EP2647592A1 - Verfahren zur Steuerung eines Füllers - Google Patents

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EP2647592A1
EP2647592A1 EP13162180.7A EP13162180A EP2647592A1 EP 2647592 A1 EP2647592 A1 EP 2647592A1 EP 13162180 A EP13162180 A EP 13162180A EP 2647592 A1 EP2647592 A1 EP 2647592A1
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EP
European Patent Office
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filling
sensor
defective
filling member
subsequent
Prior art date
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Application number
EP13162180.7A
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English (en)
French (fr)
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EP2647592B1 (de
Inventor
Florian Angerer
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.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Priority to SI201330003T priority Critical patent/SI2647592T1/sl
Publication of EP2647592A1 publication Critical patent/EP2647592A1/de
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Publication of EP2647592B1 publication Critical patent/EP2647592B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves
    • B67C3/287—Flow-control devices, e.g. using valves related to flow control using predetermined or real-time calculated parameters
    • B67C3/288—Flow-control devices, e.g. using valves related to flow control using predetermined or real-time calculated parameters using leader-follower controls
    • 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
    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/26—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled
    • B65B3/30—Methods or devices for controlling the quantity of the material fed or filled by volumetric measurement

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a filler for filling containers with liquid contents, preferably for controlling a rotary filler for filling beverage containers with beverages.
  • the known fillers typically comprise filling members, through which the liquid filling material passes into the respective containers to be filled.
  • the respective filling process is usually started at a predetermined machine position, namely at the beginning of the filling angle, and is terminated when a predetermined end condition is reached.
  • the final condition for the filling process can be, for example, a filling quantity to be achieved, a filling weight to be achieved or a filling level to be achieved in the respective container.
  • the achievement of this end condition is monitored by means of a corresponding filling sensor. If the end condition is not reached until reaching the end of the filling angle, then the filling process is inevitably terminated when the end of the filling angle is reached.
  • the filling member can provide different flow rates, which are controlled according to a predetermined scheme. For example, a lower flow may be provided at the beginning of the filling process to avoid excessive foaming. In an intermediate phase then a maximum flow can be provided in order to achieve a rapid filling of the container. At the end of the filling process, in turn, a reduced flow rate can be provided in order to allow an exact filling of the container and a trouble-free reaching of the final condition.
  • the filling sensor for determining the presence of the end condition is, for example, as a flow sensor for determining the flow rate of the liquid filling material through the filling element, as a weight sensor or load cell for determining the filling weight of the liquid filling material in the container, as backflow sensor in a pitot tube or as a short-circuit sensor on a probe for Determining a predetermined filling level in a container, or designed as a volume sensor for determining the introduced into the container filling volume.
  • the filling member Upon reaching the predetermined volume, the predetermined amount, the predetermined weight and / or the predetermined filling level, the filling member is closed accordingly and the filling process for this container finished.
  • a disadvantage of this known method is that in order to obtain a measurement of the filling time of the intact filling member, at least one revolution of the filler must be passed through. Accordingly, when a defect of a filling sensor occurs, at least two misfed containers are produced, namely a first misfolded, overfilled container, which in the first instance indicates the defect of the filling sensor, and a second misfolded container, which is either overfilled or underfilled when the filling member is switched off accordingly is while determining the fill time of a filler with intact fill sensor.
  • the filler has at least two controllable filling elements, each with at least one filling sensor.
  • the filling sensors By means of the filling sensors, the filling end of the respective filling member is controlled.
  • a first filling member is controlled in the event of a defect of its filling sensor synchronously with a subsequent second filling member.
  • the subsequent filling member which takes over the control of the preceding filling member with the defective filling sensor, can either be a filling member with an intact filling sensor, or else a filling member, which likewise has a defective filling sensor. In the latter case, this filling member with defective filling sensor is then in turn synchronized with a subsequent filling member with intact filling sensor. Accordingly, a cascading of filling organs with defective filling sensor is possible and these cascaded filling elements with defective filling sensor are then operated synchronously to a single subsequent filling member with intact filling sensor.
  • a filling member with an intact filling sensor activates at least one filling element located in front of it with a defective filling sensor.
  • the conditions in the filler are correspondingly substantially identical for the filling members operated synchronously with one another.
  • the level in the overlying storage tank, in which the liquid product is received, for the synchronously controlled filling members almost identical, so that the liquid column acting on the individual Grein is equal. Therefore, it can be assumed that in the at least one filling member with defective filling sensor, a similar filling performance is achieved, as in the subsequent filling member with intact filling sensor.
  • the filling member with the defective filling sensor immediately after detection of the defect of the filling sensor again participate in the filling, so that preferably only a single misfolded container, namely a container overfilled by the defect of the filling sensor, which serves to detect the Browns is produced. Thereafter, it can be changed immediately to the method proposed here and the filling member with the defective filling sensor are controlled synchronously to the subsequent filling member.
  • a particularly precise control can be achieved by controlling the first filling member with the defective filling sensor synchronously with the immediately following second filling member.
