DE202020105437U1

DE202020105437U1 - Füllanlage

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Publication number: DE202020105437U1
Application number: DE202020105437.6U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-09-23
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2022-01-05
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: DE102020126332A1

Abstract

Füllanlage (1) zur Befüllung von Behältern (2) mit Kohlendioxid, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinheit vorgesehen ist, mittels derer Behälter (2) einer Befüllungsstation (4) zugeführt sind, und dass Zuführmittel vorgesehen sind, mittels derer Behälter (2) von der Fördereinheit in Sollpositionen in der Befüllungsstation (4) überführt werden, wobei die Behälter (2) in deren Sollpositionen mit Kohlendioxid befüllt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllanlage zur Befüllung von Behältern mit Kohlendioxid.
Derartige Behälter sind üblicherweise in Form von Flaschen, sogenannten Soda-Flaschen ausgebildet. Mit derartigen Soda-Flaschen können Getränke wie zum Beispiel Mineralwasser mit Kohlensäure angereichert werden.
Die Behälter sind generell nachfüllbar. Hierzu weisen die Behälter im Bereich ihrer Einfüllöffnung ein Ventil auf. Damit kann mittels einer geeigneten Füllvorrichtung der Behälter an ein Kohlendioxid-Reservoir wie eine größere Vorratsflasche angeschlossen werden, um so den Behälter mit Kohlendioxid zu befüllen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Füllanlage mit hoher Funktionalität bereitzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung betrifft eine Füllanlage zur Befüllung von Behältern mit Kohlendioxid. Die Füllanlage umfasst eine Fördereinheit, mittels derer Behälter einer Befüllungsstation zugeführt sind, und Zuführmittel, mittels derer Behälter von der Fördereinheit in Sollpositionen in der Befüllungsstation überführt werden, wobei die Behälter in einer deren Sollpositionen mit Kohlendioxid befüllt werden.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit der Füllanlage vollautomatisch kontinuierliche Befüllungsvorgänge von Behältern, insbesondere Flaschen, durchgeführt werden. Mit der Fördereinheit werden Behälter fortlaufend in einer bestimmten Förderrichtung gefördert und so der Befüllungsstation zugeführt, wo vorzugsweise mehrere Behälter simultan mit Kohlendioxid befüllt werden.
Die erfindungsgemäße Füllanlage ermöglicht somit ein rationelles Befüllen von Behältern mit Kohlendioxid.
Vorteilhaft ist die Füllanlage von einer Steuereinheit gesteuert.
Die Steuereinheit steuert und kontrolliert somit zentral die gesamten Funktionen der Füllanlage.
Besonders zweckmäßig ist die Fördereinheit ein Förderband, auf welchem Behälter in Förderrichtung in Abstand hintereinander angeordnet sind.
Damit werden die Behälter, vorzugsweise in liegenden Positionen, einzeln nacheinander der Befüllungsstation zugeführt, wobei die Fördergeschwindigkeit des Förderbands von der Steuereinheit vorgegeben wird.
Die mit der Fördereinheit, insbesondere dem Förderband, an die Befüllungsstation angelieferten Behälter werden mit den ebenfalls von der Steuereinheit gesteuerten Zuführmittel in vorgegebene Sollpositionen in der Befüllungsstation eingebracht, wobei die Behälter ohne weitere Zwischenschritte in ihren Sollpositionen mit Kohlendioxid befüllt werden können.
Besonders vorteilhaft sind die Zuführmittel in Form einer Greifvorrichtung ausgebildet, welche mittels eines Linearmotors verfahrbar ist und welche mittels einer Pneumatikeinheit betätigbar ist.
Mit dem Linearantrieb werden Zustellbewegungen realisiert, sodass die Greifvorrichtung Behälter von der Fördereinheit aufnehmen kann und dann diese Behälter in die Sollpositionen in der Befüllungsstation einbringen kann.
Insbesondere ist zur Durchführung der Zustellbewegungen die Greifvorrichtung in Förderrichtung der Fördereinheit verfahrbar.
Diese linearen Zustellbewegungen können besonders schnell durchgeführt werden. Zudem ist nur ein geringer konstruktiver Aufwand erforderlich um die Zustellbewegungen der Greifvorrichtung zu realisieren.
Besonders vorteilhaft weist die Greifvorrichtung mehrere Greifer zum simultanen Greifen mehrerer Behälter auf.
Damit können mehrere Behälter gleichzeitig ihren Sollpositionen zugeführt werden, wodurch die Effizienz der Zuführmittel erheblich erhöht wird, da für das Einbringen der Behälter in ihre Sollpositionen eine erhebliche Zeitersparnis im Vergleich zu einer Einzelzuführung erzielt wird.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die Behälter in der Befüllungsstation in liegenden Sollpositionen gelagert.
