DE102014111277A1

DE102014111277A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Zustandes eines Anlagebereiches eines Füllorgans

Info

Publication number: DE102014111277A1
Application number: DE102014111277.6A
Authority: DE
Inventors: c/o KRONES AG Lindner Peter
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2016-02-11

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Zustandes eines Anlagebereichs (2) eines Füllorgans (3) in einer Getränkeabfüllanlage, bevorzugt zur Bestimmung des Zustandes des Anlagebereichs einer Zentriertulpe zum Zentrieren eines Mündungsbereiches (40) des zu befüllenden Behälters (4) in einem Füllorgan (3), umfassend das Anheben eines zu befüllenden Behälters (4) mittels eines Huborgans (5) derart, dass der Mündungsbereich (40) des Behälters (4) in Anlage mit dem Anlagebereich (2) des Füllorgans (3) gebracht wird, wobei mindestens ein Hubparameter des Huborgans (5) bestimmt wird und aus dem Hubparameter auf den Zustand des Anlagebereichs (2) geschlossen wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung des Zustandes des Anlagebereichs eines Füllorgans zum Anlegen eines Mündungsbereichs eines zu befüllenden Behälters in einer Getränkeabfüllanlage, bevorzugt zum Bestimmen des Zustandes des Anlagebereichs einer Zentriertulpe eines Füllorgans.
Stand der Technik
Zum Abfüllen von Getränken in Getränkeabfüllanlagen ist es bekannt, die zu befüllenden Behälter mittels eines Huborgans so anzuheben, dass der Mündungsbereich des Behälters mit einem Anlagebereich des Füllorgans in Kontakt tritt und an diesem angepresst wird. Über das in Kontakt bringen und Anpressen des Mündungsbereiches des zu befüllenden Behälters an dem Anlagebereich des Füllorgans kann eine gasdichte Abdichtung zwischen dem Füllorgan und dem zu befüllenden Behälter hergestellt werden, um beispielsweise ein Abfüllen von karbonisierten Getränken zu ermöglichen. Hierzu wird bevorzugt der zu befüllende Behälter vor der eigentlichen Befüllung mit dem Füllprodukt mit einem Spanngas vorgespannt, um ein Ausgasen des Kohlendioxids aus dem Füllprodukt beim Einfüllen in den Behälter zu vermeiden und entsprechend einer übermäßigen Schaumbildung entgegenzuwirken. Hierzu ist eine zuverlässige gasdichte Abdichtung zwischen dem Mündungsbereich und dem Füllorgan notwendig.
Es ist bekannt, an dem entsprechenden Anlagebereich des Füllorgans eine Dichtung vorzusehen, an welche der jeweilige Mündungsbereich angepresst wird. Insbesondere beim Abfüllen karbonisierter Getränke in Glasflaschen ist eine solche Dichtung bevorzugt, da über das reine Anliegen einer Glasfläche an einer Metallfläche des Füllorgans aufgrund der Fertigungstoleranzen der Glasflasche keine befriedigende Abdichtung gewährleistet werden kann. Eine solche Vorrichtung zum Befüllen von Behältern, bei welcher ein Befüllen unter Druck möglich ist, ist beispielsweise aus der DE 43 24 592 C1 bekannt.
Um ein Freistrahlfüllen zu unterstützen, ist es weiterhin bekannt, das in Anlage bringen des Mündungsbereiches des Behälters dadurch zu unterstützen, dass am Füllorgan eine sogenannte Zentriertulpe vorgesehen ist, mittels welcher der Mündungsbereich des zu befüllenden Behälters bezüglich einer Auslassöffnung des Füllorgans zentriert werden kann. In einer solchen Zentriertulpe ist üblicherweise auch eine Dichtung vorgesehen, an welcher der Mündungsbereich angepresst werden kann und über welche eine gasdichte Abdichtung erreicht werden kann. Ein solches Füllorgan mit einer Zentriertulpe, welche eine entsprechende Dichtung aufweist, ist beispielsweise aus der WO 2005/019090 A1 bekannt.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bestimmen des Zustandes eines Anlagebereichs eines Füllorgans anzugeben, mittels welchem eine zuverlässige Bestimmung des Zustandes ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend wird ein Verfahren zur Bestimmung des Zustandes eines Anlagebereichs eines Füllorgans in einer Getränkeabfüllanlage, bevorzugt zur Bestimmung des Zustandes des Anlagebereichs einer Zentriertulpe zum Zentrieren eines Mündungsbereiches des zu befüllenden Behälters in einem Füllorgan, vorgeschlagen, umfassend das Anheben eines zu befüllenden Behälters mittels eines Huborgans derart, dass der Mündungsbereich des Behälters in Anlage mit dem Anlagebereich des Füllorgans gebracht wird. Erfindungsgemäß wird mindestens ein Hubparameter des Huborgans bestimmt und aus dem Hubparameter auf den Zustand des Anlagebereichs geschlossen.
