EP3838836A1 - Verfahren und vorrichtung zum erkennen der strukturintegrität eines zu verschliessenden behälters - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum erkennen der strukturintegrität eines zu verschliessenden behälters Download PDF

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EP3838836A1
EP3838836A1 EP20215411.8A EP20215411A EP3838836A1 EP 3838836 A1 EP3838836 A1 EP 3838836A1 EP 20215411 A EP20215411 A EP 20215411A EP 3838836 A1 EP3838836 A1 EP 3838836A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
longitudinal direction
container
closure
force
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20215411.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian HABERSETZER
Josef Knott
Martin Kaufmann
Christian Bockisch
Holger Mueller
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP3838836A1 publication Critical patent/EP3838836A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/26—Applications of control, warning, or safety devices in capping machinery
    • 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
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • 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
    • B65B57/00—Automatic control, checking, warning, or safety devices
    • B65B57/02—Automatic control, checking, warning, or safety devices responsive to absence, presence, abnormal feed, or misplacement of binding or wrapping material, containers, or packages
    • B65B57/04—Automatic control, checking, warning, or safety devices responsive to absence, presence, abnormal feed, or misplacement of binding or wrapping material, containers, or packages and operating to control, or to stop, the feed of such material, containers, or packages
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    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/20—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps
    • 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
    • B67C3/007—Applications of control, warning or safety devices in filling machinery
    • 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
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B67C7/0006—Conveying; Synchronising
    • B67C2007/0066—Devices particularly adapted for container closing

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for recognizing the structural integrity of a container to be closed, for example for recognizing broken bottles in a beverage filling plant.
  • Another way of detecting damage to containers is to monitor the filling pressure while a container is being filled with a filling product, such as the WO 19048051 A1 or the EP 2832681 B1 refer to. These procedures carry the risk that not every break will be detected. Due to the filling process, the gas valves must usually be kept open after the actual filling process until the chamber is relieved after closing. As a result, depending on the bottle breakage pattern, the pressure in the station may not be significantly influenced by the breakage.
  • the US 4511044 A shows a device in which the force applied in the longitudinal direction during closing for closing a container is measured and compared with a predetermined standard. If the measured force in the longitudinal direction is outside the specified standard, a defective container is deduced.
  • a measurement variable pick-up in the form of a piezoelectric crystal is provided between a vertically movable closing element and a fixed guide.
  • the object is achieved by a method for recognizing the structural integrity of a container to be closed, preferably for recognizing broken bottles, in a beverage filling plant with the features of claim 1.
  • a method for recognizing the structural integrity of a container to be closed comprising the steps of receiving a closure to be applied to a container in a closure receptacle of a closure element, moving the closure element in a Longitudinal direction to an initial height position; and determining the longitudinal force acting on the closure receptacle in the initial height position.
  • the method is characterized in that the force acting in the longitudinal direction is determined by detecting a control / regulating current of an electrical drive which provides the displacement of the closing element in the longitudinal direction.
  • the force acting in the longitudinal direction is determined by detecting a control / regulating current of an electrical drive that provides the displacement of the closure member in the longitudinal direction, additional parts and process steps for the detection of containers with reduced and / or defective structural integrity, in particular broken bottles, can be dispensed with become. As a result, manufacturing costs, maintenance costs and operating costs of a device carrying out the method can be reduced in comparison with conventional devices.
  • this makes it possible to detect defective and / or reduced structural integrity, in particular a broken bottle, relatively early, whereby, for example, flushing measures to wash away the container detected as defective can be started even before a new container moves into a container receptacle, which causes rinsing for example, simplified by broken pieces.
  • the term "height position” corresponds to a position in relation to the longitudinal direction. In other words, the height position of the closing element can be changed by moving the closing element in the longitudinal direction.
  • the closure member is preferably designed to apply a crown cap closure to the container to be closed.
  • the closure member can, however, alternatively be designed as required and depending on the required container closure and in particular, in addition to being designed as a crown cap closer, also as a screw closure for attaching a screw closure provided as a molded part, as a roll-on or roll-on closure for rolling or rolling a container closure sleeve onto an external thread a filled container, as a closing element for applying stoppers, corks or in any other way for closing the filled container.
  • control / regulating current of the electric drive is recorded continuously and / or periodically in relation to a position control of the closure member, no additional effort is required to record a further measured value in order to detect containers with defective structural integrity, in particular broken bottles.
  • the detected control / regulating current can be compared with values from a look-up table.
  • the force in the longitudinal direction can be determined from the result of a predetermined function as a function of the control current determined.
  • the determined control / regulating current is preferably multiplied by a predetermined constant.
  • the closing element is moved in a position-controlled manner, the position control preferably representing an outer control loop and an inner control loop subordinate to the outer control loop being provided, the inner control loop then preferably having a control loop for the control current of the electric drive.
  • the closure receptacle when the closure member is held in the initial height position, the closure receptacle is pressed towards the closure member by contact with a container to be closed against a spring force of a spring arranged between the closure member and the closure receptacle.
  • the force acting on the container in the longitudinal direction through the closing element is provided essentially by the spring or by its spring force during a closing process of the container with a closure accommodated in the closure receptacle.
  • shape and position tolerances of the device and / or tolerances of process parameters can be roughly defined without causing the risk of excessive loading of the container during the closing process.
  • an output signal is generated in response to a structural integrity of a container that is recognized as incorrect, preferably in response to the Output signal a removal of the container, in particular a flushing out of the container, or of container remains, is triggered.
  • a device for detecting the structural integrity of a container to be closed preferably for detecting broken bottles in a beverage filling system, comprising a closure member with a closure receptacle for receiving a closure to be applied to a container to be closed, an electric drive for moving the closure member in a longitudinal direction, and a determination device for determining a force acting on the closure receptacle in the longitudinal direction at least in an initial height position.
  • the device is further characterized in that the determination device is set up and designed to determine the force acting in the longitudinal direction by detecting a control current of the electrical drive providing the displacement of the closure member in the longitudinal direction.
  • the determination device is set up and designed to determine the force acting in the longitudinal direction by detecting a control current of the electrical drive providing the displacement of the closing element in the longitudinal direction enables the advantages and effects described above with regard to the method to be achieved in an analogous manner .
  • the electric drive is preferably designed in the form of a stepper motor or a servo motor, preferably in the form of a linear motor or an electric cylinder.
  • the closure member is preferably designed to apply a crown cap closure to the container to be closed.
  • the closure member can, however, alternatively be designed as required and depending on the required container closure and can in particular, in addition to being designed as a crown cap closer, also as a screw closure for attaching a screw closure provided as a molded part, as a roll-on or roll-on closure for rolling or rolling on a container closure sleeve
  • External thread, or a fold area of a filled container can be designed as a closing element for applying stoppers, corks or in any other way for closing the filled container.
