DE2815980B2 - Verfahren zum Abfüllen einer Flüssigkeit in Behälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abfüllen einer Flüssigkeit in Behälter, z. B. Flaschen, mittels eines Fülldrucks unter Überwachung der Füllhöhe in einem Flüssigkeitsvorratsbehälter, deren Abweichung von einem Sollwert innerhalb vorgegebener Grenzen in einem Regelkreis den Fülldruck steuert

Flüssigkeiten werden herkömmlicherweise mit offenen Füllern, Überdruckfüllern, Vakuumfüllern oder Gegendruckfüllern dosiert abgefüllt. Auf alle diese Anwendungsgebiete bezieht sich die Erfindung. Bei den offenen Füllern fließt die Flüssigkeit aus einem offenen Vorratsbehälter durch ihr Eigengewicht in das Gefäß. Bei Überdruckfüllern fließt die Flüssigkeit unter pneumatischem Druck aus einem allseitig geschlossenen Vorratsbehälter in das Geflß. Bei Vskuumfüllern wird der gleiche Effekt durch Erzeugung eines Vakuums in dem abzufüllenden Behälter erzielt. Insbesondere bezieht sich das Verfahren nach der Erfindung auf Gegendruckfüller, mit denen meist kohlensäurehaltige Getränke abgefüllt werden. Dabei fließt die Flüssigkeit aus einem geschlossenen Vorratsbehälter durch Schwerkraft in die Behälter, nachdem vorher durch ein Vorlaufrohr und dessen genaue Höhe, die die Füllhöhe bestimmt, ein Druckausgleich zwischen dem Vorratsbehälter und dem betreffenden Behälter hergestellt worden ist Durch den Gegendruck im Behälter wird das Aufschäumen vermieden.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art beschreibt beispielsweise ein Prospekt der Firma Seitz VENTA-U, Mittels eines veränderlichen Fülldruckfc für den

ίο Vorratsbehälter können dort unter Überwachung der Füllhöhe des Vorratsbehälters Abweichungen in der Füllhöhe der jeweils befüllten Flasche von vorgegebenen Sollgrenzwerten manuell verändert werden. Der Regelkreis ist aber übersteuert, so daß dieses Verfahren nicht genau genug ist Uni den gesetzlichen Bestimmungen zu genügen, ist man daher gezwungen, nach diesem Verfahren statistisch mehr Flüssigkeit in die Behälter abzufüllen, als dies notwendig wäre. Bei den erwähnten Abfüllverfahren treten stets mehrere zufällige oder auch systematische und voneinander unabhängige Abweichungen auf, so daß nach den Gesetzen der Statistik eine sogenannte Normalverteilung der in die einzelnen Behälter abgefüllten Volumina ergibt Dies ist die sogenannte Gauß'sche Normalvertei lung, für die eine Glockenform charakteristisch ist Bei ihr sind auf der Abszisse die Volumina aufgetragen und auf der Ordinate die Häufigkeit dieser Volumina. Bestehende gesetzkV.he Regelungen (Eichgesetz) verlangen, daß der Mittelwert der Abfüllung mindestens die Nennfüllmenge erreicht Zusätzlich wird gesetzlich verlangt daß höchsten 2% der abgefüllten Gefäße eine Abfüllung haben, deren Gewicht oder Volumen kleiner ist als ein vorgegebenes Maß. Dies ist die sogenannte relative Toleranzgrenze. Ist nun die Streuung eines Abfüllprozesses sehr klein und die entsprechende Verteilungskurve also ziemlich schmal, dann genügt es, die Einhaltung der Mittelwertforderung allein zu überwachen, denn in diesem FaI! wird die Toleranzforderung automatisch miterfüllt Bei größeren zufällig oder systembedingten Streuungen stimmt zwar der Mittel wert immer noch mit dem Nennwert überein oder übersteigt diesen sogar, der Anteil von abgefüllten Behältern, die die erwähnte prozentuale Toleranzgrenze unterschreiten, steigt dann jedoch über die zulässigen 2% hinaus. In dieser Situation bleibt herkömmlicherweise kein" andere vernünftige Möglichkeit, als d?n Mittelwert der Abfüllungen so weit zu erhöhen, bis der Anteil der abgeiullten Gefäße mit einer Füllmenge unter der relativen Toleranzgrenze wieder kleiner als 2% ist Durch diese ganz notwendige Verschiebung des Mittelwertes der Abfüllungen in Richtung auf Überfüllungen hin, wird im statistischen Mittel in die Gefäße also mehr Flüssigkeit abgefüllt also notwendig ist Aus systembedingten Gründen heraus läßt sich die Vertei lungskurve nicht beliebig schmaler machen. Diese