  • the fact that the immediately following filling member is used for synchronous control of the filling member with defective filling sensor only a small portion of the filling angle can not be used for the first filling member with the defective filling sensor, namely an area corresponding to the machine pitch.
  • a complete filling of the container can also be achieved on the first filling member with the defective filling sensor, even if the filling process does not start directly at the beginning of the filling angle.
  • the filling conditions for two directly adjacent filling members are substantially equal, so that an exact filling can be achieved.
  • the filling member with the defective filling sensor both with respect to the beginning of the filling process, as well as with respect to the filling end of the filling in synchronism with the subsequent filling member is controlled. This eliminates a separate control of the filling process of the filling with the defective filling sensor completely, so that the control can be greatly simplified.
  • a filling member with defective filling sensor in addition to the synchronous control of the filling process via the subsequent filling member, further controlled by control commands from a central filler control.
  • other control commands which are not dependent on the data of the defective filling sensor, continue to be performed by the filling member.
  • only the opening and closing commands are transmitted from the subsequent filling member, and all other control commands, which are also present for all other filling organs, are taken over by the central controller.
  • the presence of the defect of the filling sensor of a filling member is preferably detected by a central filler control, which communicates, for example, with a container inspector to identify misfolded containers.
  • the central filler control automatically controls the filling member with the defective filling sensor synchronously with the subsequent filling member.
  • control of the filling member with the defective filling sensor can be selected manually in synchronism with the subsequent filling member when a plant operator has detected a defect of a filling sensor of a filling member.
  • FIG. 1 shows a filler A in the form of a rotary filler, which along its circumference in pockets B corresponding to be filled container C receives.
  • the container to be filled C are transported accordingly.
  • the containers C for example, in the first treatment angle, which in the FIG. 1 is denoted by I, fed and the respective filling members are placed over the respective container in a filling position.
  • the filling elements are located above the respective containers C and are designated in the figures by the numbers 1, 2, 30 and 31.
  • a load cell located below the container is typically used to detect the respective filling end. This load cell can swing out at the treatment angle I and so calm down that the filling process can be reliably monitored.
  • a predetermined filling level can also be determined by means of a probe in the case of a free-jet filling valve, or a target volume can be used as a condition for ending the filling process by means of a flowmeter or a volume sensor.
  • the pressing of the filling member to the container C can be carried out at the treatment angle I.
  • the liquid filling material can now be filled into the respective container C via the corresponding filling member.
  • the corresponding filling member is opened, to start the filling process.
  • the filling member is closed again when the corresponding filling sensor for determining the filling end, so for example a load cell, a flow meter, a volume meter, a pitot tube, or a short-circuit probe, the reaching of the predetermined end condition signals, so for example if the predetermined filling volume, the predetermined filling weight , the predetermined amount of the liquid contents or the predetermined level in the respective container C is reached.
  • the filling member is typically opened only reduced at the beginning of the filling process in order to prevent excessive foaming in the container C, depending on the liquid contents to be filled. Thereafter, the filler can be fully opened to assist a quick filling. At the end of the filling process, the filling speed is then preferably reduced again in order to allow an exact achievement of the end condition.
  • the filling member is closed in each case to allow the subsequent discharge of the filled containers.
  • this filling member is switched to emergency operation. Accordingly, this filling member 1 is now controlled synchronously with the defective filling sensor via the subsequent filling member 2. In other words, the respective filling elements 1 and 2 now move synchronously with each other.
  • the defective filling member 1 does not already open at the beginning of the filling phase, namely at the machine position a), but only when the subsequent filling member 2, which has an intact filling sensor, has reached the position a).
  • the two filling elements 1 and 2 then open synchronously. Accordingly, the filling member 1 with the defective filling sensor loses part of the filling angle II, which in the example shown, however, has only the order of magnitude of a machine pitch.
  • phases of the filling process for example, phases of a reduced volume flow and phases of an increased volume flow, are accordingly synchronized by the filling member 1 with the defective filling sensor and identical to the subsequent filling member 2.
  • the switchover from normal operation to emergency operation according to the method according to the invention can take place immediately when the defect of the filling sensor of the filling member 1 has been detected.
  • the switching can be performed automatically, for example, by the central filler control, or manually.
  • the subsequent filling member 2 is used to control the immediately preceding filling member 1 with defective filling sensor, it can further be ensured that the filling is substantially completed by the end of the filling angle II and that arranged below the filling member 1 container C accordingly all Phases of filling has gone through, which has also passed through the subsequent filling member 2. If the filling process for the subsequent filling element 2 is terminated only at the end of the filling angle at the machine position b), then only a slight underfilling of the container C takes place at the filling element 1 having the defective filling sensor, since only one machine division of filling time is lost here.
  • the filling process will be completed before the end of the filling angle II at the machine position b), so that even before the Golforgan 2 filling member 1 when reaching the end of the filling angle II at the machine position b) already made a complete filling of the container C. Has.
