EP2139773A1 - Bag filling method on a forming, filling and sealing machine - Google Patents

Bag filling method on a forming, filling and sealing machine

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EP2139773A1
EP2139773A1 EP08734811A EP08734811A EP2139773A1 EP 2139773 A1 EP2139773 A1 EP 2139773A1 EP 08734811 A EP08734811 A EP 08734811A EP 08734811 A EP08734811 A EP 08734811A EP 2139773 A1 EP2139773 A1 EP 2139773A1
Authority
EP
European Patent Office
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filling
bag
relative movement
weight
phase
Prior art date
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EP08734811A
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German (de)
French (fr)
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EP2139773B1 (en
Inventor
Martin Kölker
Oliver Huil
Ludger Schulten
Thomas Knoke
Franz-Josef Dieckmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Windmoeller and Hoelscher KG
Original Assignee
Windmoeller and Hoelscher KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Windmoeller and Hoelscher KG filed Critical Windmoeller and Hoelscher KG
Publication of EP2139773A1 publication Critical patent/EP2139773A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2139773B1 publication Critical patent/EP2139773B1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B1/00—Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B1/30—Devices or methods for controlling or determining the quantity or quality or the material fed or filled
    • B65B1/32—Devices or methods for controlling or determining the quantity or quality or the material fed or filled by weighing
    • B65B1/34—Adjusting weight by trickle feed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65B1/04—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles
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    • B65B43/00—Forming, feeding, opening or setting-up containers or receptacles in association with packaging
    • B65B43/42—Feeding or positioning bags, boxes, or cartons in the distended, opened, or set-up state; Feeding preformed rigid containers, e.g. tins, capsules, glass tubes, glasses, to the packaging position; Locating containers or receptacles at the filling position; Supporting containers or receptacles during the filling operation
    • B65B43/46—Feeding or positioning bags, boxes, or cartons in the distended, opened, or set-up state; Feeding preformed rigid containers, e.g. tins, capsules, glass tubes, glasses, to the packaging position; Locating containers or receptacles at the filling position; Supporting containers or receptacles during the filling operation using grippers
    • B65B43/465—Feeding or positioning bags, boxes, or cartons in the distended, opened, or set-up state; Feeding preformed rigid containers, e.g. tins, capsules, glass tubes, glasses, to the packaging position; Locating containers or receptacles at the filling position; Supporting containers or receptacles during the filling operation using grippers for bags
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B43/00—Forming, feeding, opening or setting-up containers or receptacles in association with packaging
    • B65B43/42—Feeding or positioning bags, boxes, or cartons in the distended, opened, or set-up state; Feeding preformed rigid containers, e.g. tins, capsules, glass tubes, glasses, to the packaging position; Locating containers or receptacles at the filling position; Supporting containers or receptacles during the filling operation
    • B65B43/54—Means for supporting containers or receptacles during the filling operation
    • B65B43/56—Means for supporting containers or receptacles during the filling operation movable stepwise to position container or receptacle for the reception of successive increments of contents
    • B65B43/58—Means for supporting containers or receptacles during the filling operation movable stepwise to position container or receptacle for the reception of successive increments of contents vertically movable

Definitions

  • the invention relates to a method for producing, filling and sealing of plastic bags with dusty or granular bulk material and for closing the filled bags.
  • Such a device is known for example from DE 93 01 355 U.
  • a device for producing, filling and closing unilaterally open preferably provided with gusseted bags of thermoplastic described in which a first welding and separation station to form the bag with bottom seam, a filling station and a second welding station for closing the bag available.
  • these filling machines are classified in the FFS (Form FiII and Seal) category.
  • the filling of dusty goods according to the known filling method described usually leads to a significantly inflated product volume or to a significant reduction in bulk density, since the product accumulates heavily in the free fall with air. This, in turn, leads to bottling the product initially much more packaging material is needed. In addition, the air must be able to escape from the bag again, otherwise it can not be stacked or stored.
  • EP 1 459 981 A1 therefore proposes to introduce the filler neck of a metering device of an FFS machine into the opening of a bag. In WO 2006/053627 A1, however, the relative movement between the sack and the filler neck is accomplished by a movement of the sack.
  • weighing methods for dusty goods discussed.
  • such weighing methods when carried out during filling, are also carried out over long periods of time, since the backfilling of dusty filling material without excessive dust development often lasts longer than the filling of an equal amount of conventional filling material.
  • errors may include a sack crack, slippage of the sack from the holding tongs, snail breakage or clogging of the worm (if a worm is used). It can be seen that such errors, especially in the case of dusty filling goods, can lead to great contamination of the machine and the machine hall and even damage to the machine park.
  • a film tube can be unwound from a settlement.
  • the invention makes use of the fact that less dust is formed when the mouth of the Be colllorgans is below the Be colllgutsaustrittsö réelle of the metering. It is surprising that meaningful signals can be obtained with load cells, while there is mechanical contact of the filling material in the bag and the metering device. It is an advantage to filter these signals. In this case, it has been shown that the filling member mainly generates higher-frequency interference signals, which can be eliminated by filtering the signals.
  • Another measure that can increase filling speed and quality of measurement is a relative movement of dosing and bag during the filling process. When this relative movement is uniform, spurious signals are limited. This is especially true when the sack is moved uniformly.
  • the measured values obtained during the submillar filling can advantageously be used as weight measured values for checking or regulating the bag weight during filling.
  • This definition implies that, based on the weight measurements, the time at which the bag filling ends is determined. It also includes that a control of the filling speed and / or the speed of the relative movement between the bag and Be Pavllorgan is made.
  • the filling speed that is, the weight increase per unit time or the first derivative of the weight after the time, can be used to detect errors that occur during the filling process.
  • Such flaws can include a sack crack, which usually results in a rapid decrease in weight gain.
  • the outlined procedure is believed to work best when the control unit emits a warning signal as the weight gain moves out of a desired range.
  • the warning signal can be used by the control unit and / or the machine personnel to correct the error.
  • monitoring the first derivative of weight gain over time provides insights into the quality of the filling process and early fault detection.
  • a measurement with a radiation sensor can also be used to determine the Be Schollgutstandes.
  • a radiation can be used which penetrates the bag material, but not the filling material.
  • On the side facing away from the radiation emitter side of the bag radiation can only be collected by a suitable sensor when the transmitter and receiver are located above the Gregutspiegels.
  • This warning signal which of course can also lead manually (by the machine operator) or automatically (by a control device) to a control process, can reveal or expose a whole series of errors or failure mechanisms.
  • This teaching also appears to be advantageous for non-dusty filling goods.
  • the second period of time during the filling process it is advantageous if the measured values for the bag weight constantly arriving in the control device are not used to control or regulate the bag weight. In this way it is possible to hide the influence of disturbing weight signals on the filling process.
  • the second period may overlap with the first period in which the weight gain is controlled. It may be shorter, longer, or the same as or the first, and may be before, during, or after the first one.
  • volumetric weight determination means for example, that a measured or known number of screw revolutions is multiplied or otherwise mathematically linked to a known product delivery rate per revolution, so that the weight or volume of the material conveyed into the bag at one time is determined or included can be estimated with sufficient accuracy.
  • the load cells can again assume the provision of measured values.
  • load cells for the purposes of this document covers all suitable weight sensors such as scales and just the load cells themselves.
  • load cells those weight sensors that contain electrical resistances arranged in the form of a Wheatstone bridge.
  • the resistors change their ohmic resistance when deformed.
  • the resistors are mounted on an element that deforms as the weight changes. Accordingly, the electrical output values of the Wheatstone bridge, which underlie the weight measurement change.
  • empirical weight measurement is a measure or estimate that is only or largely due based on empirical values (eg, during a time T, a volume V of a particular filling material is filled).
  • Explicit use can also be made in a fourth period of time, which can again be configured in position and duration as desired at the other time periods.
  • This fourth period of time is advantageous at the end of the filling process.
  • a fifth period of time which can again be designed as desired in position and duration at the other time intervals, the filling can be carried out for the benefit of the overall process, while the outlet of the filling element is located above the filling material level.
  • This phase of filling for example, can also be found at the end of the filling process and used to enable a sensitive and accurate dosing of the filling material.
  • the filling is advantageously carried out with a method according to the invention, among other cement, titanium dioxide and all kinds of plastic dusts into consideration.
  • the expert should understand under dusty goods bulk goods that just can not be filled on an FFS machine, unless a special filling process that often uses screws to guide the bulk material, is used.
  • the invention also relates to devices for automated implementation of the method or the different in this Document disclosed method.
  • Such devices are typically controlled and / or controlled by control devices which are acted upon by stored instruction sequences which order and / or monitor the methods described above.
  • These control programs are stored either on components of the control device or on other data carriers such as CDs or DVDs. It is also possible to send parts or the entirety of such programs.
  • data set is used in this application.This term also includes the transmission of the relevant electronic information via networks, for example by e -Mail.
  • FIG. 1 side view of an FFS machine
  • Fig. 3 shows the course of the bag weight, plotted against time
  • Fig. 4 shows the course of the bag weight, plotted against time
  • Fig. 5 shows the course of the bag weight, plotted against time
  • Fig. 6 shows the course of the bag weight gain, plotted against time
  • Fig. 7 shows the course of the bag weight, plotted against time
  • FIG. 8 shows the course of the bag weight, plotted against time
  • FIG. 9 shows the course of the bag weight, plotted against time (3. Exemplary embodiment, nomenclature with respect to the lower mirror filling)
  • the closed at the lower end empty bag 11 is a horizontally displaceable transport, such as a gripper 18, passed and transported to the filling station. In the filling station takes over a further transport 4, which consists of 3,4,5, the bag section.
  • the empty bag is now opened with a suction system 16.
  • the gripper 4 or be moved in the Z direction (sackeinafter).
  • the connecting piece of the transport system 3 is moved into the bag and protects the sack inner surfaces from contamination by possible product adherence to the metering tube 2,21.
  • the opened bag is pulled by the transport system 3,4,5 on the metering tube 2,21 until the lower end of the bag is approximately equal to the Gregutaustrittsö réelle 31.
  • the bag bottom support device 32,33,34 is driven in the embodiment shown below the sack floor.
  • a bag bottom support device 32, 33, 34 is not absolutely necessary. Rather, the relative movement of the bag relative to the Be Stirllorgan 2,21 mainly caused by the fact that the frame 5 along the guide 6 moves. This is represented by the double arrow 35. In this embodiment of the invention, therefore, the bag is moved relative to the Be refhapllorgan 2,21.
  • the product outlet opening 31 may be located at least once above the filling level 38.
  • the closure tube 21 is lowered and closes the product outlet opening 31 by making contact with the closure 20.
  • the connecting piece is pulled out of the bag.
  • the gripper (s) 4 of the transport system 3, 4, 5 is or will now be moved counter to the Z direction (out of the bag) and tightens the opening area at the upper edge 25 of the previously opened bag.
  • Another means of transport takes over the filled bag 8.
