EP4008680A1

EP4008680A1 - Device and method for filling containers with a filling product

Info

Publication number: EP4008680A1
Application number: EP21211995.2A
Authority: EP
Inventors: Michael Peter
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2020-12-02
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2022-06-08
Also published as: CN114590762A; DE102020132069A1

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen von Behältern (100) mit einem Füllprodukt, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, wobei das Verfahren aufweist: Transportieren eines zu befüllenden ersten Behälters (100) entlang einer Kreisbahn (1c); während des Transports des ersten Behälters (100), Durchführen eines ersten Füllprozesses, in welchem das Füllprodukt in den ersten Behälter (100) eingeleitet wird, wobei der erste Füllprozess an einem initialen Startwinkel (ϕ_lni) des ersten Behälters (100) auf der Kreisbahn (1c) begonnen wird; Ermitteln eines Endwinkels (ϕ_Stopp) des ersten Füllprozesses, an dem der erste Füllprozess des ersten Behälters (100) auf der Kreisbahn (1c) beendet ist; Transportieren eines zu befüllenden zweiten Behälters (100) entlang der Kreisbahn (1c); und während des Transports des zweiten Behälters (100), Durchführen eines zweiten Füllprozesses, in welchem das Füllprodukt in den zweiten Behälter (100) eingeleitet wird; dadurch gekennzeichnet, dass ein variabler Startwinkel (ϕ_Var) in Abhängigkeit vom Endwinkel (ϕ_Stopp) des ersten Füllprozesses ermittelt wird und der zweite Füllprozess an dem variablen Startwinkel (ϕ_Var) des Behälters (100) auf der Kreisbahn (1c) begonnen wird.

Method and device for filling containers (100) with a filling product, preferably in a beverage bottling plant, the method having: transporting a first container (100) to be filled along a circular path (1c); during the transport of the first container (100), performing a first filling process in which the filling product is introduced into the first container (100), the first filling process at an initial starting angle (φ _lni ) of the first container (100) on the circular path (1c) is started; Determining an end angle (φ _stop ) of the first filling process, at which the first filling process of the first container (100) on the circular path (1c) has ended; transporting a second container (100) to be filled along the circular path (1c); and during the transport of the second container (100), performing a second filling process in which the filling product is introduced into the second container (100); characterized in that a variable start angle (ϕ _Var ) is determined as a function of the end angle (ϕ _Stop ) of the first filling process and the second filling process is started at the variable start angle (ϕ _Var ) of the container (100) on the circular path (1c).

Description

technical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem Füllprodukt, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage.The present invention relates to a method and a device for filling containers with a filling product, preferably in a beverage bottling plant.

State of the art

Unter den verschiedenen Verfahren und Vorrichtungen zum Befüllen von Behältern mit einem Füllprodukt werden häufig Technologien angewendet, die auf einer Rundläuferbauweise beruhen. Hierbei ist zumeist eine Vielzahl von Füllorganen an einem Karussell montiert, das Behälter über einen Einlaufstern empfängt, die anschließend während eines kontinuierlichen Umlaufs über die Füllorgane befüllt werden. Die Füllorgane werden üblicherweise von einem gemeinsamen Produkttank oder einer Ringleitung, ebenfalls mitdrehender Bestandteil des Karussells, mit dem Füllprodukt versorgt. Nach der Befüllung werden die Behälter über einen Auslaufstern abtransportiert.Among the various methods and devices for filling containers with a filling product, technologies based on a rotary design are often used. In this case, a large number of filling elements are usually mounted on a carousel, which receives containers via an infeed star wheel, which are then filled via the filling elements during continuous circulation. The filling elements are usually supplied with the filling product from a common product tank or a ring line, which is also a rotating part of the carousel. After filling, the containers are transported away via an outfeed star wheel.