  • FIG. 2 shows the filler A in a further operating state in which within the fill angle II other fill sensors adjacent filling organs have failed.
  • the filling sensors of the filling members 31, 30 and 1 have failed.
  • a synchronous control of the individual filling members 31, 30 and 1 with the defective filling sensors is preferably carried out by the respectively following filling member.
  • the individual defective filling members 31, 30 and 1 are cascaded such that first the filling member 1 with the defective filling sensor is controlled synchronously with the subsequent filling member 2 with an intact filling sensor.
  • the filling member 30 with the defective filling sensor is driven to the subsequent filling member 1 (with defective filling sensor), which-as just described-is operated synchronously with the subsequent filling member 2.
  • the filling member 31 is operated with defective filling sensor synchronous to the subsequent filling member 30 (also with defective filling sensor). In other words, the filling members 1, 2, 30 and 31 open and close synchronously in this process state.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Füllers (A) zum Befüllen von Behältern (C) mit flüssigem Füllgut, wobei der Füller mindestens zwei steuerbare Füllorgane (1, 2, 30, 31) mit jeweils mindestens einem Füllsensor aufweist, und wobei mittels der Füllsensoren das Füllende des jeweiligen Füllorgans gesteuert wird. Erfindungsgemäß wird ein erstes Füllorgan (1) bei einem Defekt seines Füllsensors synchron zu einem nachfolgenden zweiten Füllorgan (2) gesteuert.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Füllers zum Befüllen von Behältern mit flüssigem Füllgut, bevorzugt zur Steuerung eines Rundläuferfüllers zum Befüllen von Getränkebehältern mit Getränken.
    • Stand der Technik
  • Füller und insbesondere Rundläuferfüller zum Abfüllen von flüssigem Füllgut in Behälter sind aus dem Stand der Technik wohlbekannt. Die bekannten Füller umfassen dabei typischerweise Füllorgane, durch welche hindurch das flüssige Füllgut in die jeweiligen zu befüllenden Behälter gelangt. Der jeweilige Füllvorgang wird dabei üblicher Weise an einer vorgegebenen Maschinenposition gestartet, nämlich zu Beginn des Füllwinkels, und wird bei Erreichen einer vorgegebenen Endbedingung wieder beendet. Die Endbedingung für den Füllvorgang kann beispielsweise eine zu erreichende Füllmenge, ein zu erreichendes Füllgewicht oder eine zu erreichende Füllhöhe in dem jeweiligen Behälter sein. Das Erreichen dieser Endbedingung wird mittels eines entsprechenden Füllsensors überwacht. Wird bis zum Erreichen des Endes des Füllwinkels die Endbedingung nicht erreicht, so wird der Füllvorgang bei Erreichen des Endes des Füllwinkels zwangsläufig beendet.
  • Während des eigentlichen Füllvorganges kann das Füllorgan unterschiedliche Durchflussmengen bereitstellen, welche nach einem vorgegebenen Schema gesteuert werden. Beispielsweise kann zu Beginn des Füllvorganges ein geringerer Durchfluss bereitgestellt werden, um eine übermäßige Schaumbildung zu vermeiden. In einer Zwischenphase kann dann ein maximaler Durchfluss bereitgestellt werden, um eine schnelle Befüllung des Behälters zu erreichen. Zum Ende des Füllvorganges hin kann wiederum eine verringerte Durchflussmenge bereitgestellt werden, um ein exaktes Befüllen des Behälters und ein problemloses Erreichen der Endbedingung zu ermöglichen. Der Füllsensor zur Ermittlung des Vorliegens der Endbedingung ist beispielsweise als Durchflusssensor zur Bestimmung der Durchflussmenge des flüssigen Füllgutes durch das Füllorgan, als Gewichtssensor oder Wiegezelle zur Bestimmung des Füllgewichtes des flüssigen Füllgutes in dem Behälter, als Rückstausensor in einem Staurohr oder als Kurzschlussensor an einer Sonde zur Bestimmung einer vorgegebenen Füllhöhe in einem Behälter, oder als Volumensensor zur Bestimmung des in den Behälter eingebrachten Füllvolumens ausgebildet. Bei Erreichen des vorgegebenen Volumens, der vorgegebenen Menge, des vorgegebenen Gewichtes und/oder der vorgegebenen Füllhöhe wird das Füllorgan entsprechend geschlossen und der Füllvorgang für diesen Behälter beendet.
  • Wenn ein solcher Füllsensor zur Bestimmung des Füllendes eines Füllorgans in einem Füller ausfällt, kann das Füllende nicht mehr korrekt bestimmt werden. Das Resultat ist ein überfüllter Behälter, da das Füllorgan erst am Ende des Füllwinkels, also zu einem durch die Maschinenposition bestimmten Zeitpunkt, abschaltet - unabhängig vom eigentlichen Füllzustand des Behälters. Die entsprechend überfüllte Flasche wird als Fehlfüllung erkannt und muss aus dem System ausgeschleust werden. Im Prinzip wird in jeder Füllerrunde bei einem Rundläuferfüller ein solcher überfüllter Behälter produziert, so dass hier eine deutliche Leistungseinbuße stattfindet. Gleichzeitig kann eine erhöhte Verschmutzung des Füllers durch ein Überlaufen des jeweiligen überfüllten Behälters auftreten.