Dadurch, dass mindestens ein Hubparameter des Huborgans bestimmt wird und aus diesem auf den Zustand des Anlagebereichs geschlossen wird, ist es möglich, mittels eines bereits vorhandenen Huborgans eine Bestimmung des Zustandes des Anlagebereichs durchzuführen.
Hierdurch kann die Zuverlässigkeit einer Getränkeabfüllanlage weiter erhöht werden, da bei jedem Abfüllvorgang der Zustand des Anlagebereichs eines jeden Füllorgans überprüft werden kann.
Beispielsweise ist es auf diese Weise möglich, eine beschädigte Dichtung, beispielsweise ein beschädigtes Dichtungsgummi, zu erkennen, und entsprechend in einer Getränkeabfüllanlage entweder das betreffende Füllorgan während eines laufenden Befüllvorganges abzuschalten, und/oder für eine Wartung beziehungsweise Auswechslung der Dichtung zu kennzeichnen.
In einer bevorzugten Variante ist es auch denkbar, bei Vorliegen einer stark abgenutzten oder beschädigten Dichtung, beispielsweise eines abgenutzten Dichtungsgummis, die benötige Anpresskraft zu erhöhen, um einen laufenden Abfüllvorgang zu Ende bringen zu können, bis nach Abschluss des jeweiligen Abfüllvorganges eine Wartung des Füllorgans vorgenommen werden kann.
Über das vorgeschlagene Verfahren kann weiterhin festgestellt werden, ob beispielsweise im Bereich des Anlagebereichs, zum Beispiel im Bereich einer Dichtung, möglicherweise Fremdkörper vorliegen. Fremdkörper können beispielsweise in Form von Glassplittern aus einem vorhergehenden Abfüllvorgang, bei welchem eine zu befüllende Glasflasche zu Bruch gegangen war, stammen. Solche Glassplitter beziehungsweise andere Fremdkörper, welche am Anlagebereich vorliegen, können ebenfalls für jeden einzelnen Abfüllvorgang und jedes einzelne Füllorgan individuell detektiert werden, um die Sicherheit des Abfüllvorganges zu erhöhen und insbesondere zu erreichen, dass die Fremdkörper und insbesondere Scherben nicht ungewollt in einen zu befüllenden Behälter mit eingespült werden.
Das Huborgan ist bevorzugt ein elektrisches Huborgan, beispielsweise in Form eines positionsgeregelten Linearmotors, beziehungsweise eines positionsgeregelten Linearantriebes.
In einer Ausbildung wird beim Anheben des zu befüllenden Behälters zunächst eine gewünschte Anpresskraft vorgegeben, welche von dem Huborgan auf den Behälter und damit über den Mündungsbereich auf den Anlagebereich des Füllorgans aufgebracht werden soll. Bei Erreichen der vorgegebenen Anpresskraft wird der Hubweg beziehungsweise die Hubposition bestimmt und daraus der Zustand des entsprechenden Anlagebereichs ermittelt. Wenn die Hubposition zu weit in Richtung des Füllorgans liegt, der Behälter also zu hoch verfahren wurde, wird darauf geschlossen, dass im Anlagebereich entweder eine Dichtung fehlt, oder diese beschädigt, eingelaufen oder zumindest stark abgenutzt ist. Entsprechend kann aus der Vorgabe einer gewünschten Anpresskraft in Kombination mit der Positionsbestimmung darauf geschlossen werden, ob eine Dichtung in gewünschter Weise vorliegt.
Wenn bei einer vorgegebenen Anpresskraft der Hubweg zu kurz ist und entsprechend die Hubposition zu weit von dem Füllorgan entfernt ist, kann darauf geschlossen werden, dass sich ein Fremdkörper zwischen dem Mündungsbereich und dem Anlagebereich befindet. Entsprechend wird hier darauf geschlossen, dass ein Fremdkörper vorliegt, welcher entfernt werden muss.
