筒21内，在所述抽出锁定位置中，杆24伸出到筒21外以接合穿过套筒16形成的径向孔25。
[0034] 装置15还包括板26，所述板以滑动方式装配到活塞19的顶端。通过部分地穿过活塞19形成的气动致动装置27，板26可相对于活塞19在方向17上在降低位置（图3和图4）与升高位置（图10）之间线性地移动，并在顶部处由限定用于瓶2的支撑表面A的水平表面限定边界。
[0035] 在其顶端处，每个单元14还包括灌装和加盖头28，所述灌装和加盖头28又包括支撑块29，所述支撑块在方向22上径向地延伸到转盘外。支撑块29固定到框架18并具有中心孔30，所述中心孔具有与方向22平行的横向水平轴线31并容纳通过致动装置33而相对于支撑块29绕横向水平轴线31旋转的圆柱形棒（bar）32。
[0036] 装置33包括气动作动筒34，所述气动作动筒与方向17平行地形成在支撑块29中，并以滑动方式与具有齿条36的活塞35接合，所述齿条与和横向水平轴线31共轴地形成在棒32的外表面上的链轮37相啮合。
[0037] 棒32具有环形腔38，所述环形腔形成在沿着棒32的外表面的中间点处。腔38绕横向水平轴线31延伸并由限定用于瓶2的盖41的支座（seat）40的底壁39限定边界。腔
38还经由彼此相对的顶部开口42和底部开口43与外部连通，并且所述腔大致是圆柱形的，在方向17上穿过支撑块29而形成，并具有与方向17平行的纵向轴线44。
[0038] 与上面相关的，应该指出的是，底部开口43面向板26并具有环形密封件45，所述环形密封件与轴线44共轴地固定到此开口43的内表面。形成在密封件45中的环形室46可连接到未示出的已知气动压缩空气装置。
[0039] 棒32还容纳包括中心孔48的双位阀（on-off valve）47，所述中心孔与方向22平行地形成在棒32中并以滑动方式与开闭件（shutter）49接合，所述开闭件具有在方向17上穿过开闭件49而形成的管道50。双位阀47将腔38选择性地连接到包括容积式流量计
51a的液体供给装置51，并连接到二氧化碳供给装置53的运送支路52。
[0040] 液体供给装置51还包括供给管道54，所述供给管道穿过棒32形成并通过供给管道55连接到液体槽（未示出），所述供给管道55以旋转布置插入到管道54内以允许管道54相对于管道55的旋转。
[0041] 支路52具有双位阀56。所述支路52部分地穿过支撑块29且部分地穿过棒32而形成，并形成装置53的一部分。装置53还包括返回支路57，所述返回支路部分地穿过棒
32且部分地穿过支撑块29而形成。装置53具有双位阀58。装置53与腔38相连通，并沿着管道59连接到具有双位阀61的气动抽吸装置60的管道59。
[0042] 头28还支撑细长的夹持件（gripping member）62，所述夹持件在方向17上与轴线44共轴地延伸，并以滑动方式穿过从支撑块29向上伸出的支架63而装配。此外，通过未示出的已知致动装置，夹持件62可在方向17上且相对于支架63线性地移动。磁体64装配在夹持件62的底端内以使夹持件62能够获得并保持盖41。
[0043] 夹持件62可在方向17上在升高位置（图3和图4）与降低位置（图6）之间移动，并通过锁定装置65锁定在降低位置中。锁定装置65包括作动筒66和输出杆67，所述作动筒66与方向22平行地形成在支架63中，所述输出杆可在筒66中在方向22上在杆67接合夹持件62的顶部的抽出锁定位置（图6）与缩回释放位置（图3和图4）之间移动。
[0044] 盖41通过供给装置68供给到夹持件62，所述供给装置安装在站10与站13之间、在转盘绕轴线7的旋转方向上位于站13下游。供给装置68包括分配器圆盘69，所述分配器圆盘安装为绕与轴线7平行的相应纵向轴线70旋转并在支撑块29与夹持件62之间延伸。分配器圆盘69具有多个凹口（pocket）71，所述多个凹口绕轴线70等距地隔开，并且每个凹口都用于接收并保持相应的盖41，并且每个凹口的凹陷面向上。
[0045] 现在将参照图3至图13，参照一个瓶2的灌装和加盖，并且因此参照一个单元14来描述机器1的运作，并且在运作的瞬间（图3）：
[0046] 锁定装置65的杆67和锁定装置20的杆24均处于缩回释放位置中；
[0047] 使夹持件62处于升高位置中；