Die Befüllung über die Füllorgane folgt einem bestimmten Programmablauf, der sich je nach Füllprodukt und anderen Prozessparametern unterscheiden kann. So kann der Programmablauf beispielsweise einen oder mehrere der folgenden Schritte umfassen: druckdichtes Anpressen des Behälters gegen das Füllorgan; Gasaustausch insbesondere im Fall sauerstoffempfindlicher Füllprodukte; Druckerhöhung und/oder Druckabsenkung im Behälter; Einbringen des Füllprodukts; Entlasten des Behälters. Üblicherweise ist das Abfüllen des Füllprodukts an einer Vorrichtung in Rundläuferbauweise so gestaltet, dass der Programmablauf immer an derselben Winkelposition des Karussells startet.Filling via the filling elements follows a specific program sequence, which can differ depending on the filling product and other process parameters. For example, the program sequence can include one or more of the following steps: pressure-tight pressing of the container against the filling element; Gas exchange, especially in the case of oxygen-sensitive filling products; pressure increase and/or pressure reduction in the container; introducing the filling product; unloading of the container. The filling of the filling product on a rotary device is usually designed in such a way that the program sequence always starts at the same angular position of the carousel.

Werden Füllprodukte abgefüllt, die nicht bis zu einem bestimmten Punkt entgast sind, beispielsweise mit zusätzlichem Sauerstoff versetzte Füllprodukte, so kann sich mit der Zeit ein Teil dieses Gases aufgrund von Umlenkungen, Verjüngungen, Erweiterungen und dergleichen im Füllorgan entbinden. Die dadurch entstehende Gasblase kann die Genauigkeit eines Durchflussmessers, insbesondere im Fall induktiver Bauart, so stark beeinträchtigen, dass die tatsächlich abgefüllte Menge an Füllprodukt nicht mit der gemessenen Menge übereinstimmt. Bei vielen Rundläuferfüllern reicht die Zeit gerade nicht aus, um das Gas vollständig aufsteigen zu lassen. Dies stellt eine technische Grenze für den maximalen Gasgehalt, wie etwa den Sauerstoffgehalt, für das Füllprodukt dar.If filling products are filled that are not degassed up to a certain point, for example filling products mixed with additional oxygen, some of this gas can be released over time due to deflections, narrowing, widening and the like in the filling element. The resulting gas bubble can affect the accuracy of a flow meter, especially in the case of inductive design, so much that the actually filled amount of filling product does not match the measured amount. With many rotary fillers, there is just not enough time to allow the gas to rise completely. This sets a technical limit to the maximum gas content, such as oxygen content, for the fill product.

Das Problem kann entweder dadurch reduziert werden, dass die Vorrichtung angehalten wird, damit die Gasblasen in den Produkttank am drehenden Teil aufsteigen können, oder die Produktionsgeschwindigkeit hinreichend stark reduziert wird, so dass genügend Zeit für das Aufsteigen der Gasblasen in den Produkttank vorhanden ist. Die genannten Lösungen haben jedoch den Nachteil, dass sie zu Lasten der Füllerleistung gehen.The problem can be reduced either by stopping the device to allow the gas bubbles to rise into the product tank at the rotating part, or by reducing the production speed sufficiently to allow time for the gas bubbles to rise into the product tank. However, the solutions mentioned have the disadvantage that they are at the expense of the filler performance.

Presentation of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem Füllprodukt, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, bereitzustellen, insbesondere die Qualität und/oder Zuverlässigkeit des Füllprozesses unter Beibehaltung der Füllerleistung zu verbessern.An object of the invention is to provide an improved method and an improved device for filling containers with a filling product, preferably in a beverage bottling plant, in particular to improve the quality and/or reliability of the filling process while maintaining the filling performance.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Vorrichtungsanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der folgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.The object is achieved by a method having the features of claim 1 and a device having the features of the independent device claim. Advantageous developments follow from the dependent claims, the following description of the invention and the description of preferred exemplary embodiments.

Die Vorrichtung und das Verfahren dienen dem Befüllen von Behältern, üblicherweise einer Vielzahl von Behältern, mit einem Füllprodukt. Wenn Bezeichnungen wie "Behälter", "Füllorgan", "Füllventil", "Produktleitung" usw. im Singular verwendet werden, dann geschieht dies in der Regel der sprachlichen Einfachheit halber. Der Plural ist mitumfasst, es sei denn er ist ausdrücklich oder technisch ausgeschlossen.The device and the method are used for filling containers, usually a large number of containers, with a filling product. When terms such as "container", "filling device", "filling valve", "product line" etc. are used in the singular, this is usually done for the sake of linguistic simplicity. The plural is included unless expressly or technically excluded.

