DE102012000758A1

DE102012000758A1 - Anlage sowie Verfahren zum Füllen von Behältern

Info

Publication number: DE102012000758A1
Application number: DE102012000758A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Clüsserath
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2013-07-18
Also published as: EP2804830A1; US20140360621A1; US10131526B2; WO2013107493A1

Abstract

Anlage zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem als Füllmaschine oder Füllaggregat ausgebildeten Behälterbehandlungsaggregat mit mehreren an einem umlaufend antreibbaren Transportelement, beispielsweise an einem Rotor, gebildeten Füllpositionen zum gesteuerten Einbringen des Füllgutes in die Behälter, mit zumindest einem Behältertransportelement mit Behälteraufnahmen, beispielsweise mit zumindest einem Transportstern mit Behälteraufnahmen an einer Behältertransportstrecke, die in einer Behältertransportrichtung, in der die Behälter durch die Anlage bewegt werden, dem wenigstens einen Füllaggregat voraus geht oder auf dieses folgt, sowie mit wenigstens einem Wägeaggregat zur Messung des Gewichtes der Behälter an der Behältertransportstrecke.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 10.
Vorrichtungen oder Anlagen für ein mengegesteuertes und damit auch volumengesteuertes Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut sind bekannt. Bei einer bekannten Vorrichtung ( EP 1 025 424 B2 ) bestehen die am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors vorgesehenen Füllpositionen jeweils aus einem Füllelement und einem Behälterträger, an dem die als Flaschen ausgebildeten Behälter mit einem an ihrem Flaschenhals angeformten Hals- oder Neckring während des Füllens bzw. des Füllprozesses hängend gehalten sind und der über eine Wägezelle mit dem Rotor verbunden ist. Bereits während des Füllens wird das Gewicht des jeweiligen Behälters erfasst und somit die in den Behälter eingebrachte Menge an Füllgut gesteuert. Ein nicht unerheblicher Nachteil besteht darin, dass die Erfassung des Gewichts der Behälter an den Füllpositionen erfolgt, sodass insbesondere bei Vorrichtungen oder Anlagen mit hoher Leistung (Anzahl der gefüllten Behälter je Zeiteinheit) nur eine verhältnismäßig kurze Messzeit am Ende des jeweiligen Füllprozesses und vor Abgabe des jeweils gefüllten Behälters an eine nachfolgende Transportstrecke verbleibt.
Bekannt ist weiterhin eine Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor und mit mehreren an diesem Rotor vorgesehenen Füllpositionen ( DE 40 02 395 A1 ). An einem einen Behältereinlauf sowie an einem einen Behälterauslauf bildenden Transportstern ist jeweils ein Manipulator mit Wägeeinrichtung vorgesehen, mit dem stichprobenartig Behälter aus dem Behälterstrom entnommen, deren Gewicht bestimmt und die entnommenen und gewogenen Behälter wieder in den Behälterstrom eingesetzt werden kann. Die Entnahme der Behälter aus dem Behälterstrom, die anschließende Bestimmung des Behältergewichtes und das Rückführen der Behälter in den Behälterstrom nehmen erhebliche Zeit in Anspruch, sodass mit der bekannten Füllmaschine hohe Leistungen (Anzahl der gefüllten Behälter je Zeiteinheit) nicht erreichbar sind. Weiterhin sind allein schon die Entnahme und das Rückführen der Behälter in den Behälterstrom störanfällig.
Bekannt ist weiterhin eine Vorrichtung zur automatischen Qualitätskontrolle von Prüflingen/ DE 20 010 323 U1 ), insbesondere von Tabletten oder Pillen, mit einem umlaufend angetriebenen Transportrad, welches an seinem Umfang eine Vielzahl von Aufnahmen bildet, mit denen die Prüflinge u. a. auch an einer Wägestation zur Gewichtsbestimmung vorbei bewegt werden. Für ein menge- oder volumengesteuertes Füllen von Behältern ist diese bekannte Vorrichtung weder bestimmt, noch geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung oder Anlage aufzuzeigen, mit der unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik ein mengen- oder volumengesteuertes Füllen von Behältern mit hoher Genauigkeit möglich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung oder Anlage entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Verfahren zum Füllen von Behältern ist Gegenstand des Patentanspruchs 10.
Die erfindungsgemäße Anlage eignet sich u. a. zum Füllen von Behältern und dabei insbesondere auch von Flaschen mit Hals- oder Neckring mit einem Füllgut, welches aus einer einzigen Komponente oder aber aus mehreren Komponenten besteht, die jeweils gleichzeitig in den jeweiligen Behälter eingebracht werden.
Die erfindungsgemäße Anlage oder Vorrichtung eignet sich insbesondere zum mengen- oder volumengesteuertes Füllen von Behältern mit einem Füllgut oder mit Füllgutkomponenten, die einen erhöhten Anteil an Feststoffen aufweisen und bei denen der Einsatz üblicher Durchflussmesser (insbesondere magnetisch-induktiver Durchflussmesser) wegen zu geringer Messgenauigkeit nicht oder nur bedingt möglich ist.