In den liegenden Sollpositionen sind die Behälter stabil gelagert, sodass ein einfaches Handling zum Befüllen der Behälter gewährleistet ist. Zudem wird vorteilhaft ausgenutzt, dass die Behälter bereits in liegender Position auf der Fördereinheit der Befüllungsstation zugeführt werden, sodass zum Einbringen in die Sollpositionen die Behälter nur translatorisch bewegt werden müssen, das heißt es müssen keine aufwändigen Schwenk- oder allgemein Positionierbewegungen mit den Behältern durchgeführt werden.
Vorteilhaft sind in der Befüllungsstation mehrere Behälter in Sollpositionen einzeln hintereinander angeordnet. Dabei ist einem in einer Sollposition angeordneten Behälter ein Füllkopf zugeordnet, mittels dessen der Behälter mit Kohlendioxid befüllbar ist. Zweckmäßig weist die Befüllungsstation eine Anzahl von identischen Füllköpfen auf.
Die Befüllung der Behälter kann über die Füllköpfe parallel erfolgen, wodurch ein hoher Durchsatz von befüllten Behältern erzielt wird.
Zur Anbringung der Behälter ist eine Stelleinheit vorgesehen, mittels derer jeweils ein Füllkopf auf einer Einfüllöffnung des Behälters (2) platzierbar ist.
Die Füllköpfe werden somit vollautomatisch an den Einfüllöffnungen der Behälter angebracht, sodass unmittelbar darauffolgend mit der Befüllung der Behälter mit Kohlendioxid begonnen werden kann.
Gemäß einer konstruktiv vorteilhaften Ausführungsform weist die Stelleinheit ein Getriebe und einen Servomotor auf, wobei das Getriebe mittels einer Zugstange mit dem zugeordneten Füllkopf verbunden ist.
Die Funktionsweise dieser Stelleinheit ist derart, dass mit dem Getriebe ein Füllkopf gegen die Einfüllöffnung eines Behälters gezogen wird und dort lagegesichert wird.
Besonders vorteilhaft weist jeder Füllkopf Zuleitungsmittel zur Zufuhr von Kohlendioxid zu dem Behälter auf.
Damit wird jedem Füllkopf einzeln das Kohlendioxid zur Befüllung des an diesen angeschlossenen Behälters zugeführt.
Besonders zweckmäßig ist als Zuleitungsmittel ein von einem Servoantrieb gesteuerter Kugelhahn vorgesehen.
Mit den so ausgebildeten Zuleitungsmitteln können die Behälter mit einer kontinuierlichen Kohlendioxid-Zufuhr kontrolliert und wohl dosiert befüllt werden.
Vorteilhaft ist in jedem Füllkopf ein Temperatursensor als Leckage-Kontrollmittel vorgesehen.
Mittels des Temperatursensors wird auf sehr einfache Weise eine Leckage-Kontrolle bei der Befüllung eines Behälters mit Kohlendioxid erzielt, da an einem Leck austretendes Kohlendioxid lokal zu einer Temperaturreduzierung führt, die mit dem Temperatursensor sicher detektiert werden kann.
Weiter vorteilhaft ist in jedem Füllkopf ein Drucksensor zur Kontrolle des Fülldrucks des jeweiligen Behälters vorgesehen.
Durch den so kontrollierten Fülldruck im Füllkopf kann die Funktion dieses Füllkopfs, insbesondere während des Befüllungsvorgangs fortlaufend kontrolliert werden.
Weiter vorteilhaft ist in jedem Füllkopf ein Entlastungsventil vorgesehen.
Dadurch wird vorhandenes Gas im Füllkopf insbesondere nach dem Befüllungsvorgang eines Behälters nach außen geleitet, sodass damit der Behälter drucklos und damit ohne unerwünschte Knallgeräusche am Füllkopf gelöst werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder Greifer der Greifvorrichtung an einer Waage gelagert, und die Behälter in den Sollpositionen in der Befüllungsstation sind jeweils auf einer Waage gelagert.
Mit den den Greifern der Greifvorrichtung zugeordneten Waagen wird das Leergewicht der Behälter bestimmt. Mit den den Sollpositionen zugeordneten Waagen wird das Gewicht der Behälter während der Befüllungsvorgänge angezeigt. Die Messdaten der Waagen werden in die Steuereinheit eingelesen und dort zur Kontrolle und Steuerung der Befüllungsvorgänge genutzt. Weiterhin können die Messdaten der Waagen zu Informationszwecken an einer Anzeigeeinheit angezeigt.
Besonders vorteilhaft ist einem in einer Sollposition angeordneter Behälter ein Füllkopf zugeordnet, mittels dessen der Behälter mit Kohlendioxid befüllbar ist.
Damit ist auf einfache Weise eine Qualitätsprüfung der Behälter gewährleistet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1: Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Füllanlage.
2: Einzeldarstellung eines Füllkopfs für die Anlage gemäß 1.