Probleme sind diskutiert in »Stat. Gewichtskontrolle

vom Abfüllprozeß«, von Dipl. Meth. Kurt Waldmeicr, ©

Mettler Waagen, Schweiz, Ausgabe 1975. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein

Verfahren zum Abfüllen einer Flüssigkeit in Behälter vorzuschlagen, welches unter Beachtung der bestehenden behördlichen Vorschriften es erlaubt, das bisher notwendige Überfüllen der Behälter weitestgehend zu verringern.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art gelingt dies gemäß der Erfindung dadurch, daß einem datenverarbeitenden Gerät zusätzlich zu dem Fülldruck und der Füllhöhe die Temperatur

der Flüssigkeit beim Abfüllen und stichprobenartig das Volumen der in die Behälter jeweils abgefüllten Flüssigkeit eingegeben wird, welches Gerät den Fülldruck und gegebenenfalls die Temperatur der Flüssigkeit steuert,

Es hat sich überraschend herausgestellt, daß durch die erwähnten Maßnahmen eine Steuerung der Verteilungskurve dahingehend möglich ist, daß bei Beachtung der bestehenden gesetzlichen Vorschriften das überfüllte Volumen bzw· Gewicht beträchtlich verringert wird, ι ο Die erwähnten Daten — Fülldruck, Füllhöhe, Temperatur und Volumen — werden vorzugsweise stichprobenartig gemessen. Das Gerät steuert in erster Linie den Fülldruck, weil dieser Parameter eine relativ schnelle Änderung der Ist-Werte mit sich bringt Werden die ·5 vorgegebenen Grenzen durch eine entsprechende Steuerung des Fülldruckes aber nicht erreicht, oder der Fülldruck ist nicht zulässig, so steuert das Gerät zusätzlich oder anstelle des Fülldruckes die Temperatur der Flüssigkeit. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß dadurch über einen längeren Zeitraum ebenfalls die Sollwerte erreicht werden können. Dies liegt darin begründet, daß die Temperatur einer Flüssigkeit deren spezifisches Gewicht und deren Viskosität beeinflußt

Bei zahlreichen Anwendungsfällen, insbesondere beim Abfüllen von Getränken, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn dem Gerät zusätzlich stichprobenartig das Leergewicht der Gefäße eingegeben wird. Dieses Leergewicht beeinflußt nämlich im großen Maße zusätzlich die Streuung des Abfüllverfahrens. Dies gilt insbesondere dann, wenn Glasflaschen als Gefäße genommen werden. Die Dicke der Glaswand und damit das Innenvolumen der Glasflasche unterliegt dabei nämlich fühlbaren Schwankungen.

