DE102016205675A1

DE102016205675A1 - Device for filling a product

Info

Publication number: DE102016205675A1
Application number: DE102016205675.1A
Authority: DE
Inventors: Felix Kruppa; Christoph Hammer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Syntegon Technology GmbH
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2017-10-12
Also published as: WO2017174281A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abfüllen eines Produkts, umfassend – zumindest eine Dosiereinrichtung (18) zur Dosierung einer bestimmten Menge des in den Packstoffschlauch abzufüllenden Produkts, – eine Sensoreinrichtung (20) zur Erfassung charakteristischer Eigenschaften, insbesondere eine Masse und/oder eine Dichte und/oder ein Volumen des Produkts, wobei die Sensoreinrichtung (20) Vibrationen der Dosiereinrichtung (18) ermittelt.The invention relates to a device for filling a product, comprising - at least one metering device (18) for metering a certain amount of product to be filled into the packaging tube, - a sensor device (20) for detecting characteristic properties, in particular a mass and / or density and or a volume of the product, wherein the sensor device (20) determines vibrations of the metering device (18).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abfüllung eines Produkts.The present invention relates to a device for filling a product.

Vertikale Schlauchbeutelmaschinen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Hierbei werden Produktelemente eines abzufüllenden Produkts mittels einer Sensoreinrichtung erfasst, um die in den Schlauchbeutel abgefüllte Produktmenge zu ermitteln. Eine derartige Schlauchbeutelmaschine ist z. B. aus der DE 10 2006 013 663 A1 bekannt. Der Sensor detektiert nur Objekte außerhalb des Füllrohrs. Der Abstand zwischen Sender und Empfänger des Mengenmesssystems ist zwar konstant, jedoch kann das Schlauchende, in dem sich die zu detektierende Menge befindet, in der Positionierung um einige Millimeter oder Zentimeter schwanken. Aufgrund dieser Schwankungen kann es zu erheblichen Fehldetektionen kommen. Zudem werden Produktabgabeeinrichtungen gesteuert. Ergibt sich eine Abweichung zwischen der Sollmenge und der aktuell gemessenen Menge, dann wird die Produktabgabeeinrichtung nachgesteuert und damit die abzugebende Menge verändert.Vertical tubular bag machines are known from the prior art in various configurations. In this case, product elements of a product to be filled are detected by means of a sensor device in order to determine the product quantity filled into the tubular bag. Such a tubular bag machine is z. B. from the DE 10 2006 013 663 A1 known. The sensor detects only objects outside the filling tube. Although the distance between transmitter and receiver of the flow meter system is constant, the end of the hose containing the quantity to be detected may vary in positioning by a few millimeters or centimeters. These fluctuations can lead to significant misdetections. In addition, product dispensers are controlled. If there is a deviation between the desired quantity and the currently measured quantity, then the product delivery device is readjusted and thus the quantity to be dispensed is changed.