  • the closing device 14 By means of the closing device 14, the upper edge of the bag 25 is now closed. If necessary, it can be sucked out by the filter integrated in the closure tube 21 together with the dosing process.
  • the required vacuum is introduced via the pipe 23.
  • the integration of the filter in the closure tube allows a very compact design, which makes it possible to fill even relatively small bags.
  • the suction of the air leads to a certain extent to a compression of the bulk material.
  • a sack size appropriate to the product quantity can be selected.
  • vibration generators / beaters 29 This effect of product compaction can be enhanced by the additional use of vibration generators / beaters 29. It is advantageous here to set the dosing tube 2, 21 in vibration by means of a vibration generator 29, since it is located within the product at least with parts of its lateral surface during filling. The vibrations are transmitted from the dosing 2.21 to the filling material 24, in which then takes place a compression. A further advantage of the "vibrating metering tube" 2.21 is that the formation of product adhesions on the metering tube 2, 21 is thereby largely avoided.
  • the vibrator 29 could also be arranged on the "bag bottom support device" 34!
  • a particularly advantageous embodiment of the carriage is the frame 5 together with the neck 3, transport 4 and the absorption 16 to sensors to store.
  • the sensors send their signal to a weighing electronics, which ultimately controls the dosing process.
  • the metering or pipe 2 In the metering or pipe 2 is a screw 7, can be promoted with the filling material 24 from the hopper 1 without much dust in the bag 8.
  • the various sensors 26 (in particular weighing sensors or load cells) indicate advantageous locations for attaching such sensors.
  • the conveyor belt 27 transports the filled bags (8). In the vicinity thereof, the checkweigher 30 and the vibration generator 29 are mounted.
  • FIGS. 3 to 5 show the time course of the bag weight in three embodiments of the invention. With respect to these figures, the terms previously used with respect to monitoring the filling rate g / t are used.
  • FIGS. 7 to 9 show the same exemplary embodiments and use the terms that have already been used above with reference to the submirror filling with simultaneous generation of measuring signals. This distinction increases the clarity and facilitates the distinction between inventive and non-inventive filling method.
  • v R relative speed
  • a M minimum distance between bottom of bag 39 and mouth 31.
  • FIG. 3 shows the time course of the weight increase of a bag during the execution of a bag filling method.
  • the bag weight g is plotted on the vertical axis and the time t on the horizontal axis.
  • Interference signals are caused here mainly by the Be Schollorgan 2,21 whose Basal Bachsö réelle 31 is yes in the period Z 3 , which coincides here with the phase 1 and time Z 2 , below the Be Schollgutapts 38 is located.
  • the filling element will be at the beginning of the filling above the filling material level 38, since there is still no or too little filling material in the bag 8. This circumstance is taken into account here by the fact that the time period Z 3 does not begin at time 0 but at time T 2 .
  • the phase P 2 of the bag filling begins.
  • this time will be regarded as having been attained if, on the basis of the volumetric measurement or estimation of the bag weight, it can be assumed that a certain proportion Gi of the bag target weight Gs o ii has been reached. This percentage can be 95%.
  • some parameters of the bag filling now change: the bag weight is actually monitored by the evaluation of the weighing cell signals and the filling takes place while the filling element 2, 21 is located entirely above the filling material level 38. This improves the quality of the weight measurements.
  • the monitoring of the weight increase is carried out during the entire filling process in this embodiment.
  • the filling process ends when the target weight Gs o ii is reached.
  • the termination is performed automatically by the control device, not shown, when the load cells 26 report the desired signals to the control device.
  • the filling rate is lower in Phase 2 than in Phase 1.
  • FIG. 3 Another variant of this method is illustrated in FIG. It suffices at this point to name the differences from the embodiment shown in FIG. 3:
  • the period Z 4 in which the signals of the load cells are also used to control / regulate the bag weight, lasts during the entire filling process. There is no volumetric weight control. It is advantageous if the interference signals, which arise in particular during the submillar filling (Z 3 ), are eliminated by filters on the measuring signals.
  • FIG. 6 shows how the first derivative of the weight after the time g / t behaves during the filling process in the exemplary embodiment shown in FIG. It is constant.
  • the curly bracket S indicates the desired range. This does not necessarily have to be symmetrical about the desired value G / T S ⁇ ⁇ .
  • the target range S has a lower Su and an upper So limit.
  • the arrows 36, 37 indicate that the value g / t can leave the target range if an error occurs.
  • a course of the weight change according to the arrow 36 can occur as a result of a blind crack.
  • an alarm is triggered, which can trigger measures of the machine personnel and / or the control device.
  • the target weight Gsoii should be achieved while the relative movement between bag 8 and metering device 2 is still ongoing. As already stated several times, this relative movement can be brought about by a movement of one or both of these two elements 2, 8. It is also possible for the relative movement to be slowed or stopped immediately after the time at which the last really still utilized measuring signal of the weighing cells is produced. This may be before reaching the target weight, and the time span between this last measurement signal and the termination of the bag filling upon reaching the target weight Gs o ii can be obtained from the knowledge of the filling speed alone by timing and calculation.
  • FIG. 7 again shows the same exemplary embodiment as FIG. 3, but additionally uses the terms introduced in relation to the measurement of the bag weight during the submillar filling.
  • the phase Pu in which is filled in the sub-mirror process is equivalent to the third period Z 3 .
  • This period is preceded here by the phase PL, in which the mouth 31 of the Be Schollorgans 2 is not below the Grepapt 38, since the mouth 31 is a minimum distance A M above the bottom of the bag 39 and there is not enough good in the bag 8 to to cover the mouth 31.
  • the relative velocity v R between the sack 8 and metering member 2 is set so that it is slower than the speed v F> with which the filling material rises in the bag.
  • v R can also be zero here.
  • the Be Schollgutapt 38 "overtook" the mouth 31 until a desired distance As 0 Ii is reached between Golfgutapt 38 and mouth 31. From this time T 2 , the velocities v R and v F are equalized, so that the distance As O ⁇ remains ,
  • the weight measurements are not used to control the bag weight g.
  • the load cell signals are used to control the filling speed g / t in the entire period Zi. Therefore, the phase PM, in which the measured values are utilized in any desired form while being filled in the submirror process, thus lasts between the times T 2 and Ti during the entire submirror filling.
  • the overlap between the periods PR and P L indicates that there is still a relative velocity greater than zero in the phase P L (slowed relative movement v R between the sack 8 and the metering element 2).

Abstract

The invention relates to a method for filling and sealing a bag, according to which the following steps are carried out: a bag (8) is filled by a filling element (2); the filling element and the bag move in relation to each other while the bag is being filled; parts of the filling element (2) are at least temporarily immersed below the level of the filling product (38) during a first phase (P<SUB>u</SUB>) during the filling of the bag. The weighing cells (26) supply measuring signals at least during a second phase (P<SUB>M</SUB>) comprising at least parts of the first phase (P<SUB>u</SUB>). Said signals are used by the control device for controlling and/or regulating the filling process.

Description

Sackabfüllverfahren an einer Form-, FiII- und Seal-Maschine Sack filling process on a forming, fi ll and sealing machine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen, Befüllen und Verschließen von Kunststoffsäcken mit staubigem oder auch körnigem Schüttgut sowie zum Verschließen der befüllten Säcke.The invention relates to a method for producing, filling and sealing of plastic bags with dusty or granular bulk material and for closing the filled bags.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 93 01 355 U bekannt. Hier ist bereits eine Vorrichtung zur Herstellung, Befüllung und zum Verschließen einseitig offener, vorzugsweise mit Seitenfalten versehener Säcke aus thermoplastischem Kunststoff beschrieben, bei der eine erste Schweiß- und Trennstation zur Bildung des Sackes mit Bodennaht, eine Füllstation und eine zweite Schweißstation zum Verschließen des Sackes vorhanden sind. Im Allgemeinen werden diese Abfüllmaschinen in die FFS(Form FiII and Seal)-Kategorie eingeordnet.Such a device is known for example from DE 93 01 355 U. Here is already a device for producing, filling and closing unilaterally open, preferably provided with gusseted bags of thermoplastic described in which a first welding and separation station to form the bag with bottom seam, a filling station and a second welding station for closing the bag available. Generally, these filling machines are classified in the FFS (Form FiII and Seal) category.
Bei der Abfüllung staubiger Schüttgüter auf Maschinen der genannten Kategorie über Schwerkraft bzw. durch den freien Fall muss die vom Produkt verdrängte, staubige Luft aus dem Sack entweichen können. Bei dem Entweichen der Luft kommt es oft zu Kontaminationen in den oberen Randbereichen des Sackes. Bedingt durch die Kontamination mit Produktstaub kann der Sack mittels der bei dieser Art Verpackung im Allgemeinen üblichen Verschweißung nicht sicher verschlossen werden. Darüber hinaus belastet der Staub die Umwelt und muss gesondert abgesaugt werden.When filling dusty bulk materials on machines of the named category by gravity or by free fall, the dusty air displaced by the product must be able to escape from the bag. The escape of air often leads to contamination in the upper edge areas of the bag. Due to the contamination with product dust, the bag can not be securely closed by means of the welding which is generally customary in this type of packaging. In addition, the dust pollutes the environment and must be separately extracted.
Ferner führt die Abfüllung staubiger Güter nach dem beschriebenen bekannten Abfüllverfahren in der Regel zu einem deutlich überhöhten Produktvolumen bzw. zu einer deutlichen Reduzierung des Schüttgewichtes, da sich das Produkt durch den freien Fall stark mit Luft anreichert. Dieses wiederum führt dazu, dass zur Abfüllung des Produkts zunächst deutlich mehr Verpackungsmaterial gebraucht wird. Darüber hinaus muss die Luft auch wieder aus dem Sack entweichen können, da er sich sonst nicht stapeln bzw. lagern lässt.Furthermore, the filling of dusty goods according to the known filling method described usually leads to a significantly inflated product volume or to a significant reduction in bulk density, since the product accumulates heavily in the free fall with air. This, in turn, leads to bottling the product initially much more packaging material is needed. In addition, the air must be able to escape from the bag again, otherwise it can not be stacked or stored.
Da das Entweichen der Luft in der Regel sehr lange dauert, kann die Entlüftung nicht bereits vor dem Verschließen des Sackes stattfinden. Der Sack muss daher eine Perforation aufweisen. Dieses belastet zusätzlich die Umwelt, da durch die Perforation der Verpackung die feinkörnigen, staubigen Produkte zum Teil nach außen gelangen können.Since the escape of air usually takes a long time, the venting can not take place before closing the bag. The bag must therefore have a perforation. This additionally pollutes the environment, as the fine-grained, dusty products can partially escape through the perforation of the packaging.