  • the determination device is set up and designed to compare the determined force in the longitudinal direction with a limit value, and further set up and designed to detect a defective structural integrity of the container when the limit value is undershot.
  • the closure receptacle is arranged movably in the longitudinal direction relative to the closure element, a spring for applying a spring force in the longitudinal direction to the closure receptacle being arranged between the closure element and the closure receptacle.
  • the spring preferably has a spring length which is greater by a predetermined amount than an installation length of the spring between the closing element and the closure receptacle when the closure element is in the initial height position and the closure receptacle is in contact with a container to be closed against the spring force of the spring is pressed on the closure member.
  • the determination device is set up and designed to compare the detected control current with values from a look-up table in order to determine the force in the longitudinal direction.
  • the determination device can be set up and designed to determine the force in the longitudinal direction from the result of a predetermined function as a function of the determined control / regulating current.
  • the determination device can be set up and designed to determine the force in the longitudinal direction by means of an algorithm or artificial intelligence with the inclusion of the control current.
  • a control / regulation for the movement of the closure member is provided, designed in such a way that the movement of the closure member takes place in a position-regulated manner.
  • the position control can represent an outer control loop and an inner control loop subordinate to the outer control loop can also be provided, the inner control loop preferably having a control loop for the control / regulating current of the electric drive.
  • a cascade control can be provided.
  • the device further comprises a filling element for introducing a filling product into the container to be filled, a treatment chamber preferably being provided for sealingly receiving the container to be filled, the closing element and the filling element each being movable relative to the treatment chamber in a sealing manner.
  • a device for the combined filling and closing of a container with both a filling element and a closing element being arranged on the device, which can be applied to and removed from a container one after the other in order to first fill the container and preferably without moving the container relative to the device, then to close it, the device for detecting the structural integrity of a container to be closed, preferably for detecting broken bottles in a beverage filling plant, being designed according to one of the preceding embodiments.
  • the treatment chamber is also provided, only one treatment chamber has to be subjected to a negative pressure and / or positive pressure once for filling and subsequent closing, which can be present or maintained both during the filling and the closing.
  • Figure 1 shows schematically a side view of a device 1 for recognizing the structural integrity of a container 8 to be closed, the container 8 in the present case being in the form of a bottle and the apparatus 1 in the present case correspondingly designed for recognizing broken bottles in a beverage filling plant.
  • the device 1 comprises a closure member 2 with a closure receptacle 20 for receiving a closure (not shown) to be applied to the container 8 to be closed, an electric drive 3 for moving the closure member 2 in a longitudinal direction 4, and a determination device 50 for determining at least one in an initial height position H0 acting on the lock receptacle 20 in the longitudinal direction 4.
  • the determination device 50 is designed as an integral part of a control / regulation 5 of the device 1.
  • the determination device 50 can also be provided separately for the control / regulation 5.
  • the determination device 50 is set up and designed to determine the force acting in the longitudinal direction 4 by detecting a control current of the electric drive 3 providing the displacement of the closing element 2 in the longitudinal direction 4. For this purpose, the determination device 50 is set up and designed to apply the force in the longitudinal direction from the result of a predetermined function as a function of the determined control / regulating current determine, whereby the determined control / regulating current is multiplied by a predetermined constant factor in order to arrive at the force in the longitudinal direction.
  • the detected control current can be compared with values from a look-up table, or the force in the longitudinal direction can be determined by an algorithm or artificial intelligence taking the control current into account.
  • the aforementioned types of force determination can also be combined.
  • the determination device 50 is further set up and designed to compare the determined force in the longitudinal direction 4 with a limit value, and further set up and designed to detect a defective structural integrity of the container when the limit value is undershot.
  • the control / regulation 5 for moving the closure member 2 in the longitudinal direction 4 is designed in such a way that the movement of the closure member 2 in the longitudinal direction 4 takes place in a position-controlled manner, with the position control optionally representing an outer control circuit and an inner control circuit subordinate to the outer control circuit being provided, wherein the inner control loop optionally has a control loop for the control / regulating current of the electric drive.
  • the device 1 also has an optional filling element 6 for introducing a filling product into the container 8 to be filled prior to closing, and an optional treatment chamber 7 for sealingly receiving the mouth area of the container 8 to be filled, the closing element 2 and the filling element 6 each are movable in a sealing manner relative to the optional treatment chamber 7.
  • the closure member 2 is designed to apply a crown cap closure to the container 8 to be closed.
  • the closure member 2 can, however, be designed as required and depending on the closure required and can in particular, in addition to being designed as a crown cap closer, also as a screw closure for applying a screw closure provided as a molded part, as a roll-on or roll-on closure for rolling up or rolling a container closure sleeve onto an external thread, respectively a folding area of a filled container, as a closing element for applying stoppers, corks or in any other way for closing the filled container 8.
  • the closure receptacle 20 is arranged movably in the longitudinal direction 4 relative to the closure element 2, a spring 22 for applying a spring force in the longitudinal direction 4 to the closure receptacle 20 being arranged between the closure element 2 and the closure receptacle 20.
  • the spring 22 is supported on one side on the closure member 2 and on its opposite side on the closure receptacle 20.
  • FIG. 11 is a schematic detailed view of the device 1 from FIG Figure 1 refer to.
  • the spring 22 presses with a corresponding to the difference between the spring length in the load-free state and the installation length 24 as in FIG Figure 2 as well as the spring constant of the spring 22 forming force FF the closure receptacle 20 against the container 8. Since the spring 22 is supported against the closure receptacle 2 in the longitudinal direction 4 on the closure member 2, the electric drive 3 has to apply a corresponding force FL in the longitudinal direction 4, in order to keep the closing element 2 at the level of the initial height position H0.
  • Figure 3 is the device 1 from schematically Figure 2 with a defective container 8 ′, the defective point being indicated in the form of a break by the reference numeral 80.
  • the container 8' Due to the damage in the form of the break 80 of the container 8 ', the container 8' has a reduced structural integrity, so that with the same initial height position H0 of the closure member 2, the container 8 'is compared to Figure 2 only provides a reduced counterforce.
  • the spring force FF 'applied by the spring 22 is less than the spring force FF off Figure 2 .
  • the electric drive 3 also only has to provide a reduced force FL 'in the longitudinal direction 4 in order to keep the closing element 2 at the initial height position H0.
  • a complete breakage of the bottle or the container 8 ' would result in the closure member 2 or the closure receptacle 20 being essentially not counteracted by the container mouth.
  • Figure 4 shows schematically a flow chart of a method for recognizing the structural integrity of a container 8 to be closed, as is shown, for example, on the device 1 from FIGS Figures 1-3 is feasible.