Die erfindungsgemäße Anlage oder Vorrichtung eignet sich speziell auch als Dosierfüllanlage, bei der wenigstens zwei Komponenten des Füllgutes zeitlich nacheinander in den jeweiligen Behälter eingebracht werden, und zwar beispielsweise wenigstens eine erste Komponente mit einem erhöhten Feststoffanteil, der beispielsweise bei einem Füllgut in Form eines Fruchtsaftes von Fruchtfleisch oder Fruchtfasern gebildet ist, und wenigstens eine zweiten Komponente, die keine Feststoffe oder diese nur in einem reduzierten Anteil enthält.
Unabhängig hiervon erfolgt das Füllen der Behälter mit der erfindungsgemäßen Anlage vorzugsweise in wenigstens zwei Schritten, d. h. jeder Behälter wird in einem ersten Schritt oder in einer ersten Füllphase in einem als Füllmaschine oder Füllaggregat ausgebildeten Behälterbehandlungsaggregat zunächst teilgefüllt. Im Anschluss daran wird außerhalb dieses Füllaggregates in einem Wägeaggregat oder in einem als Wägeaggregat ausgebildeten Behältertransportelement, vorzugsweise Transportstern das Gewicht jedes teilgefüllten Behälters bestimmt, und zwar bei kontinuierlich auf der Behältertransportstrecke der Anlage bewegtem Behälter, d. h. ohne Entnahme des Behälters aus dem Behälterstrom oder der Transportstrecke. In einem anschließenden Schritt bzw. in einem in Behältertransportrichtung folgenden und als Füllaggregat ausgebildeten Behälterbehandlungsaggregat erfolgt dann ein weiteres Füllen, beispielsweise ein abschließendes Füllen oder Restfüllen jedes Behälters, sodass dieser dann ein vorgegebenes Sollfüllgewicht bzw. eine vorgegebene Sollfüllgutmenge aufweist. Die Behältertransportrichtung ist dabei die Transportrichtung, in der die Behälter durch die Anlage bewegt werden.
In Weiterbildung der Erfindung können auch weitere in der Transportstrecke der Behälter vorgesehene Transportelemente oder Transportsterne als Wägeaggregate ausgeführt sein, d. h. mit Wägepositionen bildenden Behälteraufnahmen versehen sein, die jeweils einen Behälterträger, vorzugsweise zur hängenden Befestigung der Behälter und eine zugehörigen Wägezelle zur Bestimmung des Behältergewichtes aufweisen. Die bei der Messung des Behältergewichtes ermittelten Messergebnisse werden dann vorzugsweise zur Steuerung oder Regelung von Behälterbehandlungsaggregaten oder Füllaggregaten bzw. zur Steuerung oder Regelung dortiger Füllpositionen oder Füllelemente verwendet, die sich in Behältertransportrichtung vor dem jeweiligen Wägeaggregat oder nach dem jeweiligen Wägeaggregat befinden, und zwar zur Steuerung oder Regelung des Behandlungs- oder Füllprozesses desjenigen Behälters, der im Wägeaggregat oder an einer dortigen Wägeposition gewogen wurde. Weiterhin werden die bei der Gewichtsmessung ermittelten Messergebnisse beispielsweise zur Steuerung oder Regelung des Behandlungs- oder Füllprozesses eines anderen Behälters als des gewogenen Behälters verwendet, beispielsweise für eine Korrektur eines dem Wägeaggregat bezogen auf die Behältertransportrichtung vorausgehenden Füllaggregates bzw. für die Korrektur der von dortigen Füllelementen abgegebenen Füllgutmenge, beispielsweise durch entsprechende Verlängerung oder Verkürzung der Füll- oder Öffnungszeit des betreffenden Füllelementes und/oder durch Änderung eines bei der Steuerung des Füllprozesses verwendeten Bezugs- oder Sollwertes.
Da während des gesamten Ablaufs die Position jedes Behälters innerhalb der Anlage genau verfolgt werden kann, ist es insbesondere auch möglich, die Füllpositionen oder Füllelemente des bezogen auf die Behältertransportrichtung dem Wägeaggregat vorausgehenden oder nacheilenden Füllaggregates individuell in Abhängigkeit von dem ermittelten Behältergewicht zu steuern, d. h. die abgegebene Füllgutmenge derjenigen Füllposition zu korrigieren, an der der gewogene Behälter zumindest teilgefüllt wurde, und/oder die Füllposition eines nachfolgenden Füllaggregates, an dem der betreffende Behälter weiter- oder restgefüllt wird, durch Änderung der abgegebenen Füllgutmenge oder eines diese Füllgutmenge bestimmenden Bezugswertes derart zu regeln oder zu steuern, dass der jeweilige Behälter schließlich mit einer vorgegebenen Füllgutmenge gefüllt ist.