Mit der Zeit nimmt das Volumen des Schüttgutes wieder ab. Die Sackverpackung ist nun, gemessen am verpackten Schüttgutvolumen, deutlich zu groß. Solcherart befüllte Säcke lassen sich nur schlecht auf Paletten stapeln, da sie zu instabil sind. Die EP 1 459 981 A1 schlägt daher vor, den Einfüllstutzen eines Dosierorgans einer FFS-Maschine in die Öffnung eines Sackes einzuführen. Bei der WO 2006/053627 A1 wird die Relativbewegung zwischen Sack und Einfüllstutzen dagegen durch eine Bewegung des Sackes bewerkstelligt.Over time, the volume of bulk material decreases again. The sack packaging is now, compared to the packaged bulk material volume, significantly too large. Such filled sacks are difficult to stack on pallets because they are too unstable. EP 1 459 981 A1 therefore proposes to introduce the filler neck of a metering device of an FFS machine into the opening of a bag. In WO 2006/053627 A1, however, the relative movement between the sack and the filler neck is accomplished by a movement of the sack.
In beiden vorgenannten Druckschriften werden Dosierorgane vorgestellt, die Schnecken enthalten. Diese Schnecken fördern das Befüllgut in die Säcke. Die bevorzugte Förderrichtung in diesen Schnecken entspricht der Wirkrichtung der Schwerkraft. Durch die Schnecken unterbleibt ein freier Fall des Befüllguts in den Sack. Daher werden Schnecken oft zur Absackung von staubigen Befüllgütern verwendet. Ihre Verwendung ist jedoch - auch in Bezug auf die vorliegende Erfindung - keineswegs zwingend.In both of the aforementioned publications Dosierorgane are presented which contain screws. These screws transport the filling material into the bags. The preferred conveying direction in these screws corresponds to the effective direction of gravity. Due to the screws, there is no free fall of the filling material in the bag. Therefore, screws are often used for bagging dusty filling goods. However, their use is by no means mandatory - also in relation to the present invention.
Neben der vorgenannten mechanischen Ausgestaltung der Sackbefüllungsorgane steht bei der Konzeption von FFS-Maschinen, die insbesondere staubige Güter abfüllen, der Wiegeprozess im Zentrum des Interesses. Bei FFS-Maschinen des Standes der Technik (siehe zum Beispiel DE 199 20 478 C2 und EP 1 201 539 B1), die in erster Linie weniger staubige Güter verfüllen, wird zunächst ein Fülltrichter mit dem Sollvolumen an Befüllmaterial für einen Sack befüllt. Das Sollvolumen beziehungsweise das Sollgewicht wird durch ein Wiegen des Fülltrichters ermittelt beziehungsweise geregelt. Wenn das Sollgewicht erreicht ist, wird die Abfüllöffnung am Boden des Fülltrichters geöffnet und das Füllmaterial strömt mit der Schwerkraft in den dafür vorgesehenen Sack. Insbesondere bei der Abfüllung staubiger Güter führt dieses unstetige Verfahren jedoch zu zu großer Staubentwicklung. Auch in der bereits genannten WO 2006/053627 A1 werden Wiegeverfahren für staubige Güter diskutiert. Generell ist zu sagen, dass solche Wiegeverfahren, wenn sie während der Befüllung durchgeführt werden, auch über längere Zeitspannen hinweg durchgeführt werden, da die Verfüllung staubigen Verfüllgutes ohne übergroße Staubentwicklung oft länger dauert als die Verfüllung einer gleichen Menge üblichen Verfüllgutes. Während dieser - oft längeren - Füllvorgänge können Fehler vorkommen. Zu diesen Fehlern kann ein Sackriss, ein Rutschen des Sackes aus den Haltezangen, ein Schneckenbruch oder ein Verstopfen der Schnecke (falls eine Schnecke verwendet wird) zählen. Es ist einzusehen, dass solche Fehler insbesondere bei staubigen Verfüllgütem zu einer großen Verschmutzung der Maschine und der Maschinenhalle und sogar zu Schäden am Maschinenpark führen können.In addition to the above-mentioned mechanical design of the Sackbefüllungsorgane stands in the design of FFS machines that fill especially dusty goods, the weighing process in the center of interest. In FFS machines of the prior art (see, for example, DE 199 20 478 C2 and EP 1 201 539 B1), which primarily fill less dusty goods, a hopper is first filled with the desired volume of filling material for a bag. The desired volume or the target weight is determined or regulated by weighing the hopper. When the target weight is reached, the filling opening at the bottom of the hopper is opened and the filling material flows by gravity into the designated bag. However, especially in the filling of dusty goods this unsteady process leads to excessive dust. Also in the already mentioned WO 2006/053627 A1 are weighing methods for dusty goods discussed. In general, such weighing methods, when carried out during filling, are also carried out over long periods of time, since the backfilling of dusty filling material without excessive dust development often lasts longer than the filling of an equal amount of conventional filling material. During these - often longer - fillings errors may occur. These errors may include a sack crack, slippage of the sack from the holding tongs, snail breakage or clogging of the worm (if a worm is used). It can be seen that such errors, especially in the case of dusty filling goods, can lead to great contamination of the machine and the machine hall and even damage to the machine park.
Ein anderer Nachteil, der sich insbesondere bei der Befüllung staubiger Befüllgüter zeigt, liegt in der Begrenzung der Befüllgeschwindigkeit. Die staubigen Güter entwickeln eben zu viel Staub, wenn sie schnell abgefüllt werden. Da ein Vorverwiegen des für einen Sack gedachten Befüllgutes nicht in Frage kommt, stellt sich auch die Frage, wie überhaupt das Sackgewicht während des Befüllens geregelt werden soll.Another disadvantage, which manifests itself in particular when filling dusty filling goods, is the limitation of the filling speed. The dusty goods just develop too much dust if they are bottled quickly. Since pre-weighing of the filling material intended for a sack is not an option, the question also arises as to how the sack weight should be regulated during filling.
Daher lässt sich die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung folgendermaßen zusammenfassen: Es soll ein möglichst schneller Abfüllprozess bei geringer Staubentwicklung vorgeschlagen werden, bei dem das Gewicht des Sackes möglichst genau geregelt werden kann. Die Aufgabe wird durch Anspruch 1 gelöst.Therefore, the task of the present invention can be summarized as follows: It should be as fast as possible filling process proposed at low dust, in which the weight of the bag can be controlled as accurately as possible. The problem is solved by claim 1.
In aller Regel wird der Befüllung des Sackes die Sackbildung - oft aus einem Schlauchstück - unmittelbar vorausgehen. Zur Bildung der Schlauchstücke kann ein Folienschlauch von einer Abwicklung abgewickelt werden.As a rule, the filling of the bag, the bag formation - often directly from a piece of tubing - immediately precede. To form the pieces of hose, a film tube can be unwound from a settlement.
Die Erfindung macht sich zunutze, dass weniger Staub entsteht, wenn die Mündung des Befüllorgans sich unterhalb der Befüllgutsaustrittsöffnung des Dosierorgans befindet. Es ist überraschend, dass sich mit Wägezellen sinnvolle Signale gewinnen lassen, während ein mechanischer Kontakt des Befüllgutes im Sack und dem Dosierorgan besteht. Es ist von Vorteil, diese Signale zu filtern. Hierbei hat sich gezeigt, dass das Befüllorgan vor allem höherfrequente Störsignale erzeugt, die durch eine Filterung der Signale beseitigt werden können.The invention makes use of the fact that less dust is formed when the mouth of the Befüllorgans is below the Befüllgutsaustrittsöffnung of the metering. It is surprising that meaningful signals can be obtained with load cells, while there is mechanical contact of the filling material in the bag and the metering device. It is an advantage to filter these signals. In this case, it has been shown that the filling member mainly generates higher-frequency interference signals, which can be eliminated by filtering the signals.
Eine weitere Maßnahme, die Abfüllgeschwindigkeit und Messgüte steigern kann, ist eine Relativbewegung von Dosierorgan und Sack während des Befüllvorganges. Wenn diese Relativbewegung gleichförmig ist, werden Störsignale begrenzt. Dies gilt insbesondere, wenn der Sack gleichförmig bewegt wird.Another measure that can increase filling speed and quality of measurement, is a relative movement of dosing and bag during the filling process. When this relative movement is uniform, spurious signals are limited. This is especially true when the sack is moved uniformly.
Die während der Unterspiegelbefüllung gewonnenen Messwerte können vorteilhafterweise als Gewichtsmesswerte zur Kontrolle beziehungsweise Regelung des Sackgewichts während der Befüllung eingesetzt werden. Diese Definition schließt ein, dass aufgrund der Gewichtsmesswerte der Zeitpunkt, zu dem die Sackbefüllung endet, bestimmt wird. Sie schließt außerdem ein, dass eine Steuerung der Abfüllgeschwindigkeit und/oder der Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Sack und Befüllorgan vorgenommen wird.The measured values obtained during the submillar filling can advantageously be used as weight measured values for checking or regulating the bag weight during filling. This definition implies that, based on the weight measurements, the time at which the bag filling ends is determined. It also includes that a control of the filling speed and / or the speed of the relative movement between the bag and Befüllorgan is made.
Die Abfüllgeschwindigkeit, das heißt die Gewichtszunahme pro Zeiteinheit oder auch die erste Ableitung des Gewichts nach der Zeit, kann dazu benutzt werden, Fehler, die bei dem Abfüllvorgang auftreten, zu erkennen. Zu solchen Fehlern kann ein Sackriss, der in der Regel zu einem schnellen Sinken der Gewichtszunahme führt, zählen. Das skizzierte Verfahren dürfte am Besten funktionieren, wenn die Steuereinheit ein Warnsignal auswirft, wenn sich die Gewichtszunahme aus einem Sollbereich heraus bewegt. Das Warnsignal kann von der Steuereinheit und/oder vom Maschinenpersonal zur Korrektur des Fehlers genutzt werden. Auch die Überwachung der ersten Ableitung der Gewichtszunahme nach der Zeit ermöglicht Einblicke in die Güte des Abfüllverfahrens und eine frühe Fehlererkennung.The filling speed, that is, the weight increase per unit time or the first derivative of the weight after the time, can be used to detect errors that occur during the filling process. Such flaws can include a sack crack, which usually results in a rapid decrease in weight gain. The outlined procedure is believed to work best when the control unit emits a warning signal as the weight gain moves out of a desired range. The warning signal can be used by the control unit and / or the machine personnel to correct the error. Also, monitoring the first derivative of weight gain over time provides insights into the quality of the filling process and early fault detection.