Die Vorrichtung und das Verfahren finden vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage Anwendung, zum Abfüllen von flüssigen Lebensmitteln wie beispielsweise Wasser (still oder karbonisiert), Softdrinks, Bier, Wein, Säften oder Mischgetränken. Die technischen Wirkungen der Erfindung kommen besonders deutlich bei der Abfüllung von mit einem Gas versetzten Füllprodukten zur Anwendung, deren Gaskomponente(n) durch Strömungseffekte während des Transports des Füllprodukts, beispielsweise bedingt durch Umlenkungen, Verjüngungen, Erweiterungen und dergleichen im Füllorgan, entbinden können oder zur Entbindung neigen.The device and the method are preferably used in a beverage bottling plant for bottling liquid foods such as water (still or carbonated), soft drinks, beer, wine, juices or mixed drinks. The technical effects of the invention are used particularly clearly when filling products containing a gas, the gas component(s) of which can be released or prone to childbirth.

Das vorgeschlagene Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Transportieren eines zu befüllenden ersten Behälters entlang einer Kreisbahn; während des Transports des ersten Behälters, Durchführen eines ersten Füllprozesses, in welchem das Füllprodukt in den ersten Behälter eingeleitet wird, wobei der erste Füllprozess an einem initialen Startwinkel ϕ_Ini des ersten Behälters auf der Kreisbahn begonnen wird; Ermitteln eines Endwinkels ϕ_Stopp des ersten Füllprozesses, an dem der erste Füllprozess des ersten Behälters auf der Kreisbahn beendet ist; danach, Transportieren eines zu befüllenden zweiten Behälters entlang der Kreisbahn; und während des Transports des zweiten Behälters, Durchführen eines zweiten Füllprozesses, in welchem das Füllprodukt in den zweiten Behälter eingeleitet wird.The proposed method comprises the following steps: transporting a first container to be filled along a circular path; during the transport of the first container, performing a first filling process in which the filling product is introduced into the first container, the first filling process being started at an initial starting angle φ _Ini of the first container on the circular path; determining an end angle φ _stop of the first filling process, at which the first filling process of the first container on the circular path ends; thereafter, transporting a second container to be filled along the circular path; and during the transport of the second container, performing a second filling process in which the filling product is introduced into the second container.

Der Transport der Behälter entlang einer Kreisbahn kann mittels einer Vorrichtung in Rundläuferbauweise verwirklicht werden, wie sie weiter unten genauer beschrieben ist.The transport of the containers along a circular path can be realized by means of a device in a rotary design, as is described in more detail below.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein variabler Startwinkel ϕ_Var in Abhängigkeit, d.h. als Funktion vom Endwinkel ϕ_Stopp des ersten Füllprozesses ermittelt wird und der zweite Füllprozess an dem variablen Startwinkel ϕ_Var des Behälters auf der Kreisbahn begonnen wird. Der initiale Startwinkel ϕ_Ini und der variable Startwinkel ϕ_Var unterscheiden sich in der Regel voneinander.The inventive method is characterized in that a variable starting angle φ _Var is determined as a function of the end angle φ _stop of the first filling process and the second filling process is started at the variable starting angle φ _Var of the container on the circular path. The initial start angle ϕ _Ini and the variable start angle ϕ _Var usually differ from each other.

Die Bezeichnungen "erste(r)" und "zweite(r)" dienen hierin der sprachlichen Unterscheidung der entsprechend benannten Füllprozesse, Behälter und dergleichen. Eine Reihenfolge, Ordnung oder Priorisierung ist damit nicht impliziert. Es werden in der obigen Definition eines regulären Abfüllbetriebs somit zwei Füllprozesse - ein erster und ein nachfolgender zweiter Füllprozess - miteinander verglichen, um eine Versetzung des Füllprozessstarts eines Füllprozesses in Abhängigkeit des Füllprozessendes eines vorangegangenen Füllprozesses sprachlich genau zu beschreiben.The designations "first" and "second" are used herein to distinguish between the correspondingly named filling processes, containers and the like. A sequence, order or prioritization is not implied. In the above definition of a regular bottling operation, two filling processes—a first and a subsequent second filling process—are compared with one another in order to precisely describe a displacement of the filling process start of a filling process depending on the filling process end of a preceding filling process.