1 zeigt im Ausführungsbeispiel eine Füllanlage 1 zur Befüllung von in Form von Flaschen ausgebildeten Behältern 2 mit flüssigem Kohlendioxid.
Die gesamte Füllanlage 1 wird von einer nicht dargestellten Steuereinheit gesteuert, die von einer SPS-Steuerung oder dergleichen gebildet sein kann.
Die Füllanlage 1 umfasst eine Fördereinheit in Form eines Förderbands 3, mittels derer die Behälter 2 einer Befüllungsstation 4 zugeführt werden. Die Behälter 2 sind dabei in Förderrichtung des Förderbands 3 einzeln hintereinander in liegenden Positionen auf der Oberseite des Förderbands 3 angeordnet.
Der Befüllungsstation 4 sind Zuführmittel zugeordnet mittels derer Behälter 2 vom Förderband 3 abgenommen und der Befüllungsstation 4 so zugeführt werden, dass diese in liegenden Sollpositionen innerhalb der Befüllungsstation 4 gelagert sind.
Die Zuführmittel umfassen einen Linearantrieb 5 mit einer sich in horizontaler Richtung erstreckenden Linearantriebsstrecke 6. Dort ist eine Greifvorrichtung 7 mittels eines Linearmotors verschiebbar angeordnet. Die Greifvorrichtung 7 umfasst eine Mehrfachanordnung von Greifern, die in 1 nicht dargestellt sind. Wie aus 1 ersichtlich ist ein mittels des Linearmotors angetriebenes Anschlussmodul 8 mit zwei Anschlüssen 9 für Greifer vorgesehen. Die Greifer können beispielsweise mit Pneumatikeinheiten betätigt werden.
Die Befüllungsstation 4 ist in einem Rahmengestell untergebracht, an welchem auch die Linearantriebsstrecke 6 gelagert ist, wobei dieses Rahmengestell zwei Seitenwände 10 aufweist. Zwischen diesen Seitenwänden 10 sind die Behälter 2 in ihren Sollpositionen einzeln in Abstand zueinander liegend gelagert.
Zur Kontrolle der Befüllungsvorgänge ist jeder Greifer der Greifvorrichtung 7 an einer Waage gelagert und die Behälter 2 sind in den Sollpositionen in der Befüllungsstation 4 jeweils auf einer Waage gelagert.
Damit kann die den Behältern 2 zugeführte Menge an Kohlendioxid fortlaufend über die Steuereinheit kontrolliert werden.
Jedem in einer Sollposition in der Befüllungsstation 4 gelagerten Behälter 2 ist ein Füllkopf 11 zugeordnet, mittels dessen der Behälter 2 über die Steuereinheit gesteuert automatisiert mit Kohlendioxid befüllbar ist. Die Befüllungsstation 4 weist dabei eine Anordnung von identisch ausgebildeten Füllköpfen 11 auf.
Ein automatischer Anschluss 9 eines Füllkopfes 11 an die Einfüllöffnung 2a des zugeordneten Behälters 2 (wie in 2 detailliert dargestellt) wird durch eine Stelleinheit bewerkstelligt. Wie aus 1 ersichtlich weist die Stelleinheit ein Getriebe 12 und einen Servomotor 13 auf, wobei das Getriebe 12 mittels einer Zugstange 14 mit dem Füllkopf 11 verbunden ist. Durch die so gebildete Stelleinheit wird der Füllkopf 11 gegen den in der Sollposition liegenden Behälter 2 gezogen, bis der Behälter 2 in einer Anschlussstellung in eine Aussparung des Füllkopfs 11 ragt, wobei im Bereich des an der Einfüllöffnung 2a des Behälters 2 am Füllkopf 11 eine Dichtung 15 vorgesehen ist, mittels derer die Nahtstelle zwischen Einfüllöffnung 2a und Füllkopf 11 abgedichtet ist (2).
Jeder Füllkopf 11 weist Zuleitungsmittel auf, über welche Kohlendioxid in den zugeordneten Behälter 2 eingeleitet wird. Diese Zuleitungsmittel umfassen einen mittels eines Servoantriebs 16 betätigten Kugelhahn 17 auf, wobei der Servoantrieb 16 von der Steuereinheit zur Kontrolle der Befüllungsvorgänge gesteuert wird. Der Kugelhahn 17 ist in Zuleitungen 18 des Füllkopfs 11, die zur Einfüllöffnung 2a des Behälters 2 führen, integriert.
In jedem Füllkopf 11 ist ein Temperatursensor 19 als Leckage-Kontrollmittel vorgesehen. Tritt an der Nahtstelle zwischen Behälter 2 und Füllkopf 11 Kohlendioxid aus, führt dies lokal zu einer Temperaturabsenkung.
Weiterhin ist in jedem Füllkopf 11 ein mit den Zuleitungen 18 verbundener Drucksensor 20 vorgesehen, mittels dessen der Fülldruck eines Behälters 2 kontrolliert wird.
Die Signale des Temperatursensors 19 und Drucksensors 20 werden in der Steuereinheit zur Kontrolle der Betätigungsvorgänge ausgewertet.
Schließlich ist in jedem Füllkopf 11 ein Entlastungsventil 21 vorgesehen, mit dem überschüssiges Gas aus dem Füllkopf 11 abgeleitet wird, sodass der mit Kohlendioxid befüllte Behälter 2 nach dem Befüllungsvorgang drucklos vom Füllkopf 11 entfernt werden kann.
Die mit Kohlendioxid geführten Behälter 2 werden am Ausgang der Befüllungsstation 4 ausgeschleust. Am Ausgang der Befüllungsstation 4 ist eine Anordnung von Vakuumköpfen vorgesehen, mit der eine Endkontrolle der Behälter 2 erfolgt.
Bezugszeichenliste