Zur Lösung der Erfindungsaufgabe ist es besonders förderlich, wenn das Gerät die statisch sich ergebenden Füllmengen pro Behälter entsprechend einer vorgegebenen asymmetrischen statistischen Verteilungskurve steuert, die, ausgehend vom vom Maximum im Bereich der Überfüllung, einen steileren Abfall hat als im Bereich der Unterfüllung. Man nähert durch diese Maßnahme die Verteilungskurve einer logarithmischen Normalverteilung an. Es brauchen nicht alle Punkte dieser Kurve gesteuert zu werden; vielmehr wird es im allgemeinen genügen, wenn man wenigstens einen oberen Regelwert und einen unteren Regelwert vom Gerät regein läßt Der obere Regelwert liegt dabei fühlbar näher am Maximum der Normalverteilung als der untere Regelwert, wie dies weiter unten noch näher erläutert wird. (Mittelwert und oberer/unterer Füll- so grenzwert).

Es kann vorkommen, daß die angegebene Regelung der Druckdifferenz und der Temperatur nicht di? gewünschte logarithmische Normalverteilung ergibt In diesem Fall werden dem Gerät neue Ausgangsdaten eingegeben, aufgrund derer das beschriebene Regelungsverfahren erneut durchgeführt wird. Hierfür wird es bevorzugt, wenn das Gerät aufgrund der ihm beim Abfüllen laufend eingegebenen Daten seine Ausgangsdaten ändert, sofern die Eingangsdaten sich außerhalb vorgegebener Grenzen befinden.

Insbesondere beim Abfüllen νοη köhlensäurehaltigen Getränken, vorzugsweise Sekt oder Schaumwein, kann es vorkommen, daß in einzelnen Flaschen ein Volumen eingefüllt wird, welches weit unterhalb der statistisch zu ^ erwartenden Streuung liegt. Dies sind sogenannte Ausbläser, die durch bnsaubcrkeit der Flasche, schlecht gebundenes Kohlendioxid und dergleichen hervorgerufen werden. Diese Ausbläser sollen von dem dateriverarbeitenden Gerät für den Regelungsvorgang nicht erfaßt werden, weil sonst eine nicht notwendige Regelung ira Sinne einer Öberfüllung einsetzen würde. Es wird daher diesbezüglich bevorzugt, wenn diejenigen Behälter, deren Füllung ein Sollmaß unterschreitet, ausgesondert werden.

Das datenverarbeitende Gerät kann zusätzlich dazu benutzt werden, um interessierende Größen zu protokollieren. Es wird daher bevorzugt, wenn dem Gerät ein Schreiber angeschlossen ist, der die ausgesonderten Behälter, das in die Behälter abgefüllte Volumen und gegebenenfalls das Leergewicht der Behälter schreibt

Bevorzugt wird es fernerhin, wenn als datenverarbeitendes Gerät ein Mikroprozessor verwendet wird. Ein solcher Mikroprozessor hat die Eigenschaft, daß ihm ein entsprechendes Programm eingegeben und Meßwerte vorgegeben werden können. Außerdem ist es kleiner und billiger als herkömmliche datenverarbeitende Geräte, die allerdings auch für das neuartige Verfahren eingesetzt werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Die folgende Beispielsbeschreibung bezieht sich auf das Abfüllen von Sekt in Flaschen, weil dabei die neuartigen Elemente des Verfahrens besonders deutlich zum Ausdruck kommen. Es sei jedoch erwähnt, daß das neuartige Verfahren zum Abfüllen beliebiger Flüssigkeiten in beliebige Behälter geeignet ist Insbesondere wird das neuartige Verfahren dann angewendet, wenn die Flüssigkeiten relativ teuer sind, beispielsweise wenn es sich um Parfüms, Medizin, Chemikalien und dergleichen handelt In den Figuren zeigt

F i g. 1 — eine Gauß'sche Normalverteilungskurve;

F i g. 2 — eine Gauß'sche Normalverteilungskurve bei den bisher verwendeten Abfüllverfahren;

F i g. 3 — eine logarithmische Normalverteilungskurve bei einem Abfüllverfahren nach der Erfindung;

Fig.4 — ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Verfchrensschritte des neuartigen Verfahrens;

