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VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ÜBERWACHEN VON
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FLASCRENBEIIANDLUNGSMASCH INSBESONDERE FI.ASCIlENFffLLMASCHINEN,
AUF FLASCHENBRUCH Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum überwachen von Flaschenbehandlungsmaschinen,
insbesondere Flaschenfüllmaschinen, auf Flaschenbruch, sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
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Es ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt, bei dem von jeder
in die Flaschenbehandlungsmaschine einlaufenden Flasche ein Impuls ausgelöst und
solange gespeichert wird, bis er beim Auslaufen derselben Flasche wieder gelöscht
wird. Geht eine Flasche innerhalb der Maschine zu Bruch, so bleibt der entsprechende
Impuls ungelöscht und erzeugt ein Steuersignal, das die Maschine stillsetzt und
eine Alarmvorrichtung betätigt.
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Bei diesem bekannten Verfahren wird der Bruch einer Flasche erst bemerkt,
wenn die entstandene Lücke im Flaschenfluß im Auslauf der Flaschenbehandlungsmaschine
angelangt ist. Insbesondere dann, wenn der Flaschenbruch bereits im Einlaufbereich
auftritt, vergeht somit eine relativ lange Zeitspanne bis zur Erzeugung des Steuersignals,
so daß Beschädigungen der Maschine durch anfallende Scherben nicht zuverlässig verhindert
werden können. Die Vorrichtung zur Durchführung des bekannten Verfahrens ist aufwendig
aufgebaut und infolge der fortlaufenden Speicherung und Löschung von Impulsen einem
starken Verschleiß unterworfen.
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Weiter ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei dem
in einer Uberwachungsstation die Höhenlage der auf einer Kreisbahn umlaufenden,
die Flaschen an die Füllorgane andrückenden Flaschenteller einer Flaschenfüllmaschine
geprüft wird. Nimmt einer der unter Krafteinwirkung stehenden Flaschenteller infolge
Fehlens einer Flasche eine obere Endlage ein, so wird ein zur Steuerung einer Abspritzvorrichtung
für die Füllorgane dienendes Steuersignal erzeugt.
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Auch bei diesem bekannten Verfahren vergeht eine relativ lange Zeitspanne
bis zum Erzeugen des Steuersignals, da zunächst der Flaschenteller in die obere
Endlage bewegt und dann sein Eintreffen in der Überwachungsstation abyewartet werden
muß.
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Die zur Durchführung des bekannten Verfahrens dienende Vorrichtung
arbeitet mit einem an den Flaschentellern angreifenden Fühlorgan und hat daher einen
hohen Verschleiß. Flaschenbruch, der unmittelbar im Bereich des Fühlorgans entsteht,
wird nicht mehr registriert.
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Schließlich ist noch ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt,
bei dem die Höhenlage von auf einer Kreisbahn umlaufenden, die Flaschen an die Flaschenteller
andrückenden Zentrierglocken einer Etikettiermaschine fortwährend durch mit umlaufende
überwachungsorgane geprüft wird. Geht eine der unter Krafteinwirkung stehenden Zentrierglocken
infolge Fehlens einer Flasche in eine untere Endlage über, so wird ein Steuersignal
erzeugt, das die Maschine stillsetzt.
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Die zeitliche Verzögerung zwischen dem Zerplatzen einer Flasche und
dem Erzeugen des Steuersignals ist hierbei zwar kürzer als bei den anderen bekannten
Verfahren, dafür muß jedoch
jede einzelne Zentrierglocke fortwährend
überwacht werden.
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Die zur Durchführung des bekannten Verfahrens dienende Vorrichtung
ist daher sehr aufwendig und es können sich Schwierigkeiten bei der übertragung
der Steuersignale von den umlaufenden Überwachungsorganen auf einen ortsfesten Teil
der Maschine ergeben.
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Den beiden letztgenannten Verfahren ist gemeinsam, daß sie nicht zwischen
durch Flaschenbruch innerhalb der Maschine entstandenen Lücken einerseits und durch
lückenhafte Flaschenzufuhr entstandenen Lücken andererseits unterscheiden können.
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Folgenschwere Fehlreaktionen sind daher nicht zu vermeiden, es sei
denn, es wird durch zusätzliche Einrichtungen die Flaschenzufuhr zur Flaschenbehandlungsmaschine
überwacht und nur bei lückenloser Zufuhr ein Steuersignal erzeugt. Die entsprechenden
Vorrichtungen werden dadurch noch weiter kompliziert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit geringem Aufwand
durchführbares Verfahren zum Überwachen von Flaschenbehandlungsmaschinen, insbesondere
Flaschenfüllmaschinen, auf Flaschenbruch zu schaffen, bei dem ausschließlich bei
Flaschenbruch ein sofortiges Steuersignal erzeugt wird. Außerdem soll eine einfach
und betriebssicher aufgebaute Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens geschaffen
werden.
