Es ist alles andere als ein langsamer Start. Im Jahr 1974 stellt Krones seinen ersten Füller vor und schon ein Jahr später revolutioniert Hermann Kronseder die Branche mit einem radikal neuen Konzept: dem Blocksystem. Darunter versteht er die mechanische Verkettung von Einzelmaschinen ganz ohne Transportbänder. Die Blocktechnik bleibt prägend für unser Unternehmen, deshalb werden wir ihrem 50-jährigen Jubiläum im kommenden Jahr einen eigenen Beitrag widmen und uns an dieser Stelle auf die Fülltechnik konzentrieren. Aber zurück zur klassischen Fülltechnik – denn auch die Entwicklungen hier können sich sehen lassen: Schon die ersten Füller haben Leistungen von einigen 10.000 Behältern pro Stunde. Ein Prospekt vom September 1977 gibt für einen frühen Krones Block 50.000 Behälter pro Stunde an.
Vor 50 Jahren ist die Firma Krones 23 Jahre alt und patentierter Technologieführer auf dem Gebiet der Etikettiertechnik. Dann, 1974, beweist Hermann Kronseder Weitblick und diversifiziert sein Geschäft: Innerhalb eines Jahres bringt er einen Füller und eine Reinigungsmaschine auf den Markt. Und schnell setzt er auch hier neue Maßstäbe, wie ein Blick auf die Entwicklung der Fülltechnik zeigt.
Bis in die 80er Jahre werden vor allem Bier und Limonade überwiegend in Glasflaschen abgefüllt – zumindest in Europa. Dazu kommen Saft, Wein, Spirituosen und Mineralwasser, das zu der Zeit allerdings noch nicht so weit verbreitet ist wie heute. In den USA hingegen setzt man schon damals stark auf Dosen, weil man die pasteurisierten, leichten Einweg-Behälter über weite Strecken per Zug und Lkw transportiert. Entsprechend bedient Krones ab 1989 den Dosenmarkt mit einem eigenen Füller. Die ersten Modelle sind noch mit ausschließlich mechanisch gesteuerten Füllventilen und Rückgasröhrchen ausgestattet.
Verkaufshit volumetrischer Dosenfüller
1993 setzt sich Krones mit der Entwicklung des volumetrischen Dosenfüllers VOC vom Wettbewerb ab. Die Besonderheit liegt in der Füllmengen-Kontrolle: Statt über Messsonden oder Rückgasröhrchen den Füllstand in der Dose einzustellen, gibt ein hochgenauer Messbehälter mit integrierter Schwimmersonde exakt die richtige Menge Flüssigkeit in die Dose ab. Mit diesem Alleinstellungsmerkmal wird die Maschine zum Verkaufshit und bleibt für viele Jahre sehr erfolgreich. Diese Konstruktion mit Messbehälter wurde anfänglich auch für Flaschen (VO-Füller) angeboten, aber später durch ein System mit Durchflussmesstechnik abgelöst.
1995 baut Krones den zu dieser Zeit größten Dosenfüller der Welt mit sechs Metern Karusselldurchmesser und einer Leistung von 120.000 Dosen pro Stunde. Drei solche Riesen gehen damals nach Südamerika.
Neuzugang PET-Flasche
Doch springen wir in der Geschichte wieder ein bisschen zurück und widmen uns einer zweiten Behälterkategorie: Denn 1987 startet die PET-Flasche ihre Karriere bei Krones, genauer gesagt die Abfülltechnik für eben solche. Und wie jede Behälterart birgt auch die PET-Flasche eine Besonderheit. Denn diese ist anfällig für sogenanntes Scuffing, also das Entstehen von Reibringen, wenn die Flaschen auf dem Transporteur aufeinandertreffen. Um sie möglichst berührungsfrei zu transportieren, wird das Neckhandling im Füllerkarussell entwickelt. Anstelle von Hubzylindern wie im Glasfüller hat der erste PET-Füller für jedes Füllventil am Ringkessel einen vertikal verschiebbaren Schlitten zur Flaschenaufnahme. Ein Tragblech am unteren Ende des Schlittens mit U-förmiger Ausnehmung unterfasst im Einlaufsternrad den Tragring der Flasche. Im weiteren Verlauf wird die Flasche angehoben und gasdicht am Füllventil verriegelt. Der Ansatz bietet einen weiteren entscheidenden Vorteil: Bis auf wenige Ausnahmen haben die meisten PET-Flaschen gleich große Mündungen, man muss also bei Behälterwechseln nichts umbauen.