Bei allen erfindungsgemäßen Verfahren und auch anderen Verfahren, die auf Maschinen durchgeführt werden, die die Relativposition zwischen Sack und Befüllorgan ändern (die Druckschriften 1 459 981 A1 und WO 2006/053627 A1 schlagen unterschiedliche Spielarten solcher Maschinen vor), sind Verfahren vorteilhaft einsetzbar, bei denen die Steuereinrichtung die Relativbewegung zwischen Sack und Dosierorgan und die Befüllung folgendermaßen steuert: - der Abstand zwischen der Mündung des Befüllorgans und dem Sackboden wird auf einen Mindestabstand eingestellt, - die Sackbefüllung beginnt, wobei Befüllgut durch die Mündung des Befüllorgans in den Sack strömt,In all the methods according to the invention and also other methods which are carried out on machines which change the relative position between the bag and filling element (the publications 1,459,981 A1 and WO 2006/053627 A1 propose different variants of such machines), methods can advantageously be used in which the control device controls the relative movement between the bag and the metering element and the filling as follows: the distance between the mouth of the filling element and the bag bottom is set to a minimum distance, - The bag filling begins, with filling material flows through the mouth of the Befüllorgans in the bag,
- der Befüllgutspiegel steigt, wobei entweder keine Steigerung des Abstandes zwischen der Mündung und dem Sackboden durch eine Relativbewegung vorgenommen wird oder diese Relativbewegung langsamer ist als die Geschwindigkeit, mit der der Füllgutpegel steigt,the filling material level rises, whereby either no increase in the distance between the mouth and the bottom of the bag is made by a relative movement or this relative movement is slower than the speed with which the product level rises,
- ein Beginn oder eine Steigerung der Geschwindigkeit der Relativbewegung zu einem Zeitpunkt, nachdem der Füllgutpegel über der Mündung liegt.- A start or an increase in the speed of the relative movement at a time after the Füllgutpegel is above the mouth.
Durch diese Maßnahmen kann vor allem die Staubbildung reduziert werden.By these measures, especially the dust formation can be reduced.
Wenn, ergänzend zu den vorstehenden Maßnahmen, der Beginn oder die Steigerung der Geschwindigkeit der Relativbewegung vorgenommen wird, nachdem der Füllgutstand über der Mündung liegt, wenn ein Sollabstand zwischen der Mündung und dem Füllgutstand erreicht ist, ist gewährleistet, dass die Mündung des Befüllorgans nicht zu weit unter dem Befüllgutstand zurückbleibt. Außerdem führt die beschleunigte Relativbewegung dazu, dass die Möglichkeit besteht, das Gewicht des Sackes und nicht den Fülldruck des Befüllgutes, das aus der Mündung dringt, zu messen.If, in addition to the above measures, the beginning or the increase in the speed of the relative movement is made after the Füllgutstand is above the mouth, when a desired distance between the mouth and the Füllgutstand is reached, it is ensured that the mouth of the Befüllorgans not remains far below the Befüllgutstand. In addition, the accelerated relative movement leads to the possibility of measuring the weight of the bag and not the filling pressure of the filling material that comes out of the mouth.
Das Erreichen des Sollabstandes kann wieder durch eine Gewichtsmessung, d. h. durch die Auswertung von Wägezellensignalen verifiziert werden, da man sicherlich aufgrund der Kenntnis der Dichte des Befüllstoffes und dem Sackvolumen oder einfach aufgrund empirischer Werte in der Lage ist, einem Sackgewicht einen Befüllgutstand zu zuordnen. Ähnliches gilt bei der Messung der Abfüllgeschwindigkeit.The achievement of the desired distance can again by a weight measurement, d. H. be verified by the evaluation of load cell signals, since it is certainly due to the knowledge of the density of the Befüllstoffes and the bag volume or simply due to empirical values in a position to assign a Sackgewicht a Befüllgutstand. The same applies when measuring the filling speed.
Eine Messung mit einem Strahlungssensor kann jedoch auch zur Feststellung des Befüllgutstandes herangezogen werden. So kann eine Strahlung verwendet werden, die das Sackmaterial, nicht aber das Befüllgut durchdringt. Auf der dem Strahlungsemittent abgewandten Seite des Sackes kann nur dann Strahlung von einem geeigneten Sensor aufgefangen werden, wenn sich Sender und Empfänger oberhalb des Füllgutspiegels befinden. Wenn der Sollabstand zwischen Mündung des Befüllorgans und Füllgutspiegel erreicht ist, sollten die Geschwindigkeit, mit der der Füllgutspiegel steigt, und die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Sack und Befüllorgan aneinander angeglichen werden. Bei einer exakt gleichen Geschwindigkeit bleibt der Abstand zwischen Mündung und Befüllgutspiegel konstant, was erwünscht sein kann.However, a measurement with a radiation sensor can also be used to determine the Befüllgutstandes. Thus, a radiation can be used which penetrates the bag material, but not the filling material. On the side facing away from the radiation emitter side of the bag radiation can only be collected by a suitable sensor when the transmitter and receiver are located above the Füllgutspiegels. When the nominal distance between the mouth of the filling element and the product level has been reached, the speed with which the product level rises and the speed of the relative movement between the bag and the filling device should be matched to one another. At exactly the same speed, the distance between the mouth and Füllgutspiegel remains constant, which may be desirable.
Zu der zusätzlichen Beobachtung der Gewichtszunahme des Sackes pro Zeiteinheit ist folgendes zu sagen: Liegt diese Gewichtszunahme außerhalb eines Ziel- oderFor the additional observation of the weight gain of the bag per unit of time is to say the following: Is this weight gain outside of a target or
Toleranzbereiches, so wird ein Warnsignal ausgegeben.Tolerance range, so a warning signal is issued.
Dieses Warnsignal, das natürlich auch manuell (durch den Maschinenbediener) oder automatisch (durch eine Steuereinrichtung) zu einem Regelvorgang führen kann, kann eine ganze Reihe von Fehlern oder Fehlermechanismen aufzeigen oder entlarven. Diese Lehre erscheint auch bei nicht staubigen Befüllgütern vorteilhaft anwendbar.This warning signal, which of course can also lead manually (by the machine operator) or automatically (by a control device) to a control process, can reveal or expose a whole series of errors or failure mechanisms. This teaching also appears to be advantageous for non-dusty filling goods.
Die folgende Tabelle enthält Beispiele dafür, welche Messwerte oder welcherThe following table contains examples of which measured values or which
Messwertverlauf auf welche Fehler schließen lassen:Measurements on which errors can be concluded:
Bei der optionalen Verwendung einer Schnecke zur Abfüllung des Befüllgutes treten unter anderem folgende Fehlercharakterisika hinzu:With the optional use of a screw to fill the filling material, the following error characteristics are added:
Je nach der Art des Abfüllauftrages kann es vorteilhaft sein, am Ende, in der Mitte, am Anfang oder während des gesamten Abfüllprozesses die Überwachung der Gewichtszunahme des Sackes durchzuführen. Auch bei der Überwachung der Gewichtszunahme kann es vorteilhaft sein, hochfrequente Störungen derselben auszublenden. Diese können auch durch das Befüllorgan ausgelöst werden. Während einer zweiten Zeitspanne während des Befüllvorganges ist es vorteilhaft, wenn die in der Steuervorrichtung ständig eintreffenden Messwerte für das Sackgewicht eben nicht zur Kontrolle oder Regelung des Sackgewichts eingesetzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Einfluss störender Gewichtssignale auf den Befüllvorgang auszublenden. Hierbei kann die zweite Zeitspanne mit der ersten Zeitspanne, in der die Gewichtszunahme kontrolliert wird, überlappen. Sie kann kürzer, länger oder gleichlang wie oder als die erste sein und sie kann vor, während oder nach der ersten liegen. Depending on the type of filling order, it may be advantageous to carry out the monitoring of the weight increase of the bag at the end, in the middle, at the beginning or during the entire filling process. Also in the monitoring of weight gain, it may be advantageous to hide high-frequency interference of the same. These can also be triggered by the Befüllorgan. During a second period of time during the filling process, it is advantageous if the measured values for the bag weight constantly arriving in the control device are not used to control or regulate the bag weight. In this way it is possible to hide the influence of disturbing weight signals on the filling process. Here, the second period may overlap with the first period in which the weight gain is controlled. It may be shorter, longer, or the same as or the first, and may be before, during, or after the first one.
Da die Kontrolle oder Regelung des Sackgewichtes während der zweiten Zeitspanne eben nicht durch eine Auswertung der Signale der Wägezellen erfolgt, ist es vorteilhaft, dieses volumetrisch oder empirisch zu ermitteln. Hierbei ist unter volumetrischer Gewichtsbestimmung beispielsweise zu verstehen, dass eine gemessene oder bekannte Zahl von Schneckenumdrehungen mit einer bekannten Füllgutförderrate pro Umdrehung multipliziert oder sonst wie mathematisch verknüpft wird, so dass das Gewicht oder das Volumen des zu einem Zeitpunkt in den Sack geförderten Materials ermittelt oder mit hinreichender Genauigkeit abgeschätzt werden kann. Am Ende einer solchen zweiten Zeitspanne mit volumetrischer Messung können die Wägezellen wieder die Bereitstellung von Messwerten übernehmen. Übrigens deckt der Begriff Wägezellen für die Zwecke dieser Druckschrift alle geeigneten Gewichtssensoren wie Waagen und eben die Wägezellen selber ab. Im Allgemeinen versteht der Fachmann unter Wägezellen solche Gewichtssensoren, die elektrische Widerstände, die in Form einer Wheatstonebrücke angeordnet sind, enthalten. Die Widerstände ändern ihren ohmschen Widerstand, wenn sie verformt werden. Die Widerstände sind auf einem Element angebracht, das sich bei einer Gewichtsänderung verformt. Dementsprechend ändern sich die elektrischen Ausgangswerte der Wheatstonebrücke, die der Gewichtsmessung zugrunde liegen. Im Vergleich zu der volumetrischen Gewichtsmessung ist eine empirische Gewichtsmessung eine Messung oder Abschätzung, die nur oder größtenteils auf empirischen Werten beruht (z. B. während einer Zeit T wird ein Volumen V eines bestimmten Befüllmaterials abgefüllt).Since the control or regulation of the bag weight during the second period of time is not carried out by an evaluation of the signals of the load cells, it is advantageous to determine this volumetrically or empirically. In this case, volumetric weight determination means, for example, that a measured or known number of screw revolutions is multiplied or otherwise mathematically linked to a known product delivery rate per revolution, so that the weight or volume of the material conveyed into the bag at one time is determined or included can be estimated with sufficient accuracy. At the end of such a second period of time with volumetric measurement, the load cells can again assume the provision of measured values. Incidentally, the term load cells for the purposes of this document covers all suitable weight sensors such as scales and just the load cells themselves. Generally, those skilled in the art will understand as load cells those weight sensors that contain electrical resistances arranged in the form of a Wheatstone bridge. The resistors change their ohmic resistance when deformed. The resistors are mounted on an element that deforms as the weight changes. Accordingly, the electrical output values of the Wheatstone bridge, which underlie the weight measurement change. Compared to volumetric weight measurement, empirical weight measurement is a measure or estimate that is only or largely due based on empirical values (eg, during a time T, a volume V of a particular filling material is filled).