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Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß der von der Flaschenbehandlungsmaschine ausgehende Schall kontinuierlich
untersucht und beim Feststellen eines dem Zerplatzen einer Flasche entsprechenden
Schallimpulses ein zur Regelung einer Sicherheitseinrichtung o. dgl. dienendes Steuersignal
erzeugt wird.
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Mit dem erfindungsgemäßen akustischen Verfahren wird erstmals das
Zerplatzen einer Flasche direkt, d.h. nicht mittelbar über
die entstehenden
Lücken im Flaschenfluß oder die Stellung von Transportelementen, erkannt, und nahezu
verzögerungsfrei ein Steuersignal erzeugt. Es ist daher ein sofortiges Reagieren
der Sicherheitsvorrichtung, z.B. einer Abspritzvorrichtung, einer Alarmvorrichtung
oder einer Vorrichtung zum Stillsetzen der Maschine, gewährleistet. Der beim Zerplatzen
einer Flasche entstehende Knall oder Schallimpuls ist derart stark und charakteristisch,
daß er auch bei schnellaufenden und dementsprechend geräuschvoll arbeitenden Flaschenbehandlungsmaschinen
gut erkannt werden kann. Lücken in der Flaschenzufuhr dagegen machen sich nicht
bemerkbar. Zerplatzende Flaschen können infolge der mit großer Wucht umherfliegenden
Scherben leicht Störungen, z.B. an den Füll- und Huborganen von Füllmaschinen, verursachen,
so daß ein schnelles Reagieren sehr günstig ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
der Schalldruck gemessen und bei Uberschreiten eines bestimmten Pegels das Steuersignal
erzeugt wird. Der Pegel wird dabei derart festgelegt, daß er überhalb des normalen
maximalen Schallpegels der Flaschenbehandlungsmaschine und etwas unterhalb des Schallpegels
bei Flaschenbruch liegt, jeweils gemessen an der Vberwachungs- oder Meßstelle. Ein
irrtümliches Erzeugen von Steuersignalen ist hierbei trotz der vereinfachten Untersuchung
kaum zu befürchten, da der beim Zerplatzen einer Flasche auftretende Schallimpuls
bei keinem anderen Vorgang an einer Flaschenbehandlungsmaschine entsteht.
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Die Unterdrückung falscher Steuersignale kann gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung noch dadurch-verbessert werden, daß der Schalldruck gemessen und bei
Überschreiten eines bestimmten ersten Pegels und bei gleichzeitigem Unterschreiten
eines bestimmten zweiten Pegels das Steuersignal erzeugt wird.
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Der zweite Pegel liegt dabei etwas überhalb dem Schallpegel bei Flaschenbruch.
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Auch kann gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung der Schalldruck
nur in einem ganz bestimmten Frequenzbereich gemessen werden. Da beim Zerplatzen
einer Flasche bestimmte Schallfrequenzen besonders hervortreten, wird hiermit eine
äußerst zuverlässige Überwachung möglich.
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Auch ist es günstig, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
der Schalldruck in der Nähe der Bewegungsbahn der Flaschen gemessen wird, da hierdurch
sonstige Störgeräusche unterdrückt werden.
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Bei Gegendruckfüllmaschinen ist es zweckmäßig, wenn gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung der Schalldruck an denjenigem Bereich der Bewegungsbahn der Flaschen
gemessen wird, in dem die Flaschen vorgespannt werden. Dies ist der Bereich, in
dem schadhafte Flaschen infolge des plötzlichen inneren Überdrucks bevorzugt zerplatzen.
Auf eine Überwachung der übrigen Bewegungsbahn kann dann verzichtet werden.
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Hinsichtlich der Vorrichtung wird die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch mindestens ein Mikrophon und einen Verstärker
mit einer Schaltstufe, die bei Überschreiten einer bestimmten Eingangsspannung ein
Steuersignal abgibt. Eine derartige Vorrichtung kann aus wenigen herkömmlichen Bauelementen
erstellt und auch nachträglich leicht an Flaschenbehandlungsmas chinen angebracht
werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedes Mikrophon in der
Nähe der Bewegungsbahn der Flaschen an der Flaschenbehandlungsmaschine befestigt
und auf die Flaschen zu ausgerichtet. Auf diese Weise wird eine besonders große
Empfindlichkeit erreicht.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der
Erfindung ein Mikrophon im Vorspannbereich einer Gegendruckfüllmaschine angeordnet
ist. In diesem Falle genügt ein einziges Mikrophon, um alle zerplatzenden Flaschen
zu registrieren.
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Ferner ist es günstig, wenn nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung
die Vorrichtung einen Frequenzfilter aufweist.
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Dieses ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß es die beim Zerplatzen
einer Flasche besonders hervortretenden Frequenzen durchläßt.