Fig.5 — ein Diagramm, welches anhand von Stichproben die Regelung des neuartigen Verfahrens durch ein datenverarbeitendes Gerät bei Vorliegen bestimmter Bedingungen zeigt;

F i g. 6 — eine aus den Daten von F i g. 5 gewonnene logarithmische Normal Verteilungskurve;

Fig.7 — ein Nomogramrn, wobei über dem Flaschenleergewicht die Füllhöhe bei verschiedenen Flascheninhalten aufgetragen ist

Beim herkömmlichen Abfüllen eines insbesondere kohlensäurehaltigen Getränkes in Flaschen gibt er zufällige Abweichungen, nämlich Flaschensorte (Flaschenform, Flaschengewicht, Glasverteilung der Flasche), die Stundenleistung des Füllers und das spezifische Gewicht des Getränks. Außerdem gibt es systembedingte Abweichungen, nämlich Flaschenleergewicht, Pausen, in denen die Abfüllanlage nicht läuft Staus, bedingt durc^h Schäden an den Flaschen oder an der Füll- und Verpackungsanlage, Wechsel des Tanks, aus dem abgefüllt wird, Änderung der Abfülltemperatur und Änderung des Fülldrucks. Innerhalb der Systembedingten Abweichungen wird herkömmlicherweise durch eine Zweipunkt-Regelung für Zuluft und Abluft mit Hilfe einer von Hand einstellbaren Sonde der Fülldruck je nach Füllstand im Abfülikessel laufend verändert. Diese Druckänderungen arbeiten vollkommen unsyste-

matisch in die anderen Einflußkomponenten, die den Füllinhalt bestimmten, hinein. Ungeregelt ist ebenso die Zuführung des Getränks aus Vorratsbehältern zur Abfüllanlage.

Die laufende Überwachung der Abfüllung erfolgt durch eine Stichprobenentnahme, beispielsweise zehn Flaschen viermal pro Tag an leeren und gefüllten Flaschen. Treten Grenzwertüberschreitungen (Mittelwert und untere Toleranzgrenze) durch die Flaschenanlieferung oder durch die Fülleinstellung auf, so kann der Füller verstellt werden, bzw. die Mängel werden dem Zulieferanten für die Flaschen weitergegeben. Beeinflußbar ist in diesem beschriebenen vorbekannten Verfahren auf lange Sicht nur der Füll-Mittelwert durch Einstellung der Füllhöhe. Unbeeinflußbar ist die Füllstreuung durch die nicht regelbaren, systematischen und zufälligen Abweichungen der verschiedenen Parameter. Um den Forderungen des Eichgesetzes zu

über dem Soll-Mittelwert liegen.

Nach dieser beispielhaften Schilderung des Standes der Technik beim Abfüllen von Sekt in Flaschen soll im folgenden zunächst auf die Fig. 1—3 Bezug genommen werden. Fig. 1 zeigt die theoretische Füllverteilung. Der Mittelwert 101 wird exakt eingehalten. Dieser stimmt mit dem Maximum der Norm?.lverteilungskurve 102 überein. Rechts und links des Mittelwertes befinden sich gleich große Flächen, die in F i g. 1 verschieden schraffiert sind. Die Toleranzgrenze wird aufgrund der Streuung nicht unzulässig überschritten.

Fig.2 zeigt die Ist-Verteilung nach dem Stand der Technik. Aufgrund des nicht beherrschenden Abfüllverfahrens muß der Ist-Mittelwert 103 über dem Soll-Mittelwert 104 liegen. Die Fläche rechts vom Soll-Mittelwert 104 nimmt bei diesem Beispiel 62,5% und die Fläche links davon 37,5% der Abfüllmenge ein. Die diese Fläche berandende Kurve ist wiederum die Normalverteilungskurve 102. Mit diesem Verfahren ist nur die Füllverteilung als Normalverteilung möglich.