Es ist vorteilhaft, wenn die Mündung des Befüllorgans während einer dritten Zeitspanne unterhalb des Befüllgutspiegels liegt. In der Regel wird dies ganz zu Beginn des Befüllprozesses (leerer Sack) nicht der Fall sein können. Tests haben jedoch gezeigt, dass diese Maßnahme (die Unterspiegelbefüllung) die Nebelbildung beim Befüllen des Sackes zurückführt. Eine Überschneidung zwischen zweiter (keine Gewichtsregelung nach Wägezellensignalen) und dritter Zeitspanne (Unterspiegelbefüllung) ist vorteilhaft. Die Relativbewegung von Befüllorgan und Befüllgut ist geeignet, bei der Unterspiegelbefüllung die Gewichtsmessung zu stören. Diese Störungen unterbleiben jedoch in einer zweiten Zeitspanne nach der obigen Definition, da während einer solchen Zeitspanne die Gewichtsmessung eben nicht zur Gewichtskontrolle oder -regelung herangezogen wird. Eine Alternative zu dieser Maßnahme ist die Ausblendung der Störsignale durch einen geeigneten Filter. Es hat sich gezeigt, dass die Störsignale, die von dem Befüllorgan erzeugt werden, relativ hochfrequent sind, so dass diese Maßnahme vorteilhaft ist.It is advantageous if the mouth of the Befüllorgans is below the Füllgutgutspiegels during a third period of time. As a rule, this will not be the case at the beginning of the filling process (empty bag). However, tests have shown that this measure (the sub-level filling), the mist formation during filling of the bag leads back. An overlap between the second (no weight control according to load cell signals) and the third time span (bottom mirror filling) is advantageous. The relative movement of Befüllorgan and Befüllgut is suitable to interfere with the Unterspiegelbefüllung the weight measurement. However, these disturbances cease for a second period of time as defined above, because during such a period the weight measurement is not used for weight control. An alternative to this measure is the suppression of interference by a suitable filter. It has been found that the interference signals generated by the Befüllorgan are relatively high frequency, so that this measure is advantageous.
Eine explizite Nutzung auch kann in einer vierten Zeitspanne, die wieder in Lage und Dauer beliebig zu den anderen Zeitspannen gestaltet sein kann, vorgenommen werden. Vorteilhaft ist diese vierte Zeitspanne am Ende des Befüllprozesses. In einer fünften Zeitspanne, die wieder in Lage und Dauer beliebig zu den anderen Zeitspannen gestaltet sein kann, kann zum Vorteil des Gesamtprozesses die Befüllung vorgenommen werden, während sich der Ausgang des Befüllorgans oberhalb des Befüllgutspiegels befindet. Diese Phase der Befüllung kann zum Beispiel ebenfalls am Ende des Befüllprozesses stehen und dazu genutzt werden, eine feinfühlige und genaue Dosierung des Befüllgutes zu ermöglichen. Als staubige Güter, deren Abfüllung vorteilhafterweise mit einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgenommen wird, kommen unter anderem Zement, Titandioxid und alle möglichen Kunststoffstäube in Betracht. Allgemein dürfte der Fachmann unter staubigen Gütern Schüttgüter verstehen, die sich an einer FFS-Maschine eben nicht abfüllen lassen, wenn nicht ein spezielles Abfüllverfahren, das sich oft Schnecken zur Führung des Schüttgutes bedient, verwendet wird.Explicit use can also be made in a fourth period of time, which can again be configured in position and duration as desired at the other time periods. This fourth period of time is advantageous at the end of the filling process. In a fifth period of time, which can again be designed as desired in position and duration at the other time intervals, the filling can be carried out for the benefit of the overall process, while the outlet of the filling element is located above the filling material level. This phase of filling, for example, can also be found at the end of the filling process and used to enable a sensitive and accurate dosing of the filling material. As dusty goods, the filling is advantageously carried out with a method according to the invention, among other cement, titanium dioxide and all kinds of plastic dusts into consideration. In general, the expert should understand under dusty goods bulk goods that just can not be filled on an FFS machine, unless a special filling process that often uses screws to guide the bulk material, is used.
Gegenstand der Erfindung sind auch Vorrichtungen zur automatisierten Durchführung des Verfahrens beziehungsweise der unterschiedlichen in dieser Druckschrift offenbarten Verfahren. Derartige Vorrichtungen werden in der Regel von Steuervorrichtungen gesteuert und/oder geregelt, die mit gespeicherten Befehlsfolgen, die die vorstehend beschriebenen Verfahren anordnen und/oder überwachen, beaufschlagt sind. Diese Steuerprogramme sind entweder auf Bestandteilen der Steuervorrichtung oder auf anderen Datenträgern wie CDs oder DVDs gespeichert. Auch eine Versendung von Teilen oder der Gesamtheit solcher Programme erscheint möglich. Für alle vorstehend genannten und bekannten Möglichkeiten oder Medien, Daten und Befehlsfolgen zu speichern und/oder zu transportieren, wird im Rahmen dieser Anmeldung der Begriff „Datenset" gebraucht. Dieser Begriff umschließt auch die Versendung der betreffenden elektronisierten Informationen über Netzwerke, zum Beispiel per E-Mail.The invention also relates to devices for automated implementation of the method or the different in this Document disclosed method. Such devices are typically controlled and / or controlled by control devices which are acted upon by stored instruction sequences which order and / or monitor the methods described above. These control programs are stored either on components of the control device or on other data carriers such as CDs or DVDs. It is also possible to send parts or the entirety of such programs. For all of the aforementioned and known possibilities or media to store and / or transport data and command sequences, the term "data set" is used in this application.This term also includes the transmission of the relevant electronic information via networks, for example by e -Mail.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen Beschreibung und den Ansprüchen hervor. Die einzelnen Figuren zeigen:Further embodiments of the invention will become apparent from the description and the claims. The individual figures show:
Fig. 1 Seitenansicht einer FFS-MaschineFig. 1 side view of an FFS machine
Fig. 2 Detailansicht von Figur 1Fig. 2 detail view of Figure 1
Fig. 3 den Verlauf des Sackgewichtes, gegen die Zeit aufgetragenFig. 3 shows the course of the bag weight, plotted against time
(1. Ausführungsbeispiel) Fig. 4 den Verlauf des Sackgewichtes, gegen die Zeit aufgetragen(1st embodiment) Fig. 4 shows the course of the bag weight, plotted against time
(2. Ausführungsbeispiel) Fig. 5 den Verlauf des Sackgewichtes, gegen die Zeit aufgetragen(2nd embodiment) Fig. 5 shows the course of the bag weight, plotted against time
(3. Ausführungsbeispiel) Fig. 6 der Verlauf der Sackgewichtszunahme, gegen die Zeit aufgetragen(3rd embodiment) Fig. 6 shows the course of the bag weight gain, plotted against time
(3. Ausführungsbeispiel) Fig. 7 den Verlauf des Sackgewichtes, gegen die Zeit aufgetragen(3rd embodiment) Fig. 7 shows the course of the bag weight, plotted against time
(1. Ausführungsbeispiel, Nomenklatur in Bezug auf die(1st embodiment, nomenclature with respect to
Unterspiegelbefüllung) Fig. 8 den Verlauf des Sackgewichtes, gegen die Zeit aufgetragenUnterspiegelbefüllung) Fig. 8 shows the course of the bag weight, plotted against time
(2. Ausführungsbeispiel, Nomenklatur in Bezug auf die(2nd embodiment, nomenclature in relation to the
Unterspiegelbefüllung) Fig. 9 den Verlauf des Sackgewichtes, gegen die Zeit aufgetragen (3. Ausführungsbeispiel, Nomenklatur in Bezug auf die Unterspiegelbefüllung)Unterspiegelbefüllung) Fig. 9 shows the course of the bag weight, plotted against time (3. Exemplary embodiment, nomenclature with respect to the lower mirror filling)
Eine Schlauchfolienbahn 15, vorzugsweise mit eingelegten Seitenfalten, wird zunächst von einem Vorzugrollensystem 9 in ein horizontal bewegliches Transportmittel, beispielsweise ein Greiferpaar 18 gefördert.A tubular film web 15, preferably with inserted gussets, is first conveyed by a preferred roller system 9 in a horizontally movable transport, such as a pair of grippers 18.
Die Folienbahn 15 wird, nachdem der Vorzug den Abschnitt entsprechend der gewünschten Sacklänge vorgezogen hat, vom Messer 17 durchgeschnitten. Gleichzeitig erfolgt die Bodenschweißung 13. Der am unteren Ende verschlossene Leersack 11 wird einem horizontal verschieblichen Transportmittel, beispielsweise einem Greifer 18, übergeben und zur Füllstation transportiert. In der Füllstation übernimmt ein weiteres Transportmittel 4, welches aus 3,4,5 besteht, den Sackabschnitt. Der Leersack wird nun mit einem Saugersystem 16 geöffnet. Dazu wird der bzw. werden die Greifer 4 in Z-Richtung (sackeinwärts) bewegt. Der Anschlussstutzen des Transportsystems 3 wird in den Sack bewegt und schützt die Sackinnenflächen vor der Verschmutzung durch eventuelle Produktanhaftungen am Dosierrohr 2,21.The film web 15, after the preference has pulled the section according to the desired bag length, cut by the knife 17. At the same time, the bottom welding takes place 13. The closed at the lower end empty bag 11 is a horizontally displaceable transport, such as a gripper 18, passed and transported to the filling station. In the filling station takes over a further transport 4, which consists of 3,4,5, the bag section. The empty bag is now opened with a suction system 16. For this purpose, the gripper 4 or be moved in the Z direction (sackeinwärts). The connecting piece of the transport system 3 is moved into the bag and protects the sack inner surfaces from contamination by possible product adherence to the metering tube 2,21.