[0048] 使活塞19和板26均处于降低位置中；
[0049] 将开闭件49定位为使得其关闭管道54和开口支路52；
[0050] 关闭阀56、58、和61；
[0051] 将棒32设定在绕横向水平轴线31的给定角位置处，支座40面向顶部开口42；并且
[0052] 使连接到密封件45的室46的气动压缩空气装置（未示出）不起作用（图5）。
[0053] 参照图4，首先通过最终具有凹口71的供给装置68供给所谈论的单元14，以允许夹持件62向下移动并且允许磁体64获得相应的盖41，并且然后通过最终具有瓶2的传送站10供给，所述瓶通过输入轮8供给到板26的支撑表面A上。
[0054] 如图6所示，在方向17上升高活塞19，以使瓶2穿过底部开口43而移动；使锁定装置20的杆24移动到抽出锁定位置中；起动连接到室46的气动压缩控制装置（未示出），以使瓶2以流体密封方式连接到密封件45（图8）；在方向17上穿过顶部开口42而降低夹持件62并使所述夹持件以流体密封方式连接到此顶部开口42；使锁定装置65的杆67移动到抽出锁定位置中；并且通过磁体72将盖41从夹持件62传送到支座40中，所述磁体在支座40处装配在棒32内并设计为比磁体64更强烈地吸引盖41。
[0055] 瓶2与底部开口43以及夹持件62与顶部开口42的流体密封连接密封腔38并形成与外界完全隔离的室73。
[0056] 一旦形成室73，装瓶液体包括多个预备操作，在灌装瓶2之前并且一旦关闭阀56、
58和61就执行这些预备操作，这些预备操作在所示实例中包括：
[0057] 第一抽气操作，通过打开阀61并保持阀56和58关闭来将瓶2中的空气去除；
[0058] 通过打开阀56和61、保持阀58关闭来冲洗瓶2，并且首先沿着运送支路52然后通过瓶2并最后沿着返回支路57和管道59供给二氧化碳流；
[0059] 可能地第二抽气操作，通过打开阀61并保持阀56和58关闭来去除瓶2中的任何残留空气；并且
[0060] 通过打开阀56、保持阀58和61关闭来使瓶2加压，并且将二氧化碳流供给到室
73和瓶2中。
[0061] 与上面相关的，应该指出的是，在所示实例中，在加压之后室73和瓶2中的压力使得其允许通过液体由于重力从槽（未示出）下落到瓶2中来对瓶2进行灌装。
[0062] 如图9中所示，打开阀58；保持阀56和61关闭；使开闭件49移动到关闭支路52且打开管道54的位置中以对瓶2进行灌装，并且沿着支路57且通过阀58将二氧化碳从瓶
2中排出；并且一旦对瓶2进行灌装，就使阀58往回移动到关闭位置中。
[0063] 参照图10、图11和图12，保持阀56、58和61关闭；使开闭件49往回移动到打开支路52且关闭管道54的位置中；在方向17上升高致动装置33的活塞35以使棒32绕横向水平轴线31移动，并使支座40和盖41整体上移动到面向底部开口43和瓶2的位置中；
并且在方向17上升高板26以使瓶2在室73内移动并对着盖41移动以对瓶2进行加盖。
[0064] 与上面相关的，应该指出的是：
[0065] 由板26施加在瓶2上的向上推动大于由密封件45施加在瓶2的颈部5上的夹持；
[0066] 在室73内（即在从外部密封的室内）并在由于二氧化碳的压力所引起的给定压力下对瓶2进行加盖；并且
[0067] 当升高瓶2时，通过具有环箍（collar）状形状的可移动壁74的移动来保持室73的容积大致恒定，所述可移动壁与轴线44共轴地绕开口2延伸，并形成室73的外壁的一部分。此外，可移动壁74与腔38气动地连通，以滑动方式装配至支撑块29，并通过室73内的二氧化碳相对于支撑块29在方向17上升高。
[0068] 最后，如图13所示，打开阀61以将剩余的二氧化碳从室73中排出；使连接到密封件45的室46的气动压缩空气装置（未示出）不起作用；并且在方向17上降低活塞19和板
26以从灌装和加盖头28中释放瓶2。
[0069] 机器1因此具有几个优点，主要基于这样的事实：
[0070] 在存在二氧化碳且没有氧气的情况下（特别是在瓶2的颈部空间中）用液体对瓶2进行灌装，就啤酒瓶而言，这非常有利；
[0071] 沿着路径P的第一部分T1对瓶2进行灌装并且沿着路径P的第二部分T2进行加盖，同时总是保持在相同的单元14中，并且在用相应的盖41进行加盖之后仅从转盘传送到轮11；