  • the method for recognizing the structural integrity of a container 8 to be closed essentially comprises the following steps: Picking up a closure to be applied to a container 8 to be closed in the closure receptacle 20 of the closure member 2 (S10), moving the closure member 2 in the longitudinal direction 4 to the initial height position H0 (S11), and determining the lengthwise direction 4 in the initial height position H0 on the closure receptacle 20 acting force, the force FL acting in the longitudinal direction 4 being determined as described above by detecting the control / regulating current of the electric drive 3 providing the displacement of the closing element 2 in the longitudinal direction 4.
  • the determined force FL is compared with a limit value F, G (S 13). If the determined force FL in the longitudinal direction 4 is above the limit value F, G, the structural integrity of the container 8 is considered to be correct (S13). If the determined force FL falls below the limit value F, G, then this is viewed by the determination device 50 as inadequate structural integrity, which corresponds to a damaged container 8 '.
  • FIG 5 a flow chart of a further method for recognizing the structural integrity of a container 8 to be closed is shown schematically.
  • the procedure essentially corresponds to that in Figure 4 procedure shown. It accordingly has method steps S10 to S14.
  • the method includes outputting an output signal (S15), whereupon the control / regulation 5 causes the closure member 2 to be lifted away from the container 8 '(S16) and after the closure member has reached a further predetermined height position 2 (S17) triggers a flushing out of the defective container 8 '(S18).
  • Figure 6 shows schematically a diagram from which the height position H of the closure member 2 of the device 1 from Figure 1 and the determined force FL in the longitudinal direction 4 of the device 1 Figure 1 are shown over time t one below the other.
  • first closing process V1 representing a closing process for a proper container 8
  • second closing process V2 representing a closing process for a damaged container 8 '.
  • the course of the holding force FL of the electric drive 3 over the time t while the closing element 2 is at the initial height position H0 is indicated by the reference symbol FL, H0 (t).
  • FL, H0 (t) forces of up to about 3000 N occur.
  • a closing process of a defective container 8 ' in the present case in the case of a complete bottle break corresponding to the second closing process V2, essentially no counterforce is generated, so that the holding force FL to be applied by the electric drive 3 is negligibly small. If the determined force FL does not exceed a predetermined limit value at any point in time, in the present case optionally in the amount of, for example, 600 N, 800 N, 1000 N, 1500 N, or 2000 N, a bottle breakage can be deduced from this.
  • a mean value of the determined force FL, H0 (t) can be formed while the closing element 2 is in the initial height position H0 and this value can be used as a comparison value against the predetermined limit value.
  • the integral of the determined force FL, H0 (t) can also be formed in order to use this as a comparison value with a correspondingly predetermined limit value.

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters (8), bevorzugt zum Erkennen von Flaschenbruch in einer Getränkeabfüllanlage, umfassend die Schritte des Aufnehmens eines auf einen zu verschließenden Behälter (8) zu applizierenden Verschlusses in einer Verschlussaufnahme (20) eines Verschließorgans (2), des Bewegens des Verschließorgans (2) in einer Längsrichtung (4) auf eine Anfangshöhenposition (H0); und des Bestimmens der in Längsrichtung (4) in der Anfangshöhenposition (H0) auf die Verschlussaufnahme (20) wirkenden Kraft (FL), wobei die in Längsrichtung (4) wirkende Kraft (FL) durch Erfassen eines Steuer-/Regelstromes eines die Verschiebung des Verschließorgans (2) in Längsrichtung (4) bereitstellenden elektrischen Antriebs (3) bestimmt wird; sowie eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung (1).

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters, beispielsweise zum Erkennen von Flaschenbruch in einer Getränkeabfüllanlage.
    • Stand der Technik
  • Bei der Abfüllung von Füllprodukten in dafür vorgesehene Behälter, beispielsweise bei der Abfüllung von karbonisierten Getränken in Glasflaschen, kommt es durch die Druckbeaufschlagung des Behälters, insbesondere der Glasflasche, regelmäßig zum Platzen bzw. Brechen einzelner Behälter. Dies kann beispielsweise durch eine Vorschädigung der Flasche verursacht sein. Aus diesem Grunde ist es bekannt, Vorrichtungen bzw. Verfahren zum Erkennen von geschädigten Behältern, welche eine verminderte, fehlerhafte Strukturintegrität aufweisen, einzusetzen. Insbesondere beim Befüllen von Glasflaschen kann so ein Flaschenbruch erkannt werden.
  • Zur Erkennung von Flaschenbruch ist es unter anderem bekannt, den in einer Füllmaschine entstehenden Schall kontinuierlich zu untersuchen, wobei ein Zerplatzen einer Flasche charakteristische Schallimpulse erzeugt, wie beispielsweise der DE 2634637 A1 zu entnehmen. Eine derartige Vorrichtung weist zwangsweise einen aufwändigen Aufbau auf, welcher notwendig ist, um die Schallimpulse mit genügend hoher Auflösung zu erfassen und auswerten zu können.
  • Eine andere Art der Schadenserkennung bei Behältern ist, den Fülldruck während des Befüllens eines Behälters mit einem Füllprodukt zu überwachen, wie beispielsweise der WO 19048051 A1 oder der EP 2832681 B1 zu entnehmen. Diese Verfahren bergen das Risiko, dass nicht jeder Bruch erkannt wird. Füllvorgangsbedingt sind die Gasventile zumeist nach dem eigentlichen Füllvorgang bis zum Entlasten der Kammer nach dem Verschließen geöffnet zu halten. Dadurch kann es, je nach Bruchbild der Flasche, dazu kommen, dass der Druck in der Station nicht maßgeblich von dem Bruch beeinflusst wird.
  • Die US 4511044 A zeigt eine Vorrichtung, bei welcher die in Längsrichtung beim Verschließen aufgebrachte Kraft zum Verschließen eines Behälters gemessen wird, und mit einem vorgegebenen Standard verglichen wird. Liegt die gemessene Kraft in Längsrichtung außerhalb des vorgegebenen Standards, so wird auf einen fehlerhaften Behälter rückgeschlossen. Zum Ermessen der Kraft in Längsrichtung ist ein Messgrößenaufnehmer in Form eines piezoelektrischen Kristalls zwischen einem höhenbeweglichen Verschließorgan und einer fixierten Führung vorgesehen.
    • Darstellung der Erfindung
  • Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters, bevorzugt zum Erkennen von Flaschenbruch in einer Getränkeabfüllanlage, sowie eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters, bevorzugt zum Erkennen von Flaschenbruch, in einer Getränkeabfüllanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
  • Entsprechend wird ein Verfahren zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters, bevorzugt zum Erkennen von Flaschenbruch in einer Getränkeabfüllanlage, vorgeschlagen, umfassend die Schritte des Aufnehmens eines auf einen zu verschließenden Behälter zu applizierenden Verschlusses in einer Verschlussaufnahme eines Verschließorgans, des Bewegens des Verschließorgans in einer Längsrichtung auf eine Anfangshöhenposition; und des Bestimmens der in Längsrichtung in der Anfangshöhenposition auf die Verschlussaufnahme wirkenden Kraft. Das Verfahren kennzeichnet sich dadurch, dass die in Längsrichtung wirkende Kraft durch Erfassen eines Steuer-/Regelstromes eines die Verschiebung des Verschließorgans in Längsrichtung bereitstellenden elektrischen Antriebs bestimmt wird.