Die erfindungsgemäße Anlage ist beispielsweise Teil einer Gesamtanlage, die weitere Komponenten oder Aggregate enthält, wie Leergutauspacker, Rinser, Streckblasmaschine für die Herstellung der Behälter aus Vorformlingen durch Streckblasen, Einlauf- oder Einteilschnecke, Verschließer, Etikettiermaschine usw. Dosierfüller, Hauptfüller.
„Behälter” sind im Sinne der Erfindung insbesondere Dosen, Flaschen, Tuben, Pourches, jeweils aus Metall, Glas und/oder Kunststoff, aber auch andere Packmittel, die zum Abfüllen von flüssigen oder viskosen Produkten geeignet sind.
Unter „mengegesteuertes Füllen” oder „volumengesteuertes Füllen” ist im Sinne der Erfindung insbesondere auch ein Füllen der Behälter zu verstehen, bei dem die in die Behälter eingebrachte Menge an Füllgut durch Gewichtsmessung bzw. durch Bestimmung des Behältergewichtes erfasst wird.
Unter Freistrahlfüllen ist im Sinne der Erfindung ein Verfahren zu verstehen, bei dem das flüssige Füllgut dem zu befüllenden Behälter in einem freien Füllstrahl zuströmt, wobei der Behälter mit seiner Behältermündung oder -öffnung nicht am Füllelement anliegt, sondern von dem Füllelement bzw. von einem dortigen Füllgutauslass beabstandet ist.
„Behältertransportelement” sind im Sinne der Erfindung Transporteure oder Transportelemente der Anlage, über welche ein Behälterstrom während des Betriebes der Anlage geführt ist. „Behältertransportelement” sind im Sinne der Erfindung insbesondere Transfer- oder Transportsterne.
Der Ausdruck „im Wesentlichen” bzw. „etwa” bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 in vereinfachter schematischer Funktionsdarstellung und in Draufsicht eine Anlage zum Füllen von Behältern in Form von Flaschen mit einem Füllgut;
2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des mit der Anlage der 1 durchgeführten Verfahrens;
3 und 4 in einer Darstellung wie 1 weitere Ausführungsformen der Anlage gemäß der Erfindung.
Die in der 1 allgemein mit 1 bezeichnete Anlage dient zum volumen- und/oder mengengesteuerten Füllen von Behältern in Form von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform mit einem aus zwei Komponenten bestehenden Füllgut, von denen eine zuerst in die Flaschen 2 eingebrachte erste Komponente K1 einen erhöhten Anteil an Feststoffen aufweist, und eine zeitlich danach in die Flaschen 2 eingebrachte zweite Komponente K2 keine oder im Wesentlichen keine Feststoffanteile enthält. Bei einem Füllgut in Form von Fruchtsaft sind die Feststoffe dann beispielsweise Fruchtfleisch, Fruchtfaser usw.
Im Detail umfasst die Anlage 1 u. a. ein erstes als Füllmaschine oder Füllaggregat 3 ausgebildetes Behälterbehandlungsaggregat mit einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor 4, an dessen Umfang in gleichmäßigen Winkelabständen um die Maschinenachse verteilt und in dem selben radialen Abstand von dieser Maschinenachse eine Vielzahl von Füllpositionen 5 gebildet sind. Diese bestehen jeweils aus einem Füllelement 6 und einem Behälterträger 7, an welchem die Flaschen 2 während des Füllens an ihrem Neck- oder Flaschenhalsring hängend gehalten sind, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform für ein Freistrahlfüllen.
Die noch leeren Flaschen 2 werden über einen äußeren Transporteur 8 aufrecht stehend, d. h. mit ihrer Flaschenachse in vertikaler Richtung orientiert zugeführt und über einen einen Behältereinlauf bildenden Transportstern 9 an jeweils eine Füllposition 5 übergeben. Das Füllen der Flasche 2 mit der ersten Komponente K1 erfolgt dann auf den Winkelbereich der Drehbewegung des Rotors 4 zwischen dem Behältereinlauf (Transportstern 9) und einem von einem Transportstern 10 gebildeten Behälterauslauf, und zwar beispielsweise zeitgesteuert, d. h. durch Öffnen und Schließen des jeweiligen Füllelementes 6 nach einer in einem Steuerrechner 11 der Anlage 1 abgelegten Füllzeit, und/oder mengengesteuert in Abhängigkeit von dem Messsignal eines jeder Füllposition 5 zugeordneten Durchflussmessers.