1989 wird dieses Konzept auf der Interbrau in München zusammen mit einer inline vorgelagerten Streckblasmaschine eines anderen Herstellers vorgestellt. Der freihängende Flaschentransfer zum neuen PET-Füller erfolgt damals noch mit einem Luftförderer. „Damit hat Krones die Anlagentechnik revolutioniert und der Wettbewerb musste nachziehen“, meint Matthias Wahl.
Ab 1995 wird das Handling mit steuerbaren Greifklammern entwickelt. Zunächst ausgehend von Rumpfgreifern für Glasflaschen entstehen im nächsten Schritt steuerbare Halsgreifklammern für PET-Flaschen mit Tragring. Es können dann alle Sternräder der Maschinen mit Greifklammern ausgestattet werden. Führungsbögen an den Sternrädern sind nicht mehr erforderlich. 1997 stellt Krones sein Scuffing-freies Neckhandling-System für PET mit dem PET-Superbloc – bestehend aus Rinser, Füller und Verschließer – der Öffentlichkeit vor. 2009 setzt das Unternehmen dann konsequent auf die Blocktechnik und führt den ErgoBloc L mit durchgehendem Neckhandling von der Blasmaschine über die Etikettiermaschine bis zum Füller und Verschließer ein. Luftförderer werden somit überflüssig.
Elektronik in der Fülltechnik
Nach diesem Exkurs in die Behälterarten Dose und PET-Flasche kehren wir zurück zur allgemeinen Entwicklung der Fülltechnik – und blicken dabei besonders auf das Funktionsprinzip. Bis Ende der 80er Jahre sind Krones Füller rein mechanisch gesteuert, außen am Füllerkarussell angeordnete Kurvensteuerungen bewegen die Stößelventile. Die Füllgeschwindigkeit wird so alleine von der mechanischen Konstruktion der Maschine bestimmt. Man kann die Füllparameter nicht einfach für andere Getränkesorten ändern. Das wird erst mit der Entwicklung von Füllkonzepten möglich, bei denen die Ventile zentral angesteuert werden. Mit dem Füllsystem VP setzt Krones diesen Gedanken erstmals um und bringt 1991 seinen ersten elektropneumatischen Füller auf den Markt. Die Ventile werden pneumatisch betätigt, die Druckluft dafür wird zentral elektrisch angesteuert. Direkt an den Ventilen, also im Nassbereich, Elektronik einzusetzen, wagt man damals noch nicht.
Für die Füllventile führt Krones auch Sonden zur elektronischen Steuerung der Füllhöhe im Füllprozess ein. Erstmals ist es möglich, über eine Software die exakte Füllzeit unabhängig von der momentanen Füllergeschwindigkeit zu steuern und die Prozessparameter optimal einzustellen. „Das später Sensometic genannte Füllsystem war für Krones ein entscheidender Schritt“, sagt Matthias Wahl.
Einstieg in die sterile Abfüllung
Auf Basis dieser elektropneumatischen Ventile baut Krones 1992 seinen ersten Füller für die sterile Bierabfüllung. Hier werden vor dem Abfüllen die Flaschen mittels Dampfspülung entkeimt. Die Lösung richtet sich an Brauereien, welche die Haltbarkeit des Biers verbessern wollen, aber das Pasteurisieren scheuen, weil die Hitzebehandlung den Geschmack beeinflussen könnte. Der Füller zur sterilen Bierabfüllung markiert für Krones zugleich den Einstieg in die aseptische Getränkeabfüllung (siehe Kasten).
In den 90er Jahren schnellen die Verkaufszahlen für Füller dann nach oben: 1990 liefert Krones seinen 500sten Füller an eine bayerische Brauerei. Schon drei Jahre später geht die 1.000ste Maschine, ein volumetrischer Dosenfüller, nach Irland. Und im Jahr 2000 erhält Krones schließlich die Bestellung für den 2.000sten Füller.
Hygienisches Design und integrierte Elektronik
Ein Beispiel für ein einfaches, aber wirkungsvolles hygienisches Design ist der Rooftable in Verbindung mit einem freistehenden Maschinenschutz, mit dem Krones ab 2000 Trends setzt. Bis dahin hatten Füller ebene Tische, auf denen sich Getränkereste und Scherben sammeln und zum Hygienerisiko werden können. Der Rooftable dagegen ist wie ein Walmdach geneigt, sodass Flüssigkeiten abfließen und Scherben abrutschen. Heute sind solche geneigten Flächen Standard für hygienische Füllkonzepte.