  • In den bisher bekannten Füllverfahren behilft man sich bei einem Defekt eines Füllsensors damit, dass das betroffene Füllorgan vollständig abgeschaltet wird. Auf diese Weise wird die Erzeugung überfüllter Behälter vermieden. Aus der Abschaltung des betroffenen Füllorgans ergibt sich aber ein Verlust an Füllleistung, da mit jedem abgeschalteten Füllorgan Füllleistung verloren geht. Weiterhin wird bei der Abschaltung des betroffenen Füllorgans in jeder Füllerrunde pro abgeschaltetem Füllorgan ein leerer Behälter erzeugt, welcher im nachfolgenden Qualitätssicherungsprozess dann ebenfalls ausgeschleust werden muss.
  • Aus der DE 10 2006 029 490 B4 ist es bekannt, die von einem intaktem Füllsensor benötigte Füllzeit zu messen und ein Füllorgan mit einem defekten Füllsensor auf Grundlage dieser gemessenen Füllzeit anzusteuern. Auf diese Weise kann das Füllorgan mit dem defekten Füllsensor weiter betrieben werden, indem es die gemessene Füllzeit eines intakten Füllorgans verwendet. Dazu muss das Ventilöffnungssignal für das defekte Füllorgan verzögert werden, um zum gewünschten Maschinenwinkel bzw. zur gewünschten Position innerhalb des Füllers ein Öffnen und Schließen des defekten Füllorgans zu erreichen.
  • Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist, dass, um eine Messung der Füllzeit des intakten Füllorgans zu erhalten, mindestens eine Umdrehung des Füllers durchlaufen werden muss. Entsprechend werden bei Auftreten eines Defektes eines Füllsensors mindestens zwei fehlgefüllte Behälter produziert, nämlich ein erster fehlgefüllter, überfüllter Behälter, welcher überhaupt erst auf den Defekt des Füllsensors schließen lässt, und ein zweiter fehlgefüllter Behälter, welcher entweder ebenfalls überfüllt ist oder bei entsprechend abgeschaltetem Füllorgan unterfüllt ist, während die Füllzeit eines Füllorgans mit intaktem Füllsensor ermittelt wird.
    • Darstellung der Erfindung
  • Ausgehend von dem genannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zum Steuern eines Füllers zum Befüllen von Behältern mit flüssigem Füllgut anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Entsprechend weist der Füller in dem Verfahren zur Steuerung eines Füllers zum Befüllen von Behältern mit flüssigem Füllgut mindestens zwei steuerbare Füllorgane mit jeweils mindestens einem Füllsensor auf. Mittels der Füllsensoren wird das Füllende des jeweiligen Füllorgans gesteuert. Erfindungsgemäß wird ein erstes Füllorgan bei einem Defekt seines Füllsensors synchron zu einem nachfolgenden zweiten Füllorgan gesteuert.
  • Dadurch, dass bei einem Defekt eines Füllsensors eines ersten Füllorgans die Steuerung des Füllorgans von einem nachfolgenden zweiten Füllorgan übernommen wird, werden die beiden Füllorgane entsprechend synchron zueinander betrieben. Dabei öffnet das erste Füllorgan, welches den defekten Füllsensor umfasst, genau dann, wenn das zweite Füllorgan öffnet. Analog schließen beide Füllorgane auch synchron. Auch die möglichen anderen, zwischengeschalteten Steuerphasen des zweiten Füllorgans, beispielsweise Phasen unterschiedlicher Durchflussmengen, werden synchron von dem ersten Füllorgan, welches den defekten Füllsensor aufweist, ausgeführt. Das nachfolgende Füllorgan, welches die Steuerung des davor liegenden Füllorgans mit dem defekten Füllsensor übernimmt, kann entweder ein Füllorgan mit intaktem Füllsensor sein, oder aber ein Füllorgan, welches ebenfalls einen defekten Füllsensor aufweist. Im letzteren Falle wird dieses Füllorgan mit defektem Füllsensor dann seinerseits mit einem nachfolgenden Füllorgan mit intaktem Füllsensor synchronisiert. Entsprechend ist eine Kaskadierung von Füllorganen mit defektem Füllsensor möglich und diese kaskadierten Füllorgane mit defektem Füllsensor werden dann zu einem einzelnen nachfolgenden Füllorgan mit intaktem Füllsensor synchron betrieben.