In einer weiteren Möglichkeit wird eine Behälterposition vorgegeben, derart, dass über einen positionierbaren Linearantrieb entsprechend eine Sollposition angefahren wird, und an dieser Sollposition eine Bestimmung der Anpresskraft vorgenommen wird. Ist die Anpresskraft an der vorgegebenen Sollposition des Behälters im erwarteten Bereich, so kann darauf geschlossen werden, dass der Anlagebereich des Füllorgans in Ordnung ist. Ist die Anpresskraft an der Sollposition jedoch zu gering, wird darauf geschlossen, dass entweder keine Dichtung vorliegt, oder die Dichtung defekt, eingelaufen oder stark abgenutzt ist, so dass eine zuverlässige Abdichtung nicht möglich ist.
Ist die Anpresskraft an der Sollposition hingegen zu hoch, wird darauf geschlossen, dass ein Fremdkörper zwischen dem Mündungsbereich und dem Anlagebereich vorliegt.
Um eine besonders genaue Bestimmung des Zustandes des Anlagebereichs zu erreichen, ist es bevorzugt, für jeden Messvorgang, bevorzugt für jeden zu befüllenden Behälter, die genaue Behälterhöhe zu bestimmen. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Position, welche durch das Huborgan angefahren wird, exakt korreliert werden kann mit dem Abstand des Mündungsbereiches von dem Anlagebereich.
Die jeweilige Sollposition des Huborgans wird durch eine vorhergehende Justage festgelegt und kann einen Toleranzbereich umfassen, um Toleranzen auszugleichen. Erst bei Überschreiten des jeweiligen Toleranzbereiches wird dann die entsprechende Bewertung des Anlagebereichs ausgelöst, also beispielsweise entweder das Vorliegen einer fehlerhaften Dichtung oder das Vorliegen eines Fremdkörpers.
Besonders bevorzugt wird eine individuelle Einstellung beziehungsweise Justage für jede individuelle Kombination aus Füllorgan und Huborgan in einer Abfüllvorrichtung, bevorzugt einer Rundläuferabfüllvorrichtung, durchgeführt.
In einer weiter bevorzugen Ausbildung wird eine vorgegebene Anpresskraft für das Huborgan vorgegeben und es wird eine Kurve in einem Anpresskraft-Hub Diagramm des Huborgans bestimmt. Aus dem Verhalten der Kurve des Huborgans kann entsprechend auf den Zustand des Anlagebereichs rückgeschlossen werden.
Bei einem intakten Anlagebereich wird entsprechend erwartet, dass ein definiertes Ansteigen der Anpresskraft mit einer durch die Elastizität der Dichtung vorgegebenen Steigung der Kurve vorliegt. Die Elastizität des Gesamtsystems, welche sich beispielsweise aus der Aufhängung des Füllorgans sowie der Aufhängung des Huborgans und den dazwischen befindlichen Einheiten ergibt, ist in sämtlichen betrachteten Fällen identisch, so dass diese keinen Einfluss hat.
Wenn nun, abweichend von dem Sollkraftanstieg, welcher bei einem intakten Füllventil vorliegt, ein schlagartiges Ansteigen der Kurve mit einer deutlich höheren Steigung vorliegt, kann darauf geschlossen werden, dass der Mündungsbereich entweder auf einen blanken Anlagebereich ohne Dichtung trifft, oder eine stark abgenutzte Dichtung vorliegt, welche entsprechend einen höheren Widerstand bereitstellt.
Weiterhin kann bei Vorliegen eines flacheren Anstiegs der Kurve beziehungsweise einer unterschiedliche Steigungen aufweisenden Kurve darauf geschlossen werden, dass beispielsweise ein Fremdkörper in einem Bereich der Dichtung vorliegt. Entsprechend findet ein relativ geringer Anstieg der Anpresskraft statt, solange der Mündungsbereich den Fremdkörper in die Dichtung eindrückt. Sobald der Fremdkörper entweder auf das hinter der Dichtung liegende Metall auftrifft, oder aber der Mündungsbereich vollständig zur Anlage an der Dichtung kommt, wird eine steilere Steigung der Kurve vorliegen. Entsprechend kann bei Vorliegen einer solchen Kurve auf einen Fremdkörper auf der Dichtung geschlossen werden.