Die mit der ersten Komponenten K1 gefüllten Flaschen 2 werden über den Transportern 10 an ein Wägeaggregat 12 weitergeleitet. Dieses besteht im Wesentlichen aus einem um eine vertikale Drehachse umlaufend angetriebenen Rotor oder Transportstern 13, an dessen Umfang in gleichmäßigen Winkelabständen um die Drehachse versetzt und in denselben radialen Abstand von der Drehachse eine Vielzahl von Wägepositionen 14 vorgesehen sind. Jede Wägeposition 14 besteht im Wesentlichen aus einer Wägezelle 15 und einem Behälterträger 16.
Die teilgefüllten Flaschen 2 werden über den Transportstern 10 an eine Wägeposition 14 weitergeleitet, an der die jeweilige Flasche 2 wiederum mit ihrem Neckring hängend an dem Behälterträger 16 gehalten ist. Während des Umlaufs des Transportsterns 13 wird durch Wiegen mit der Wägezelle 15 das Bruttogewicht der jeweiligen Flasche 2 gemessen. In dem Prozessrechner 11 wird das Ergebnis dieser Gewichtsmessung verarbeitet, d. h. unter der Annahme ein und desselben oder im Wesentlichen ein und desselben Leergewichtes der Flaschen 2 werden die tatsächlich in die jeweilige Flasche 2 eingebrachte Füllgutmenge oder das entsprechende Füllgutvolumen der ersten Komponente K1 sowie auch die noch benötigte Füllgutenge bzw. das noch benötigte Füllgutvolumen der zweiten Komponente K2 ermittelt, um die erforderliche Gesamt-Soll-Füllgutmenge oder das erforderliche Gesamt-Soll-Füllgutvolumen zu erreichen.
Das Wiegen der mit der ersten Komponente K1 teilgefüllten Flaschen 2 erfolgt auf dem Winkelbereich der Drehbewegung des Transportsterns 13 zwischen dem Behältereinlauf des Wägeaggregates 12 (Transportstern 10) und dem von einem Transportstern 17 gebildeten Behälterauslauf.
Der Transportstern 17 bildet bei der dargestellten Ausführungsform den Behältereinlauf eines zweiten als Füllmaschine oder Füllaggregate 18 ausgebildeten Behälterbehandlungsaggregates, welches u. a. einen um eine vertikale Maschinenachse umlaufend angetriebenen Rotor 19 aufweist, an dessen Umfang in gleichmäßigen Winkelabständen um die vertikale Maschinenachse verteilt und in dem selben radialen Abstand von dieser Maschinenachse mehrere Füllpositionen 20 gebildet sind, und zwar zum Einbringen der zweiten Komponente K2 des flüssigen Füllgutes in die Flaschen 2. Jede Füllposition 20 besteht wiederum aus einem Füllelement 21 und einem Behälterträger 22, an welchem die Flaschen 2 an ihrem Hals- oder Neck-Ring hängend gehalten sind, und zwar für ein Freistrahlfüllen.
Die Füllelemente 21 werden in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise, insbesondere auch in Abhängigkeit von dem jeweiligen an dem Wägeaggregat 12 gemessenen Gewicht der betreffenden Flasche 2 gesteuert bzw. geregelt. Das Einbringen der zweiten Komponente K2 in die Flaschen 2 erfolgt mengen- oder volumengesteuert beispielsweise durch Öffnen und Schließen des jeweiligen Füllelementes 21 in Abhängigkeit von dem Messergebnis der Gewichtsmessung und in Abhängigkeit von einem Messsignal eines jedem Füllelement 21 individuell zugeordneten Durchflussmessers 23 oder zeitgesteuert, d. h. durch Öffnen des Füllelementes 21 über eine Öffnungszeit, die beispielsweise im Prozessrechner 11 für jede Füllposition 20 in Abhängigkeit von dem Gewicht der betreffenden Flasche 2 bestimmt wird, welches in dem Wägeaggregat 12 ermittelt wurde.
Das Füllen der Flaschen 2 mit der zweiten Komponente K2 erfolgt auf dem Winkelbereich der Drehbewegung des Rotors 19 zwischen dem Behältereinlauf (Transportstern 17) und dem von einem Transportstern 24 gebildeten Behälterauslauf des Füllaggregates 18. Die so mit beiden Komponenten K1 und K2 gefüllten Flaschen 2 werden dann über den Transportstern 24 einer Verschließmaschine oder einem Verschließaggregat 25 umlaufender Bauart zugeführt und dort in geeigneter Weise verschlossen, so dass die gefüllten und verschlossenen Flaschen 2 über einen Transportstern 26 an einen äußeren Transporteur 27 weitergeleitet werden.
Es versteht sich, dass sämtliche Transportsterne 9, 10, 13, 17, 24 und 26 und Rotoren 4, 19 sowie auch das Verschließaggregat 25 synchron und gegenläufig so angetrieben sind, dass diese Anlagenkomponenten eine Transportstrecke für die Flaschen 2 (Behältertransportstrecke) durch die Anlage 1 bilden, auf der die Flaschen 2 kontinuierlich von dem äußeren Transporteur 8 an den äußeren Transporteur 27 bewegt werden. Unter Berücksichtigung beispielsweise der Winkelstellung der Rotoren 4 und/oder 19 ist dem Prozessrechner 11 auch eindeutig bekannt, an welcher Position insbesondere auch des Wägeaggregates 12 und des Füllaggregates 3 bzw. 18 sich die jeweilige Flasche 2 befindet.