Hierbei umfasst der Füllprozess nicht unbedingt nur das Einleiten des Füllprodukts in einen entsprechenden Behälter, sondern der Füllprozess kann weitere mit dem eigentlichen Befüllen verbundene Vorgänge umfassen, wie beispielsweise einen oder mehrere der folgenden Schritte: druckdichtes Anpressen des Behälters gegen das entsprechende Füllventil; Gasaustausch im Behälter; Druckerhöhung und/oder Druckabsenkung im Behälter; Entlasten des Behälters; Beruhigen des Behälters. Der Füllprozess für einen Behälter folgt somit einem bestimmten Programmablauf, der durch das Füllprodukt und andere Prozessparameter definiert ist und während der regulären Produktion für das Abfüllen einer Vielzahl von Behältern üblicherweise im Wesentlichen beibehalten wird.The filling process does not necessarily only include the introduction of the filling product into a corresponding container, but the filling process can also include other processes associated with the actual filling, such as one or more of the following steps: pressure-tight pressing of the container against the corresponding filling valve; gas exchange in the container; pressure increase and/or pressure reduction in the container; relieving the container; Quiet the container. The filling process for a container thus follows a specific program sequence, which is defined by the filling product and other process parameters and is usually essentially retained during regular production for filling a large number of containers.

Indem der Füllerwinkel, an dem der Füllprozess startet, während des regulären Betriebs in Abhängigkeit vom Endwinkel eines vorangegangenen Füllprozesses variiert wird, können nicht nur die Qualität und Zuverlässigkeit des Füllprozesses verbessert werden (beispielsweise indem etwaigen Gasblasen ausreichend Zeit verschafft wird, um aus dem entsprechenden Füllorgan aufzusteigen), sondern es kann darüber hinaus ein optimaler Kompromiss zwischen der Füllerleistung und der gewünschten Qualität gefunden werden. In anderen Worten, befindet sich der Endwinkel ϕ_Stopp eines Füllprozesses vor einem maximalen Prozesswinkel ϕ_Max, bis zu dem der Füllprozess im Rundläufer spätestens abgeschlossen sein muss, so besteht ein Freiheitsgrad zur Variation des Prozessstarts eines oder mehrerer nachfolgender Füllprozesse. Dieser Freiheitsgrad kann zur Optimierung der Produktion genutzt werden.By varying the filler angle at which the filling process starts during regular operation depending on the end angle of a previous filling process, not only can the quality and reliability of the filling process be improved (e.g. by giving any gas bubbles sufficient time to escape from the corresponding filling element to rise), but an optimal compromise can also be found between the filler performance and the desired quality. In other words, if the end angle ϕ _stop of a filling process is before a maximum process angle ϕ _max by which the filling process in the rotary machine must be completed at the latest, there is a degree of freedom to vary the process start of one or more subsequent filling processes. This degree of freedom can be used to optimize production.

Vorzugsweise liegt der variable Startwinkel ϕ_Var in Transportrichtung der Behälter hinter dem initialen Startwinkel ϕ_Ini, d.h. vorzugsweise wird der variierte Füllprozess relativ zum vorangegangenen bzw. regulären Füllprozess entlang der Kreisbahn des Rundläufers und somit zeitlich nach hinten verschoben. Auf diese Weise steht zwischen den beiden betrachteten Füllprozessen mehr Zeit zur Verfügung, in der etwaige Gasblasen aufsteigen können, ohne dass die Füllerleistung reduziert werden muss.The variable start angle φ _Var is preferably behind the initial start angle φ _Ini in the transport direction of the containers, ie the varied filling process is preferably shifted relative to the preceding or regular filling process along the circular path of the rotary machine and thus backwards in time. In this way, more time is available between the two filling processes considered, in which any gas bubbles can rise without the filler performance having to be reduced.