Die EP 2791010 B1 betrifft eine Schlauchbeutelmaschine zur Abfüllung eines Produkts, umfassend ein vertikales Füllrohr, eine Quersiegeleinheit, eine Steuereinheit zur Steuerung der Schlauchbeutelmaschine, und eine Sensoreinrichtung zur Erfassung des Produkts im Füllrohr, welche ausgelegt ist, das durch das Füllrohr fallende Produkt zu erfassen, wobei die Sensoreinrichtung einen Sensor zum Emittieren von elektromagnetischen Wellen umfasst, der mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei die vom Sensor emittierten elektromagnetischen Wellen in einem Erfassungsraum verbleiben, welcher auf einen Bereich am Füllrohr begrenzt ist.The EP 2791010 B1 relates to a tubular bag filling machine for a product, comprising a vertical filling tube, a transverse sealing unit, a control unit for controlling the tubular bag machine, and a sensor device for detecting the product in the filling tube, which is designed to detect the product falling through the filling tube, wherein the sensor device Comprises sensor for emitting electromagnetic waves, which is connected to the control unit, wherein the electromagnetic waves emitted by the sensor remain in a detection space which is limited to a region on the filling tube.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass in der Dosiereinrichtung selbst die Dichte und/oder die Masse und/oder das Volumen und damit die Menge des abzufüllenden Produkts bestimmt werden können. Mit dieser Information kann die Dosiereinrichtung online, also während des Dosierprozesses, geregelt bzw. gesteuert werden. Dies erhöht die Dosiergenauigkeit. Damit wird ein Ausschuss von nicht korrekt gefüllten Beuteln bzw. Verpackungen, bei denen die abgefüllte Menge signifikant von der Sollmenge abweicht, vermieden. Dies wird erfindungsgemäß durch eine bestimmte Anordnung und Einrichtung der Sensoreinrichtung erreicht, so dass die Sensoreinrichtung über eine Vibrationsanalyse die charakteristischen Eigenschaften des in der Dosiereinrichtung befindlichen Produkts ermittelt. Anhand der Vibrationsanalyse lassen sich unterschiedliche Füllgrade und Verdichtungen der Dosiereinrichtung, insbesondere Dosierschnecke, unterscheiden. Über eine Kalibrierung oder Kalibrierungskurve kann auf die Dichte und damit das abgefüllte Volumen geschlossen werden. Sensoreinheiten zur Aufzeichnung von Vibrationen sind in der Regel recht robust ausgeführt und eignen sich somit besonders für die genannten Anwendungen. Mit der Vibrationsanalyse ist es überraschender Weise möglich, den Füllungsgrad der Dosiereinrichtung, insbesondere Dosierschnecke, bestimmen zu können. Wird eine Dosierung ohne Produkt durchgeführt, schlägt nämlich beispielsweise die Dosierschnecke an den Seiten des Dosierrohrs an und verursacht Vibrationen. Wird Produkt hinzugefügt, stabilisiert sich die Dosiereinrichtung und verursacht weniger Vibrationen. Die Vibrationen scheinen von der Menge des Produkts in der Dosiereinrichtung abhängig zu sein Je mehr Produkt sich in der Dosiereinrichtung befindet, desto weniger Vibrationen werden bei einer Dosierung verursacht. Wird also bei einer Dosierung die Vibration gemessen, kann mit Hilfe eines Kennfelds die Menge bzw. die Masse an abgegebenem Produkt bestimmt werden. Selbst bei einer recht zeitaufwendigen Auswertung kann bei einer geringen Totzeit von einem Beutel eine höhere Regelgüte erreicht werden, was den Ausschuss vermindert.The device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that in the metering device itself, the density and / or the mass and / or the volume and thus the amount of product to be filled can be determined. With this information, the metering device can be regulated or controlled online, ie during the metering process. This increases the dosing accuracy. This avoids a rejection of incorrectly filled bags or packages in which the filled quantity deviates significantly from the target quantity. This is inventively achieved by a specific arrangement and device of the sensor device, so that the sensor device determines the characteristic properties of the product located in the metering device via a vibration analysis. On the basis of the vibration analysis, different fill levels and densities of the metering device, in particular metering screw, can be distinguished. A calibration or calibration curve can be used to deduce the density and thus the filled volume. Sensor units for recording vibrations are usually made quite robust and are therefore particularly suitable for the applications mentioned. With the vibration analysis, it is surprisingly possible to be able to determine the degree of filling of the metering device, in particular metering screw. If a dosage is carried out without product, namely, for example, the metering screw abuts the sides of the metering tube and causes vibrations. As product is added, the metering device stabilizes and causes less vibration. The vibrations appear to be dependent on the amount of product in the metering device. The more product that is in the metering device, the less vibration is caused by metering. Thus, if the vibration is measured at a dosage, the quantity or the mass of delivered product can be determined with the aid of a characteristic diagram. Even with a rather time-consuming evaluation of a small dead time of a bag higher control quality can be achieved, which reduces the waste.