Mit der Anlage 1 sind unterschiedliche Betriebsweisen möglich. Im einfachsten Fall wird in dem Wägeaggregat 12 für jede an einer Wägeposition 14 angeordnete Flasche 2 deren Gewicht und unter Berücksichtigung des für sämtliche Flaschen 2 angenommenen identischen Leergewichtes die in die jeweilige Flasche 2 eingebrachte Menge oder das entsprechende Volumen der ersten Komponente K1 ermittelt. Mit diesen Daten wird dann das Füllen der selben Flasche 2 mit der zweiten Komponente K2 nach deren Übergabe an das Füllaggregat 18 an der betreffenden Füllposition 20 gesteuert, und zwar beispielsweise auch unter Berücksichtigung des von dem zugehörigen Durchflussmesser 23 (beispielsweise magnetisch induktiver Durchflussmesser) gelieferten Messsignals oder aber zeitgesteuert mit einer von dem gemessenen Gewicht abhängigen Öffnungszeit des Füllelementes 21, sodass letztlich jede gefüllte Flasche 2 die erforderliche Füllgutmenge oder das erforderliche Füllgutvolumen aufweist.
Wie bereits erwähnt, erfolgt das Einbringen der ersten Komponente K1 in die Flaschen 2 an jeder Füllposition 5 des Füllaggregates 3 beispielsweise zeit- oder mengengesteuert nach im Prozessrechner abgelegten Steuerwerten. Anstelle der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise oder aber zusätzlich zu dieser erlaubt die Anlage 1 auch ein Verfahren, bei dem aufgrund des in dem Wägeaggregat 12 bzw. an den dortigen Wägepositionen 14 erfassten Gewichtes jeder mit der Komponente K1 teilgefüllten Flasche 2 eine Korrektur der Steuerung der Füllelemente 6, beispielsweise der Zeitsteuerung der Füllelement 6 derart erfolgt, dass nach dieser Korrektur das in dem Wägeaggregat 12 gemessene Gewicht nachfolgender mit der Komponente K1 teilgefüllter Flaschen 2 einem vorgegebenen Sollwert exakt entspricht. Bevorzugt ist dieses Korrekturverfahren so ausgebildet, dass für jede Füllposition 5 bzw. für jedes Füllelement 6 die Korrektur individuell erfolgt, und zwar in Abhängigkeit von dem Gewicht, welches in dem Wägeaggregat 12 bzw. an der entsprechenden Wägeposition 14 für die an der betreffenden Füllposition 5 mit der Komponente K1 teilgefüllten Flasche 2 ermittelt wurde. Die gefüllten Flaschen 2 weisen dann am Auslauf (Transportstern 24) des Füllaggregates 18 nicht nur die erforderliche Füllgutmenge, sondern die Komponenten K1 und K2 auch in dem erforderlichen Mischverhältnis auf. Anstelle einer Zeitsteuerung oder Mengensteuerung mit Durchflussmesser ist auch eine Füllhöhensteuerung mit Sondenmöglich, und zwar insbesondere an den Füllpositionen 5.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass die Anlage 1 zum Füllen der Flaschen 2 mit einem Füllgut dient, welches die beiden zeitlich nach einander in die Flaschen 2 eingebrachten Komponenten K1 und K2 aufweist. Selbstverständlich eignet sich die Anlage 1 auch zum mengen- oder volumengesteuerten Füllen von Flaschen 2 mit einem Füllgut, welches nur aus einer einzigen Komponente oder aber aus mehreren Komponenten besteht, die dann allerdings zeitgleich oder zeitlich überlappend in die Flaschen 2 eingebracht werden. Auch bei diesem Verfahren werden die Flaschen 2 mit dem Füllaggregat 3 teilgefüllt. Anschließend wird das Gewicht der jeweiligen Flasche in dem Wägeaggregat 12 gemessen. Aufgrund der Messwerte der Gewichtsmessung erfolgt dann gesteuert über den Prozessrechner 11 das Restfüllen jeder Flasche 2 in dem Füllaggregat 18 auf die gewünschte Sollfüllgutmenge. Unter Berücksichtigung des in dem Wägeaggregat 12 für jede teilgefüllte Flasche 2 gemessenen Gewichtes kann wiederum eine Korrektur der Steuerung der Füllelemente 6 des Füllaggregates 3 erfolgen, und zwar bevorzugt individuell für jede Füllposition 5 bzw. für jedes Füllelement 6, d. h. abhängig vom Gewicht des an der betreffenden Füllposition 5 teilgefüllten Flasche 2.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass lediglich der Transportstern 13 als Wägeaggregat 12 ausgebildet ist. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, andere oder weitere Transportsterne, insbesondere auch den Transportstern 24 als Wägeaggregat 24.1 mit jeweils eine Wägezelle 15 und einen Behälterträger 16 aufweisenden Wägepositionen 14 auszubilden, wie dies in der 3 für die dortige Anlage 1a dargestellt ist. Mit den dem Füllaggregat 18 in Transportrichtung der Flaschen 2 nachgeschalteten Wägeaggregat 24.1 erfolgt dann beispielsweise aufgrund des gemessenen Gewichtes jeder gefüllten Flaschen 2 eine Korrektur der Steuerung der Füllelemente 21 und/oder 6 der in Transportrichtung der Flaschen 2 vorausgehenden Füllaggregate 18 bzw. 3.