Mittels der Bestimmung der Kurve kann auf eine genaue Positionsbestimmung beziehungsweise eine genaue Justierung der Sollhöhe verzichtet werden und das Verfahren wird unabhängig von den jeweiligen Flaschenhöhen. Es ist lediglich eine genaue Bestimmung der Kurve der Anpresskraft bezüglich des Hubes nötig.
Die oben beschriebene Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Entsprechend wird eine Vorrichtung zur Bestimmung des Zustandes eines Anlagebereichs eines Füllorgans in einer Getränkeabfüllanlage, bevorzugt zur Bestimmung des Zustandes des Anlagebereichs einer Zentriertulpe zum Zentrieren eines Mündungsbereichs eines zu befüllenden Behälters in einem Füllorgan, vorgeschlagen, wobei das Füllorgan einen Anlagebereich umfasst und ein Huborgan zum Anheben eines zu befüllenden Behälters vorgesehen ist, um den Mündungsbereich des Behälters in Kontakt mit dem Anlagebereich zu bringen. Erfindungsgemäß ist das Huborgan zur Bestimmung des Zustandes des Anlagebereichs ausgebildet.
Kurze Beschreibung der Figuren
Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Füllorgans mit einem an einen Anlagebereich angepressten Behälter;
2 eine schematische Darstellung eines Anpresskraft-Hub Diagramms für einen intakten Anlagebereich;
3 ein schematisches Anpresskraft-Hub Diagramm für einen Anlagebereich mit defekter Dichtung;
4 ein schematisches Anpresskraft-Hub Diagramm für einen Anlagebereich mit einem Fremdkörper;
5 eine schematische Darstellung eines Anpresskraft-Hub Diagramms bei intaktem Anlagebereich;
6 ein Anpresskraft-Hub Diagramm für einen Anlagenbereich mit defektem Dichtgummi;
7 ein Anpresskraft-Hub Diagramm für einen Anlagenbereich mit einem Fremdkörper;
8 ein vergrößerter Ausschnitt eines Anpresskraft-Hub Diagramms für einen intakten Anlagebereich;
9 ein vergrößerter Ausschnitt eines Anpresskraft-Hub Diagramms bei fehlender Dichtung; und
10 ein schematisches Anpresskraft-Hub Diagramm für einen Anlagebereich, auf welchem ein Fremdkörper auf einer elastischen Dichtung angeordnet ist.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird in der nachfolgenden Beschreibung teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
In 1 ist schematisch eine Vorrichtung 1 zur Bestimmung des Zustandes eines Anlagebereichs 2 eines Füllorgans 3 gezeigt, welcher zum Anlegen eines Mündungsbereichs 40 eines mit einem Füllprodukt zu befüllenden Behälters 4 dient.
Der Anlagebereich 2 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Form einer Zentriertulpe ausgebildet, welche konische Führungsflächen 20 aufweist, welche ein Zentrieren des Mündungsbereichs 40 des zu befüllenden Behälters 4 derart ermöglichen, dass sich der Mündungsbereich 40 bezüglich einer Auslauföffnung 30 des Füllorgans 3 zentrieren lässt. So wird, wenn ein Ventilkegel 32 aus seinem Ventilsitz 34 herausgehoben wird und entsprechend das Produktventil geöffnet wird, ein Einfließen eines Füllproduktstromes im Freistrahl in das Innenvolumen des Behälters 4 zuverlässig ermöglicht.
Der Anlagebereich 2 weist eine Anlageaussparung 22 auf, in welcher eine elastische Dichtung 24 aufgenommen ist. Der Mündungsbereich 40 des zu befüllenden Behälters 4 wird an die elastische Dichtung 24 angepresst, um eine gasdichte Abdichtung zwischen der Auslauföffnung 30 beziehungsweise dem Füllorgan 3 und dem Innenvolumen des Behälters 4 zu erreichen. Diese gasdichte Abdichtung ist beispielsweise dann vonnöten, wenn mit dem Füllorgan 3 karbonisierte Getränke abgefüllt werden sollen und hierzu eine Vorspannung des Innenvolumens des zu befüllenden Behälters 4 mit einem Spanngas notwendig ist, um ein übermäßiges Ausgasen des Kohlendioxids aus dem Füllprodukt während des Befüllvorganges zu vermeiden, um die Aufschäumneigung des Füllprodukts zu reduzieren. Weiterhin kann durch das Vorspannen des zu befüllenden Behälters 4 ein schlagartiges Aufbringen des Füllproduktdruckes auf den Behälter 4 vermieden werden, wodurch die Gefahr für Behälterbrüche reduziert wird.