  • Auf diese Weise kann erreicht werden, dass innerhalb der gleichen Maschinenumdrehung ein Füllorgan mit intaktem Füllsensor mindestens ein vor diesem liegendes Füllorgan mit defektem Füllsensor ansteuert. Die Bedingungen im Füller sind entsprechend für die synchron zueinander betriebenen Füllorgane im Wesentlichen identisch. Insbesondere ist der Pegel im darüber liegenden Vorratskessel, in welchem das flüssige Füllgut aufgenommen ist, für die synchron zueinander gesteuerten Füllorgane nahezu identisch, so dass auch die auf die einzelnen Füllorgane wirkende Flüssigkeitssäule gleich ist. Daher kann davon ausgegangen werden, dass in dem mindestens einen Füllorgan mit defektem Füllsensor eine ähnliche Abfüllleistung erreicht wird, wie in dem nachfolgenden Füllorgan mit intaktem Füllsensor.
  • Damit kann das Füllorgan mit dem defekten Füllsensor unmittelbar nach Feststellung des Defekts des Füllsensors wieder am Füllvorgang teilnehmen, so dass bevorzugt lediglich ein einziger fehlgefüllter Behälter, nämlich ein durch den Defekt des Füllsensors überfüllter Behälter, welcher zur Detektion des Füllsensorfehlers dient, produziert wird. Danach kann sofort auf das hier vorgeschlagene Verfahren umgestellt werden und das Füllorgan mit dem defekten Füllsensor synchron zu dem nachfolgenden Füllorgan gesteuert werden.
  • Durch die synchrone Steuerung des Füllorgans mit defektem Füllsensor mittels eines nachfolgenden Füllorgans kann auch eine deutlich vereinfachte Steuerung erreicht werden, welche unmittelbar nach Feststellung des Defekts des Füllsensors eingesetzt werden kann. Weder eine Zeitnahme noch eine Berechnung von Verzögerungen oder die Anwendung von Umrechnungsfaktoren sind notwendig, es wird lediglich die Steuerung des nachfolgenden Füllorgans synchron und identisch auf das Füllorgan mit defektem Füllsensor angewendet.
  • Durch die Steuerung des Füllorgans mit dem defekten Füllsensor synchron zu dem nachfolgenden Füllorgan kann auch auf aufwendige Berechnungsschritte verzichtet werden. Die Steuersignale des nachfolgenden Füllorgans müssen lediglich direkt zur Steuerung des Füllorgans mit dem defekten Füllsensor verwendet werden. Auf diese Weise ist eine sehr einfache Steuerung im Notbetrieb möglich, welche auch auf eine einfache und kostengünstige Weise implementiert werden kann.
  • Eine besonders genaue Steuerung kann dadurch erreicht werden, dass das erste Füllorgan mit dem defekten Füllsensor synchron zu dem unmittelbar nachfolgenden zweiten Füllorgan gesteuert wird. Dadurch, dass das unmittelbar nachfolgende Füllorgan zur synchronen Steuerung des Füllorgans mit defektem Füllsensor verwendet wird, kann für das erste Füllorgan mit dem defekten Füllsensor nur ein kleiner Bereich des Füllwinkels nicht genutzt werden, nämlich ein Bereich entsprechend der Maschinenteilung. Damit kann eine vollständige Befüllung des Behälters auch an dem ersten Füllorgan mit dem defekten Füllsensor erreicht werden, auch wenn der Füllvorgang nicht direkt zu Beginn des Füllwinkels beginnt. Dies wäre beispielsweise bei der Verwendung eines deutlich von dem Füllorgan mit defektem Füllsensor entfernten Füllorgans mit intaktem Füllsensor nicht unmittelbar sichergestellt, da das defekte Füllorgan dann bereits aus dem vorgegebenen maximalen Füllwinkel herauslaufen könnte, bevor der Füllvorgang in dem Füllorgan mit intaktem Füllsensor abgeschlossen wäre.
  • Außerdem sind die Abfüllbedingungen für zwei direkt nebeneinander liegende Füllorgane im Wesentlichen gleich, so dass ein exaktes Abfüllen erreicht werden kann.
  • Auch beim Vorliegen von mindestens zwei aufeinander folgenden Füllorganen mit jeweils defekten Füllsensoren können diese synchron zu einem nachfolgenden Füllorgan mit intaktem Füllsensor gesteuert werden, bevorzugt synchron zu einem unmittelbar nachfolgenden Füllorgan. Entsprechend werden hier mindestens drei Füllorgane synchron zueinander gesteuert.
  • Durch eine solche Kaskadierung von mindestens zwei Füllorganen mit defektem Füllsensor in Synchronisation mit einem nachfolgenden Füllorgan mit intaktem Füllsensor kann auch bei Ausfällen von mehreren Füllsensoren ein Betrieb des Füllers bei voller Leistung aufrechterhalten werden. Vorteilhaft auch an dieser Ausprägung der Erfindung ist, dass der entsprechende Notbetrieb direkt nach Feststellen des Defektes der Füllsensoren eingeschaltet werden kann und auf diese Weise nur ein geringer Leistungsverlust für die Detektion des eigentlichen Defektes des Füllsensors auftritt, danach der Füller aber wieder mit voller Leistung betrieben werden kann.