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Sensoreinrichtung als Beschleunigungssensor und/oder Mikrofon und/oder Piezokeramik ausgebildet. Diese Sensoren werden bereits erfolgreich für unterschiedlichste Anwendungen eingesetzt und eignen sich auch für die Vibrationsanalyse zur Erkennung der Produktbefüllung. In an expedient development, the sensor device is designed as an acceleration sensor and / or microphone and / or piezoceramic. These sensors are already successfully used for a wide variety of applications and are also suitable for vibration analysis to detect product filling.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird die Dosiereinrichtung in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Sensoreinrichtung angesteuert. Besonders zweckmäßig wird die Dosiereinrichtung während des laufenden Dosiervorgangs im Sinne einer Veränderung der Sollmenge angesteuert. Durch die Nachjustierung im laufenden Dosierbetrieb wird eine fehlerhafte Befüllung minimiert. Beispielsweise wird das Signal der Sensoreinheit aufgezeichnet, analysiert und ggf. im nächsten Schritt der Dosiervorgang beeinflusst.In an expedient development, the metering device is activated as a function of an output signal of the sensor device. Particularly expediently, the metering device is activated during the current metering process in the sense of a change in the desired quantity. Due to the readjustment in the current dosing operation a faulty filling is minimized. For example, the signal of the sensor unit is recorded, analyzed and possibly influenced in the next step of the dosing.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Sensoreinrichtung an einem Dosierrohr der Dosiereinrichtung, insbesondere an der Außenseite, angeordnet. Damit kommt die Sensoreinheit nicht mit dem abzufüllenden Produkt mechanisch in Berührung, was die Störanfälligkeit reduziert. Vibrationen werden sicher erfasst.In an expedient development, the sensor device is arranged on a metering tube of the metering device, in particular on the outside. Thus, the sensor unit does not come into mechanical contact with the product to be filled, which reduces the susceptibility to failure. Vibrations are detected safely.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist in dem Dosierrohr zumindest eine Aussparung vorgesehen, in der die Sensoreinrichtung zumindest teilweise angeordnet ist. Damit ist die Sensoreinrichtung geschützt, aber dennoch nahe an der Dosiereinrichtung angeordnet. Dadurch wird eine besonders kompakte Bauform ohne Beeinträchtigung der Leistung und Sensitivität des Sensors erreicht. Ferner kann der Sensor ohne großen Montageaufwand auf einfache Weise ausgetauscht werden. In an expedient development, at least one recess is provided in the metering tube, in which the sensor device is at least partially arranged. Thus, the sensor device is protected, yet arranged close to the metering device. As a result, a particularly compact design without compromising the performance and sensitivity of the sensor is achieved. Furthermore, the sensor can be easily replaced without much installation effort.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Formeinrichtung, vorzugsweise eine Formschulter und/oder ein Formrohr, die Dosiereinrichtung zumindest teilweise umgibt. Damit kann die Sensoreinheit zwischen Formeinrichtung und Dosiereinrichtung vor Umwelteinflüssen geschützt angeordnet werden.In an expedient development it is provided that the molding device, preferably a forming shoulder and / or a forming tube, at least partially surrounds the metering device. Thus, the sensor unit between the molding device and metering device can be arranged protected from environmental influences.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist einer Steuerung neben dem Signal der Sensoreinheit zumindest ein weiteres Signal zugeführt, vorzugsweise ein Signal des Antriebs, zur Ermittlung der charakteristischen Größe des Produkts. Die Genauigkeit der Dichte und Füllgradbestimmung kann durch die Kombination der Auswertung mithilfe einer weiteren Größe plausibilisiert und damit weiter verbessert werden. Damit erhöht sich die Regelgenauigkeit weiter. Die Einbeziehung weiterer Messgrößen macht den Regelprozess weniger störanfällig und damit stabiler.In an expedient development of a controller in addition to the signal of the sensor unit at least one further signal is supplied, preferably a signal of the drive, for determining the characteristic size of the product. The accuracy of the density and filling degree determination can be made plausible and thus further improved by combining the evaluation with another size. This further increases the control accuracy. The inclusion of additional parameters makes the control process less susceptible to interference and thus more stable.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.Further expedient developments emerge from further dependent claims and the description.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:

die Figur eine schematische Schnittdarstellung einer Schlauchbeutelmaschine gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.the figure is a schematic sectional view of a tubular bag machine according to a preferred embodiment of the invention.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figur eine Vorrichtung zur Abfüllung eines Produkts gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben.Hereinafter, a device for filling a product according to a preferred embodiment will be described in detail with reference to the figure.

Die Figur zeigt eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zur Abfüllung eines Produkts gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Vorrichtung umfasst einen Trichter 14, in den ein abzufüllendes Produkt zugeführt wird. An dem Trichter 14 ist ein vorzugsweise vertikales Dosierrohr 22 befestigt. Das Dosierrohr 22 umgibt eine Dosierschnecke 19, die portionsweise das abzufüllende Produkt zuführt. Dosierrohr 22 und Dosierschnecke 19 bilden eine Dosiereinrichtung 19. Auf einer Packstoffrolle 10 ist Packstoff 12 aufgerollt. Der Packstoff 12 wird von der Packstoffrolle 10 abgerollt und einer Formeinrichtung 16, beispielsweise eine Formschulter einer Schlauchbeutelmaschine, zugeführt. Über die Formeinrichtung 16 wird der zugeführte Packstoff 12 zu einem Schlauch geformt und über eine weitere Formeinrichtung 24, beispielsweise ein Formrohr, zu einem länglichen Packstoffschlauch geformt, der durch eine hier nicht dargestellte Längssiegeleinheit mittels einer Längssiegelnaht in Längsrichtung verschweißt wird. Die Dosiereinrichtung 18 wird von der Formeinrichtung 24 umgeben. Die Vorrichtung, beispielsweise eine Schlauchbeutelmaschine, umfasst ferner eine nicht eigens dargestellte Quersiegeleinheit mit horizontalen ersten und zweiten Siegelbacken, die an einem dem Trichter 14 entgegengesetzten Ende des Dosierrohrs 22 angeordnet sein kann. Die Quersiegeleinheit siegelt am geformten und zyklisch zugeführten Packstoffschlauch zuerst eine Fußnaht und, nachdem eine Produktportion hineingefallen ist und der gefüllte Schlauchabschnitt weiter nach unten bewegt wurde, wird der Packstoffschlauch mittels einer Kopfnaht zu einem geschlossenen Beutel versiegelt, wobei gleichzeitig auch die Fußnaht der nachfolgenden Verpackung gesiegelt wird.The figure shows a schematic sectional view of an apparatus for filling a product according to a preferred embodiment of the invention. The device comprises a funnel 14 into which a product to be filled is supplied. At the funnel 14 is a preferably vertical metering tube 22 attached. The dosing tube 22 surrounds a dosing screw 19 which supplies in portions the product to be filled. dosing 22 and dosing screw 19 form a metering device 19 , On a packaging roll 10 is packaging material 12 rolled up. The packaging material 12 gets from the packaging roll 10 unrolled and a shaping device 16 , For example, a forming shoulder of a tubular bag machine supplied. About the molding device 16 becomes the supplied packaging material 12 formed into a tube and a further shaping device 24 , For example, a forming tube, formed into an elongated packaging tube, which is welded by a longitudinal seal unit, not shown here longitudinally by means of a longitudinal sealing seam. The metering device 18 is from the mold 24 surround. The device, for example a tubular bag machine, further comprises a non-specifically shown transverse sealing unit with horizontal first and second sealing jaws, which at a funnel 14 opposite end of the metering tube 22 can be arranged. The transverse sealing unit first seals a suture to the molded and cyclically supplied tubing and, after a product portion has fallen into it and the filled tube section has been moved further down, the tubing is sealed to a closed sack by a top suture, simultaneously sealing the suture of the subsequent sack becomes.