Fünf Jahre später schafft Krones im PET-Füller F1 den Tisch ganz ab. Nun können Getränkereste und Reinigungsmittel völlig frei abfließen. Ein Füller ohne Tisch, das wird erst möglich durch die elektronische Synchronisierung elektrischer Einzelantriebe für Füllerkarussell und Sternräder. Bisher geschieht dies mechanisch mit Zahnrädern. Sie liegen unter dem Tisch und werden von diesem geschützt. Beim F1 dagegen steht jedes Sternrad auf einer „Monotec“ genannten Säule mit eigenem integriertem Motor. Erstmals ist auch die Steuerelektronik nahe an den Füllventilen – und damit im Nassbereich – integriert. „Der 2005 auf der drinktec präsentierte F1 Füller war ein wegweisendes Konzept, an dem sich viele Wettbewerber in der Folgezeit mehr oder weniger orientiert haben“, erklärt Matthias Wahl.
Neue Getränkesorten kommen hinzu
2002 startet Krones mit der Milchabfüllung und führt dafür Wägemesszellen ein. Milch schäumt beim Einfüllen, deshalb funktioniert die klassische Füllhöhenmessung hier nicht. Für eine Durchflussmessung ist ihre Leitfähigkeit wiederum zu gering. Deshalb wird die Füllmenge durch Wiegen präzise bestimmt.
2012 kommt das Zwei-Strom-System für Saft mit Fruchtstückchen hinzu. Dabei werden Saft und Fruchtstückchen getrennt erhitzt und abgefüllt. Das Dosiersystem FlexiFruit sorgt für einen präzisen Anteil an Fruchtpartikeln in der Flasche.
Dynafill: Revolution des Füllprozesses
Bis Krones 2017 den Dynafill vorstellt, ist die Fachwelt überzeugt, dass CO₂-haltige Getränke unter Gegendruck abgefüllt werden müssen, weil sich sonst zu viel Schaum bildet. „Und dann gab es bei uns einen Kollegen, der sagte: Das geht alles zu langsam“, erzählt Matthias Wahl. Dessen Idee: In eine evakuierte Flasche ein unter Überdruck stehendes karbonisiertes Getränk abfüllen und den Verschluss ohne vorherige Entlastung zur Atmosphäre aufbringen.
Das Konzept birgt jede Menge Vorteile: Für Bier erzielt man fantastisch niedrige Sauerstoffwerte, es kann ohne vorherige Produktkühlung gefüllt werden, der Füllstand lässt sich über den Druckausgleich zwischen Flasche und Kessel einstellen und durch den Wegfall des Flaschentransfers mit Wassereinspritzung zu einem separaten Verschließer sinkt die Verkeimungsgefahr signifikant. Dank der Warmabfüllung gibt es nach dem Füller keine Schwitzwasserbildung, das heißt ein Flaschenwärmer ist überflüssig. Ohne Sonde oder Rückgasrohr lässt sich der gesamte Öffnungsquerschnitt der Flasche nutzen und so extrem schnell füllen. „Der Kollege hatte das im Labor aufgebaut und kam eines Tages damit zu mir. Das war im Januar 2014, ich weiß das wie heute“, erinnert sich Wahl. „Am nächsten Tag stellte er es Volker Kronseder vor und der entschied: Das machen wir.“
2017 steht der Dynafill dann auf der drinktec und demonstriert Füllen und Verschließen von Bierflaschen in weniger als fünf Sekunden, das ist Weltrekord. „Für Krones ist das ein Alleinstellungsmerkmal, da halten wir sehr gute Patente“, betont Wahl.
2017 überträgt Krones außerdem die Blocktechnik auf die Dosenabfüllung und stattet den Modulfill Bloc FS-C mit einem Verschließer aus dem eigenen Portfolio aus.
Der Dynafill im Detail – erklärt von zwei Krones Kollegen, die an der Entwicklung beteiligt waren
100.000 PET-Flaschen pro Stunde
2022 setzt Krones einen weiteren Meilenstein – dieses Mal in Sachen Leistung, und zwar (und so schließt sich der Kreis zum Beginn des Artikels) in der Blocktechnik. Als erster weltweit verarbeitet ein ErgoBloc L über 100.000 PET-Flaschen pro Stunde. Der Knackpunkt liegt beim Füller, denn der klassische Ansatz „größeres Karussell gleich mehr Leistung“ wird hier von der Physik ausgebremst: Bei den hohen Geschwindigkeiten würde sich aufgrund der Fliehkraft der Füllspiegel im Füllerauslauf schräg stellen und das Produkt aus der Flasche schwappen. Den Durchbruch bringt die Idee, den Block mit zwei modularen Füll- und Verschließeinheiten anstelle eines einzigen Riesenfüllers auszustatten.
Auch beim Dynafill geht es in eine neue Runde: 2024 nutzt er erstmals künstliche Intelligenz für die automatische, präzise Einstellung der Füllhöhe. Wie so oft sorgt damit eine weitere Innovation aus dem Hause Krones branchenweit für Aufsehen – und es wird sicherlich nicht die letzte gewesen sein!