Der Behälter 4 wird mittels eines Huborgans 5 an den Anlagebereich 2 angepresst, wobei das Huborgan 5 einen Hubteller 50 aufweist, auf welchem der Behälter 4 mit seinem Bodenbereich 42 aufsteht. Das Huborgan 5 umfasst weiterhin einen positionsgeregelten Linearmotor 52, mittels welchem ein positionsgenaues Anheben des Huborgans 5 ermöglicht wird. Damit kann der zu befüllende Behälter 4 und damit auch sein Mündungsbereich 40 genau relativ zu dem Anlagebereich 2 positioniert werden. Der positionsgeregelte Linearmotor 52 bietet neben dem Anfahren einer genauen Position auch eine Überwachung des aufgebrachten Drehmoments und entsprechend eine Überwachung der Anpresskraft des Mündungsbereiches 40 des Behälters 4 an den Anlagebereich 2 und insbesondere an die Dichtung 24. Die erreichte Anpresskraft kann entweder als Abschaltkriterium für das Anheben des zu befüllenden Behälters 4 vorgesehen sein, oder kann bei Erreichen einer vorgegebenen Position entsprechend ausgegeben werden.
Über ein Anfahren einer vorbestimmten Hubposition des positionsgeregelten Linearmotors 52 kann erreicht werden, dass, bei Vorliegen eines intakten Anlagebereichs 2 und einer bekannten Höhe des Behälters 4, eine vorbestimmte Anpresskraft des Mündungsbereichs 4 an der Dichtung 24 erreicht wird.
Es ist jedoch auch möglich, mittels des positionsgeregelten Linearmotors 52 eine vorgegebene Anpresskraft vorzugeben, bis zu welcher der positionsgeregelte Linearmotor 52 den Behälter 4 anhebt, wobei der positionsgeregelte Linearmotor 52 dann die erreichte Position ausgibt.
Damit ist es der vorgegebenen Vorrichtung 1 möglich, den Behälter 4 entweder an eine vorbestimmte Position zu fahren und dann die aufgebrachte Anpresskraft auszulesen, oder aber es ist möglich, den Behälter 4 bis zu einer vorgegebenen Anpresskraft zu fahren, und dann die erreichte Position auszugeben. Entsprechend ist im einen Fall die Anpresskraft das Abschaltkriterium für die Hubbewegung des Huborgans 5, und im anderen Fall die erreichte Position des Huborgans.
Um nun über die gezeigte Vorrichtung eine Bestimmung des Zustandes des Anlagebereichs 2 und insbesondere des Zustandes der Dichtung 24 zu ermöglichen, wird auf Grundlage der jeweiligen ausgegebenen Hubparameter des Huborgans 5 auf den Zustand des Anlagebereichs 2 beziehungsweise der Dichtung 24 geschlossen. Unter Hubparametern werden insbesondere die beiden vorhergehend genannten Parameter der Hubposition sowie der Anpresskraft verstanden.
2 zeigt schematisch ein Anpresskraft-Hub Diagramm, welches das Huborgan 5 bei einem intakten Anlagebereich 2 durchläuft. Entsprechend wird an einer vorgegebenen Sollposition SP auch die vorgegebene Sollkraft SK erreicht. In den 2 bis 4 ist als Abschaltkriterium das Erreichen der Sollkraft SK vorgegeben.
In 3 ist ein Anpresskraft-Hub Diagramm gezeigt, wenn der Anlagebereich 2 nicht intakt ist und beispielsweise die Dichtung 24 eingelaufen ist, defekt ist oder ganz fehlt. Entsprechend wird die Hubbewegung des Huborgans 5 solange fortgeführt, bis die Sollkraft SK erreicht ist. Dies ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aber, da die Dichtung fehlt oder zumindest aufgrund Abnutzung oder Einlaufens geringer dimensioniert ist, erst in einer Hubposition P₁ des Huborgans 5 der Fall, welche weiter in Richtung des Anlagebereiches 2 hin liegt. Entsprechend wird das Abschaltkriterium erst bei der Hubposition P₁ erreicht und die Sollposition SP in diesem Hubvorgang überfahren. Aus dem in 3 gezeigten Diagramm kann entsprechend darauf geschlossen werden, dass der Anlagebereich 2 dahingehend nicht intakt ist, dass die Dichtung 24 beschädigt ist, abgenutzt ist oder fehlt.
