DE3708563C1 - Device for drawing off liquids which form froth - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abfüllen von schaumbildenden Flüssigkeiten in Flaschen, mit einer Füllstation, einer nachgeordneten Einrichtung zur Anregung der Schaumbildung, einer dieser nachgeschalteten Verschließstation und einem Förderer, der die Flaschen durch diese Stationen transportiert.

Beim Abfüllen von Getränken in Flaschen oder ähnliche Behältnisse muß darauf geachtet werden, daß nach Möglichkeit kein Sauerstoff in den nach ihrer Füllung luftdicht verschlossenen Flaschen verbleibt, da ein Sauerstoffeinschluß im Flaschenhals der Flaschen zu Geschmacksveränderungen des Getränkes führen und auch die Haltbarkeit herabsetzen kann. Andererseits dürfen die Flaschen auch nicht bis ganz oben gefüllt werden, damit sich die praktisch inkompressible Flüssigkeit beim Erwärmen noch ausdehnen kann und nicht die Flasche sprengt.

Um nach dem Füllvorgang noch in der Flasche vorhandenen Restsauerstoff zu entfernen, ist es bekannt, das abgefüllte Getränk vor dem Verschließen zum Aufschäumen zu bringen, so daß der Schaum den Sauerstoff aus dem Flaschenhals verdrängt. Dabei kann die Schaumbildung durch mechanisches Klopfen an der gefüllten Flasche, durch Ultraschallbehandlung oder durch Einspritzen einer Flüssigkeit oder eines Gases erreicht werden.

Optimal ist bei diesem Aufschäumvorgang ein solcher Zustand, bei dem der entstehende Schaum vor dem Verschließen gerade bis zum oberen Flaschenrand aufsteigt. Eine zu geringe Schaumbildung ist ebenso unerwünscht wie ein Überschäumen des Getränkes. Im erstgenannten Fall ist noch mit einem Rest Sauerstoffanteil zu rechnen, während beim Überschäumen ein Getränkeverlust eintritt und gleichzeitig keine gleichbleibend konstante Füllhöhe mehr gewährleistet ist.

Aus der DE-PS 33 11 200 ist beispielsweise eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt. Dort werden die einzelnen Flaschen auf ihrem Weg von der Füllstation zur Verschließstation an einer Aufschäumeinrichtung vorbeigeführt, die eine Einspritzdüse aufweist. Die Einspritzdüse wird mittels einer Steuereinrichtung und einem von dieser betätigten Stellmotor in Abhängigkeit der jeweiligen Transportgeschwindigkeit selbsttätig entlang des Transportwegs hin- und herbewegt und zwar derart, daß die Einspritzdüse bei niedriger Transportgeschwindigkeit näher an der Verschließstation liegt als bei hoher Transportgeschwindigkeit. Durch diese automatische Veränderung des Abstands zwischen der Einspritzdüse und der Verschließstation kann unabhängig von der momentanen Transportgeschwindigkeit die Zeit von der Einspritzung bis zur erwünschten Aufschäumung an die Flaschenmündung konstant gehalten werden.

Da natürlich die Intensität und Schnelligkeit der Schaumentwicklung von verschiedenen Parametern, wie z. B. Getränkesorte (CO₂-Gehalt), Füllstand, Füllgut-Temperatur und Einspritzdruck abhängen, werden unmittelbar vor dem eigentlichen Abfüllbeginn kurze Probeläufe bei verschiedenen Abfülleistungen zur Einstellung der jeweils richtigen Position der Einspritzdüse gefahren. Ausgehend von diesen vorgegebenen Positionen kann dann im Abfüllbetrieb eine automatische Verstellung der Einspritzdüse in Abhängigkeit von der Abfülleistung durch eine entsprechende Steuerung vorgenommen werden.

Mit dieser Vorrichtung ist unter Berücksichtigung der momentanen Abfülleistung ein optimales Aufschäumen gewährleistet, solange die übrigen das Aufschäumen beeinflußenden Parameter konstant bleiben. Verändern diese sich jedoch während des Abfüllbetriebs nur geringfügig, kann es trotz der leistungsabhängigen Steuerung der Aufschäumvorrichtung zu einer zu schwachen bzw. zu starken Schaumentwicklung kommen, da von der Steuerung - außer Leistungsänderungen - keine sonstigen Einflüsse erfaßt und berücksichtigt werden.