Der geöffnete Sack wird vom Transportsystem 3,4,5 über das Dosierrohr 2,21 gezogen, bis sich das untere Ende des Sackes ungefähr in Höhe der Füllgutaustrittsöffnung 31 befindet. Die Sackbodenunterstützungseinrichtung 32,33,34 wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel unter den Sackboden gefahren. Eine Sackbodenunterstützungseinrichtung 32,33,34 ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Vielmehr wird die Relativbewegung des Sackes gegenüber dem Befüllorgan 2,21 hauptsächlich dadurch hervorgerufen, dass der Rahmen 5 entlang der Führung 6 fährt. Dies wird durch den Doppelpfeil 35 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird also der Sack gegenüber dem Befüllorgan 2,21 bewegt. Denkbar ist es natürlich auch, die Relativbewegung zwischen Sack 8 und Dosierorgan 2 durch eine Bewegung des Dosierorgans 2 oder gar durch eine Bewegung von Sack 8 und Dosierorgan 2 herbeizuführen. In der Regel ist es hierbei ausreichend, wenn der Sack hierbei durch greiferartige Transportmittel 4 an seinem oberen Ende gehalten wird. Die erwähnte Sackbodenunterstützungseinrichtung 32,33,34 bietet optionalen, zusätzlichen Schutz vor einem Riss des gerade geschweißten Sackbodens. Das Verschlussrohr 21 wird angehoben und gibt die Produktaustrittsöffnung 31 frei. Das Produkt/Schüttgut 24 wird in den Sack gefüllt. Währenddessen senkt das Transportsystem 3,4,5 den Sack in der Weise ab, dass sich die Produktaustrittsöffnung 31 jederzeit unterhalb des Füllspiegels befindet. Noch vor dem Ende der Dosierung des Produktes/Schüttguts 24 kann sich die Produktaustrittsöffnung 31 jedoch zumindest einmal oberhalb des Füllspiegels 38 befinden. Nach Ende der Befüllung wird das Verschlussrohr 21 abgesenkt und verschließt die Produktaustrittsöffnung 31, indem sie Kontakt mit dem Verschluss 20 aufnimmt. Der Anschlussstutzen wird aus dem Sack gezogen. Der bzw. die Greifer 4 des Transportsystems 3,4,5 wird bzw. werden nun entgegen der Z-Richtung (sackauswärts) bewegt und zieht den Öffnungsbereich am oberen Rand 25 des zuvor geöffneten Sacks stramm. Ein weiteres Transportmittel übernimmt den befüllten Sack 8. Mittels der Verschließeinrichtung 14 wird nun der obere Rand des Sacks 25 verschlossen. Zusammen mit dem Dosiervorgang kann bei Bedarf durch den im Verschlussrohr 21 integrierten Filter abgesaugt werden. Das erforderliche Vakuum wird über den Stutzen 23 eingeleitet. Die Integration des Filters in das Verschlussrohr erlaubt eine sehr kompakte Bauform, die es ermöglicht, auch relativ kleine Säcke abzufüllen. Das Absaugen der Luft führt gewissermaßen zu einer Verdichtung des Schüttguts. Hierdurch kann eine der Produktmenge angemessene Sackgröße gewählt werden.The opened bag is pulled by the transport system 3,4,5 on the metering tube 2,21 until the lower end of the bag is approximately equal to the Füllgutaustrittsöffnung 31. The bag bottom support device 32,33,34 is driven in the embodiment shown below the sack floor. However, a bag bottom support device 32, 33, 34 is not absolutely necessary. Rather, the relative movement of the bag relative to the Befüllorgan 2,21 mainly caused by the fact that the frame 5 along the guide 6 moves. This is represented by the double arrow 35. In this embodiment of the invention, therefore, the bag is moved relative to the Befüllorgan 2,21. Of course, it is also conceivable to bring about the relative movement between bag 8 and metering element 2 by a movement of metering element 2 or even by a movement of bag 8 and metering element 2. As a rule, it is sufficient in this case if the bag is held by claw-like transport means 4 at its upper end. The mentioned bag bottom support device 32, 33, 34 offers optional, additional protection against a crack of the just welded bag bottom. The closure tube 21 is lifted and releases the product outlet opening 31. The product / bulk material 24 is filled in the bag. Meanwhile, the transport system 3,4,5 lowers the bag in such a way that the product outlet opening 31 is always below the filling level. However, even before the end of the metering of the product / bulk material 24, the product outlet opening 31 may be located at least once above the filling level 38. After completion of the filling, the closure tube 21 is lowered and closes the product outlet opening 31 by making contact with the closure 20. The connecting piece is pulled out of the bag. The gripper (s) 4 of the transport system 3, 4, 5 is or will now be moved counter to the Z direction (out of the bag) and tightens the opening area at the upper edge 25 of the previously opened bag. Another means of transport takes over the filled bag 8. By means of the closing device 14, the upper edge of the bag 25 is now closed. If necessary, it can be sucked out by the filter integrated in the closure tube 21 together with the dosing process. The required vacuum is introduced via the pipe 23. The integration of the filter in the closure tube allows a very compact design, which makes it possible to fill even relatively small bags. The suction of the air leads to a certain extent to a compression of the bulk material. As a result, a sack size appropriate to the product quantity can be selected.
Dieser Effekt der Produktverdichtung kann durch den zusätzlichen Einsatz von Vibrationserzeugern/ Klopfern 29 noch verstärkt werden. Hier ist es vorteilhaft, das Dosierrohr 2,21 mittels eines Vibrationserzeugers 29 in Schwingung zu versetzen, da es sich während der Befüllung zumindest mit Teilen seiner Mantelfläche innerhalb des Produktes befindet. Die Schwingungen werden vom Dosierrohr 2,21 an das Befüllgut 24 übertragen, in dem dann eine Verdichtung stattfindet. Ein weiterer Vorteil des „vibrierenden Dosierrohrs" 2,21 ist, dass die Bildung von Produktanhaftungen am Dosierrohr 2,21 dadurch weitgehend vermieden wird. Der Rüttler 29 könnte auch an der „Sackbodenunterstützungsvorrichtung" 34 angeordnet sein!This effect of product compaction can be enhanced by the additional use of vibration generators / beaters 29. It is advantageous here to set the dosing tube 2, 21 in vibration by means of a vibration generator 29, since it is located within the product at least with parts of its lateral surface during filling. The vibrations are transmitted from the dosing 2.21 to the filling material 24, in which then takes place a compression. A further advantage of the "vibrating metering tube" 2.21 is that the formation of product adhesions on the metering tube 2, 21 is thereby largely avoided. The vibrator 29 could also be arranged on the "bag bottom support device" 34!
Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Verfahrschlittens ist es, den Rahmen 5 mitsamt Stutzen 3, Transportmittel 4 sowie der Aufsaugung 16 auf Sensoren zu lagern. Die Sensoren senden ihr Signal an eine Wägeelektronik, welche letztendlich den Dosiervorgang steuert.A particularly advantageous embodiment of the carriage is the frame 5 together with the neck 3, transport 4 and the absorption 16 to sensors to store. The sensors send their signal to a weighing electronics, which ultimately controls the dosing process.
Zu erwähnen ist noch die Führung bzw. Stütze 6, die den Rahmen 5 und damit die Transportmittel 4 trägt. In dem Dosierorgan beziehungsweise Rohr 2 befindet sich eine Schnecke 7, mit der Befüllmaterial 24 aus dem Trichter 1 ohne große Staubbildung in den Sack 8 gefördert werden kann. Die verschiedenen Sensoren 26 (v. a. Wägesensoren beziehungsweise Wägezellen) deuten vorteilhafte Orte zum Anbringen solcher Sensoren an. Das Transportband 27 transportiert die befüllten Säcke (8). In der Umgebung desselben sind die Kontrollwaage 30 und der Vibrationserzeuger 29 angebracht.To mention is still the guide or support 6, which carries the frame 5 and thus the transport 4. In the metering or pipe 2 is a screw 7, can be promoted with the filling material 24 from the hopper 1 without much dust in the bag 8. The various sensors 26 (in particular weighing sensors or load cells) indicate advantageous locations for attaching such sensors. The conveyor belt 27 transports the filled bags (8). In the vicinity thereof, the checkweigher 30 and the vibration generator 29 are mounted.
Die Figuren 3 bis 5 zeigen den zeitlichen Verlauf des Sackgewichts bei drei Ausführungsbeispielen der Erfindung. In Bezug auf diese Figuren werden die Begriffe gebraucht, die vorstehend bereits in Bezug auf die Überwachung der Abfüllgeschwindigkeit g/t gebraucht wurden. Die Figuren 7 bis 9 zeigen dieselben Ausführungsbeispiele und benutzen die Begriffe, die vorstehend bereits in Bezug auf die Unterspiegelbefüllung bei gleichzeitiger Generierung von Messsignalen gebraucht werden. Diese Unterscheidung erhöht die Übersichtlichkeit und erleichtert die Unterscheidung zwischen erfindungsgemäßen und nicht erfindungsgemäßen Abfüllverfahren.Figures 3 to 5 show the time course of the bag weight in three embodiments of the invention. With respect to these figures, the terms previously used with respect to monitoring the filling rate g / t are used. FIGS. 7 to 9 show the same exemplary embodiments and use the terms that have already been used above with reference to the submirror filling with simultaneous generation of measuring signals. This distinction increases the clarity and facilitates the distinction between inventive and non-inventive filling method.
Die in Figur 2 enthaltenen Pfeile deuten folgende Größen an: vR = Relativgeschwindigkeit, vF Geschwindigkeit mit der der Füllgutstand relativ zum Sackboden 39 steigt, Asoii = Sollabstand zwischen Mündung 31 und Füllgutspiegel 38, AM = Mindestanstand zwischen Sackboden 39 und Mündung 31.The arrows contained in FIG. 2 indicate the following quantities: v R = relative speed, v F speed with which the filling material level rises relative to the bottom of the bag 39, Asoii = nominal distance between mouth 31 and product level 38, A M = minimum distance between bottom of bag 39 and mouth 31.
In Figur 3 ist der zeitliche Verlauf der Gewichtszunahme eines Sackes bei der Ausführung eines Sackbefüllungsverfahrens dargestellt. Auf der senkrechten Achse ist das Sackgewicht g und auf der waagrechten Achse die Zeit t aufgetragen. Mit der ersten Phase Pi der Sackbefüllung fallen in diesem Ausführungsbeispiel die Zeitspannen Z2 (volumetrische oder empirische Gewichtskontrolle oder Regelung) und Z3 (Unterspiegelbefüllung) zusammen. In dieser Phase Pi fallen also Störsignale bei der Gewichtskontrolle nicht auf, da die Gewichtssignale der Wägezellen 26 eben bei der hier volumetrischen oder empirischen Gewichtskontrolle ignoriert werden. Störsignale werden hier vor allem durch das Befüllorgan 2,21 hervorgerufen, dessen Füllgutaustrittsöffnung 31 sich ja in der Zeitspanne Z3, die hier mit der Phase 1 und Zeitspanne Z2 zusammenfällt, unterhalb des Befüllgutspiegels 38 befindet. In der Regel wird das Befüllorgan jedoch ganz zu Beginn der Befüllung oberhalb des Befüllgutspiegels 38 sein, da eben noch kein oder noch zu wenig Befüllgut im Sack 8 vorhanden ist. Diesem Umstand wird hier dadurch Rechnung getragen, dass die Zeitspanne Z3 eben nicht zum Zeitpunkt 0, sondern zum Zeitpunkt T2 beginnt.FIG. 3 shows the time course of the weight increase of a bag during the execution of a bag filling method. The bag weight g is plotted on the vertical axis and the time t on the horizontal axis. With the first phase Pi of the bag filling fall in this embodiment, the time periods Z 2 (volumetric or empirical weight control or regulation) and Z 3 (Unterspiegelbefüllung) together. In this phase Pi, interference signals do not therefore appear in the weight control since the weight signals of the weighing cells 26 are ignored precisely in the case of volumetric or empirical weight control. Interference signals are caused here mainly by the Befüllorgan 2,21 whose Füllgutaustrittsöffnung 31 is yes in the period Z 3 , which coincides here with the phase 1 and time Z 2 , below the Befüllgutspiegels 38 is located. As a rule, however, the filling element will be at the beginning of the filling above the filling material level 38, since there is still no or too little filling material in the bag 8. This circumstance is taken into account here by the fact that the time period Z 3 does not begin at time 0 but at time T 2 .