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Der Schaltpunkt der Schaltstufe ist gemäß einer anderen Weiterbildung
der Erfindung verstellbar, so daß die Vorrichtung auf einfache Weise an unterschiedliche
Betriebsbedingungen angepaßt werden kann. Der gleiche Effekt wird dadurch erzielt,
daß gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Empfindlichkeit des Verstärkers
verstellbar ist.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Nachstehenden ein Ausführungsbeispiel
anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die schematische Draufsicht
auf eine Flaschenfüllmaschine mit einer Vorrichtung zur Überwachung auf Flaschenbruch
Fig. 2 die Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Mikrophonanordnung der Vorrichtung
nach Fig. 1.
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Die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 ist zum Überwachen einer Gegendruck-Flaschenfüllmaschine
2 herkömmlicher Bauart auf Flaschenbruch ausgebildet. In dieser werden die Flaschen
3 durch nicht gezeigte Förderelemente auf der strichpunktiert eingezeichneten
Bewegungsbahn
in Pfeilrichtung transportiert und dabei durch umlaufende Hubteller 4 an mit umlaufende
Füllventile 5 angepreßt, mit Kohlensäuregas vorgespannt, mit Flüssigkeit gefüllt
und dann wieder von den Füllventilen 5 abgezogen.
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Im Vorspannbereich GC ist außen an der kreisbogenförmigen Bewegungsbahn
der Flaschen 3 ein mit seiner empfindlichen Seite zu den Flaschen hin gerichtetes
piezoelektrisches Mikrophon 6 angeordnet. Dieses sitzt in einem stabilen, wasserdichten
metallischen Gehäuse 7, das an der zu den Flaschen hinweisenden Seite durch eine
Gummimembran 8 und einen gelochten Metalldecke 9 wasserdicht abgeschlossen ist.
Hierdurch werden Beschädiguncjen des Mikrophons 6 durch Scherbenund Flüssigkeit
beim Zerplatzen einer Flasche 3 zuverlässig verhindert, während andererseits der
Schalldruck über die Membran 8 auf das Mikrophon einwirken kann. Das Gehäuse 7 ist
unter Zwischenschaltung von elastischen Schwingungsdämpfern 10 an einer ortsfesten
Säule 11 der Maschine 2 befestigt, so daß sich Schwingungen der Maschine nicht auf
das Mikrophon 6 übertragen können. Die wasserdichte Kapselung des Mikrophons führt
zu einer gewissen vorteilhaften Dämpfung, d.h. dieses registriert nicht alle beim
Zerplatzen einer Flasche auftretenden Schwingungen sondern im wesentlichen einen
einzigen starken Druckstoß.
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Das Mikrophon 6 ist durch ein wasserdicht aus dem Gehäuse 7 herausfrndes
Kabel 12 mit einem Verstärker 13 verbunden, dessen Empfindlichkeit bzw. Verstärkungsfaktor
durch einen Trimmer 14 einstellbar ist. Die durch den Verstärker 13 verstärkte Mikrophonspannung
wird in eine Schaltstufe 15 eingegeben, die bei Überschreiten einer bestimmten Eingangsspannung
ein Steuersignal erzeugt. Dieses wird weitergeleitet in einen verstellbaren Timer
16, der ein Signal von einer bestimmten Dauer abgibt. Dieses betätigt ein Magnetventil
17, das die Flüssigkeitszufuhr zu einer Abspritzvorrichtung 18 für die Füllventile
5 für eine bestimmte Zeit freigibt.
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Das mit der Vorrichtung 1 nach Fig. 1 und 2 durchgeführte Verfahren
läuft folgendermaßen ab: Durch das Mikrophon 6 wird der im Vorspannbereich der in
Betrieb befindlichen Gegendruck-Flaschenfüllmaschine 2 im Bereich der Beiegungsbahn
der Flaschen 3 herrschende Schalldruck kontinuierlich gemessen, d.h. in eine entsprechende
Spannung umgewandelt. Diese wird in den Verstärker 13 eingegeben, dort verstärkt
und weiter zur Schaltstufe 15 geleitet. Die Empfindlichkeit des Verstärkers 13 ist
durch den Trimmer 14 derart eingeregelt, daß der bei normalem Betrieb der Maschine
2 herrschende Schallpegel nicht ausreicht, um ein Kippen der Schaltstufe 15 und
damit die Erzeugung eines Steuersignals auszulösen. Wird dagegen beim Zerplatzen
einer Flasche infolge des im Inneren herrschenden Überdrucks des Vorspanngases der
durch den Trimmer 14 festgelegte Schallpegel überschritten, so kippt die Schaltstufe
15 und gibt ein Steuersignal ab. Dieses löst über den Timer 16 und das Magnetventil
17 ein Abspritzen der Füllventile 5 und eine Entfernung eventuell dort haftender
Scherben aus.
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AnsteiJe der Abspritzvorrichtung 18 kann auch eine Signalvorrjchtllng
betätigt oder ein Stillsetzen der Maschine 2 ausgelist werden.
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