[0072] 瓶2内的液体的容积相对较准确；
[0073] 输出轮11的直径相对较小并大致等于输入轮8的直径，由于传送到轮11的瓶2已经加盖，该瓶因此可以相对较高的速度绕轴线12旋转（因为瓶2离开机器1时已经加盖，因此完全消除了由于离心力所引起的任何产品溢出）；
[0074] 消除了通常在已知装瓶系统上执行的减压和撇去。
[0075] 机器1可用于将任何种类的液体（特别是碳酸液体）装入玻璃瓶或塑料瓶或者甚至复合纸板塑料瓶或容器中。
[0076] 图14和图15示出了整体上用2'表示的另一种类型的瓶，这种瓶可以在机器1上进行灌装和加盖。在以下段落中将描述瓶2'以及装配在其上的其它部件，只要它们不同于已描述的相应部件，并且只要可能对于相同或等同的部件使用相同的标号。
[0077] 特别地，瓶2'具有轴线3并包括颈部5'，在外部设置有螺纹75，所述螺纹适于在最终用户所得到的成品构造中与另一盖77的相应内螺纹啮合。
[0078] 在机器1上执行操作步骤的过程中，以与参照瓶2所描述的方式完全相同的方式，用相应的盖41'对瓶2'进行加盖，所述盖优选地由塑性材料制成并具有与盖41的形状相似的形状，即由具有周界凸起边缘的圆盘状本体形成。
[0079] 在实践中，离开机器1的每个瓶2'都设置有相应的盖41'，所述盖具有封住颈部
5'的敞开顶端的圆盘状本体以及包围并封闭在颈部顶端边缘上的周界凸起边缘（图15）。
盖41'的这种构造设计为用于承受例如高达5巴的相对较高的压力。
[0080] 不同于玻璃瓶2上的金属盖41所发生的，盖41'不能限定塑料瓶2'的永久性封闭。由此，在每个瓶2'上执行另一步骤，即施加相应的另一盖77，所述另一盖装配在颈部
5'上以获得相应的螺纹75和76的啮合。
[0081] 更具体地，另一盖77具有圆盘状顶部78以及在内部设置有螺纹76的圆柱形侧壁
79。
[0082] 有利地，另一盖77还包括联接装置80，以接合盖41'并在将另一盖77从颈部5'上去除时沿着轴线3拉动所述盖，从而打开瓶2'。
[0083] 在图14和图15中所示的实施方式中，联接装置80包括弹性环81，所述弹性环优选地是通过螺纹76保持在侧壁79内的西格环（Seeger ring）；在螺纹75和76的啮合过程中，迫使弹性环81在径向方向上弹性地变形以越过盖41'，同时，在将另一盖77从瓶2'上去除的过程中，所述弹性环由另一盖77驱动以从下方在盖41'的周界边缘上施加轴向推动从而与所述弹性环接合并沿着轴线3将盖41'从颈部5'上去除。应该注意的是，在螺纹
75和76的啮合过程中，不仅通过弹性环81的弹性变形而且也通过形成盖41'的塑性材料的略微弹性变形，使得弹性环81可从盖41'上方移动到所述盖下方。
[0084] 为了执行以上动作，弹性环81具有直径朝着另一盖77的顶部78减小或者以等同方式朝着侧壁79的底端增加的锥形内表面82。
[0085] 在图16和图17中，标号83从整体上表示用于永久性封闭瓶2'的螺旋盖的可能变型；在以下段落中将描述另一盖83，只要它不同于另一盖77，并且只要可能对于相同或等同的部件使用相同的标号。
[0086] 具体地，在该解决方案中，联接装置80包括保持凸起84，所述保持凸起从另一盖
83的圆盘状顶部78的中央部分沿着轴线3延伸并适于与设置在盖41'的顶部表面上的相应支座85相接合。更具体地，保持凸起84具有底部边缘略微向外伸出的管状形状，以“钩住”限定盖41'的支座85的侧壁。
[0087] 另一盖83还包括环形切割脊86，所述切割脊在径向地介于保持凸起84与侧壁之间的一位置处从圆盘状顶部78的底部表面轴向地凸出，并且所述切割脊适于在将另一盖
83装配在瓶2'上时在盖41'的周界边缘附近切割所述盖。
[0088] 在所示情形中，在相对于瓶2'的顶部边缘径向向内的一位置处执行在盖41'上的切割动作，并且使得切割脊86在切割之后限定瓶颈部5'的内密封。（图16）[0089] 根据未示出的可能替代方案，还可在相对于瓶2'的顶部边缘径向向外的一位置处执行在盖41'上的切割动作。
[0090] 根据以上，显而易见的是，图14-图17中所示的封闭系统的解决方案使得机器1不仅适于加工玻璃瓶而且还适于加工甚至是塑料瓶或容器或者复合纸板塑料瓶或容器。