Fig.3 zeigt eine logarithmische Normalverteilung, die nach dem Verfahren nach der Erfindung erzielt wird. Durch eine entsprechende und weiter unten noch näher erläuterte Steuerung des Abfüllverfahrens wird diese logarithmische Normalverteilung mit der Kurve 105 erreicht. Die Fläche rechts des Soll-Mittelwertes 104 ist wiederum gleich groß wie die Fläche links davon. Die Spitze der Kurve 105 liegt fühlbar näher an der Kurve 104 als beim Stand der Technik nach Fig.2. Die Toleranzgrenze ist in F i g. 1 bis F i g. 3 mit Position 106 bezeichnet, diese wird nicht überschritten.

In den F i g. 1 —3 wurde jeweils die Häufigkeit der in die einzelnen Flaschen abgefüllten Volumina über diesen Volumina aufgetragen. Beispielsweise bei einer normalen Sektflasche beträgt der Soll-Mittelwert 104 750 ml. Die Toleranzgrenze liegt bei 735 ml.

Im folgenden sollen anhand von F i g. 4 die wesentlichen Verfahrensschritte erläutert werden, die zu der Verteilung nach F i g. 3 führen. Ziel ist die selbsttätige Überwachung und Steuerung des Abfüllvorganges nach dem Soll-Mittelwert 104 mit dem Ziel einer bestimmten Begrenzung der Oberfüllung ohne Veränderung des Ist-Mittelwertes 103 zum Soll-Mittelwert.

Die eingehenden Leerflaschen 107 werden von der Anlage stichprobenartig pro Palette auf ihre Verarbeitungsbarkeit (Grenzwerte eingehalten) mit einer Waage 108 geprüft und nach Freigabe an die Füüanlage weiter gegeben. Aus den Meßwerten einer Stichprobe von Gewicht 109 der Leerflaschen, Fülldruck 110, Fülltem

ίο

peratur 111 und Füllhöhe 112 nach der Abfüllung ermittelt eine weitere Waage 113 (Bruttogewicht minus Tara) den Inhalt der in der Stichprobe überprüften Flaschen. Hierzu mißt ein Druckmeßgerät 115 den Ist-Fülldruck 110 und ein Temperatur-Meßgerät 116 die Ist-Fülltemperatur.

Hierdurch sind die notwendigen Vorgabewerte für den Lernprozeß 117 des datenverarbeitenden Geräts, in diesem Fall eines Mikroprozessors, vorhanden. Dieser ermittelt aus den angegebenen Werten über eine fünffache Regressionsrechnung, die bei Position 118 symbolisiert ist, die Steuerfaktoren für die Füllregelung. Dazu verwandelt der Mikroprozessor die Istwerte Inhalt 114 in Soll-Grenzwerte der Füllhöhe unter Berücksichtigung des jeweiligen Gewichtes der Leernaschen 109. Dies ist bei Position 119 symbolisiert. Die Überwachung des Füllvorganges kann beginnen.

Dies ist in der Regelung Position 120, der Signifikanzlintprsiirhiing Position 121 und der Grenzwertuntersuchung Istwert-Sollwert Position 122 sowie den nachfolgenden Kästchen von Fig.4 symbolisiert. Jede gefüllte Flasche der Stichprobe wird in der Ist-Füllhöhe 112 mit der Soll-Füllhöhe verglichen. Ist die Sollgrenze unterschritten (Position 123), so wird diese Flasche ausgesondert (Position 124). Bei diesen ausgesonderten Flaschen handelt es sich insbesondere um die erwähnten Ausbliiser.

Fullahweichungen außerhalb der vorgegebennen Regelgrenzen werden vom Mikroprozessor auf Signifikanz (Position 121) der zufälligen Abweichung untersucht. Hierbei werden Ausbläser nicht mitgerechnet.