In 4 ist ein Anpresskraft-Hub Diagramm gezeigt in einem Fall, in dem auf dem Anlagebereich 2 und besonders der Dichtung 24 ein Fremdkörper vorliegt. Entsprechend steigt aufgrund des früheren Kontaktierens des Mündungsbereiches 40 des Behälters 4 mit dem Fremdkörper die vom Huborgan 5 aufzuwendende Kraft früher an, so dass auch das Abschaltkriterium der zu erreichenden Sollkraft SK früher auftritt. Entsprechend wird die Hubbewegung des Huborgans 5 bereits bei der Hubposition P₂ erreicht, welche weiter vom Anlagebereich 2 entfernt ist, als die Sollposition SK. Damit wird die Sollposition SK in dem Hubvorgang nicht erreicht. Aus dieser Konstellation kann darauf geschlossen werden, dass ein Fremdkörper im Anlagebereich 2 oder der konischen Führungsfläche (20) vorliegt.
Ebenso ist über das Aufzeichnen und Auswerten der aufgewandten Kraft bis zum Erreichen der Sollkraft ein Rückschluss auf die Oberflächenrauhigkeit der Führungsfläche (20) möglich. So wird es ermöglicht über die Auswertung einzelner Kraftspitzen auf eventuelle Scharten zu schließen, die Dichtflächen von Glasbehältern vorschädigen könnten. Idealerweise werden solche Signale über mehrere Maschinenrunden gemittelt um statistische Ausreißer zu eliminieren.
Wenn nun das Abschaltkriterium der Hubvorrichtung 5 über die Sollposition SP vorgegeben wird, ergeben sich die in den 5 bis 7 gezeigten schematisch angedeuteten Anpresskraft-Hub Diagramme.
In 5 ist wiederum das bereits aus 2 gezeigte Anpresskraft-Hub Diagramm dargestellt, bei welchem bei intaktem Anlagebereich 2 das Abschalten an der Sollposition SP bei Vorliegen der Sollkraft SK erfolgt.
In 6 ist eine Konstellation gezeigt, in welcher die Dichtung 24 fehlt, beschädigt ist oder eingelaufen ist. Entsprechend ist an der Sollposition SP die aufzuwendende Anpresskraft noch relativ gering, da der Mündungsbereich 40 des Behälters noch nicht in die Dichtung 24 eingelaufen ist beziehungsweise diese überhaupt nicht berührt. Entsprechend wird eine die Sollkraft SK unterschreitende Anpresskraft K₁ erreicht. Aus dieser Konstellation lässt sich entsprechend auf ein Fehlen beziehungsweise einen Defekt der Dichtung 24 schließen.
In 7 ist eine weitere Konstellation gezeigt, in welcher ein Fremdkörper auf der Dichtung 24 beziehungsweise am Anlagebereich 2 vorliegt. Entsprechend steigt die Anpresskraft bis zum Erreichen der Sollposition SP deutlich stärker an, so dass eine die Sollkraft SK überschreitende Anpresskraft K₂ erreicht wird. Aus dieser Konstellation lässt sich auf das Vorliegen eines Fremdkörpers schließen.
Um die Sollposition SP an dem die Sollkraft (SK) erreicht werden soll korrekt festlegen zu können, ist es notwendig, den Abstand des Hubtellers 50 vom Anlagebereich 2 so einzustellen, dass er die tatsächliche Höhe eines jeden Behälters 4 berücksichtigt. Hierzu wird besonders bevorzugt jeder Behälter 4 bezüglicher seiner Höhe vermessen und dann auf dieser Grundlage die Sollposition SP für das Huborgan 5 festgelegt.
In einer Alternative kann jedoch auch ein Toleranzbereich festgelegt werden, innerhalb dessen sich die Sollposition SP befindet.
In den 8 bis 10 ist eine weitere Möglichkeit der Bestimmung gezeigt, welche auf einer Analyse der Steigung der Kurve in dem Anpresskraft-Hub Diagramm abstellt.