  • Es ist besonders bevorzugt, dass das Füllorgan mit dem defekten Füllsensor sowohl bezüglich des Beginns des Füllvorganges, als auch bezüglich des Füllendes des Füllvorganges synchron zu dem nachfolgenden Füllorgan gesteuert wird. Damit entfällt eine eigene Steuerung des Füllvorganges des Füllorgans mit dem defekten Füllsensor vollkommen, so dass die Steuerung sehr vereinfacht werden kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Variante wird ein Füllorgan mit defektem Füllsensor, neben der synchronen Steuerung des Füllvorganges über das nachfolgende Füllorgan, weiterhin auch über Steuerbefehle von einer zentralen Füllersteuerung gesteuert. Damit können andere Steuerbefehle, welche auf die Daten des defekten Füllsensors nicht angewiesen sind, von dem Füllorgan weiterhin ausgeführt werden. Mit anderen Worten werden lediglich die Öffnungs- und Schließbefehle von dem nachfolgenden Füllorgan übertragen, und sämtliche andere Steuerbefehle, welche auch für alle anderen Füllorgane vorliegen, werden von der zentralen Steuerung übernommen.
  • Das Vorliegen des Defektes des Füllsensors eines Füllorgans wird bevorzugt von einer zentralen Füllersteuerung detektiert, wobei diese beispielsweise mit einem Behälterinspektor kommuniziert, um fehlgefüllte Behälter zu identifizieren. In einer bevorzugten Variante steuert die zentrale Füllersteuerung das Füllorgan mit dem defekten Füllsensor automatisch synchron mit dem nachfolgenden Füllorgan an. Damit kann eine automatische Umschaltung für das Füllorgan mit dem defekten Füllsensor auf den Notbetrieb erfolgen, so dass ein Eingriff von außen nicht notwendig wird.
  • In einer Alternative kann die Steuerung des Füllorgans mit dem defekten Füllsensor synchron zu dem nachfolgenden Füllorgan manuell ausgewählt werden, wenn ein Anlagenbediener einen Defekt eines Füllsensors eines Füllorgans detektiert hat.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    schematisch eine Draufsicht auf einen Rundläuferfüller gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem ersten Verfahrenszustand, und
    Figur 2
    eine Draufsicht auf den Rundläuferfüller aus Figur 1 in einem weiteren Verfahrenszustand.
    Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird in der nachfolgenden Beschreibung teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
  • Figur 1 zeigt einen Füller A in Form eines Rundläuferfüllers, welcher entlang seines Umfanges in Taschen B entsprechende, zu befüllende Behälter C aufnimmt.
  • Auf dem Teilkreis des Rundläuferfüllers A werden entsprechend die zu befüllenden Behälter C transportiert. Über einen hier nicht gezeigten Einlaufstern werden die Behälter C beispielsweise im ersten Behandlungswinkel, welcher in der Figur 1 mit I bezeichnet ist, zugeführt und die jeweiligen Füllorgane werden über dem jeweiligen Behälter in eine Füllposition gebracht. Die Füllorgane befinden sich über den jeweiligen Behältern C und sind in den Figuren mit den Ziffern 1, 2, 30 und 31 bezeichnet.
  • Je nach zu verfüllendem flüssigen Füllgut können hier entweder Freistrahlfüllventile oder Füllventile verwendet werden, an welche die jeweiligen Behälter C angepresst werden müssen. Im ersten Fall eines Freistrahlfüllers wird typischerweise eine unterhalb des Behälters angeordnete Wiegezelle zur Feststellung des jeweiligen Füllendes verwendet. Diese Wiegezelle kann im Behandlungswinkel I ausschwingen und sich so beruhigen, dass der Füllvorgang zuverlässig überwacht werden kann. In einer Alternative kann bei einem Freistrahlfüllventil beispielsweise auch eine vorgegebene Füllhöhe mittels einer Sonde bestimmt werden, oder es kann mittels eines Durchflussmessers oder eines Volumensensors ein Zielvolumen als Bedingung zum Beenden des Füllvorgangs verwendet werden.
  • Im Falle eines Füllorgans, welches an die jeweiligen Behälter angepresst werden muss, kann im Behandlungswinkel I das Anpressen des Füllorgans an den Behälter C durchgeführt werden.
  • Im Behandlungswinkel II, welcher dem maximalen Füllwinkel entspricht, kann nun über das entsprechende Füllorgan das flüssige Füllgut in den jeweiligen Behälter C eingefüllt werden. Hierzu wird zu Beginn der Füllphase bei der Maschinenposition a) das entsprechende Füllorgan geöffnet, um den Füllvorgang zu starten. Das Füllorgan wird wieder geschlossen, wenn der entsprechende Füllsensor zur Bestimmung des Füllendes, also beispielsweise eine Wiegezelle, ein Durchflussmesser, ein Volumenmesser, ein Staurohr, oder eine Kurzschlusssonde, das Erreichen der vorgegebenen Endbedingung signalisiert, also beispielsweise wenn das vorgegebene Füllvolumen, das vorbestimmte Füllgewicht, die vorbestimmte Menge des flüssigen Füllgutes oder die vorbestimmte Füllhöhe in dem jeweiligen Behälter C erreicht ist.