Ist es erforderlich, das Leergewicht der Flaschen 2 zu erfassen, so ist bezogen auf die Transportrichtung der Flaschen 2 ein dem Füllaggregat 3 vorausgehendes Transportelement, beispielsweise der Transportstern 9 als Wägeaggregat 9.1 ausgeführt, und zwar mit mehreren, die Achse des Transportstern in gleichmäßigen Winkelabständen verteilten, jeweils eine Wägezelle und einen Behälterträger aufweisenden Wägepositionen 14, wie dies für die Anlage 1a in der 3 ebenfalls dargestellt ist.
Die 4 zeigt eine Anlage 1b, die sich von der Anlage 1 im Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass die Transportsterne 10 und 17 entfallen sind und die teilgefüllten Flaschen 2 von dem Füllaggregat 3 über den Transportstern 13 bzw. über das von diesem Transportstern gebildete Wägeaggregat 12 an das Füllaggregat 18 weitergeleitet werden. Der sonstige Aufbau und die sonstige Funktionsweise der Anlage 1a entsprechend der Anlage 1.
Allen Ausführungen ist gemeinsam, dass mit Hilfe der Wägepositionen 14 bzw. Wägezellen 15 das Gewicht der jeweiligen Flasche 2 außerhalb des Füllaggregates 3 bzw. 18 und damit erst nach Beendigung des jeweiligen Füllprozesses (Teilfüllen der Flaschen 2 mit dem Füllaggregat 3 bzw. Restfüllen der Flaschen 2 mit dem Füllaggregat 18) gemessen wird und nicht während des Füllprozesses bzw. innerhalb der Füllaggregate 3 und 18. Die Gewichtsmessung erfolgt jeweils an einem Behältertransportelement, über welches der Behälterstrom und bei den Anlagen 1, 1a und 1b der gesamte Behälterstrom geführt ist, d. h. die Gewichtsmessung erfolgt im Behälterstrom und während der Bewegung des betreffenden Behälters oder der betreffenden Flasche im Behälterstrom, d. h. auch ohne ein Entnehmen und Rückführen des Behälters aus bzw. in den Behälterstrom.
Es hat sich gezeigt, dass mit dieser Verfahrensweise beim Füllen von Flaschen 2 oder von anderen Behältern die jeweils vorgegebene Sollfüllgutmenge oder das jeweils vorgegebene Sollfüllgutvolumen sehr exakt eingehalten werden können. Insbesondere hat sich gezeigt, dass durch die Verlagerung der Gewichtsmessung auf ein von der Füllmaschine oder dem Füllaggregat 3 bzw. 18 getrenntes Funktionselement, nämlich auf die Wägeaggregate 12, 9.1 und 24.1 die Bestimmung des Gewichtes mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann, da auch bei hoher Leistung der Anlage 1, 1a, 1b (Anzahl der gefüllten Flaschen je Zeiteinheit) genügend Zeit für die Gewichtsmessung zur Verfügung steht.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So wurde davon ausgegangen, dass die Transportsterne 9.1, 12 und 24.1 als Wägeaggregate ausgeführt sind. Auch andere Behälterbehandlungsaggregaten voraus gehende und/oder nacheilende Behältertransportelemente und/oder zwischen Behälterbehandlungsaggregaten angeordnete Behältertransportelemente können als Wägeaggregate mit Wägepositionen ausgeführt sein.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, weitere Behältertransportelemente oder Transportsterne der Anlage 1, 1a oder 1b als Wägeaggregat auszubilden, die dann jeweils eine Wägezelle und einen Behälterträger 16 aufweisen.