Ferner ist eine in bzw. an der Dosiereinrichtung 18 angeordnete Sensoreinrichtung 20 vorgesehen, die charakteristische Eigenschaften, insbesondere eine Masse und/oder eine Dichte und/oder ein Volumen des durch die Dosiereinrichtung 18 geförderten Produkts erfasst. Die Sensoreinrichtung 20 dient der Erfassung von Vibrationen. Die zu erfassenden Vibrationen können im Ultraschallbereich, Körperschallbereich als auch im akustischen Bereich liegen. Als Sensoren der Sensoreinrichtung 20 können beispielsweise Beschleunigungssensoren und/oder ein Mikrofon und/oder eine Piezokeramik verwendet werden.Furthermore, one is in or on the metering device 18 arranged sensor device 20 provided, the characteristic properties, in particular a mass and / or a density and / or a volume of the by the metering device 18 subsidized product. The sensor device 20 serves to detect vibrations. The vibrations to be detected can be in the ultrasonic range, structure-borne noise as well as in the acoustic range. As sensors of the sensor device 20 For example, acceleration sensors and / or a microphone and / or a piezoceramic can be used.

Die Ausgangssignale der Sensoreinrichtung 20 können einer Steuerung 28 zugeführt werden. So können eine nicht korrekt gefüllte Dosiereinrichtung 18 und/oder durch das Produkt verursachte Schwankungen der charakteristischen Eigenschaften erkannt werden. Aufgrund der Tatsache, dass das Produkt durch die Dosiereinrichtung 18 gefördert und dessen charakteristische Eigenschaften unmittelbar über eine Vibrationsanalyse ermittelt werden, kann die aktuell bereits abgegebene Produktmenge während eines Produktabgabevorgangs ermittelt werden. Durch die online ermittelte Differenz zwischen der bereits dosierten Menge und der Sollmenge kann die Dosiereinrichtung 18 online geregelt werden. Aufgrund der Auswertungsdauer könnte das Signal, insbesondere der zeitliche Verlauf, der Sensoreinrichtung 20 während einer Dosierung aufgenommen und danach ausgewertet werden, um dann bei der nächsten Dosierung gegenzusteuern. Anhand der erfassten Vibrationswerte der Dosiereinrichtung 18 kann auf das Volumen/Dichte/Masse bzw. die Verdichtung des Produkts und somit die abgegebene Menge geschlossen werden. Die Vibrationswerte werden als Zeitsignal aufgenommen, in den Frequenzbereich transformiert und dort z.B. über das Leistungsspektrum, deren Mittelwertbildung und Standardabweichung analysiert. Dies könnte beispielsweise durch die Steuerung 28 vorgenommen werden. The output signals of the sensor device 20 can a controller 28 be supplied. So can not correctly filled metering device 18 and / or fluctuations of the characteristic properties caused by the product. Due to the fact that the product through the metering device 18 promoted and its characteristic properties are determined directly via a vibration analysis, the current already released product quantity can be determined during a product delivery process. By the determined online difference between the already metered amount and the target amount, the metering device 18 be regulated online. Due to the evaluation period, the signal, in particular the time course, of the sensor device 20 taken during one dose and then evaluated, then at the next Counteract dosage. Based on the recorded vibration values of the dosing device 18 can be concluded on the volume / density / mass or the compression of the product and thus the amount delivered. The vibration values are recorded as a time signal, transformed into the frequency domain and analyzed there, for example, via the power spectrum, its averaging and standard deviation. This could be done, for example, by the controller 28 be made.