  • Dadurch, dass die in Längsrichtung wirkende Kraft durch Erfassen eines Steuer-/Regelstromes eines die Verschiebung des Verschließorgans in Längsrichtung bereitstellenden elektrischen Antriebs bestimmt wird, kann auf zusätzliche Teile und Verfahrensschritte zur Erkennung von Behältern mit verminderter und/oder fehlerhafte Strukturintegrität, insbesondere Flaschenbruch, verzichtet werden. Folglich lassen sich Herstellkosten, Wartungskosten und Betriebskosten einer das Verfahren ausführenden Vorrichtung im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen reduzieren.
  • Zudem ist es dadurch möglich, eine fehlerhafte und/oder verminderte Strukturintegrität, insbesondere einen Flaschenbruch, relativ frühzeitig zu erkennen, wodurch beispielsweise Abschwallmaßnahmen zum Abschwallen des als fehlerhaft detektierten Behälters begonnen werden können, noch bevor ein neuer Behälter in eine Behälteraufnahme fährt, was das Ausspülen beispielsweise von Scherben vereinfacht.
  • Weiterhin ist es möglich, Fehler in der Strukturintegrität, insbesondere Flaschenbruch, welche während des Füllprozesses des Behälters, des Komprimierungsprozesses und des Verschließprozesses auftreten bzw. durch die vorgenannten Prozesse erzeugt werden, zu erkennen, im Gegensatz zu Verfahren, welche eine Druckmessung während des Füllprozesses verwenden.
  • Der Begriff "Höhenposition" entspricht einer Lage bezogen auf die Längsrichtung. Mit anderen Worten kann durch ein Verschieben des Verschließorgans in Längsrichtung die Höhenposition des Verschließorgans verändert werden.
  • Das Verschließorgan ist vorzugsweise dazu ausgebildet, auf dem zu verschließenden Behälter einen Kronkorkenverschluss aufzubringen. Das Verschließorgan kann jedoch alternativ je nach Bedarf und je nach gefordertem Behälterverschluss ausgebildet sein und kann insbesondere, neben der Ausbildung als Kronkorkenverschließer, auch als Schraubverschließer zum Aufbringen eines als Formteil bereitgestellten Schraubverschlusses, als Aufroll- beziehungsweise Anrollverschließer zum Aufrollen beziehungsweise Anrollen einer Behälterverschlusshülse auf ein Außengewinde eines befüllten Behälters, als Verschließelement zum Aufbringen von Stopfen, Korken oder in jeglicher anderer Art und Weise zum Verschließen des befüllten Behälters ausgebildet sein.
  • Wenn gemäß einer Weiterbildung der Steuer-/Regelstrom des elektrischen Antriebs kontinuierlich und/oder periodisch in Bezug auf eine Lageregelung des Verschließorgans erfasst wird, ist zur Erkennung von Behältern mit fehlerhafter Strukturintegrität, insbesondere gebrochene Flaschen, kein zusätzlicher Aufwand zum Erfassen eines weiteren Messwerts notwendig.
  • Zur Bestimmung der Kraft in Längsrichtung kann gemäß einer Ausführungsform der erfasste Steuer-/Regelstrom mit Werten einer Nachschlagtabelle verglichen werden.
  • Alternativ und/oder zusätzlich kann die Kraft in Längsrichtung aus dem Ergebnis einer vorgegebenen Funktion in Abhängigkeit des ermittelten Steuer-/Regelstromes bestimmt werden.
  • Bevorzugt wird hierbei der ermittelte Steuer-/Regelstrom mit einer vorgegebenen Konstante multipliziert.
  • Ferner kann es vorgesehen sein, die Kraft in Längsrichtung durch einen Algorithmus oder künstliche Intelligenz unter Einbeziehung des Steuer-/Regelstromes zu ermitteln.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die ermittelte Kraft in Längsrichtung mit einem Grenzwert zu vergleichen, wobei durch ein Unterschreiten des Grenzwerts eine fehlerhafte Strukturintegrität des Behälters erkannt wird. Im Falle einer verminderten Strukturintegrität, insbesondere im Falle eines Flaschenbruchs erfährt die Verschlussaufnahme lediglich eine verminderte oder gar im Wesentlichen keine Gegenkraft durch die Behältermündung. Folglich ist die durch den elektrischen Antrieb in Längsrichtung aufzubringende Kraft, welche nötig ist, um die Anfangshöhenposition zu erreichen, bei Behältern mit verminderter/und oder fehlerhafter Strukturintegrität gegenüber einem Behälter mit ordnungsgemäßer Strukturintegrität verringert, sodass bei Unterschreiten eines gewissen Werts, welcher beispielsweise im Vorfeld durch Versuche ermittelt worden ist, auf einen Flaschenbruch geschlossen werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Bewegen des Verschließorgans lagegeregelt, wobei bevorzugt die Lageregelung einen äußeren Regelkreis darstellt und ferner ein dem äußeren Regelkreis untergeordneter innerer Regelkreis vorgesehen ist, wobei der innere Regelkreis dann bevorzugt einen Regelkreis des Steuer-/Regelstromes des elektrischen Antriebs aufweist.
  • Vorzugsweise wird, wenn das Verschließorgan in der Anfangshöhenposition gehalten wird, die Verschlussaufnahme durch Kontakt mit einem zu verschließenden Behälter gegen eine Federkraft einer zwischen dem Verschließorgan und der Verschlussaufnahme angeordneten Feder auf das Verschließorgan zu gedrückt. Hierdurch kann erzielt werden, dass die durch das Verschließorgan in Längsrichtung auf den Behälter wirkende Kraft während eines Verschließvorgangs des Behälters mit einem in der Verschlussaufnahme aufgenommenen Verschluss im Wesentlichen durch die Feder bzw. durch deren Federkraft bereitgestellt wird. Hierdurch können beispielsweise Form- und Lagetoleranzen der Vorrichtung und oder Toleranzen von Verfahrensparametern entsprechend grob gefasst werden, ohne die Gefahr einer übermäßigen Belastung des Behälters während des Verschließprozesses hervorzurufen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird in Reaktion auf eine als nicht ordnungsgemäß erkannte Strukturintegrität eines Behälters ein Ausgabesignal erzeugt, wobei bevorzugt in Reaktion auf das Ausgabesignal ein Entfernen des Behälters, insbesondere ein Ausschwemmen des Behälters, bzw. von Behälterresten, ausgelöst wird.
  • Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters, bevorzugt zum Erkennen von Flaschenbruch in einer Getränkeabfüllanlage, mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.
  • Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters, bevorzugt zum Erkennen von Flaschenbruch in einer Getränkeabfüllanlage, vorgeschlagen, umfassend ein Verschließorgan mit einer Verschlussaufnahme zum Aufnehmen eines auf einen zu verschließenden Behälter zu applizierenden Verschlusses, einen elektrischen Antrieb zum Verschieben des Verschließorgans in einer Längsrichtung, und eine Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln einer zumindest in einer Anfangshöhenposition auf die Verschlussaufnahme in Längsrichtung wirkenden Kraft. Die Vorrichtung kennzeichnet sich ferner dadurch, dass die Ermittlungsvorrichtung eingerichtet und ausgebildet ist, die in Längsrichtung wirkende Kraft durch Erfassen eines Steuer-/Regelstromes des die Verschiebung des Verschließorgans in Längsrichtung bereitstellenden elektrischen Antriebs zu ermitteln.
  • Dadurch, dass die Ermittlungsvorrichtung eingerichtet und ausgebildet ist, die in Längsrichtung wirkende Kraft durch Erfassen eines Steuer-/Regelstromes des die Verschiebung des Verschließorgans in Längsrichtung bereitstellenden elektrischen Antriebs zu ermitteln, können die zuvor hinsichtlich des Verfahrens beschriebenen Vorteile und Wirkungen in analoger Weise erzielt werden.
  • Vorzugsweise ist der elektrische Antrieb in Form eines Schrittmotors oder eines Servomotors, bevorzugt in Form eines Linearmotors oder eines Elektrozylinders, ausgebildet.
  • Das Verschließorgan ist vorzugsweise dazu ausgebildet, auf dem zu verschließenden Behälter einen Kronkorkenverschluss aufzubringen. Das Verschließorgan kann jedoch alternativ je nach Bedarf und je nach gefordertem Behälterverschluss ausgebildet sein und kann insbesondere, neben der Ausbildung als Kronkorkenverschließer, auch als Schraubverschließer zum Aufbringen eines als Formteil bereitgestellten Schraubverschlusses, als Aufroll- beziehungsweise Anrollverschließer zum Aufrollen beziehungsweise Anrollen einer Behälterverschlusshülse auf ein Außengewinde, beziehungsweise eines Falzbereichs eines befüllten Behälters, als Verschließelement zum Aufbringen von Stopfen, Korken oder in jeglicher anderer Art und Weise zum Verschließen des befüllten Behälters ausgebildet sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ermittlungsvorrichtung dazu eingerichtet und ausgebildet, die ermittelte Kraft in Längsrichtung mit einem Grenzwert zu vergleichen, und ferner dazu eingerichtet und ausgebildet, bei einem Unterschreiten des Grenzwerts eine fehlerhafte Strukturintegrität des Behälters zu erkennen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Verschlussaufnahme in Längsrichtung relativ zum Verschließorgan beweglich angeordnet, wobei zwischen dem Verschließorgan und der Verschlussaufnahme eine Feder zum Aufbringen einer Federkraft in Längsrichtung auf die Verschlussaufnahme angeordnet ist.
  • Vorzugsweise weist die Feder eine Federlänge auf, welche um einen vorgegebenen Betrag größer ist als eine Einbaulänge der Feder zwischen dem Verschließorgan und der Verschlussaufnahme, wenn sich das Verschließorgan in der Anfangshöhenposition befindet und die Verschlussaufnahme durch Kontakt mit einem zu verschließenden Behälter gegen die Federkraft der Feder auf das Verschließorgan zu gedrückt ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ermittlungsvorrichtung dazu eingerichtet und ausgebildet, zur Bestimmung der Kraft in Längsrichtung den erfassten Steuer-/Regelstrom mit Werten einer Nachschlagtabelle zu vergleichen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Ermittlungsvorrichtung dazu eingerichtet und ausgebildet sein, die Kraft in Längsrichtung aus dem Ergebnis einer vorgegebenen Funktion in Abhängigkeit des ermittelten Steuer-/Regelstromes zu bestimmen.
  • Ferner kann die Ermittlungsvorrichtung dazu eingerichtet und ausgebildet sein, die Kraft in Längsrichtung durch einen Algorithmus oder künstliche Intelligenz unter Einbeziehung des Steuer-/Regelstromes zu ermitteln.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Steuerung/Regelung für das Bewegen des Verschließorgans vorgesehen, derart ausgebildet, dass das Bewegen des Verschließorgans lagegeregelt erfolgt.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann die Lageregelung einen äußeren Regelkreis darstellen und ferner ein dem äußeren Regelkreis untergeordneter innerer Regelkreis vorgesehen sein, wobei der innere Regelkreis bevorzugt einen Regelkreis des Steuer-/Regelstromes des elektrischen Antriebs aufweist. Mit anderen Worten kann eine Kaskadenregelung vorgesehen sein.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ferner ein Füllorgan zum Einbringen eines Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter, wobei bevorzugt eine Behandlungskammer zum dichtenden Aufnehmen des zu befüllenden Behälters vorgesehen ist, wobei das Verschließorgan und das Füllorgan jeweils abdichtend relativ zur Behandlungskammer bewegbar sind.
  • Mit anderen Worten wird eine Vorrichtung zum kombinierten Befüllen und Verschließen eines Behälters vorgeschlagen, wobei an der Vorrichtung sowohl ein Füllorgan als auch ein Verschließorgan angeordnet sind, welche nacheinander auf einen Behälter aufgebracht und von diesen wieder entfernt werden können, um zunächst den Behälter zu befüllen und bevorzugt ohne den Behälter relativ zur Vorrichtung zu bewegen, anschließend zu verschließen, wobei die Vorrichtung zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters, bevorzugt zum Erkennen von Flaschenbruch in einer Getränkeabfüllanlage, gemäß einem der vorstehenden Ausführungsform ausgebildet ist. Insbesondere, wenn zusätzlich die Behandlungskammer vorgesehen ist, ist zum Befüllen und zum anschließenden Verschließen lediglich die eine Behandlungskammer einmalig mit einem Unterdruck und/oder Überdruck zu beaufschlagen, welcher sowohl während des Befüllens als auch des Verschließens vorliegen bzw. aufrechterhalten werden kann.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters;
    Figur 2
    schematisch eine Detailansicht der Vorrichtung aus Figur 1.