Vorstehend wurden ausschließlich Ausführungsbeispiele beschrieben, bei welchen die Behälter an der Wägeposition an ihrem Neckring gehalten wurden. Es versteht sich von selbst, dass sich die vorliegende Erfindung auch auf solche Ausgestaltungen erstreckt, bei denen die Behälter, also beispielsweise Flaschen oder Dosen während des Wägens nicht an einem Neckring gehalten werden, sondern auf ihrem Behälterboden aufstehen. Durch diese Vorgehensweise wird es ermöglicht, dass die zu behandelnden Behälter bodenneutral, d. h. ohne Änderung ihrer Ortshöhe durch die Behälterbehandlungsanlage gefahren werden können. Auf die Darstellung eines solchen Ausführungsbeispiels wurde verzichtet.
Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Wägepositionen 14 so auszubilden, dass diese jeweils aus einer Wägezelle und einem so genannten Flaschenteller, auf welchem die Behälter mit ihrem Boden aufstehen, gebildet werden, wobei die Wägezelle Bestandteil des Flaschentellers ist.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn alle Halteelemente, welche während des Wägens in einer Wirkverbindung mit dem Behälter stehen, direkt mit dem Flaschenteller und somit auch mit der Wägezelle verbunden sind, so dass verfälschende Einflüsse durch das Halten oder Fixieren des Behälters sicher vermieden sind.
Bezugszeichenliste

1, 1a, 1b: Anlage
2: Flasche
3: Füllaggregat
4: Rotor
5: Füllposition
6: Füllelement
7: Behälterträger
8: äußerer Transporteur
9, 10: Transportstern
9.1: Wägeaggregat
11: Prozessrechner
12: Wägeaggregat
13: Rotor oder Transportstern
14: Wägeposition
15: Wägezelle
16: Behälterträger
17: Transportstern
18: Füllaggregat
19: Rotor
20: Füllposition
21: Füllelement
22: Behälterträger
23: Durchflussmesser, vorzugsweise magnetisch induktiver Durchflussmesser
24: Transportstern
24.1: Wägeaggregat
25: Verschließmaschine oder Verschließaggregat
26: Transportstern
27: äußerer Transporteur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1025424 B2 [0002]
DE 4002395 A1 [0003]
DE 20010232 U1 [0004]

Claims

Anlage zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem als Füllmaschine oder Füllaggregat (3, 18) ausgebildeten Behälterbehandlungsaggregat mit mehreren an einem umlaufend antreibbaren Transportelement, beispielsweise an einem Rotor (4, 19), gebildeten Füllpositionen (5, 20) zum gesteuerten Einbringen des Füllgutes in die Behälter (2), mit zumindest einem Behältertransportelement mit Behälteraufnahmen an einer Behältertransportstrecke, die in einer Behältertransportrichtung, in der die Behälter (2) durch die Anlage (1, 1a, 1b) bewegt werden, dem wenigstens einen Füllaggregat (3, 18) voraus geht oder auf dieses folgt, sowie mit wenigstens einem Wägeaggregat (9.1, 12, 24.1) zur Messung des Gewichtes der Behälter (2) an der Behältertransportstrecke, dadurch gekennzeichnet, dass das Wägeaggregat (9.1, 12, 24.1) von dem wenigstens einem Behältertransportelement (9, 13, 24) gebildet ist, dessen Behälteraufnahmen jeweils eine Wägeposition (14) mit einem Behälterträger (16) und einer zugehörigen Wägezelle (15) bilden.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein ein Wägeaggregat (9.1, 12, 24.1) bildendes Behältertransportelement ein Transportstern (9, 13, 24) ist.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf die Behältertransportrichtung aufeinander folgend wenigstens zwei Behälterbehandlungsaggregate vorgesehen sind, von denen wenigstens ein Behälterbehandlungsaggregat als Füllaggregat (3, 18) ausgebildet ist, und dass die Behältertransportstrecke zwischen wenigstens zwei Behälterbehandlungsaggregaten zumindest ein als Wägeaggregat (12) ausgebildetes Behältertransportelement (13) aufweist oder von diesem gebildet ist.
Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf die Behältertransportrichtung dem wenigstens einen Füllaggregat (3, 18) vorausgehend und/oder auf das wenigstens eine Füllaggregat (3, 18) folgend zumindest ein als Wägeaggregat (9.1, 24.1) ausgebildetes Behältertransportelement (9, 24) vorgesehen ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Behälterträger (16) des wenigstens einen als Wägeaggregat (9.1, 12, 24.1) ausgebildeten Behältertransportelementes (9, 13, 24) für eine hängende Befestigung der Behälter (2) ausgebildet sind.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Behandlungs- oder Füllpositionen (5, 20) der Füllaggregate (3, 18) mit Behälterträgern (7, 22) für eine hängende Befestigung der Behälter (2) ausgebildet sind.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung oder einem Prozessrechner (11), der für eine Steuerung der Füllelemente (6), vorzugsweise für eine individuelle Steuerung jedes Füllelementes (6) eines dem Wägeaggregat (12. 24.1) in der Behältertransportrichtung vorausgehenden Füllaggregates (3, 18) in Abhängigkeit von dem im Wägeaggregat (12. 24.1) gemessenen Gewicht der Behälter (2) ausgebildet ist, vorzugsweise für eine Korrektur der in den jeweiligen Behälter (2) eingebrachten Füllgutmenge.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung oder einem Prozessrechner (11), der für eine Steuerung der Füllelemente (21) eines in der Behältertransportrichtung auf das Wägeaggregat (12) folgenden Füllaggregates (18) in Abhängigkeit von dem im Wägeaggregat (12) ermittelten Gewicht der Behälter (2) ausgebildet ist, vorzugsweise für eine individuelle Steuerung jedes Füllelementes (21) des nachfolgenden Füllaggregates (18) in der Weise, dass die Differenz zwischen einer Sollfüllgutmenge oder einem Sollfüllgutvolumen und dem gemessenen Gewicht oder dem hieraus ermittelten Füllvolumen für jeden Behälter bestimmt und diese Differenz in den betreffenden Behälter mit dem nachfolgenden Füllaggregat (18) bzw. an der dortigen Füllposition (20) eingebracht wird.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens zwei in der Behältertransportrichtung aufeinander folgenden und als Füllaggregate (3, 18) ausgebildeten Behälterbehandlungsaggregaten an diesen Füllaggregaten (3, 18) unterschiedliche Komponenten (K1, K2) des Füllgutes in jeden Behälter (2) eingebracht werden, und zwar gesteuert durch die Steuereinrichtung oder den Prozessrechner (11) in Abhängigkeit von dem an den wenigstens einem Wägeaggregat (12) für jeden Behälter (2) ermittelten Gewicht.
Verfahren zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut unter Verwendung wenigstens eines als Füllaggregat (3, 18) ausgebildeten Behälterbehandlungsaggregates mit einer Vielzahl von an einem umlaufenden Transportelement, beispielsweise an einem umlaufenden Rotor (4, 19), vorgesehenen Füllpositionen (5, 20), wobei das Gewicht der Behälter (2) in einer an das Füllaggregat (3, 18) anschließenden Behältertransportstrecke zur Steuerung des wenigstens einen Füllaggregates (3, 18) oder dortiger Füllpositionen (5, 20) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht jedes Behälters (2) während seiner Bewegung auf der Behältertransportstrecke erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht der Behälter (2) jeweils an einer Wägeposition (14) erfasst wird, die wenigstens einen Behälterträger (16) sowie eine Wägezelle (15) aufweist und zusammen mit einer Vielzahl gleichartiger Wägepositionen (14) am Umfang eines umlaufend angetriebenen Behältertransportelementes, beispielsweise am Umfang eines Transportsternes (9, 13, 24) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Messung des Gewichts der Behälter (2) ermittelten Messergebnisse zur Steuerung oder Regelung eines zeitlich folgenden Behandlungs- oder Füllprozesses der Behälter (2) verwendet werden, und zwar bevorzugt individuell für denjenigen Behälter, dessen Gewicht erfasst wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Bestimmung des Gewichtes der Behälter (2) ermittelten Messergebnisse zur Steuerung und/oder Regelung von in der Behältertransportrichtung vorausgehender und/oder nachfolgender und als Füllaggregat (3, 18) ausgebildeter Behalterbehandlungsaggregate verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Messergebnis der Gewichtsmessung eine Steuerung oder Regelung der Füllpositionen (5, 20) oder dortiger Füllelemente (6, 21) des in der Behältertransportrichtung vorausgehenden Füllaggregates (3, 18) und/oder dass in Abhängigkeit von dem Messergebnis der Gewichtsmessung eine Steuerung oder Regelung der Füllpositionen (20) oder dortiger Füllelemente (21) des in Behältertransportrichtung nachfolgenden Füllaggregates (18) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12–14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung oder Regelung der Füllelemente (6, 21) jeweils individuell erfolgt, und zwar derart, dass in Abhängigkeit von dem für einen Behälter (2) ermittelten Gewicht die abgegebene Füllmenge desjenigen Füllelementes (6) korrigiert wird, mit dem der betreffende Behälter (2) gefüllt wurde und/oder in Abhängigkeit von dem gemessenen Gewicht eines Behälters (2) die Füllgutmenge, die in diesen Behälter (2) mit dem Füllelement (21) des nachfolgenden Füllaggregates eingebracht wird, so eingestellt oder geregelt wird, dass der Behälter (2) nach dem Füllen eine angestrebte Sollfüllgutmenge aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Erfassung des Gewichts der Behälter (2) ermittelten Messergebnisse zur Steuerung oder Regelung des Behälterbehandlungsprozesses eines anderen Behälters (2) als des Behälters (2) verwendet werden, dessen Gewicht erfasst wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (2) während der Bestimmung des Behältergewichtes mit einem Hals- oder Neckring hängend gehalten sind oder während der Bestimmung des Behältergewichtes mit dem Behälterboden auf der Wägeposition (14) aufstehen.