Ist die Dosiereinrichtung 18 mit keinem Produkt gefüllt, läuft also leer, dann berührt die Dosierschnecke 19 beim Anfahren die Dosierrohrinnenwand und die Sensoreinrichtung 20 empfängt Vibrationen bzw. schlägt aus. Je mehr Produkt in der Dosiereinrichtung 18 ist, desto stabiler läuft die Dosierschnecke 19 und schwingt weniger bzw. verursacht weniger Vibrationen. Beispielsweise sind die Standardabweichung sowie der Mittelwert des Leistungsspektrums bei einer leeren Dosiereinrichtung 18 größer als bei einer vollen Dosiereinrichtung 18.Is the metering device 18 filled with no product, so it runs empty, then touches the dosing screw 19 when starting the Dosierrohrinnenwand and the sensor device 20 receives vibrations or beats. The more product in the dosing device 18 the more stable the dosing screw is 19 and vibrates less or causes less vibration. For example, the standard deviation as well as the mean value of the power spectrum in an empty metering device 18 larger than a full metering device 18 ,

Die Genauigkeit der Dichte und/oder Masse und/oder Volumen und/oder Füllgradbestimmung kann durch eine Kombination der Auswertung verschiedener weiterer Größen verbessert werden. Im Ablauf einer Dosierung können parallel zu der Ermittlung der Dichte und/oder Masse und/oder Volumen auch andere physikalische Größen erfasst werden wie beispielsweise die Lastaufnahme der Antriebe 26. Durch die Kombination der Werte kann mit Hilfe einer Auswertelogik (beispielsweise neuronale Netze) oder eines Erfahrungskennfeldes die Dichte genauer bestimmt und somit die Regelgenauigkeit erhöht werden. Die Einbeziehung weiterer Messgrößen macht den Regelprozess weniger störanfällig und stabiler. Beispielsweise hängt die Lastaufnahme der Antriebe 26 von den physikalischen Eigenschaften des verwendeten Produkts, beispielsweise vom Füllungsgrad der Dosiereinrichtung 18 und damit von der Dichte ab. Diese Abhängigkeiten können in einem Kennfeld hinterlegt sein. Zu jedem Zeitpunkt kann über diese Informationen, z.B. der Lastaufnahme der Antriebe 26, die physikalische Größe, z.B. die dosierte Masse, anhand des Kennfeldes ermittelt werden. Dieser Wert kann zur Plausibilisierung des Sensorwerts der Sensoreinrichtung 20 verwendet werden.The accuracy of the density and / or mass and / or volume and / or filling degree determination can be improved by a combination of the evaluation of various other sizes. In the course of a dosing, other physical variables can also be detected parallel to the determination of the density and / or mass and / or volume, such as, for example, the load absorption of the drives 26 , By combining the values, the density can be determined more precisely with the aid of evaluation logic (for example neural networks) or an experience map, and thus the control accuracy can be increased. The inclusion of additional parameters makes the control process less susceptible to interference and more stable. For example, the load bearing of the drives depends 26 from the physical properties of the product used, for example the degree of filling of the metering device 18 and thus on the density. These dependencies can be stored in a map. At any point in time, this information, for example, the load of the drives 26 , the physical quantity, eg the metered mass, are determined on the basis of the characteristic field. This value can be used to check the plausibility of the sensor device 20 be used.

Die Sensoreinrichtung 20 kann am Dosierrohr 22 angebracht sein, beispielsweise am Anfang oder auch Ende des Dosierrohrs 22. Prinzipiell kann die Sensoreinrichtung 20 über die gesamte Länge der Dosiereinrichtung 18 an einer günstigen Stelle platziert werden, um die Vibrationen der Dosiereinrichtung 18 sicher zu erfassen. Die Sensoreinheit 20 könnte auch an der Dosierschnecke 19 angebracht werden.The sensor device 20 can on the dosing tube 22 be appropriate, for example, at the beginning or end of the metering tube 22 , In principle, the sensor device 20 over the entire length of the metering device 18 placed in a convenient location to the vibrations of the metering device 18 safe to capture. The sensor unit 20 could also be on the dosing screw 19 be attached.