Um den Einfluß der genannten Parameter auf die Schaumentwicklung im Flaschenhals im Betrieb entsprechend berücksichtigen zu können, ist es für die Bedienungsperson an sich unerläßlich, die Schaumentwicklung von Zeit zu Zeit nachzuprüfen und entsprechende Korrekturen an der Steuerung vorzunehmen. Die Überprüfung kann z. B. durch Inaugenscheinnahme der fertigverschlossenen Flaschen nach dem Verlassen der Förderstrecke vorgenommen werden. Eine genaue Beobachtung einzelner Flaschen mit dem menschlichen Auge während des Durchlaufens zwischen der Füll- und Verschließstation ist ohne zusätzliche technische Hilfsmittel wegen der hohen Abfülleistungen von bis zu 100 000 Flaschen pro Stunde, d. h. pro Sekunde ca. 28 Flaschen, nicht mehr möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zum Abfüllen von schaumbildenden Flüssigkeiten in Flaschen mit einfachen Mitteln eine ständige Überwachung der Schaumentwicklung im normalen Füllbetrieb auch bei unterschiedlichen Abfülleistungen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Bei der Verwendung der so gekennzeichneten Vorrichtung kann durch eine entsprechende Einstellung der Pulsfrequenz eines auf die Flaschen gerichteten Lichtstrahls ein für das Auge ständig deutlich sichtbares stehendes Bild erzeugt werden, das eine genaue Beobachtung der Schaumentwicklung im Flaschenhals ermöglicht. Wird die Pulsfrequenz exakt synchron zur Leistung der Füllmaschine gewählt, so bleiben die Flaschen im Lichte des gepulsten Lichtstrahls scheinbar stehen. Bei dieser Einstellung wird der Momentanzustand der Flaschen mit ihrer Schaumkrone entsprechend der gerade betrachteten Position zwischen der Füll- und Verschließstation gezeigt. Wird die Pulsfrequenz etwas über bzw. unter die Synchronfrequenz zur Transportgeschwindigkeit eingestellt, so wird die Bewegung der Flaschen mit der Entwicklung der Schaumkrone ähnlich einer Zeitlupenaufnahme sichtbar. In diesem Falle bewegen sich die Flaschen scheinbar langsam am Beobachter vorbei, wobei auch die Schaumentwicklung im Zeitlupentempo gut mit beobachtet werden kann. Beide Effekte treten auch entsprechend bei einem mehrfachen der Pulsfrequenz gegenüber der Flaschentransportgeschwindigkeit auf.

Durch das mit Hilfe dieser Vorrichtung erzeugte stehende oder sich langsam bewegende Bild kann die Schaumentwicklung unmittelbar vor der Verschließstation einfach und allein mit dem menschlichen Auge überwacht werden, wodurch die bisher übliche strichprobenweise Kontrolle der bereits verschlossenen Flaschen entfallen kann. Wenn sich dabei zeigt, daß die Schaumkrone vor dem Verschließen noch zu gering ist, kann der Einspritzpunkt der Aufschäumvorrichtung durch eine Korrektur der Steuerung vorverlegt werden. Sinngemäß kann auf ein Überschäumen reagiert werden, das aus verschiedenen Gründen, wie z. B. Verunreinigung der Flaschen und Verschließeinrichtung, Getränkeverluste und Schwanken der Füllhöhe unerwünscht ist.

Es ist an sich bereits aus der Drucktechnik (DE-PS 3 95 106) bekannt, zur Beobachtung des Druckmusters auf laufenden Stoff- und Papierbahnen mit Hilfe eines synchronisierten Stroboskops ein stehendes Bild zu erzeugen.

