DE202005003281U1

DE202005003281U1 - Füllstation

Info

Publication number: DE202005003281U1
Application number: DE200520003281
Authority: DE
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2015-03-02

Abstract

Füllstation zum Befüllen von Behältern (1) mit flüssigem Füllgut aufweisend mindestens ein Füllventil (9) und eine Behälteraufnahme (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Behälteraufnahme (2) eine Beleuchtungseinheit (3) besitzt, mit der die zu befüllenden Behälter (1) von unten beleuchtbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllstation nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Füllstationen werden sehr häufig zum Befüllen von Behältern in der Lebensmittelindustrie bzw. in der pharmazeutischen Industrie eingesetzt. Aus ökonomischen Gründen werden sie meist an der Grenze ihrer Leistungsfähigkeit gefahren, d.h. jeder Verfahrensschritt muss möglichst schnell, dennoch aber präzise ausgeführt werden, um eine möglichst hohe Effizienz zu erreichen. Aus diesem Grund gibt es eine Vielzahl von Überwachungs- und Steuerinstrumente, die für einen möglichst optimalen Ablauf des Füllvorgangs sorgen.
Aus der EP 0 613 855 B1 ist eine Füllmaschine bekannt, bei der der Füllpegel der zu füllenden Behälter über eine optische Erkennungseinrichtung, wie z.B. eine CCD-Kamera, erfasst wird, wobei die optischen Signale über einen Rechner ausgewertet und als elektrische Signale an die Füllelemente zur Steuerung des Füllgutdurchflusses weitergegeben werden. Zur besseren Funktionsfähigkeit der optischen Erkennungseinrichtung werden seitlich neben den zu befüllenden Behältern Beleuchtungseinrichtungen angebracht.
Mit Hilfe dieser Anordnung kann zwar der Füllvorgang anhand des Füllspiegels der zu befüllenden Behälter überwacht bzw. gesteuert werden, über die Qualität des Füllvorgangs kann jedoch keine Aussage getroffen werden.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Füllstation zu schaffen, mit der die Qualität des Füllvorgangs visualisiert werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorzugsweise wird die Füllstation zum Befüllen von Behältern mit flüssigem Füllgut verwendet, wobei es sich bei den Behältern um im Lebensmittelbereich bzw. im pharmazeutischen Bereich typischerweise verwendete Behälter, wie z.B. Plastikflaschen, Glasflaschen, Ampullen oder Beutel handelt, die zumindest teilweise transparent sind. Auch das abzufüllende Füllgut weist vorzugsweise eine gewisse Transparenz auf.
Die Beleuchtungseinheit ist bei bzw. in der Behälteraufnahme so angebracht, dass die zu befüllenden Behälter zumindest teilweise auf bzw. mit Abstand über der Beleuchtungseinheit stehen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Beleuchtungseinheit durch mindestens eine Leuchtdiode gebildet. Leuchtdioden weisen den Vorteil auf, dass sie bei geringem Stromverbrauch eine hohe Leuchtkraft besitzen. Noch effizienter wird die Beleuchtungseinheit, wenn organische Leuchtdioden verwendet werden. Es sind aber auch andere Leuchtkörper, wie z.B. kleine Glühbirnen, denkbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Vielzahl von Leuchtdioden derart angeordnet, dass sie im wesentlichen die Standfläche der zu befüllenden Behälter in der Behälteraufnahme abbilden. Bei im wesentlichen runden Flaschen bzw. Ampullen sind die Leuchtdioden vorzugsweise im wesentlichen kreisförmig angeordnet. Werden viereckige Flaschen befüllt, so sind auch die Dioden der Beleuchtungseinheit im Wesentlichen viereckig angeordnet.
Da die Kontrolle des visualisierten Füllvorgangs vorzugsweise durch eine Bedienperson durchgeführt wird, erfolgt die Beleuchtung der Behälter vorzugsweise durch Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich. Besonders bevorzugt werden weißes bzw. blaues Licht emittierende Leuchtdioden ausgewählt. Weißes Licht emittierende Dioden sind besonders dann von Vorteil, wenn halb- bzw. wenig transparente Behälter wie zum Beispiel braune Bierflaschen oder wenn Behälter mit halb- bzw. wenig transparenten Flüssigkeiten wie zum Beispiel Cola befüllt werden.
Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die Kontrolle des visualisierten Füllvorgangs durch eine elektronische Erkennungseinrichtung wie z.B. eine Kamera durchgeführt wird, weshalb die Beleuchtungseinheit auch durch Strahlungsquellen im nicht sichtbaren Bereich, wie z.B. im Infrarot- oder im Ultraviolettbereich gebildet werden kann.