  • Während des Füllvorganges über den Füllwinkel II hinweg können dabei unterschiedliche Phasen durchlaufen werden. So wird das Füllorgan typischerweise zu Beginn des Füllvorganges nur reduziert geöffnet, um -je nach zu verfüllendem flüssigen Füllgut - eine übermäßige Schaumbildung in den Behälter C zu verhindern. Danach kann das Füllorgan vollständig geöffnet werden, um einen schnellen Füllvorgang zu unterstützen. Zum Ende des Füllvorganges hin wird dann bevorzugt die Füllgeschwindigkeit wieder reduziert, um ein genaues Erreichen der Endbedingung zu ermöglichen.
  • Zum Ende des Füllwinkels bei der Maschinenposition b) wird das Füllorgan in jedem Fall geschlossen, um das nachfolgende Ausschleusen der gefüllten Behälter zu ermöglichen.
  • In einem Fall, in welchem ein Füllsensor eines Füllorgans als defekt detektiert wird, so wie beispielsweise das Füllorgan, welches in Figur 1 mit 1 bezeichnet wird, wird dieses Füllorgan auf den Notbetrieb umgeschaltet. Entsprechend wird dieses Füllorgan 1 mit dem defekten Füllsensor nun über das nachfolgende Füllorgan 2 synchron angesteuert. Mit anderen Worten bewegen sich die jeweiligen Füllorgane 1 und 2 nun synchron zueinander.
  • Entsprechend öffnet das defekte Füllorgan 1 nicht bereits zum Beginn der Füllphase, nämlich an der Maschinenposition a), sondern erst dann, wenn das nachfolgende Füllorgan 2, welches einen intakten Füllsensor aufweist, die Position a) erreicht hat. Die beiden Füllorgane 1 und 2 öffnen dann synchron zueinander. Entsprechend verliert das Füllorgan 1 mit dem defekten Füllsensor einen Teil des Füllwinkels II, welcher im gezeigten Beispiel aber nur die Größenordnung einer Maschinenteilung aufweist.
  • Sämtliche Phasen des Füllvorganges, beispielsweise Phasen eines reduzierten Volumenstromes und Phasen eines erhöhten Volumenstromes, werden entsprechend von dem Füllorgan 1 mit dem defekten Füllsensor synchron und identisch zu dem nachfolgenden Füllorgan 2 durchlaufen.
  • Die Umschaltung vom Normalbetrieb auf den Notbetrieb gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann dabei unmittelbar dann erfolgen, wenn der Defekt des Füllsensors des Füllorgans 1 festgestellt wurde. Die Umschaltung kann automatisch beispielsweise durch die zentrale Füllersteuerung durchgeführt werden, oder aber manuell erfolgen.
  • Durch die synchrone Steuerung der Füllorgane kann auf umfangreiche Zeitnahmen oder Berechnungen vollständig verzichtet werden. Es werden lediglich die Steuersignale des nachfolgenden Füllorgans 2 identisch und synchron für das Füllorgan 1 mit defektem Füllsensor übernommen.
  • Dadurch, dass das nachfolgende Füllorgan 2 zur Steuerung des unmittelbar davor liegenden Füllorgans 1 mit defektem Füllsensor dient, kann weiterhin sichergestellt werden, dass der Füllvorgang bis zum Ende des Füllwinkels II im Wesentlichen abgeschlossen ist und dass der unterhalb des Füllorgans 1 angeordnete Behälter C entsprechend alle Phasen des Befüllens durchgemacht hat, welche auch das nachfolgende Füllorgan 2 durchlaufen hat. Sollte der Füllvorgang für das nachfolgende Füllorgan 2 erst am Ende des Füllwinkels an der Maschinenposition b) beendet werden, so findet nur eine geringfügige Unterfüllung des Behälters C an dem den defekten Füllsensor aufweisenden Füllorgan 1 statt, da hier lediglich eine Maschinenteilung an Füllzeit verloren geht. Typischerweise jedoch wird der Füllvorgang vor dem Ende des Füllwinkels II bei der Maschinenposition b) abgeschlossen sein, so dass auch das vor dem Füllorgan 2 liegende Füllorgan 1 beim Erreichen des Endes des Füllwinkels II an der Maschinenposition b) bereits eine vollständige Befüllung des Behälters C vorgenommen hat.
  • Wenn weitere Steuerbefehle von einer zentralen Füllersteuerung ausgegeben werden, so können diese auch von dem Füllorgan 1 ausgeführt werden. Lediglich die Steuerung des Füllvorgangs wird von dem nachfolgenden Füllorgan 2 übernommen.
  • Figur 2 zeigt den Füller A in einem weiteren Betriebszustand, bei welchem innerhalb des Füllwinkels II weitere Füllsensoren benachbarter Füllorgane ausgefallen sind. In dem gezeigten Beispiel sind beispielsweise die Füllsensoren der Füllorgane 31, 30 und 1 ausgefallen.