In 8 ist schematisch ein Anpresskraft-Hub Diagramm für ein intaktes Füllorgan 3 und insbesondere einen intakten Anlagebereich 2 gezeigt. Die moderate Steigung der Kurve in dem Anpresskraft-Hub Diagramm liegt in der Elastizität der intakten Dichtung 24 begründet. Die Gesamtelastizität des Systems, welche beispielsweise auch die Aufhängung des Füllorgans 3 sowie die Aufhängung des Huborgans 5 berücksichtigt, wird hier nicht weiter diskutiert, da sie in allen diskutierten Fällen identisch ist.
In 9 ist ein Zustand gezeigt, in welchem die Dichtung 24 vollständig fehlt. Entsprechend wird der Mündungsbereich 40 des Behälters 4 schlagartig an das blanke Metall der Anlagenaussparung 22 angedrückt, so dass bei Auflaufen des Mündungsbereiches 40 auf diese Metallfläche ein schlagartiges Ansteigen der Kraft zu sehen ist. Entsprechend ist die Steigung der Kurve in dem Anpresskraft-Hub Diagramm hier deutlich höher, als in dem vorhergehenden Fall.
In 10 hingegen liegt ein Fremdkörper auf der Dichtung 24 vor. Entsprechend ist in einem ersten Abschnitt der Kurve in dem Anpresskraft-Hub Diagramm die Steigung recht flach, da zunächst der Fremdkörper in die Dichtung 24 eingedrückt wird und die Oberfläche des Fremdkörpers üblicherweise kleiner ist, als der Gesamtanlagebereich des Mündungsbereiches 40. Bei nachfolgendem Anliegen des gesamten Mündungsbereiches 40 an der Dichtung 24 steigt dann entsprechend die Kraftkurve stärker an. Aus der in 10 gezeigten Konstellation lässt sich entsprechend ablesen, dass ein Fremdkörper auf dem Anlagebereich 2 aufliegt.
Entsprechend kann über die Analyse der Hubparameter und insbesondere der Kurve in dem Anpresskraft-Hub Diagramm der Zustand des Anlagebereichs 2 ermittelt werden.
Über eine entsprechende, hier nicht weiter gezeigte Auswertungsvorrichtung, welche in allen Ausführungsbeispielen vorgesehen ist und welche mit dem Huborgan 5 gekoppelt ist, kann eine individuelle Auswertung der Hubparameter für jedes einzelne Huborgan in einer Getränkeabfüllvorrichtung vorgenommen werden.
Dabei werden bevorzugt für jedes einzelne Füllorgan beziehungsweise jede einzelne Kombination aus Füllorgan 3 und Huborgan 5 die entsprechenden Behälterhöhen eingelesen bzw. eingelernt, eine Justage des Abstandes des Hubtellers 52 vom Anlagebereich 2 mittels eines Normbehälters festgelegt und/oder eine individuelle Betrachtung der Steigung beziehungsweise des Verhaltens der Kurve im Anpresskraft-Hub Diagramm in der Maschinensteuerung abgelegt. Somit ist mit einer individuellen Höhenbestimmung jedes einzelnen Behälters unter Einbezug der jeweiligen in der Maschinensteuerung abgelegten Sollposition jedes einzelnen Huborgans eine Toleranzminimierung möglich.
Ebenso wird die Erkennung eines nicht ordnungsgemäßen Zustands der Fülleinheit nicht nur über simples Schwellen über- oder unterschreiten festgestellt, sondern über die derzeit möglichen Auswertealgorithmen von Zeilensensoren.
Diese wären beispielsweise Positionsausblendungen, Flankensteilheit der aufzubringenden Kraft während der Bewegung an vorgegebenen Positionen oder Flächenbewertungen in der 2D Betrachtung.