Ist die betreffende Abweichung signifikant (Kästchen 125), so leitet der Mikroprozessor den Regelvorgang 120 ein. Anhand der gegebenen Regressionsfaktoren (aus 119) wird errechnet, wieviel der Fülldruck für den zubeherrschenden Füllprozeß zu verändern ist. Dies erfolgt über die Entscheidung 126 (Druckregelung möglich) bei positiver Beantwortung über die Druckregelung 127. Diese Druckregelung wirkt als Kurzzeitregelung.

Liegen die Abweichungen innerhalb der vorgegebenen signifikanten Grenzen, so läuft das Verfahren ungeregelt weiter (Kästchen 128). Ist der notwendige Fülldruck nicht zu erreichen oder nicht zulässig, so beginnt der Mikroprozessor dieselbe Rechenoperation für die Fülltemperatur (Kästchen 129). Ist die Temperaturregelung möglich, so wird dies durchgeführt (Kästchen 130). Dies ergibt eine Langzeitregelung.

Ist auch über die Temperaturregelung keine Berichtigung des Abfüllprozesses zu erreichen, das heißt, ergibt sich eine Überschreitung der Regelgrenzen (Käs*".hen 131), so wird ein erneuter Lernprozeß 117 eingeleitet Hierzu werden neue Werte von Fülldruck 132, Fülltemperatur 133 und/oder Leergewicht der Flaschen 134 dem Mikroprozessor für den erneuten Lernprozeß eingegeben. In diesem Lernprozeß stellt sich der Mikroprozessor automatisch auf grundsätzlich veränderte Ausgangswerte ein, zum Beispiel eine andere Flaschensorte usw.

Liegen auch nach dieser Regelung die Füllwerte nicht in den angestrebten Regelgrenzen, meldet der Mikroprozessor seine »Regelunfähigkeit«, zum Beispiel durch noch nicht zu behebende andere Einflüsse gegeben, an die Anlagenüberwachungszentrale.

Damit sich nicht langsame, aber stetige Veränderungen der Gmndwerte einschleichen können, führt der Mikroprozessor in der Phase Überwachung 13S, die sich zwischen den Phasen 118 und 119 befindet, den

Sollwert-Istwert-Vergleich 122 mit periodischen Stichprobenvergleichen automatisch durch

Der Füllprozeß wird wahrend der Regelung 120 im Sinne einer togarithmischen Normalverteilung gesteuert. Liegt der Mittelwert der Füllung beispielsweise bei 750 ml, so liegen die Regelgrenzen 750 plus 4 ml bzw. 750 minus 15 ml. Durch diese vorgegebenen Gr^izwerte der Regelung wird die erwähnte Steuerung bei gleichzeitiger Überwachung 135 und Steuerung 120 nach dem Soll-Füllmittelwert erreicht ι π

Der Mikroprozessor kann ein Protokoll 136 über die Zahl der ausgesonderten Flaschen, die Druckregelung, die Temperaturregelung und andere interessierende Regelvorgänge führen. Er kann auch das Flaschenleergewicht protokollieren und mitteln. Dasselbe gilt für den 1■> Flascheninhalt.

Um die Regelung durchzuführen, hat der Mikroprozessor nach vorgelegten Werten Grenzwerte der

ArrM>hnnl l\jn\ P i η 7\ in Hnnnn t*r /4i*>

sich das Regelverfaiiren an. Ein Abfüllvolumen, kleiner als die unter Ausfall-Regelgrenze 161, wird als sogenannter Ausbläser angesehen. Dies sind die eingekreisten Stichproben 145. Diese werden nicht berücksichtigt. Die Medianwerte der verbleibenden Stichproben sind durch eine Kurve 146 miteinander verbunden, die den aus den Stichproben gemittelten Verlauf der Abfüllung einschließlich deren Regelung wiedergibt lis zeigt sich, daß bei der siebten Stichprobe eine Flasche 147 die Warn- und Kontrollgrenze 141 bzw. 142 überschritten hat. Die nachfolgende achte Stichprobe nach der Neuregelung ergab eine Unterschreitung der unteren Regelgrenze 143 (Flasche 148) durch den Medianwert und führte zu einer weiteren Regelung, die bei Stichprobe Nummer 11 (4 Flaschen Nummer 149 dieser Stichprobe Nummer 11) eine erneute Überschreitung der oberen Warngrenze (Füllstreuung), sowie der oberen Regelgrenze 140 Median-