Außerdem ist ein Antrieb 26 vorgesehen, der die Dosiereinrichtung 18 beim Dosiervorgang bewegt. Hierzu könnte der Antrieb 26 auf eine drehbar gelagerte Halterung 17 einwirken, an der beispielsweise die Dosierschnecke 19 der Dosiereinrichtung 18 befestigt ist. Der Antrieb 26 kann durch die Steuerung 28 angesteuert werden. Die Steuerung 28 kann optional von dem Antrieb 26 charakteristische Informationen beispielsweise über die Belastung, Drehzahl, Position etc. erhalten. Mit diesen Informationen kann die Steuerung 28 die Vibrationssignale der Sensoreinrichtung 20 zur Ermittlung der physikalischen Größen des dosierten Produkts weiter verbessern bzw. plausibilisieren. Sinkt bei einem zu dosierenden Produkt beispielsweise die Belastung der Dosiereinrichtung 18, so müssen sich auch bei gleichbleibenden Parametern die physikalischen Werte der Sensoreinheit 20 verändern, das heißt der Füllungsgrad und somit die Dichte/Masse/Volumen verändern sich. Die Belastung und die physikalischen Werte verhalten sich abhängig voneinander, das heißt diese korrelieren. Über solche weiteren Informationen ist es möglich, die Signale der Sensoreinrichtung 20 zu plausibilisieren. There is also a drive 26 provided, the metering device 18 moved during dosing. This could be the drive 26 on a rotatably mounted bracket 17 acting on, for example, the metering screw 19 the metering device 18 is attached. The drive 26 can through the control 28 be controlled. The control 28 can be optional from the drive 26 receive characteristic information about, for example, the load, speed, position, etc. With this information, the controller 28 the vibration signals of the sensor device 20 to further improve or make plausible the determination of the physical parameters of the dosed product. For example, if the product to be dosed drops, the load on the dosing device drops 18 , so even with constant parameters, the physical values of the sensor unit 20 change, that is, the degree of filling and thus the density / mass / volume change. The load and the physical values are dependent on each other, ie they correlate. About such further information, it is possible, the signals of the sensor device 20 to make it plausible.

Die Steuerung 28 steuert die Dosiereinrichtung 18 so an, dass eine gewünschte Sollmenge des zu dosierenden Produkts in die bereitstehende Verpackung wie beispielsweise ein Packstoffschlauch abgefüllt wird. Abhängig von der aus dem Ausgangssignal der Sensoreinheit 20 in Verbindung mit einer Vibrationsanalyse ermittelten charakteristischen Größe des Produkts bestimmt die Steuerung 28, ob die so ermittelte Istmenge von der Sollmenge des abzufüllenden Produkts abweicht. Ist dies der Fall, so verändert die Steuerung 28 die Stellgrößen für die Dosiereinrichtung 18. Dies kann beispielsweise in einer Veränderung der Ansteuergrößen für den Antrieb 26 erfolgen. Diese Veränderung könnte in Form einer Regelung, beispielsweise über einfache Standard-Regler wie P, PI, PID Regler oder sonstige (robuste) Regler oder statistische Verfahren erfolgen.The control 28 controls the metering device 18 so that a desired target amount of the product to be dispensed is filled into the waiting packaging such as a packaging tube. Depending on the output from the sensor unit 20 The control determined in conjunction with a vibration analysis determined characteristic size of the product 28 Whether the actual quantity thus determined deviates from the target quantity of the product to be filled. If this is the case, the controller changes 28 the manipulated variables for the metering device 18 , This can for example be a change in the control variables for the drive 26 respectively. This change could be in the form of control, for example via simple standard controllers such as P, PI, PID controllers or other (robust) controllers or statistical methods.

Als Dosiereinrichtung 18 kommt beispielsweise eine Dosierschnecke 19 zum Einsatz. Das zu dosierende Produkt wird über entsprechende Gewindegänge der abzufüllenden Verpackung zugeführt in der gewünschten Menge wie oben beschrieben. Die Sensoreinrichtung 20 wird benachbart zur Dosiereinrichtung 18 so angeordnet, dass Vibrationen der Dosiereinrichtung 18 sicher erfasst werden. As a metering device 18 For example, a dosing screw comes 19 for use. The product to be dosed is fed via appropriate threads of the packaged packaging in the desired amount as described above. The sensor device 20 becomes adjacent to the metering device 18 arranged so that vibrations of the metering device 18 be detected safely.