    Figur 3
    schematisch die Vorrichtung aus Figur 2 mit einem schadhaften Behälter;
    Figur 4
    schematisch einen Ablaufplan eines Verfahrens zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters;
    Figur 5
    schematisch einen Ablaufplan eines weiteren Verfahrens zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters; und
    Figur 6
    schematisch ein Diagramm, aufzeigend eine Höhenposition eines Verschließorgans der Vorrichtung aus Figur 1 über die Zeit und eine ermittelte Kraft in Längsrichtung der Vorrichtung aus Figur 1 über die Zeit.
    Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
  • Figur 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung 1 zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters 8, wobei vorliegend der Behälter 8 in Form einer Flasche vorliegt, und entsprechend die Vorrichtung 1 vorliegend zum Erkennen von Flaschenbruch in einer Getränkeabfüllanlage ausgebildet ist. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Verschließorgan 2 mit einer Verschlussaufnahme 20 zum Aufnehmen eines auf den zu verschließenden Behälter 8 zu applizierenden Verschlusses (nicht dargestellt), einen elektrischen Antrieb 3 zum Verschieben des Verschließorgans 2 in einer Längsrichtung 4, und eine Ermittlungsvorrichtung 50 zum Ermitteln einer zumindest in einer Anfangshöhenposition H0 auf die Verschlussaufnahme 20 in Längsrichtung 4 wirkenden Kraft.
  • Vorliegend ist die Ermittlungsvorrichtung 50 als integraler Bestandteil einer Steuerung/Regelung 5 der Vorrichtung 1 ausgebildet. Alternativ kann die Ermittlungsvorrichtung 50 auch separat zur Steuerung/Regelung 5 bereitgestellt sein.
  • Die Ermittlungsvorrichtung 50 ist eingerichtet und ausgebildet, die in Längsrichtung 4 wirkende Kraft durch Erfassen eines Steuer-/Regelstromes des die Verschiebung des Verschließorgans 2 in Längsrichtung 4 bereitstellenden elektrischen Antriebs 3 zu ermitteln. Zu diesem Zwecke ist die Ermittlungsvorrichtung 50 dazu eingerichtet und ausgebildet, die Kraft in Längsrichtung aus dem Ergebnis einer vorgegebenen Funktion in Abhängigkeit des ermittelten Steuer-/Regelstromes zu bestimmen, wobei der ermittelte Steuer-/Regelstrom mit einem vorgegebenen konstanten Faktor multipliziert wird, umso auf die Kraft in Längsrichtung zu gelangen.
  • Alternativ kann zur Bestimmung der Kraft in Längsrichtung der erfasste Steuer-/Regelstrom mit Werten einer Nachschlagtabelle verglichen werden, oder die Kraft in Längsrichtung durch einen Algorithmus oder künstliche Intelligenz unter Einbeziehung des Steuer-/Regelstromes ermittelt werden. Weiterhin alternativ können die vorgenannten Arten der Kraftermittlung auch kombiniert werden.
  • Die Ermittlungsvorrichtung 50 ist ferner dazu eingerichtet und ausgebildet, die ermittelte Kraft in Längsrichtung 4 mit einem Grenzwert zu vergleichen, und ferner dazu eingerichtet und ausgebildet, bei einem Unterschreiten des Grenzwerts eine fehlerhafte Strukturintegrität des Behälters zu erkennen.
  • Die Steuerung/Regelung 5 zum Bewegen des Verschließorgans 2 in Längsrichtung 4 ist derart ausgebildet, dass das Bewegen des Verschließorgans 2 in Längsrichtung 4 lagegeregelt erfolgt, wobei vorliegend optional die Lageregelung einen äußeren Regelkreis darstellt und ferner ein dem äußeren Regelkreis untergeordneter innerer Regelkreis vorgesehen ist, wobei der innere Regelkreis optional einen Regelkreis des Steuer-/Regelstromes des elektrischen Antriebs aufweist.
  • Die Vorrichtung 1 weist zudem fernerhin ein optionales Füllorgan 6 zum Einbringen eines Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter 8 vor dem Verschließen, und eine optionale Behandlungskammer 7 zum dichtenden Aufnehmen des Mündungsbereichs des zu befüllenden Behälters 8 auf, wobei das Verschließorgan 2 und das Füllorgan 6 jeweils abdichtend relativ zur optionalen Behandlungskammer 7 bewegbar sind.
  • Das Verschließorgan 2 ist in der vorliegenden Ausführungsform dazu ausgebildet, auf dem zu verschließenden Behälter 8 einen Kronkorkenverschluss aufzubringen. Das Verschließorgan 2 kann jedoch je nach Bedarf und je nach gefordertem Verschluss ausgebildet sein und kann insbesondere, neben der Ausbildung als Kronkorkenverschließer, auch als Schraubverschließer zum Aufbringen eines als Formteil bereitgestellten Schraubverschlusses, als Aufrollbeziehungsweise Anrollverschließer zum Aufrollen beziehungsweise Anrollen einer Behälterverschlusshülse auf ein Außengewinde, beziehungsweise eines Falzbereichs eines befüllten Behälters, als Verschließorgan zum Aufbringen von Stopfen, Korken oder in jeglicher anderer Art und Weise zum Verschließen des befüllten Behälters 8 ausgebildet sein.
  • Vorliegend ist die Verschlussaufnahme 20 in Längsrichtung 4 relativ zum Verschließorgan 2 beweglich angeordnet, wobei zwischen dem Verschließorgan 2 und der Verschlussaufnahme 20 eine Feder 22 zum Aufbringen einer Federkraft in Längsrichtung 4 auf die Verschlussaufnahme 20 angeordnet ist. Hierzu stützt sich die Feder 22 auf einer Seite an dem Verschließorgan 2 ab und auf ihrer gegenüberliegenden Seite an der Verschlussaufnahme 20 ab.
  • Aus Figur 2 ist schematisch eine Detailansicht der Vorrichtung 1 aus Figur 1 zu entnehmen. Die Einbaulänge 24 der Feder 22 zwischen dem Verschließorgan 2 und der Verschlussaufnahme 20, wie in Figur 2 zeigt, bei welcher sich das Verschließorgan 2 in der Anfangshöhenposition H0 befindet und die Verschlussaufnahme 20 durch Kontakt mit dem zu verschließenden Behälter 8 gegen die Federkraft der Feder 22 auf das Verschließorgan 2 zu gedrückt ist, ist kleiner als eine Federlänge der Feder 22 im lastfreien Zustand. Dadurch drückt die Feder 22 mit einer sich entsprechend der Differenz zwischen der Federlänge im lastfreien Zustand und der Einbaulänge 24 wie in Figur 2 gezeigt sowie der Federkonstante der Feder 22 ausbildenden Kraft FF die Verschlussaufnahme 20 gegen den Behälter 8. Da sich die Feder 22 gegenüber der Verschlussaufnahme 2 in Längsrichtung 4 an dem Verschließorgan 2 abstützt, hat der elektrische Antrieb 3 eine entsprechende Kraft FL in Längsrichtung 4 aufzubringen, um das Verschließorgan 2 auf Höhe der Anfangshöhenposition H0 zu halten.