Flaschenfüllung entsprechend zum Beispiel dem Flaschenleergewicht zulassen darf. Die Grenzen des Flaschenleergewichtes betragen beispielsweise 746 und

754 ml. Sie sind dem Mikroprozessor vorgegeben. Flaschen, die die Untergrenze der Abfüllung (z. B. 735 ml) unterschreiten, werden über eine Schaltweiche ausgeschieden. Der Mikroprozessor untersucht Überschreitungen im abgefüllten Volumen sowohl vom Mittelwert (im Beispiel 750 ml) wie auch Überschreitungen von der oberen Grenze des Füllinhaltes (im Beispiel

755 ml) auf Signifikanz. Hierzu wird als Beispiel auf so F i _;. 5 verwiesen. Zuvor sei bemerkt, daß in F i g. 7 die Füllhöhe in Millimeter über dem Flaschenleergewicht in Gramm aufgetragen wurde, und zwar bei der erwähnten unteren Regelgrenze von 746 ml (Kurve 137), dem angestrebten Mittelwert 104 in Fig.3 (Kurve 138 in F i g. 7; im Beispiel 750 ml) und der obere Regelgrenze Kurve 139 (im Beispiel 754 ml).

In Fig.5 sind die Ergebnisse einer tatsächlichen Regelung bei insgesamt 21 Stichproben aufgetragen. Die Nummern dieser Stichproben befinden sich in der obersten Zeile. Das zu jeder Stichprobe ermittelte Abfüllvolumen ist am linken Rande (in Millimeter) aufgetragen. Bei jeder Stichprobe wurden neun Flaschen entnommen. Deren Abfüllvolumina sind in Fig.5 jeweils mit einem Kreuz gekennzeichnet. Gelegentlich fallen mehrere Volumina zusammen; in diesen Fällen berindet sich hinter dem Kreuz eine Ziffer, die diese Multiplizität angibt Am linken Rand von Fig.5 ist der Mittelwert 101 von 750ml eingetragen, außerdem eine obere Regelgrenze 140, die gleich 750 so plus 1,7 ml beträgt Eingetragen ist außerdem eine Warngrenze 142, die bei 754 ml liegt Darüber befindet sich eine wettere obere Regelgrenze 141, die bei 755 ml liegt Bei Erreichen dieser Grenze gibt die Anlage für Füllhöhenmessungen ein Signal ab.

Zur Seite der Unterfüllungen hin ist für die Mittelwertregelung eine untere Regelgrenze 143 vorgesehen, die beim Ausführungsbeispiel bei 750 ml minus 5,1 ml liegt Ferner ist eine untere Ausfall-Regelgrenze in 161 vorgesehen, die bei 735 ml liegt Dicht über oder mit ihr kann eine untere Warngrenze 144 vorgesehen sein.

Die Stichproben Nr. 1 bis Nr. 4 wurden für den Lernprozeß 117 nach F i g. 4 verwendet Daran schließt

zwei Überschreitungen der Regelgrenze bei den Flanschen 150, die, da nicht signifikant (keine Wiederholung bei sofortiger erneuter Stichprobenprüfung), ein Eingreifen in den Abfüllprozeß nicht notwendig machte. Danach pendelte sich der Füllvorgang bis zur letzten Stichprobe ein.

F i g. 6 zeigt die Auswertung des Abfüllverfahrens nach Fig.5. In Fig.6 ist über dem jeweiligen Abfüllvolumen die Häufigkeit aufgetragen. Es ergibt sich eine Verteilung ähnlich wie in Fig.3. Diese Idealform nach Fig.3 wird natürlich umso stärker angenähert, je größer die Anzahl der Stichproben ist.