Normalerweise hat die Kreisbahn einen maximalen Prozesswinkel ϕ_Max, an dem der Füllprozess spätestens abgeschlossen sein muss, wobei der variable Startwinkel ϕ_Var vorzugsweise in Abhängigkeit, d.h. als Funktion der Differenz zwischen dem maximalen Prozesswinkel ϕ_Max und dem Endwinkel ϕ_Stopp des ersten Füllprozesses ermittelt wird. Der maximale Prozesswinkel ϕ_Max kann theoretisch mit jenem Winkel zusammenfallen, an dem die Behälter aus dem Rundläufer ausgeleitet werden, er liegt jedoch normalerweise etwas davor, um das Ausleiten der Behälter an die nachfolgende Station nicht zu beeinträchtigen.Normally, the circular path has a maximum process angle φ _Max , at which the filling process must be completed at the latest, with the variable start angle φ _Var preferably being determined as a function, ie as a function of the difference between the maximum process angle φ _Max and the end angle φ _Stop of the first filling process . The maximum process angle ϕ _Max can theoretically coincide with the angle at which the containers are discharged from the carousel, but it is usually slightly earlier in order not to affect the discharge of the containers to the following station.

Vorzugsweise ist die Differenz zwischen dem variablen Startwinkel ϕ_Var und dem initialen Startwinkel ϕ_Ini gleich der Differenz zwischen dem maximalen Prozesswinkel ϕ_Max und dem Endwinkel ϕ_Stopp des ersten Füllprozesses abzüglich einer Sicherheitsmarge ψ_Sich. Auf diese Weise kann die Versetzung des Füllstarts zwischen zwei Füllprozessen maximiert werden, ohne die Zuverlässigkeit der Füllprozesse zu gefährden.The difference between the variable start angle φ _Var and the initial start angle φ _Ini is preferably equal to the difference between the maximum process angle φ _Max and the end angle φ _Stop of the first filling process, minus a safety margin ψ _Sich . In this way, the displacement of the filling start between two filling processes can be maximized without jeopardizing the reliability of the filling processes.

Vorzugsweise werden der erste Füllprozess und der zweite Füllprozess in einer periodischen Abfolge durchgeführt, um die Produktionsoptimierung reproduzierbar durchzuführen.The first filling process and the second filling process are preferably carried out in a periodic sequence in order to carry out the production optimization in a reproducible manner.

So kann eine Versetzung des Füllprozessstarts ausgehend vom initialen Startwinkel ϕ_Ini für jede zweite Runde des Füllerkarussells vorgenommen werden. Allerdings lässt sich das Prinzip verallgemeinern, indem eine Versetzung des Füllprozessstarts für jede Xte Runde vorgenommen wird. In anderen Worten, vorzugsweise wird der erste Füllprozess n-mal hintereinander durchgeführt, wobei n eine natürliche Zahl ist. Anschließend wird der der zweite Füllprozess vorzugsweise genau einmal durchgeführt. Besonders bevorzugt gilt: n=1 oder n=2. Dieser Ablauf aus n ersten Füllprozessen, gefolgt von beispielsweise einem zweiten Füllprozess kann nun periodisch wiederholt werden.In this way, the start of the filling process can be shifted from the initial starting angle ϕ _Ini for every second round of the filler carousel. However, the principle can be generalized by shifting the start of the filling process for every Xth round. In other words, the first filling process is preferably carried out n times in a row, where n is a natural number. The second filling process is then preferably carried out exactly once. The following is particularly preferred: n=1 or n=2. This sequence of n first filling processes, followed by a second filling process, for example, can now be repeated periodically.