  • In Figur 3 ist schematisch die Vorrichtung 1 aus Figur 2 mit einem schadhaften Behälter 8' gezeigt, wobei die schadhafte Stelle in Form eines Bruches durch das Bezugszeichen 80 angedeutet ist. Aufgrund der Schadhaftigkeit in Form des Bruches 80 des Behälters 8' weist der Behälter 8' eine verminderte Strukturintegrität auf, sodass bei gleicher Anfangshöhenposition H0 des Verschließorgans 2 der Behälter 8' im Vergleich zu Figur 2 lediglich eine verminderte Gegenkraft bereitstellt. Entsprechend ist die durch die Feder 22 aufgebrachte Federkraft FF' geringer als die Federkraft FF aus Figur 2. Demgemäß hat auch der elektrische Antrieb 3 lediglich eine verringerte Kraft FL' in Längsrichtung 4 bereitzustellen, um das Verschließorgan 2 auf der Anfangshöhenposition H0 zu halten.
  • Ein vollständiger Bruch der Flasche bzw. des Behälters 8' würde dazu führen, dass dem Verschließorgan 2 bzw. der Verschlussaufnahme 20 durch die Behältermündung im Wesentlichen keine Gegenkraft entgegengestellt wird.
  • Figur 4 zeigt schematisch einen Ablaufplan eines Verfahrens zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters 8, wie sie beispielsweise an der Vorrichtung 1 aus den Figuren 1-3 durchführbar ist.
  • Das Verfahren zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters 8, welches vorliegend zum Erkennen von Flaschenbruch in einer Getränkeabfüllanlage ausgebildet ist, umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte:
    Aufnehmen eines auf einen zu verschließenden Behälter 8 zu applizierenden Verschlusses in der Verschlussaufnahme 20 des Verschließorgans 2 (S10), Bewegen des Verschließorgans 2 in Längsrichtung 4 auf die Anfangshöhenposition H0 (S11), und Bestimmen der in Längsrichtung 4 in der Anfangshöhenposition H0 auf die Verschlussaufnahme 20 wirkenden Kraft, wobei die in Längsrichtung 4 wirkende Kraft FL durch Erfassen des Steuer-/Regelstromes des die Verschiebung des Verschließorgans 2 in Längsrichtung 4 bereitstellenden elektrischen Antriebs 3 wie oben beschrieben bestimmt wird.
  • Um schlussfolgern zu können, ob der Behälter 8 schadhaft ist oder eine ordnungsgemäße Strukturintegrität aufweist, wird die ermittelte Kraft FL mit einem Grenzwert F, G verglichen (S 13). Liegt die ermittelte Kraft FL in Längsrichtung 4 oberhalb des Grenzwerts F, G, so wird die Strukturintegrität des Behälters 8 als ordnungsgemäß angesehen (S13). Unterschreitet die ermittelte Kraft FL den Grenzwert F, G, so wird dies durch die Ermittlungsvorrichtung 50 als unzureichende Strukturintegrität angesehen, was einem beschädigten Behälter 8' entspricht.
  • In Figur 5 ist schematisch ein Ablaufplan eines weiteren Verfahrens zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters 8 gezeigt. Das Verfahren entspricht im Wesentlichen dem in Figur 4 gezeigten Verfahren. Entsprechend weist es die Verfahrensschritte S10 bis S14 auf. Zusätzlich umfasst das Verfahren in Anschluss an den Verfahrensschritt S14 das Ausgeben eines Ausgabesignals (S15) auf, worauf hin die Steuerung/Regelung 5 ein Anheben des Verschließorgans 2 von den Behälter 8' weg veranlasst (S16) und nach Erreichen einer weiteren vorgegebenen Höhenposition des Verschließorgans 2 (S17) ein Ausschwemmen des schadhaften Behälters 8' auslöst (S18).
  • Figur 6 zeigt schematisch ein Diagramm, aus welchem die Höhenposition H des Verschließorgans 2 der Vorrichtung 1 aus Figur 1 und die ermittelte Kraft FL in Längsrichtung 4 der Vorrichtung 1 aus Figur 1 über die Zeit t untereinander dargestellt sind.
  • Hierbei sind zwei Verschließvorgänge V1, V2 dargestellt, wobei der erste Verschließvorgang V1 einen Verschließvorgang bei einem ordnungsgemäßen Behälter 8 darstellt, und der zweite Verschließvorgang V2 einen Verschließvorgang an einem schadhaften Behälter 8' darstellt.
  • Der Verlauf der Haltekraft FL des elektrischen Antriebs 3 über die Zeit t während sich das Verschließorgan 2 auf der Anfangshöhenposition H0 befindet ist mittels des Bezugszeichens FL, H0(t) angedeutet. Bei einem Verschließvorgang eines ordnungsgemäßen Behälters 8 entsprechend des ersten Verschließvorgangs V1 treten Kräfte bis etwa 3000 N auf. Bei einem Verschließvorgang eines schadhaften Behälters 8', vorliegend im Falle eines vollständigen Flaschenbruchs entsprechend des zweiten Verschließvorgangs V2 wird im Wesentlichen keine Gegenkraft erzeugt, sodass die durch den elektrischen Antrieb 3 aufzubringende Haltekraft FL vernachlässigbar klein ist. Übersteigt die ermittelte Kraft FL zu keinem Zeitpunkt einen vorgegebenen Grenzwert, vorliegend optional in Höhe von beispielsweise 600 N, 800 N, 1000 N, 1500 N, oder 2000 N, so lässt sich daraus auf einen Flaschenbruch schließen.
  • Alternativ kann auch ein Mittelwert der ermittelten Kraft FL, H0(t), während sich das Verschließorgan 2 in der Anfangshöhenposition H0 befindet, gebildet werden und dieser Wert als Vergleichswert gegen den vorgegebenen Grenzwert verwendet werden. Ferner kann auch das Integral der ermittelten Kraft FL, H0(t) gebildet werden, um dies als Vergleichswert mit einem entsprechend vorgegebenen Grenzwert zu verwenden.
  • Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
    • Bezuqszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Verschließorgan
    20
    Verschlussaufnahme
    22
    Feder
    24
    Einbaulänge
    3
    Elektrischer Antrieb
    4
    Längsrichtung
    5
    Steuerung/Regelung
    50
    Ermittlungsvorrichtung
    6
    Füllorgan
    7
    Behandlungskammer
    8
    Behälter
    80
    Bruch
    H0
    Anfangshöhenposition
    FL
    Kraft, in Längsrichtung auf die Verschlussaufnahme wirkend
    FF
    Federkraft
    F, G
    Grenzwert
    V1
    Erster Verschließvorgang
    V2
    Zweiter Verschließvorgang
    S10-18
    Verfahrensschritte

Claims (12)

  1. Verfahren zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters (8), bevorzugt zum Erkennen von Flaschenbruch in einer Getränkeabfüllanlage, umfassend die Schritte des
    - Aufnehmens eines auf einen zu verschließenden Behälter (8) zu applizierenden Verschlusses in einer Verschlussaufnahme (20) eines Verschließorgans (2);
    - Bewegens des Verschließorgans (2) in einer Längsrichtung (4) auf eine Anfangshöhenposition (H0); und
    - Bestimmens der in Längsrichtung (4) in der Anfangshöhenposition (H0) auf die Verschlussaufnahme (20) wirkenden Kraft (FL);
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die in Längsrichtung (4) wirkende Kraft (FL) durch Erfassen eines Steuer-/Regelstromes eines die Verschiebung des Verschließorgans (2) in Längsrichtung (4) bereitstellenden elektrischen Antriebs (3) bestimmt wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Kraft (FL) in Längsrichtung (4) der erfasste Steuer-/Regelstrom mit Werten einer Nachschlagtabelle verglichen wird, und/oder dass der die Kraft (FL) in Längsrichtung (4) aus dem Ergebnis einer vorgegebenen Funktion in Abhängigkeit des ermittelten Steuer-/Regelstromes bestimmt wird, und/oder dass die Kraft (FL) in Längsrichtung (4) durch einen Algorithmus oder künstliche Intelligenz unter Einbeziehung des Steuer-/Regelstromes ermittelt wird.
  3. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Kraft (FL) in Längsrichtung (4) mit einem Grenzwert (F,G) verglichen wird, wobei durch ein Unterschreiten des Grenzwerts (F,G) eine fehlerhafte Strukturintegrität des Behälters (8') erkannt wird.
  4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen des Verschließorgans (2) lagegeregelt erfolgt, wobei bevorzugt die Lageregelung einen äußeren Regelkreis darstellt und ferner ein dem äußeren Regelkreis untergeordneter innerer Regelkreis vorgesehen ist, wobei der innere Regelkreis bevorzugt einen Regelkreis des Steuer-/Regelstromes des elektrischen Antriebs (3) aufweist.
  5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Verschließorgan (2) in der Anfangshöhenposition (H0) gehalten wird, die Verschlussaufnahme (20) durch Kontakt mit einem zu verschließenden Behälter (8) gegen eine Federkraft (FF) einer zwischen dem Verschließorgan (2) und der Verschlussaufnahme (20) angeordneten Feder (22) auf das Verschließorgan (2) zu gedrückt wird.
  6. Vorrichtung (1) zum Erkennen der Strukturintegrität eines zu verschließenden Behälters (8), bevorzugt zum Erkennen von Flaschenbruch in einer Getränkeabfüllanlage, umfassend ein Verschließorgan (2) mit einer Verschlussaufnahme (20) zum Aufnehmen eines auf einen zu verschließenden Behälter (8) zu applizierenden Verschlusses, einen elektrischen Antrieb (3) zum Verschieben des Verschließorgans (2) in einer Längsrichtung (4), und eine Ermittlungsvorrichtung (50) zum Ermitteln einer zumindest in einer Anfangshöhenposition (H0) auf die Verschlussaufnahme (20) in Längsrichtung (4) wirkenden Kraft (FL),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ermittlungsvorrichtung (50) eingerichtet und ausgebildet ist, die in Längsrichtung (4) wirkende Kraft durch Erfassen eines Steuer-/Regelstromes des die Verschiebung des Verschließorgans (2) in Längsrichtung (4) bereitstellenden elektrischen Antriebs (3) zu ermitteln.
  7. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungsvorrichtung (50) dazu eingerichtet und ausgebildet ist, die ermittelte Kraft (FL) in Längsrichtung (4) mit einem Grenzwert (F,G) zu vergleichen, und ferner dazu eingerichtet und ausgebildet ist, bei einem Unterschreiten des Grenzwerts (F,G) eine fehlerhafte Strukturintegrität des Behälters (8') zu erkennen.
  8. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussaufnahme (20) in Längsrichtung (4) relativ zum Verschließorgan (2) beweglich angeordnet ist, wobei zwischen dem Verschließorgan (2) und der Verschlussaufnahme (20) eine Feder (22) zum Aufbringen einer Federkraft (FF) in Längsrichtung (4) auf die Verschlussaufnahme (20) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (22) eine Federlänge aufweist, welche um einen vorgegebenen Betrag größer ist, als eine Einbaulänge (24) der Feder (22) zwischen dem Verschließorgan (2) und der Verschlussaufnahme (20), wenn sich das Verschließorgan (2) in der Anfangshöhenposition (H0) befindet und die Verschlussaufnahme (20) durch Kontakt mit einem zu verschließenden Behälter (8) gegen die Federkraft (FF) der Feder (22) auf das Verschließorgan (2) zu gedrückt ist.
  10. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungsvorrichtung (50) dazu eingerichtet und ausgebildet ist, zur Bestimmung der Kraft (FL) in Längsrichtung (4) den erfassten Steuer-/Regelstrom mit Werten einer Nachschlagtabelle zu vergleichen, und/oder die Ermittlungsvorrichtung (50) dazu eingerichtet und ausgebildet ist, die Kraft (FL) in Längsrichtung (4) aus dem Ergebnis einer vorgegebenen Funktion in Abhängigkeit des ermittelten Steuer-/Regelstromes zu bestimmen, und/oder die Ermittlungsvorrichtung (50) dazu eingerichtet und ausgebildet ist, die Kraft (FL) in Längsrichtung (4) durch einen Algorithmus oder künstliche Intelligenz unter Einbeziehung des Steuer-/Regelstromes zu ermitteln.
  11. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung/Regelung (5) für das Bewegen des Verschließorgans (2) in Längsrichtung (4) vorgesehen ist, derart ausgebildet, dass das Bewegen des Verschließorgans in Längsrichtung (4) lagegeregelt erfolgt, wobei bevorzugt die Lageregelung einen äußeren Regelkreis darstellt und ferner ein dem äußeren Regelkreis untergeordneter innerer Regelkreis vorgesehen ist, wobei der innere Regelkreis bevorzugt einen Regelkreis des Steuer-/Regelstromes des elektrischen Antriebs (3) aufweist.
  12. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet durch ein Füllorgan (6) zum Einbringen eines Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter (8), wobei bevorzugt eine Behandlungskammer (7) zum dichtenden Aufnehmen zumindest eines Mündungsbereichs des zu befüllenden Behälters (8) vorgesehen ist, wobei das Verschließorgan (2) und das Füllorgan (6) jeweils abdichtend relativ zur Behandlungskammer (7) bewegbar sind.
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