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist die Beleuchtungseinheit unlösbar mit der Behälteraufnahme verbunden. Insbesondere wird die unlösbare Verbindung durch Eingießen der Beleuchtungseinheit in die Behälteraufnahme mit Kunstharz durchgeführt. Dadurch wird effektiv aber dennoch auf einfache Art und Weise verhindert, dass Schmutz, Flüssigkeitsreste oder andere Verunreinigungen in die Behälteraufnahme bzw. in die Beleuchtungseinheit eindringen und die Funktionsfähigkeit dieser beeinträchtigen. Die Funktion der Verhinderung des Eindringens von Fremdstoffen in die Behälteraufnahme kann auch durch andere Mittel gewährleistet werden, wie z.B. durch das Anbringen einer transparenten Sperrschicht zwischen der Beleuchtungseinheit und der Oberfläche der Behälteraufnahme auf der die Behälter stehen. Eine solche transparente Sperrschicht kann z.B. eine Kunststoffplatte sein. Des Weiteren sind viele andere Lösungen denkbar, die alle das Ziel haben zum einen das von der Beleuchtungseinheit ausgesendete Licht bis zum befüllenden Behälter vordringen zu lassen und zum anderen ein Eindringen von Fremdstoffen in die Behälteraufnahme bzw. zur Beleuchtungseinheit zu verhindern.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbbildung der Erfindung ist die Behälteraufnahme als Hubzylinder ausgebildet. Auf diese Weise kann der Behälter einfach und schnell in Richtung zum Füllventil angehoben werden. Überdies ist aber auch eine Lösung denkbar, bei der die Behälteraufnahme starr angebracht ist und sich das Füllventil in Richtung des zu füllenden Behälters bewegen kann.
Um die Beleuchtungseinheit bzw. die Dioden mit dem für die Funktion notwendigen Strom zu versorgen, wird vorzugsweise eine netzunabhängige Energiespeicherzelle vorgesehen.
Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine Batterie oder um einen Akku. Die netzunabhängige Energiespeicherzelle ist vorzugsweise an bzw. in der Behälteraufnahme so angebracht, dass ein Auswechseln relativ leicht möglich ist. Im Falle der Verwendung eines Akkus ist es denkbar diesen so anzubringen, dass er neu geladen werden kann, ohne ausgebaut werden zu müssen. In manchen Fällen ist eine netzunabhängige Stromversorgung der Beleuchtungseinheit zu aufwändig, so dass es auch möglich ist, diese von außen direkt mit Strom zu versorgen. Dies kann z.B. über ein Kabel geschehen, das von außen in die Behälteraufnahme geführt und dort mit der Beleuchtungseinheit verbunden wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Leuchtmittel der Beleuchtungseinheit selektiv ansteuerbar um nur bestimmte Bereiche zu beleuchten, oder um verschiedene Muster zu erzeugen. Diese Lösung ist vor allem bei der Verwendung einer netzunabhängigen Stromversorgung von Vorteil, da auf diese weise Energie gespart werden kann. Die Beleuchtungsmittel sind dann vorzugsweise mit einer Leiterplatte verbunden, auf der sich vorzugsweise ein programmierbarer Mikrochip befindet, der die selektive Steuerung der Beleuchtungsmittel vornimmt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, einen Sensor derart an oder in der Behälteraufnahme anzubringen, dass das Beleuchtungsmittel erst mit Strom versorgt wird, also zu leuchten beginnt, wenn ein Behälter auf der Behälteraufnahme steht. Dazu kann zum Beispiel ein optischer oder ein mechanischer Sensor verwendet werden.
Die selektive Ansteuerung dient nicht nur dazu, um Energie zu sparen, sondern sie stellt auch die optimale Visualisierung des Füllvorgangs sicher. Ist die Standfläche eines Behälters wesentlich kleiner als die von den Beleuchtungsmitteln ausgeleuchtete Grundfläche, so führt die nicht durch den zu befüllenden Behälter geführte Strahlung unter Umständen dazu, dass die Visualisierungsqualität des Befüllvorgangs nachlässt. Um eine optimale Beleuchtung des zu befüllenden Behälters ohne die Möglichkeit der selektiven Ansteuerung der Beleuchtungsmittel zu realisieren, ist es daher möglich, halb- bzw. nichttransparente Abdeckmittel auf die Behälteraufnahme so aufzubringen, dass nur die gewünschten Beleuchtungsmittel Strahlung bis an die Oberfläche der Behälteraufnahme bzw. bis zur befüllenden Flasche aussenden. Die verwendeten Abdeckmittel können eine Dicke von einigen Millimetern aufweisen, so dass sie gleichzeitig als Zentriermittel für die Behälter auf der Behälteraufnahme dienen.
Die selektive Ansteuerung der Beleuchtungsmittel kann vorzugsweise so durchgeführt werden, dass die beleuchtete Fläche eine gewisse Struktur ausbildet. Vorzugsweise handelt es sich bei den zu befüllenden Behälters um eine im Wesentlichen runde Standfläche aufweisende Behälter. In diesem Fall wird durch selektive Ansteuerung der Beleuchtungsmittel ein Beleuchtungsmuster erzeugt, das im wesentlichen einem Kreis mit dem Durchmesser der Standfläche des zu befüllenden Behälters entspricht. Sollen andere, z.B. viereckige Behälter befällt werden, so wird durch die selektive Ansteuerung der Beleuchtungsmittel ein im wesentlichen viereckiges Beleuchtungsfeld erzeugt. Auch hier kann die Erzeugung des viereckigen Beleuchtungsfeldes durch die Verwendung eines viereckigen Abdeckmittels erzeugt werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei den zu befüllenden Behältern um Flaschen, vorzugsweise um halbtransparente oder transparente Glasflaschen. Jedoch ist die Füllstation auch für die Befüllung von Kunststoffflaschen bzw. anders gearteten Behältern geeignet.