Mit dem Erreichen des Zeitpunktes Ti beginnt die Phase P2 der Sackbefüllung. In der Regel wird man bei diesem Ausführungsbeispiel diesen Zeitpunkt als erreicht ansehen, wenn man aufgrund der volumetrischen Messung oder Abschätzung des Sackgewichtes davon ausgehen kann, dass ein bestimmter Anteil Gi des Sacksollgewichtes Gsoii erreicht ist. Dieser Anteil kann 95 % sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel (nach Figur 3) ändern sich nun einige Parameter der Sackbefüllung: Das Sackgewicht wird tatsächlich über die Auswertung der Wägezellensignale überwacht und die Befüllung erfolgt, während sich das Befüllorgan 2,21 zur Gänze oberhalb des Befüllgutspiegels 38 befindet. Hierdurch wird die Güte der Gewichtsmessungen verbessert. Die Überwachung der Gewichtszunahme, um gegebenenfalls ein Alarmsignal bereitzustellen, wird bei diesem Ausführungsbeispiel während des ganzen Befüllvorgangs vorgenommen. Der Befüllvorgang endet, wenn das Sollgewicht Gsoii erreicht ist. Hier erfolgt die Beendigung automatisch durch die nicht gezeigte Steuervorrichtung, wenn die Wägezellen 26 die gewünschten Signale an die Steuervorrichtung melden. Die Abfüllgeschwindigkeit ist in Phase 2 niedriger als in Phase 1.When the time Ti is reached, the phase P 2 of the bag filling begins. As a rule, in this exemplary embodiment, this time will be regarded as having been attained if, on the basis of the volumetric measurement or estimation of the bag weight, it can be assumed that a certain proportion Gi of the bag target weight Gs o ii has been reached. This percentage can be 95%. In the present exemplary embodiment (according to FIG. 3), some parameters of the bag filling now change: the bag weight is actually monitored by the evaluation of the weighing cell signals and the filling takes place while the filling element 2, 21 is located entirely above the filling material level 38. This improves the quality of the weight measurements. The monitoring of the weight increase, in order to provide an alarm signal if necessary, is carried out during the entire filling process in this embodiment. The filling process ends when the target weight Gs o ii is reached. Here, the termination is performed automatically by the control device, not shown, when the load cells 26 report the desired signals to the control device. The filling rate is lower in Phase 2 than in Phase 1.
Eine andere Variante dieses Verfahrens wird in Figur 4 veranschaulicht. Es genügt an dieser Stelle, die Unterschiede zu dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zu nennen:Another variant of this method is illustrated in FIG. It suffices at this point to name the differences from the embodiment shown in FIG. 3:
Die Zeitspanne Z4, in der die Signale der Wägezellen auch zur Kontrolle/Regelung des Sackgewichts genutzt werden, dauert während des gesamten Befüllvorgangs an. Es findet keine volumetrische Gewichtskontrolle statt. Es ist vorteilhaft, wenn die Störsignale, die insbesondere während der Unterspiegelbefüllung (Z3) entstehen, durch Filter auf den Messsignalen beseitigt werden.The period Z 4 , in which the signals of the load cells are also used to control / regulate the bag weight, lasts during the entire filling process. There is no volumetric weight control. It is advantageous if the interference signals, which arise in particular during the submillar filling (Z 3 ), are eliminated by filters on the measuring signals.
In Figur 5 wird auf verschiedene Phasen des Abfüllprozesses verzichtet. Während des gesamten Abfüllprozesses wird das Gewicht des Sackes zur Gewichtskontrolle/- regelung verwendet (Zeitspanne Z4). Sobald genug Material im Sack ist, wird im Unterspiegelverfahren befüllt (Zeitspanne Z3). Eine Reduktion der Sackgeschwindigkeit erfolgt nicht. Diese Maßnahmen können unter anderem bei hohen Anforderungen an die Filterung gelöst werden.In FIG. 5, various phases of the filling process are dispensed with. Throughout the filling process, the weight of the bag is used for weight control (period Z 4 ). As soon as enough material is in the bag, it will be in the Submirror method filled (period Z 3 ). A reduction of the bag speed does not occur. These measures can be solved among other things with high demands on the filtering.
In Figur 6 zeigt, wie sich bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel die erste Ableitung des Gewichts nach der Zeit g/t während des Befüllvorgangs verhält. Sie ist konstant. Die geschweifte Klammer S gibt den Sollbereich an. Dieser muss nicht unbedingt symmetrisch um den Sollwert G/TSθιι verlaufen. Der Sollbereich S hat eine untere Su- und eine obere So-Grenze. Die Pfeile 36, 37 deuten an, dass der Wert g/t den Sollbereich verlassen kann, wenn ein Fehler auftritt. Ein Verlauf der Gewichtsänderung gemäß dem Pfeil 36 kann in Folge eines Sackrisses auftreten. Wenn der Sollbereich S verlassen wird, wird ein Alarm ausgelöst, der Maßnahmen des Maschinenpersonals und/oder der Steuervorrichtung auslösen kann.FIG. 6 shows how the first derivative of the weight after the time g / t behaves during the filling process in the exemplary embodiment shown in FIG. It is constant. The curly bracket S indicates the desired range. This does not necessarily have to be symmetrical about the desired value G / T Sθ ιι. The target range S has a lower Su and an upper So limit. The arrows 36, 37 indicate that the value g / t can leave the target range if an error occurs. A course of the weight change according to the arrow 36 can occur as a result of a blind crack. When the target area S is left, an alarm is triggered, which can trigger measures of the machine personnel and / or the control device.
Allgemein haben Tests gezeigt, dass noch weitere technische Merkmale in allen erfindungsgemäßen Vorrichtungen und/oder Verfahren vorteilhaft einsetzbar sind: a) Das Sollgewicht Gsoii sollte erreicht werden, während die Relativbewegung zwischen Sack 8 und Dosierorgan 2 noch andauert. Wie bereits mehrfach ausgeführt kann diese Relativbewegung durch eine Bewegung eines oder beider dieser beiden Elemente 2, 8 herbeigeführt werden. Es ist auch möglich, dass die Relativbewegung bereits unmittelbar nach dem Zeitpunkt verlangsamt oder beendet wird, an dem das letzte wirklich noch verwertete Messsignal der Wägezellen zustande kommt. Dieses kann vor dem Erreichen des Sollgewichtes sein, und die Zeitspanne zwischen diesem letzten Messsignal und dem Abbruch der Sackbefüllung bei Erreichen des Sollgewichts Gsoii kann aus der Kenntnis der Abfüllgeschwindigkeit allein durch Zeitmesssung und Berechnung gewonnen werden. Alternativ kommt wieder eine kurze volumetrische Messphase Z2 in Betracht. Wichtig ist, dass gerade die wichtigen letzten Messwerte der Wägezellen nicht durch das Abbrechen der Bewegung, die ja positive oder negative Beschleunigungen hervorruft, verfälscht werden. Schließlich ist die Gewichtsmessung nach der Formel F=gm eine Kraftmessung und die Kraft ist mit der Beschleunigung über das Grundgesetz der Mechanik F=ma verknüpft. Trotz dieser Ausführung erscheint es möglich, insbesondere bei einer Überspiegelbefüllung, auch oben eine Relativbewegung gut zu messen. b) Die Relativbewegung zwischen Sack 8 und Dosierorgan 2 sollte während der Befüllung gleichförmig sein. Alternativ ist es auch möglich, wenn zu Beginn des Befüllprozesses eine Beschleunigungsphase stattfindet. Wichtig ist, dass die Relativbewegung gleichförmig ist, während die Wägezellensignale zur Gewichtskontrolle ausgewertet werden (Zeitspanne Z4). Bei gleichförmigen Bewegungen treten eben keine Beschleunigungen des teilweise befüllten Sackes 8 auf, die die Gewichtsmessung verfälschen würden. Eine Alternative zu dieser Vorgehensweise besteht darin, die Relativgeschwindigkeit aufzuzeichnen, etwaige Beschleunigungen zu ermitteln und die durch diese Beschleunigungen entstehenden Fehler gemäß der Formel F=ma aus dem Messwert herauszurechnen. Hierzu sollte auch das augenblickliche Gewicht des Sackes bekannt sein.In general, tests have shown that even more technical features can be used advantageously in all devices and / or methods according to the invention: a) The target weight Gsoii should be achieved while the relative movement between bag 8 and metering device 2 is still ongoing. As already stated several times, this relative movement can be brought about by a movement of one or both of these two elements 2, 8. It is also possible for the relative movement to be slowed or stopped immediately after the time at which the last really still utilized measuring signal of the weighing cells is produced. This may be before reaching the target weight, and the time span between this last measurement signal and the termination of the bag filling upon reaching the target weight Gs o ii can be obtained from the knowledge of the filling speed alone by timing and calculation. Alternatively, a short volumetric measurement phase Z 2 is again considered. It is important that precisely the important last measured values of the load cells are not falsified by the cancellation of the movement, which indeed causes positive or negative accelerations. Finally, the weight measurement according to the formula F = gm is a force measurement and the force is linked to the acceleration via the fundamental law of mechanics F = ma. Despite this embodiment, it seems possible, especially in a Überspiegelbefüllung, well above a relative movement to measure well. b) The relative movement between bag 8 and metering 2 should be uniform during filling. Alternatively, it is also possible if an acceleration phase takes place at the beginning of the filling process. Importantly, the relative motion is uniform while the load cell signals are evaluated for weight control (time Z4). With uniform movements just no accelerations of the partially filled bag 8 occur, which would distort the weight measurement. An alternative to this procedure is to record the relative speed, to determine any accelerations and to calculate the errors resulting from these accelerations according to the formula F = ma from the measured value. For this purpose, the instantaneous weight of the bag should be known.