  • Bevorzugt wird in diesem Fall wiederum eine synchrone Steuerung der einzelnen Füllorgane 31, 30 und 1 mit den defekten Füllsensoren durch das jeweils nachfolgende Füllorgan vorgenommen. Dabei werden die einzelnen defekten Füllorgane 31, 30 und 1 derart kaskadiert, dass zunächst das Füllorgan 1 mit dem defekten Füllsensor synchron zu dem nachfolgenden Füllorgan 2 mit intaktem Füllsensor gesteuert wird. Das Füllorgan 30 mit dem defekten Füllsensor wird zu dem nachfolgenden Füllorgan 1 (mit defektem Füllsensor) angesteuert, welches-wie gerade beschrieben - synchron zu dem nachfolgenden Füllorgan 2 betrieben wird. Analog wird auch das Füllorgan 31 mit defektem Füllsensor synchron zum nachfolgenden Füllorgan 30 (ebenfalls mit defektem Füllsensor) betrieben. Mit anderen Worten öffnen und schließen die Füllorgane 1, 2, 30 und 31 in diesem Verfahrenszustand synchron.
  • Entsprechend ergibt sich hier die Vereinfachung, dass ein defektes Füllorgan in dem beschriebenen Notbetrieb stets auf Grundlage des nachfolgenden Füllorgans betrieben wird. Dabei ist eine synchrone Steuerung jeweils mit dem nachfolgenden Füllorgan vorgesehen. Wenn das nachfolgende Füllorgan einen defekten Füllsensor aufweist, so werden die beiden Füllorgane mit den defekten Füllsensoren zueinander synchron betrieben. Auf eines der defekten Füllorgane folgt dann ein Füllorgan mit intaktem Füllsensor, welches entsprechend zur kaskadierten Ansteuerung sämtlicher davor liegender und miteinander verbundener defekter Füllorgane dient.
  • Diese Kaskadierung hat erst dann ein Ende, wenn das erste defekte Füllorgan innerhalb des Füllwinkels II nur noch so wenig vom Füllwinkel durchläuft, dass es in einem unterfüllten Behälter resultiert. Ein solches Füllorgan müsste dann vollständig abgeschaltet werden. Entsprechend wird der theoretisch unbegrenzten Kaskadierung der defekten Füllorgane durch den maximal möglichen Füllwinkel in Kombination mit der maximal möglichen Durchflussmenge durch das intakte Füllorgan eine Grenze gesetzt.
  • Soweit anwendbar können alle einzelnen Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
  • A Füller
    B Tasche
    C Behälter
    I Behandlungswinkel zum Übernehmen der Behälter
    II Füllwinkel
    a) Beginn des Füllwinkels
    b) Ende des Füllwinkels

Claims (10)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Füllers (A) zum Befüllen von Behältern (C) mit flüssigem Füllgut, wobei der Füller mindestens zwei steuerbare Füllorgane (1, 2, 30, 31) mit jeweils mindestens einem Füllsensor aufweist,
    wobei mittels der Füllsensoren das Füllende des jeweiligen Füllorgans gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass
    ein erstes Füllorgan (1) bei einem Defekt seines Füllsensors synchron zu einem nachfolgenden zweiten Füllorgan (2) gesteuert wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Füllorgan (1) mit dem defekten Füllsensor synchron zu dem unmittelbar nachfolgenden zweiten Füllorgan (2) gesteuert wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei aufeinander folgende Füllorgane (31, 30, 1) mit jeweils defekten Füllsensoren synchron zu einem unmittelbar nachfolgenden Füllorgan (2) mit intaktem Füllsensor gesteuert werden.
  4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Füllorgan (31, 30, 1) mit defektem Füllsensor synchron zu einem Füllorgan (2) mit intaktem Füllsensor gesteuert wird.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllorgan (1) mit defektem Füllsensor durch ein unmittelbar nachfolgendes Füllorgan (2) mit intaktem Füllsensor gesteuert wird.
  6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Beginn des Füllvorganges als auch das Ende des Füllvorganges in dem Füllorgan (31, 30, 1) mit dem defekten Füllsensor synchron zu dem nachfolgenden Füllorgan (2) gesteuert werden.
  7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllorgan (31, 30, 1) mit defektem Füllsensor neben der synchronen Steuerung des Füllvorganges über das nachfolgende Füllorgan (2) weiterhin auch über Steuerbefehle von einer zentralen Füllersteuerung gesteuert wird.
  8. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Füllersteuerung das Vorliegen eines Defektes eines Füllsensors eines Füllorgans (31, 30, 1) detektiert.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Füllersteuerung das Füllorgan (31, 30, 1) mit dem defekten Füllsensor automatisch synchron mit dem nachfolgenden Füllorgan (2) steuert.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Füllorgans (31, 30, 1) mit dem defekten Füllsensor synchron zu dem nachfolgenden Füllorgan (2) manuell ausgewählt wird.
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