Allerdings ist ein solcher periodischer Betriebsablauf nicht unbedingt erforderlich, da der Betrag und/oder die Anwendung des variablen Startwinkels ϕ_Var weiter verallgemeinert werden können. So ist weder eine regelmäßige Anwendung des variablen Startwinkels ϕ_Var alle X Runden erforderlich, noch muss der variable Startwinkels ϕ_Var der Differenz zwischen ϕ_Max und ϕ_Stopp oder einer Funktion dieser Differenz entsprechen. Vielmehr kann der variable Startwinkel ϕ_Var in Abhängigkeit des Endwinkels ϕ_Stopp eines vorherigen Füllprozesses so variiert werden, dass der Gesamtprozess optimiert wird. Die Variation des Prozessparameters ϕ_Var kann mittels eines geeigneten Algorithmus, beispielsweise eines selbstlernenden Algorithmus, durchgeführt werden.However, such a periodic operation is not strictly necessary since the magnitude and/or application of the variable starting angle φ _Var can be further generalized. Thus, a regular application of the variable start angle ϕ _var every X laps is not required, nor does the variable start angle ϕ _var have to correspond to the difference between ϕ _max and ϕ _stop or a function of this difference. Rather, the variable start angle φ _Var can be varied as a function of the end angle φ _Stop of a previous filling process in such a way that the overall process is optimized. The variation of the process parameter φ _Var can be carried out using a suitable algorithm, for example a self-learning algorithm.

Vorzugsweise umfassen der erste Füllprozess und der zweite Füllprozess die gleichen Schritte. In anderen Worten, vorzugsweise wird das gleiche Füllprodukt auf die gleiche Art und Weise abgefüllt, und lediglich der Startwinkel der Füllprozesse wird variiert. Die Füllprozesse können hierbei beispielsweise jeweils einen oder mehrere der folgenden Schritte umfassen: Positionieren des Behälters; druckdichtes Anpressen des Behälters gegen einen Mündungsabschnitt des entsprechenden Füllventils; Einleiten eines Gases in den Behälter; Abziehen eines Gases aus dem Behälter; Erzeugen eines Überdrucks im Behälter; Erzeugen eines Unterdrucks im Behälter; Einleiten des Füllprodukts in den Behälter; Entlasten des Behälters; Entfernen des Behälters vom Füllventil.Preferably, the first filling process and the second filling process include the same steps. In other words, the same filling product is preferably filled in the same way and only the starting angle of the filling processes is varied. The filling processes can, for example, each include one or more of the following steps: positioning the container; pressure-tightly pressing the container against a mouth portion of the corresponding filling valve; introducing a gas into the container; withdrawing a gas from the container; creating an overpressure in the container; creating a negative pressure in the container; introducing the fill product into the container; relieving the container; Removing the canister from the fill valve.

Die oben genannte Aufgabe wird ferner von einer Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem Füllprodukt, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, gelöst.The object mentioned above is also achieved by a device for filling containers with a filling product, preferably in a beverage bottling plant.

Die Vorrichtung umfasst ein rotierbares Füllerkarussell mit mehreren, an einem Außenumfang des Füllerkarussells angeordneten Füllorganen, die eingerichtet sind, um das Füllprodukt in die Behälter einzuleiten, und entsprechend den Füllorganen zugeordneten Behälterhalterungen, wobei das Füllerkarussell eingerichtet ist, um die Füllorgane sowie die entsprechend zugeordneten Behälterhalterungen entlang einer Kreisbahn zu transportieren. Die Behälterhalterungen sind zum Halten je eines Behälters eingerichtet, so dass sich die Behälter im regulären Betrieb der Vorrichtung aufgrund der Rotation des Füllerkarussells entlang der genannten Kreisbahn bewegen.The device comprises a rotatable filler carousel with a plurality of filling elements arranged on an outer circumference of the filler carousel, which are set up to introduce the filling product into the containers, and container holders assigned according to the filling elements, the filler carousel being set up to hold the filling elements and the correspondingly assigned container holders to be transported along a circular path. The container holders are for Each holding a container set up so that the container move in the regular operation of the device due to the rotation of the filler carousel along said circular path.