Figur 7 zeigt noch einmal dasselbe Ausführungsbeispiel wie Figur 3, verwendet aber ergänzend die in Bezug auf die Messung des Sackgewichtes während der Unterspiegelbefüllung eingeführten Begriffe. Die Phase Pu, in der im Unterspiegelverfahren befüllt wird ist gleichbedeutend mit der dritten Zeitspanne Z3. Dieser Zeitspanne geht hier die Phase PL voraus, in der die Mündung 31 des Befüllorgans 2 noch nicht unter dem Füllgutspiegel 38 liegt, da die Mündung 31 einen Mindestabstand AM über dem Sackboden 39 liegt und da noch nicht genug Gut im Sack 8 ist, um die Mündung 31 zu bedecken. In dieser Phase PL wird die Relativgeschwindigkeit vR zwischen Sack 8 und Dosierorgan 2 so eingestellt, dass sie langsamer ist als die Geschwindigkeit vF> mit der das Befüllgut im Sack steigt. vR kann hier auch Null sein. Daher „überholt" der Befüllgutspiegel 38 die Mündung 31, bis ein Sollabstand As0Ii zwischen Füllgutspiegel 38 und Mündung 31 erreicht ist. Ab diesem Zeitpunkt T2 werden die Geschwindigkeiten vR und vF angeglichen, so dass der Abstand AsOιι erhalten bleibt.FIG. 7 again shows the same exemplary embodiment as FIG. 3, but additionally uses the terms introduced in relation to the measurement of the bag weight during the submillar filling. The phase Pu, in which is filled in the sub-mirror process is equivalent to the third period Z 3 . This period is preceded here by the phase PL, in which the mouth 31 of the Befüllorgans 2 is not below the Füllgutspiegel 38, since the mouth 31 is a minimum distance A M above the bottom of the bag 39 and there is not enough good in the bag 8 to to cover the mouth 31. In this phase P L , the relative velocity v R between the sack 8 and metering member 2 is set so that it is slower than the speed v F> with which the filling material rises in the bag. v R can also be zero here. Therefore, the Befüllgutspiegel 38 "overtook" the mouth 31 until a desired distance As 0 Ii is reached between Füllgutspiegel 38 and mouth 31. From this time T 2 , the velocities v R and v F are equalized, so that the distance As O ιι remains ,
Wie erwähnt wird in der Phase Pu im Unterspiegelverfahren befüllt. Wie bereits zu Figur 3 ausgeführt werden jedoch die Gewichtsmesswerte hier nicht zur Kontrolle des Sackgewichts g verwendet. Allerdings werden in diesem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 7 die Wägezellensignale in der gesamten Zeitspanne Zi zur Kontrolle der Abfüllgeschwindigkeit g/t verwendet. Daher dauert die Phase PM, in der die Messwerte in beliebiger Form verwertet werden, während im Unterspiegelverfahren befüllt wird, zwischen den Zeitpunkten T2 und Ti also während der gesamten Unterspiegelbefüllung an. Der Überlapp zwischen den Zeitspannen PR und PL deutet an, dass in der Phase PL (verlangsamte Relativbewegung vR zwischen Sack 8 und Dosierorgan 2) noch immer eine Relativgeschwindigkeit größer Null vorhanden ist.As mentioned, is filled in the phase Pu in the sub-mirror process. However, as already explained with reference to FIG. 3, the weight measurements are not used to control the bag weight g. However, in this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 7, the load cell signals are used to control the filling speed g / t in the entire period Zi. Therefore, the phase PM, in which the measured values are utilized in any desired form while being filled in the submirror process, thus lasts between the times T 2 and Ti during the entire submirror filling. The overlap between the periods PR and P L indicates that there is still a relative velocity greater than zero in the phase P L (slowed relative movement v R between the sack 8 and the metering element 2).
In Figur 8, in der noch einmal das bereits in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel dargestellt wird, ist kein solcher Überlapp zwischen den Zeitspannen PR und PL vorhanden. Hier ist die Relativgeschwindigkeit vR in der Zeitspanne PL Null. Die Messsignale werden während des gesamten Befüllprozesses zur Gewichtskontrolle und zur Überwachung von Abfüllfehlern verwendet, so dass die Phase PM wieder während der gesamten Unterspiegelbefüllung andauert. Dies gilt auch mit Blick auf das in den Figuren 5 und 9 dargestellte Ausführungsbeispiel. In Figure 8, in which again the embodiment already shown in Figure 4 is shown, no such overlap between the periods P R and P L is present. Here, the relative velocity v R in the period P L is zero. The measurement signals are used during the entire filling process for weight control and monitoring of filling errors, so that the phase PM lasts again during the entire sub-level filling. This also applies with regard to the embodiment shown in Figures 5 and 9.

Claims

Sackabfüllverfahren an einer Form-, FiII- und Seal-MaschinePatentansprüche Sack filling method on a Form, FiII and Seal machine patent claims
1. Verfahren zum Herstellen, Befüllen mit staubigem oder körnigem Füllgut und Schließen eines Sackes, bei dem zumindest folgende Maßnahmen vorkommen:1. A method for producing, filling with dusty or granular medium and closing a bag, wherein at least the following occur:
- die Befüllung eines Sackes (8) mit einem Befüllorgan (2),- The filling of a bag (8) with a filling member (2),
- die Relativbewegung zwischen dem Befüllorgan und dem Sack während der Befüllung des Sackes,the relative movement between the filling member and the bag during the filling of the bag,
- ein zumindest zeitweiliges Eintauchen von Teilen des Befüllorgans (2) unter den Befüllgutspiegel (38) während einer ersten Phase (Pu), die während der Befüllung des Sackes liegt,an at least temporary immersion of parts of the filling member (2) under the filling material level (38) during a first phase (Pu), which is during the filling of the bag,
- ein zumindest zeitweiliges Befinden der Austrittsöffnung des Befüllorgans über dem Befüllgutspiegel (38) während der Phase (P2)an at least temporary condition of the outlet opening of the filling member above the filling material level (38) during the phase (P 2 )
- wobei die Wägezellen (26) zumindest während einer zweiten Phase (PM), die zumindest Teile der ersten Phase (Pu) umfasst, Messsignale liefern,wherein the weighing cells (26) supply measuring signals at least during a second phase (PM), which comprises at least parts of the first phase (Pu),
- und dass diese Signale von der Steuereinrichtung zur Kontrolle und/oder Regelung des Abfüllvorganges genutzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfüllgeschwindigkeit des Füllgutes in der Phase (P2) niedriger ist als in der- And that these signals are used by the control device for controlling and / or regulating the filling process, characterized in that the filling speed of the filling material in the phase (P 2 ) is lower than in the
Phase (Pu).Phase (Pu).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung die Signale, die die Wägezellen (26) insbesondere wäh- rend der zweiten Phase (PM) liefern, einer Filterung unterzieht.2. The method according to claim 1, characterized in that the control device, the signals that the load cells (26) in particular currency deliver the second phase (P M ), subjected to a filtering.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Filterung höherfrequenter Signale beseitigt werden.3. The method according to claim 2, characterized in that are eliminated in the filtering of higher-frequency signals.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während einer dritten Zeitspanne (PR), die zumindest Teile der zweiten Zeitspanne (PM) umfasst, eine Relativbewegung (vR) zwischen Sack- (8) und Dosierorgan (2) stattfindet.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least during a third period of time (PR), which comprises at least parts of the second period (P M ), a relative movement (v R ) between the bag (8) and dosing (2 ) takes place.
5. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung (vR) zumindest zeitweise eine gleichförmige Bewegung ist.5. The method according to the preceding claim, characterized in that the relative movement (v R ) at least temporarily a uniform movement.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Messwerte der Wägezellen (26) zumindest auf eine oder lediglich auf eine der folgenden Weisen nutzt:6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the control device uses the measured values of the weighing cells (26) in at least one of or only one of the following ways:
- als Messwerte zur Überwachung beziehungsweise Regelung des Gewichts- as measured values for monitoring or regulating the weight
(9).(9).
- als Messwerte der Gewichtszunahme (g/t) zur Erkennung eines Fehlers im- as measures of weight gain (g / t) for the detection of an error in
Abfüllprozess,Filling process,
- als erste Ableitung der Gewichtszunahme nach der Zeit (g/t2).- as the first derivative of weight gain after the time (g / t 2 ).
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Relativbewegung zwischen Sack (8) und Dosierorgan (2) und die Befüllung folgendermaßen steuert:7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the control device controls the relative movement between the bag (8) and dosing (2) and the filling as follows:
- der Abstand zwischen der Mündung (31) des Befüllorgans (2) und dem Sackboden (39) wird auf einen Mindestabstand (AM) eingestellt,- the distance between the mouth (31) of the Befüllorgans (2) and the bag bottom (39) is set to a minimum distance (AM),
- die Sackbefüllung beginnt, wobei Befüllgut durch die Mündung (31) des Be- füllorgans (2) in den Sack (8) strömt,- The bag filling begins, with filling material through the mouth (31) of the loading Filling organ (2) flows into the bag (8),
- der Befüllgutspiegel steigt, wobei entweder keine Steigerung des Abstandes zwischen der Mündung (31) und dem Sackboden (39) durch eine Relativbewegung vorgenommen wird oder diese Relativbewegung langsamer ist als die Geschwindigkeit (VF), mit der der Füllgutpegel (38) steigt,the filling material level rises, whereby either no increase in the distance between the mouth (31) and the bottom of the bag (39) is made by a relative movement or this relative movement is slower than the speed (VF) with which the filling level (38) rises,
- ein Beginn oder eine Steigerung der Geschwindigkeit (vR) der Relativbewegung, zu einem Zeitpunkt nachdem der Füllgutpegel (38) über der Mündung (31) liegt.- A beginning or increasing the speed (v R ) of the relative movement, at a time after the Füllgutpegel (38) over the mouth (31).
8. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn oder die Steigerung der Geschwindigkeit der Relativbewegung (vR) vorgenommen wird, nachdem der Füllgutstand (38) über der Mündung (31) liegt, wenn ein Sollabstand (ASOII) zwischen der Mündung (31) und dem Füllgutstand (38) erreicht ist.8. The method according to the preceding claim, characterized in that the beginning or the increase in the speed of the relative movement (vR) is carried out after the Füllgutstand (38) over the mouth (31), when a desired distance (A SO II) between the mouth (31) and the Füllgutstand (38) is reached.
9. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen des Sollabstandes (ASθιι) mit einem der folgenden Verfahren verifiziert wird:9. The method according to the preceding claim, characterized in that the achievement of the desired distance (A Sθ ιι) is verified by one of the following methods:
- einer Gewichtsmessung (g) durch die Auswertung von Wägezellensignalen- A weight measurement (g) by the evaluation of load cell signals
- einer Messung der Abfüllgeschwindigkeit (g/t)- a measurement of the filling speed (g / t)
- eine Messung mit einem optischen Sensor- a measurement with an optical sensor
- eine volumetrische Messung- a volumetric measurement
10. Verfahren nach einem der drei vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit (vR) der Relativbewegung und die Geschwindigkeit (vF), mit der der Füllgutstand (38) steigt, einander angeglichen werden.10. The method according to any one of the three preceding claims, characterized in that the speed (v R ) of the relative movement and the speed (v F ) with which the Füllgutstand (38) increases, are aligned.
11. FFS-Maschine zur Durchführung eines Verfahrens nach den vorstehenden Ansprüchen. 11. FFS machine for carrying out a method according to the preceding claims.
12. Datenset zur Beaufschlagung der Steuervorrichtung einer geeigneten FFS- Maschine mit Steuerbefehlen beziehungsweise Softwarebestandteilen zur Durchführung zumindest eines der Verfahren nach den vorstehenden Ansprüchen. 12. Data set for acting on the control device of a suitable FFS machine with control commands or software components for carrying out at least one of the methods according to the preceding claims.
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