Die erfindungsgemäß vorgesehene synchrone Steuerung der Pulsfrequenz in Abhängigkeit der Transportgeschwindigkeit ermöglicht auch während den Anlaufphasen eine exakte Beobachtung, ohne daß durch eine Bedienungsperson eine entsprechende manuelle Korrektur der Pulsfrequenz vorgenommen werden braucht. Diese erfindungsgemäße Ausführung der Vorrichtung gestattet vorteilhafterweise dem für den Füller zuständigen Bedienungsmann, die Schaumentwicklung ohne einen umständlichen Meßvorgang jederzeit nur durch einen kurzen Blick zu kontrollieren. Dadurch, daß dem Bedienungspersonal dieser Überwachungsvorgang auf äußerst einfache Art ohne eine zusätzliche Tätigkeit möglich ist, wird es nicht von der Erfüllung seiner bisher schon umfangreichen Aufgaben abgehalten, sondern kann sogar während der Wahrnehmung anderer Aufgaben, sozusagen im Vorbeigehen, die Schaumentwicklung regelmäßig durch kurzen Blickkontakt kontrollieren.

In sehr vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine gemeinsame Steuereinrichtung sowohl für die Steuerung der Pulsfrequenz der Lichtquelle als auch zur leistungsabhängigen Steuerung der Einrichtung zur Anregung der Schaumbildung verwendet wird.

Zusätzlich kann es auch noch günstig sein, eine manuelle Einstellbarkeit der Pulsfrequenz zuzulassen, so daß sich Bilder mit unterschiedlichen Wandergeschwindigkeiten erzeugen lassen, je nach dem welche Art der Beobachtung gewünscht ist. Zur Erzeugung des gepulsten Lichtstrahls eignet sich besonders ein Stroboskop, weil sich solche Geräte mit sehr hohen Pulsfrequenzen aus- und einschalten lassen. Es kann aber ebenso beispielsweise vorgesehen sein, eine konstante Lichtquelle so anzuordnen, daß sie auf die Flaschen zwischen der Schaumbildungsstation und der Verschließstation gerichtet wird, wobei dann zwischen der Lichtquelle und den Flaschen ein Chopperrad angeordnet wird, das den Lichtstrahl periodisch unterbricht. Durch eine Steuerung des Chopperrades läßt sich dabei die Pulsfrequenz ebenfalls entsprechend einstellen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiels weiter erläutert und beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen mit einer schematisch dargestellten Steuereinrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht nach Z nach Fig. 1.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung dient zum Füllen und Verschließen von Flaschen 1. Sie weist eine herkömmliche Füllstation 2 mit einem drehbaren Flaschentisch auf, in der die Flaschen 1 unter Gegendruck praktisch schaumfrei bis zu einer bestimmten Füllhöhe mit einem Getränk gefüllt werden, so wie eine herkömmliche Verschließstation 3 mit einem drehbaren Flaschentisch, in der die Flaschenmündungen verschlossen werden. Weiter ist ein um eine senkrechte Achse drehbarer Transportstern 4 vorgesehen, in dessen Taschen die Flaschen 1 formschlüssig und teilungsgerecht von der Füllstation 2 zur Verschließstation 3 überführt werden. Durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung werden ein Einlaufstern 5, der Flaschentisch der Füllstation 2, der Transportstern 4, der Flaschentisch der Verschließstation 3 sowie ein Auslaufstern 6 synchron zueinander in Pfeilrichtung angetrieben. Die Antriebseinrichtung wird von einem Kommandokasten 7 aus ein- und ausgeschaltet, sowie hinsichtlich ihrer Arbeitsgeschwindigkeit bzw. Leistung in Flaschen pro Stunde gesteuert.

Am Oberteil der Verschließstation 3 ist eine senkrechte Säule 8 befestigt, auf der eine über den Transportstern 4 ragende Konsole 9 höhenverstellbar festgeklemmt ist. Am freien Ende der Konsole 9 ist ein Drehmagnet 10 befestigt, der die Verstellung einer auf dem Haltearm 11 sitzenden Einspritzdüse 12 bewerkstelligt.