Es lässt sich entsprechend zuverlässig und für jeden separaten und einzelnen Füllvorgang feststellen, ob ein zuverlässiges Füllen ermöglicht ist, oder ob der Anlagebereich 2 ein solches zuverlässiges Füllen nicht ermöglicht. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit des Füllers erhöht.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zur Bestimmung des Zustandes eines Anlagebereiches eines Füllorgans
2: Anlagebereich
20: Führungsfläche
22: Anlageaussparung
24: Dichtung
3: Füllorgan
30: Auslauföffnung
32: Ventilkegel
34: Ventilsitz
4: Behälter
40: Mündungsbereich
42: Bodenbereich
5: Huborgan
50: Hubteller
52: Linearantrieb
SP: Sollposition
P₁: Hubposition
P₂: Hubposition
SK: Sollkraft
K₁: Kraft
K₂: Kraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4324592 C1 [0003]
WO 2005/019090 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Bestimmung des Zustandes eines Anlagebereichs (2) eines Füllorgans (3) in einer Getränkeabfüllanlage, bevorzugt zur Bestimmung des Zustandes des Anlagebereichs einer Zentriertulpe zum Zentrieren eines Mündungsbereiches (40) des zu befüllenden Behälters (4) in einem Füllorgan (3), umfassend das Anheben eines zu befüllenden Behälters (4) mittels eines Huborgans (5) derart, dass der Mündungsbereich (40) des Behälters (4) in Anlage mit dem Anlagebereich (2) des Füllorgans (3) gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Hubparameter des Huborgans (5) bestimmt wird und aus dem Hubparameter auf den Zustand des Anlagebereichs (2) geschlossen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpresskraft, mit welcher das Huborgan (5) den Mündungsbereich (40) an den Anlagebereich (2) anpresst, vorgegeben wird und die dabei erreichte Hubposition bestimmt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer von der Sollposition (SP) abweichenden Hubposition (P₁) in Richtung des Anlagebereichs (2) auf eine defekte Dichtung (24) des Anlagebereichs (2) geschlossen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Hubposition (P₁), welche beim Anheben des Behälters (4) die Sollposition (SP) überfährt, auf eine defekte Dichtung (24) des Anlagebereichs (2) geschlossen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer von der Sollposition (SP) abweichenden Hubposition (P₂) gegen die Richtung des Anlagebereichs (2) auf einen Fremdkörper im Anlagebereich (2) geschlossen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Hubposition (P₁), welche beim Anheben des Behälters (4) die Sollposition (SP) nicht erreicht, auf eine Beschädigung oder einen Fremdkörper im Anlagebereich (2) geschlossen wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sollposition (SP) des Huborgans (5) vorgegeben wird und die an dieser Sollposition (SP) erreichte Anpresskraft des Huborgans (5) bestimmt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer die Sollkraft (SK) unterschreitender Anpresskraft (K₁) auf eine defekte Dichtung (24) geschlossen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer die Sollkraft (SK) überschreitenden Anpresskraft (K₂) auf einen Fremdkörper im Anlagebereich (2) geschlossen wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder bei dem Anheben des Behälters (4) eine Messung des Abstands des Mündungsbereichs (40) des Behälters (4) von der Huborgan (5), bevorzugt von einem Hubteller (50), durchgeführt wird, bevorzugt für jeden individuellen Behälter (4), und der ermittelte Abstand in die Bewertung des Zustands des Anlagebereichs (2) einfließt.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollposition (SP) durch Justage für jedes Füllorgan (3) einer Getränkeabfüllanlage individuell bestimmt wird, bevorzugt auf Grundlage einer Messung des Abstands des Mündungsbereichs (40) des Behälters (4) von der Huborgan (5), bevorzugt von einem Hubteller (50).
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft-Hub Kurve des Huborgans (5) bestimmt wird und aus einer Veränderung, bevorzugt einer Steigung, der Anpresskraft-Hub Kurve des Huborgans (5) auf den Zustand des Anlagebereichs (2) geschlossen wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung eines Defektes, des Fehlens oder der Abnutzung einer Dichtung (24) des Anlagebereichs (2) die Anpresskraft zur Abdichtung erhöht wird.
Vorrichtung (1) zur Bestimmung des Zustandes eines Anlagebereichs (2) eines Füllorgans (3) in einer Getränkeabfüllanlage, bevorzugt zur Bestimmung des Zustandes des Anlagebereichs einer Zentriertulpe zum Zentrieren eines Mündungsbereichs (40) eines zu befüllenden Behälters (4) in einem Füllorgan (3), wobei das Füllorgan (3) einen Anlagebereich (2) umfasst und ein Huborgan (5) zum Anheben eines zu befüllenden Behälters (4) vorgesehen ist, um den Mündungsbereich (40) des Behälters (4) in Kontakt mit dem Anlagebereich (2) zu bringen, dadurch gekennzeichnet, dass das Huborgan (5) zur Bestimmung des Zustandes des Anlagebereichs (2) ausgebildet ist.