Eine Auszählung, der tatsächlich abgefüllten Volumina nach F i g. 6 ergibt, daß bei dem Beispiel 67 836 ml unterfüllt wurden und 64 674 ml überfüllt wurden. Dies ergibt eine Differenz von 3162 ml. Pro Palette sind dies 1393 1. Dies ist also bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 und ti dasjenige Volumen, welches gegenüber dem herkömmlichen Verfahren nach F i g. 2 pro Palette gespart wird. Die Palette wird mit 620 Flaschen gerechnet.

Die Prozeßsteuerung steuert den Abfüllprozed sowohl im Mittelwert, wie auch nach den — unterschiedlichen — oberen und unteren Regelgrenzen, die dem Ziel, um die sich ohne eine Prozeßsteuerung ergebende Normalverteilung entsprechend F i g. 2 in eine Verteilung entsprechend F i g. 3 umzuwandeln, die in etwa einer logarithmischen Normalverteilung entspricht Wichtig für die Erfindung ist somit, daß von einem datenverarbeitenden Gerät nach einem vorgegebenen und veränderlichen Programm derart in den Abfüllprozeß eingegriffen wird, daß eine unsymmetrische Normalverteilung mit einem stärkeren Abfall im Bereich des Überfüllens erzielt wird. Hierzu wird in einem von Stichproben gesteuerten Regelkreis in erster Linie der Abfülldruck bzw. die für das Abfüllen maßgebende Druckdifferenz gesteuert Alternativ oder zusätzlich kann auch die Temperatur der Abfüllflüssigkeit gesteuert werden.

Überraschenderweise ergibt die Steuerung dieser beiden Parameter im Regelvorgang die gewünschte Normalverteilung nach F i g. 3. Zusätzlich kann auch das Flaschen-Leergewicht gesteuert werden, beispielsweise durch Einsatz von Flaschen einer anderen Palette, eines anderen Herstellers oder dergleichen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Abfüllen einer Flüssigkeit in Behälter, z.B. Flaschen, mittels eines Fülldrucks unter Überwachung der Füllhöhe in einem Flüssigkeitsvorratsbehälter, deren Abweichung von einem Sollwert innerhalb vorgegebener Grenzen in einem Regelkreis den FülJdruck steuert, dadurch gekennzeichnet, daß einem datenverarbeitenden Gerät zusätzlich zu dem Fülldruck und der Füllhöhe die Temperatur der Flüssigkeit beim Abfüllen und stichprobenartig das Volumen der in die Behälter jeweils abgefüllten Flüssigkeit eingegeben wird, welches Gerät den Fülldruck und gegebenenfalls die Temperatur der Flüssigkeit steuert

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gerät zusätzlich stichprobenartig das Leergewicht der Gefäße eingegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät die statistisch sieb ergebenden Füllmengen pro Behälter entsprechend einer vorgegebenen asymmetrischen statistischen Verteilungskurve steuert, die ausgehend vom Maximum im Bereich der Oberfüllung einen steileren Abfall hat als im Bereich der Unterfüllung.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät aufgrund der ihm beim Abfüllen laufend eingegebenen Daten seine Ausgangsdaten ändert, sofern die Eingangsdaten sich außerhalb vorgegebener Grenzen befindet

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Behälter, deren Füllung ein Sollmaß unterschreitet, ausgesondert werden.

6. Verfahren nach Anspruch., dadurch gekennzeichnet, daß dem Gerät ein Schreiber angeschlossen ist der die ausgesonderten Behälter, das in die Behälter abgefüllte Volumen und gegebenenfalls das Leergewicht der Behälter schreibt

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß als datenverarbeitendes Gerät ein Mikroprozessor verwendet wird.