An der Unterseite der Konsole 9 ist eine Halterung 21 mit dem Drehgelenk 22 zur drehbaren Aufnahme der Stroboskoplampe 20 angebracht. Damit befindet sich die Stroboskoplampe 20 in einer günstigen Position zu den Flaschen 1 und kann durch Verschwenken in die Horizontalebene exakt auf den Flascheneinlauf unmittelbar vor der Verschließstation 3 ausgerichtet werden. In dieser Stellung werden die Flaschen 1 seitlich zur Verschließstation 3 beleuchtet, wodurch dem Bedienungspersonal die Sicht von vorne auf den Flascheneinlauf nicht versperrt wird. Die gemeinsame Verbindung der Stroboskoplampe 20 und der Einspritzvorrichtung an der Konsole 9 bewirkt günstigerweise bei der erforderlichen Höheneinstellung der Einspritzvorrichtung zugleich die Mitverstellung der Stroboskoplampe 20. Durch Verschwenken des mit der Stroboskophalterung 21 in Verbindung stehenden Drehhebels 23 kann jederzeit auch die Schaumentwicklung vor der Verschließstation 3 betrachtet werden.

Zum Verstellen der Einspritzvorrichtung durch den Drehmagneten 10 ist eine entsprechende Steuereinrichtung 17 vorhanden. Diese Steuereinrichtung 17 erhält von einem die momentane Transportgeschwindigkeit abtastenden Fühler 18, der als Tachogenerator wirkt, das Geschwindigkeitssignal T. Dieses Tachometersignal T, das direkt proportional zur Flaschentransportgeschwindigkeit ist, wird von der Steuereinrichtung 17 mit Pulsfrequenzsignalen P _f synchronisiert, die von der Steuereinrichtung 17 an die unterhalb des Drehmagneten 10 (vgl. Fig. 2) angeordnete Stroboskoplampe 20 weitergegeben werden. Bei dieser automatischen Vorrichtung wird somit die Pulsfrequenz der Stroboskoplampe automatisch synchron zu der jeweiligen Flaschentransportgeschwindigkeit, wie sie der Fühler 18 mißt, eingestellt. Über eine weitere Kommandoeinheit 7 können weitere Befehle an die Steuereinrichtung 17 gegeben werden, beispielsweise der Befehl, die Stroboskoplampe ganz abzuschalten und es können auch Einstellknöpfe vorhanden sein, mit denen eine manuelle Frequenzkorrektur bzw. -einstellung vorgenommen werden kann, d. h., die die automatische Koppelung des Tachometersignals T an die Pulsfrequenz P _f modifizieren.

Wenn die Schaumentwicklung nicht nur unmittelbar vor der Verschließstation 3, sondern auch in einem längeren Bereich vor dieser Station beobachtet werden soll, so können auch mehrere Stroboskoplampen 20 gemeinsam derart an der Stroboskophalterung 21 zueinander angeordnet befestigt werden, daß der gesamte Winkelbereich des Transportsterns 4 zwischen der Einspritzdüse 12 und der Übergabestelle zur Verschließstation 3 beleuchtet wird. Alternativ zur Positionierung über dem Transportstern 4 ist auch eine Befestigung der Stroboskoplampe 20 auf dem Flaschenführungsgeländer 24 an der Außenseite des Transportsterns 4 denkbar.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Abfüllen von schaumbildenden Flüssigkeiten in Flaschen, mit einer Füllstation, einer nachgeordneten Einrichtung zur Anregung der Schaumbildung, einer dieser nachgeschalteten Verschließstation und einem Förderer, der die Flaschen durch diese Stationen transportiert, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Einrichtung zur Anregung der Schaumbildung (12) und der Verschließstation (3) eine die Flaschen nach der Anregung auf ihrem Weg zur Verschließstation (3) anleuchtende gepulste Lichtquelle (20) angeordnet ist, deren Pulsfrequenz mittels einer Steuereinrichtung (7, 17) synchron zur Transportgeschwindigkeit des Förderers (4) gesteuert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsfrequenz der Lichtquelle über eine Steuereinrichtung (7, 17) gesteuert wird, die auch die Einrichtung zur Anregung der Schaumbildung (12) steuert.