Zudem wird die Dosiereinrichtung 18 gesteuert bzw. geregelt in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Sensoreinrichtung 20. Die Dosiereinrichtung 18 kann unter anderem zum Befüllen von Beuteln einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine verwendet werden, kann jedoch auch bei horizontalen Schlauchbeutelmaschinen eingesetzt werden. Jedoch auch das Befüllen von in einer Kette eingesetzten Beuteln ist durch die Dosiereinrichtung 18 möglich. Alternativ könnten auch vorgefertigte Beutel befüllt und die abgefüllte Menge durch die Sensoreinheit 20 ermittelt werden. Die Formeinrichtung 16, 24 muss nicht notwendiger Weise Bestandteil der Vorrichtung sein. Weiterhin wesentlich ist ebenfalls, dass die Sensoreinrichtung 20 während des Dosiervorgangs die physikalischen Größen des abzufüllenden Produkts ermittelt, so dass eine entsprechende Einflussnahme auf den laufenden Dosierprozess, gegebenenfalls verzögert, möglich wird. Die Dosiereinrichtung 18 kann somit während des Dosiervorgangs auf die Sollmenge bzw. das Sollgewicht geregelt werden. Bei dem Produkt handelt es sich beispielsweise um einen rieselfähiges bzw. fließfähiges Produkt.In addition, the metering device 18 controlled or regulated in response to an output signal of the sensor device 20 , The metering device 18 can be used, inter alia, for filling bags of a vertical tubular bag machine, but can also be used in horizontal tubular bag machines. But also filling in a chain inserted bags is through the metering device 18 possible. Alternatively, also prefabricated bags filled and the filled amount through the sensor unit 20 be determined. The mold device 16 . 24 does not necessarily have to be part of the device. Furthermore, it is also essential that the sensor device 20 determined during the dosing process, the physical sizes of the product to be filled, so that a corresponding influence on the current dosing process, possibly delayed, is possible. The metering device 18 can thus be controlled during the dosing to the desired amount or the target weight. The product is, for example, a free-flowing or flowable product.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006013663 A1 [0002]
EP 2791010 B1 [0003]

Claims

Device for filling a product, comprising - at least one metering device ( 18 ) for metering a certain amount of the product to be filled into a packaging tube, - a sensor device ( 20 ) for detecting characteristic properties, in particular a mass and / or a density and / or a volume of the product, characterized in that the sensor device ( 20 ), the characteristic properties by means of vibrations of the metering device ( 18 ) capture.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the sensor device ( 20 ) Detects vibrations that are in the ultrasonic range, structure-borne noise or in the acoustic range.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the metering device ( 18 ) in response to an output signal of the sensor device ( 20 ) is driven.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the metering device ( 18 ) is controlled during the current dosing, possibly delayed, in the sense of a change in the desired amount.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that as sensor device ( 20 ) at least one acceleration sensor and / or at least one microphone and / or at least one piezoceramic is used.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device ( 20 ) on a dosing tube ( 22 ) of the metering device ( 18 ), in particular on the outside, is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor unit ( 20 ) on a dosing screw ( 19 ) of the metering device ( 18 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device ( 20 ) a time course of the vibration of the metering device ( 18 ) detected.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the characteristic variable is determined as a function of a power spectrum of the vibration.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a controller ( 28 ) for controlling the metering device ( 18 ), in particular a drive ( 26 ), is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one drive ( 26 ) for controlling the metering device ( 18 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the controller ( 28 ) at least one further signal is supplied, preferably a signal of the drive ( 26 ), to determine the characteristic size of the product.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one shaping device ( 16 . 24 ) is provided for forming a packaging tube.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least the shaping device ( 16 . 22 ), preferably a forming shoulder ( 16 ) and / or a forming tube ( 22 ), the metering device ( 18 ) at least partially surrounds.