Vorzugsweise ist die Füllstation Teil einer Füllmaschine. Bei der Füllmaschine kann es sich entweder um eine Laborfüllmaschine, um eine Linearfüllmaschine oder um eine Rotationsfüllmaschine handeln. Unter einer Laborfüllmaschine ist eine Einrichtung zum Testweisen Füllen von Behältern im nicht Produktionsbetrieb zu verstehen. Oftmals müssen die Parameter zum Befüllen von Behältern, wie z.B. der Fülldruck oder die Einstellungen des Füllventils, vor der Inbetriebnahme der Produktionsmaschine überprüft bzw. voreingestellt werden. Dazu werden Musterbehälter in Laborfüllmaschinen gegeben, die nur eine bzw. wenige Füllstationen enthalten und meist teilweise von Hand bedient werden. Vor allem in solchen Labormaschinen zum Einstellen des Befüllvorgangs für die Produktionsmaschine kann es wichtig sein, den Füllvorgang auch optisch zu visualisieren. Dadurch können z.B. Blasen, die beim Befüllen von Behältern mit flüssigem Füllgut zwangsläufig entstehen, beobachtet werden. Auf Grund der Erkenntnisse des Visualisierungsvorganges können dann Parameter des Füllvorgangs eingestellt bzw. verändert werden, um z.B. die Blasenbildung zu verstärken oder abzuschwächen.
Es ist aber auch denkbar, die beschriebeneFüllstation in eine Produktionsfüllmaschine, wie z.B. in einen Linear- oder Rotationsfüller einzubauen. So ist es möglich, den Füllvorgang in der Produktionsmaschine zu visualisieren. Auf diese Weise können auch im Produktionsbetrieb Probleme beim Füllvorgang entdeckt und / oder Parameter eingestellt bzw. kontrolliert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind in einer Produktionsmaschine alle Füllstationen erfindungsgemäß ausgebildet. Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch nur eine Füllstation erfindungsgemäß ausgebildet. Dabei ist es denkbar, dass die erfindungsgemäße Füllstation nur temporär in der Produktionsmaschine zur Einstellung und Überprüfung der Parameter eingesetzt wird, während im normalen Funktionsbetrieb eine herkömmliche Füllstation eingesetzt wird.
Eine konkrete Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Figuren näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 einen Schnitt durch eine Füllstation,
2 eine perspektivische Ansicht einer Behälteraufnahme.
1 zeigt eine Füllstation wie sie sich z.B. in einer Laborfüllmaschine, in einer Linearfüllmaschine oder in einer Rotationsfüllmaschine befinden kann. Dabei umfasst die Füllstation ein Füllventil 9, eine Behälteraufnahme 2 und einen Behälter 1, wobei letzterer durch eine Glasflasche gebildet wird. Zu Beginn eines Füllvorgangs wird die Flasche 1 auf die Behälteraufnahme 2 gestellt, wobei darauf zu achten ist, dass die Flasche 1 in etwa koaxial zur Behälteraufnahme 2 platzieret wird. Alsdann wird der sich auf der Behälteraufnahme 2 befindliche Behälter 1 in Richtung des Füllventils 9 nach oben bewegt, bis das Füllventil 9 und der Behälter 1 in Arbeitsstellung sind.
Integriert in die Behälteraufnahme 2 ist eine Beleuchtungseinheit 3, eine netzunabhängige Stromversorgung 5, Lichtdurchlassöffnungen 6, ein Schalter 7 sowie eine Schnittstelle 8. Die Beleuchtungseinheit 3 besteht aus einer Platine 11 sowie daran befestigten Leuchtdioden 4, die so in der Behälteraufnahme 2 angebracht sind, dass sie in die Lichtdurchlassöffnungen 6 in Richtung der Oberfläche der Behälteraufnahme 2 ragen. Zur Energieversorgung sind die Leuchtdioden 4 über die Platine 11 mit der netzunabhängigen Stromversorgung 5, die hier eine Batterie ist, verbunden.
Über den Schalter 7 kann die Stromversorgung der Beleuchtungseinheit 3 ein- und ausgeschaltet werden.
Über die Schnittstelle 8, die im Gehäuse der Behälteraufnahme 2 integriert ist, kann die Beleuchtungseinheit 3 programmiert werden. Hier ist eine Programmierung vorgesehen, die nur diejenigen Leuchtdioden 4 aufleuchten lässt, über denen sich der Behälter 1 befindet. Aus diesem Grund werden die beiden äußeren hier gezeigten Leuchtdioden 4 nicht eingeschaltet.
Die hier verwendeten Leuchtdioden 4 senden weißes Licht aus, da bei diesem Vorgang eine braune Glasflasche mit Bier befüllt wird. Sowohl die Flasche als auch die Flüssigkeit sind nur begrenzt transparent, sodass eine relativ helle Lichtquelle benötigt wird, um den Befüllvorgang qualitativ ausreichend zu visualisieren. Das von den Dioden 4 ausgesendete Licht wird durch die Glasflasche wie durch einen Lichtleiter nach oben geleitet und macht so die Vorgänge in der Flasche nach dem Dunkelfeldprinzip sichtbar.
In 2 ist eine Behälteraufnahme 2 gezeigt, die drei konzentrische Kreise mit Lichtdurchlassöffnungen 6 aufweist. Im inneren Kreis befinden sich nochmals zwei Lichtdurchlassöffnungen 6. Diese Behälteraufnahme 2 ist hauptsächlich zur Befüllung von einem eine im Wesentlichen runde Standfläche aufweisendem Behälter 1 gedacht.
Wird auf dieser Behälteraufnahme 2 eine Ampulle 1 oder ein anderer kleiner Behälter 1 abgefüllt, so werden beispielsweise die Leuchtdioden 4 abgeschaltet, die in die beiden äußeren kreisrunden Ringe mit Lichtdurchlassöffnungen 6 ragen.