(1): Füllanlage
(2): Behälter
(2a): Einfüllöffnung
(3): Förderband
(4): Befüllungsstation
(5): Linearantrieb
(6): Linearantriebsstrecke
(7): Greifvorrichtung
(8): Anschlussmodul
(9): Anschluss
(10): Seitenwand
(11): Füllkopf
(12): Getriebe
(13): Servomotor
(14): Zugstange
(15): Dichtung
(16): Servoantrieb
(17): Kugelhahn
(18): Zuleitung
(19): Temperatursensor
(20): Drucksensor
(21): Entlastungsventil

Claims

Füllanlage (1) zur Befüllung von Behältern (2) mit Kohlendioxid, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinheit vorgesehen ist, mittels derer Behälter (2) einer Befüllungsstation (4) zugeführt sind, und dass Zuführmittel vorgesehen sind, mittels derer Behälter (2) von der Fördereinheit in Sollpositionen in der Befüllungsstation (4) überführt werden, wobei die Behälter (2) in deren Sollpositionen mit Kohlendioxid befüllt werden.
Füllanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese von einer Steuereinheit gesteuert ist.
Füllanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinheit ein Förderband (3) ist, auf welchem Behälter (2) in Förderrichtung in Abstand hintereinander angeordnet sind.
Füllanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführmittel in Form einer Greifvorrichtung (7) ausgebildet sind, welche mittels eines Linearmotors verfahrbar ist und welche mittels einer Pneumatikeinheit betätigbar ist.
Füllanlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (7) mehrere Greifer zum simultanen Greifen mehrerer Behälter (2) aufweist.
Füllanlage (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (7) in Förderrichtung der Fördereinheit verfahrbar ist.
Füllanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (2) in der Befüllungsstation (4) in liegenden Sollpositionen gelagert sind.
Füllanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Befüllungsstation (4) mehrere Behälter (2) in Sollpositionen einzeln hintereinander angeordnet sind.
Füllanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass einem in einer Sollposition angeordneten Behälter (2) ein Füllkopf (11) zugeordnet ist, mittels dessen der Behälter (2) mit Kohlendioxid befüllbar ist.
Füllanlage (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllungsstation (4) eine Anzahl von identischen Füllköpfen (11) aufweist.
Füllanlage (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stelleinheit vorgesehen ist, mittels derer jeweils ein Füllkopf (11) auf einer Einfüllöffnung (2a) des Behälters (2) platzierbar ist.
Füllanlage (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit ein Getriebe (12) und einen Servomotor (13) aufweist, wobei das Getriebe (12) mittels einer Zugstange (14) mit dem zugeordneten Füllkopf (11) verbunden ist.
Füllanlage (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Füllkopf (11) Zuleitungsmittel zur Zufuhr von Kohlendioxid zu dem Behälter (2) aufweist.
Füllanlage (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuleitungsmittel ein von einem Servoantrieb (16) gesteuerter Kugelhahn (17) vorgesehen ist.
Füllanlage (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Füllkopf (11) ein Temperatursensor (19) als Leckage-Kontrollmittel vorgesehen ist.
Füllanlage (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Füllkopf (11) ein Drucksensor (20) zur Kontrolle des Fülldrucks des jeweiligen Behälters (2) vorgesehen ist.
Füllanlage (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Füllkopf ein Entlastungsventil (21) vorgesehen ist.
Füllanlage (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Greifer der Greifvorrichtung (7) an einer Waage gelagert ist, und dass die Behälter (2) in den Sollpositionen in der Befüllungsstation (4) jeweils auf einer Waage gelagert sind.
Füllanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Endkontrolle eines mit Kohlendioxid befüllten Behälters (2) wenigstens ein auf diesem aufsetzbarer Vakuumkopf vorgesehen ist.