Claims

Füllstation zum Befüllen von Behältern (1) mit flüssigem Füllgut aufweisend mindestens ein Füllventil (9) und eine Behälteraufnahme (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Behälteraufnahme (2) eine Beleuchtungseinheit (3) besitzt, mit der die zu befüllenden Behälter (1) von unten beleuchtbar sind.
Füllstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) durch mindestens eine Leuchtdiode (4) gebildet wird.
Füllstation nach Anspruch 1 und / oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) eine Vielzahl von Leuchtdioden (4) besitzt, die vorzugsweise im wesentlichen kreisförmig angeordnet sind.
Füllstation nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich, insbesondere weißes oder blaues Licht ausstrahlt.
Füllstation nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) unlösbar mit der Behälteraufnahme (2) verbunden, insbesondere in Kunstharz eingegossen ist.
Füllstation nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälteraufnahme (2) durch einen Hubzylinder gebildet wird.
Füllstation nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) von einer netzunabhängigen Stromversorgung (5), insbesondere einer Batterie oder einem Akku gespeist wird.
Füllstation nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Leuchtdioden (4) oder Gruppen von Leuchtdioden selektiv ansteuerbar sind.
Füllstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die selektiv angesteuerten Leuchtdioden (4) eine Grundfläche beleuchten, die im Wesentlichen der Standfläche der zu befüllenden Behälter (1) entspricht.
Füllstation nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu befüllenden Behälter (1) durch Flaschen (1) gebildet werden.
Füllstation nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) durch mindestens eine organische Leuchtdiode (OLED) (4), insbesondere eine Vielzahl von organischen Leuchtdioden (4) gebildet wird.
Füllstation nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstation Teil einer Füllmaschine ist.
Füllstation nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmaschine durch eine Laborfüllmaschine gebildet wird.
Füllstation nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmaschine durch eine Linearfüllmaschine mit mehreren Füllstationen zur Befüllung von Behältern (1) gebildet wird.
Füllstation nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmaschine durch eine Rotationsfüllmaschine mit mehreren Füllstationen zur Befüllung von Behältern (1) gebildet wird.