Die Vorrichtung weist ferner eine Steuerung auf, die eingerichtet ist, um das Füllerkarussell so anzusteuern, dass ein zu befüllender erster Behälter entlang der Kreisbahn transportiert wird; während des Transports des ersten Behälters ein erster Füllprozess durchgeführt wird, in welchem das Füllprodukt (über das Füllorgan) in den ersten Behälter eingeleitet wird, wobei der erste Füllprozess an einem initialen Startwinkel ϕ_Ini des ersten Behälters auf der Kreisbahn begonnen wird; ein Endwinkel ϕ_Stopp des ersten Füllprozesses, an dem der erste Füllprozess des ersten Behälters auf der Kreisbahn beendet ist, ermittelt wird; ein zu befüllender zweiter Behälter entlang der Kreisbahn transportiert wird; und während des Transports des zweiten Behälters ein zweiter Füllprozess, in welchem das Füllprodukt in den zweiten Behälter eingeleitet wird, durchgeführt wird.The device also has a controller that is set up to control the filler carousel in such a way that a first container to be filled is transported along the circular path; a first filling process is carried out during the transport of the first container, in which the filling product is introduced into the first container (via the filling element), the first filling process being started at an initial starting angle φ _ini of the first container on the circular path; an end angle φ _stop of the first filling process, at which the first filling process of the first container on the circular path ends, is determined; a second container to be filled is transported along the circular path; and during the transportation of the second container, a second filling process in which the filling product is introduced into the second container is performed.

Erfindungsgemäß ist die Steuerung ferner eingerichtet, um das Füllerkarussell so anzusteuern, dass ein variabler Startwinkel ϕ_Var in Abhängigkeit vom Endwinkel ϕ_Stopp des ersten Füllprozesses ermittelt wird und der zweite Füllprozess an dem variablen Startwinkel ϕ_Var des Behälters auf der Kreisbahn begonnen wird.According to the invention, the controller is also set up to control the filler carousel in such a way that a variable start angle φ _Var is determined as a function of the end angle φ _Stop of the first filling process and the second filling process is started at the variable start angle φ _Var of the container on the circular path.

Die Merkmale, technischen Wirkungen, Vorteile sowie Ausführungsbeispiele, die in Bezug auf das Verfahren beschrieben wurden, gelten analog für die Vorrichtung.The features, technical effects, advantages and exemplary embodiments that have been described in relation to the method apply analogously to the device.

So ist die Steuerung aus den oben genannten Gründen vorzugsweise eingerichtet, um das Füllerkarussell so anzusteuern, dass der variable Startwinkel ϕ_Var in Transportrichtung der Behälter hinter dem initialen Startwinkel ϕ_Ini liegt.For the reasons mentioned above, the controller is preferably set up to control the filler carousel in such a way that the variable starting angle φ _Var lies behind the initial starting angle φ _Ini in the transport direction of the containers.

Vorzugsweise ist die Steuerung aus den oben genannten Gründen eingerichtet, um das Füllerkarussell so anzusteuern, dass der variable Startwinkel ϕ_Var in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem maximalen Prozesswinkel ϕ_Max und dem Endwinkel ϕ_Stopp des ersten Füllprozesses ermittelt wird.For the reasons mentioned above, the controller is preferably set up to control the filler carousel in such a way that the variable start angle φ _Var is determined as a function of the difference between the maximum process angle φ _Max and the end angle φ _Stop of the first filling process.

Vorzugsweise ist die Steuerung aus den oben genannten Gründen eingerichtet, um das Füllerkarussell so anzusteuern, dass die Differenz zwischen dem variablen Startwinkel ϕ_Var und dem initialen Startwinkel ϕ_Ini gleich der Differenz zwischen dem maximalen Prozesswinkel ϕ_Max und dem Endwinkel ϕ_Stopp des ersten Füllprozesses abzüglich einer Sicherheitsmarge ψ_Sich ist. Vorzugsweise ist die Steuerung aus den oben genannten Gründen eingerichtet, um das Füllerkarussell so anzusteuern, dass der erste Füllprozess und der zweite Füllprozess in einer periodischen Abfolge durchgeführt werden.For the reasons mentioned above, the controller is preferably set up to control the filler carousel in such a way that the difference between the variable start angle φ _Var and the initial start angle φ _Ini is equal to the difference between the maximum process angle φ _Max and the end angle φ _Stop of the first filling process minus a safety margin ψ _Sich . For the reasons mentioned above, the controller is preferably set up to control the filler carousel in such a way that the first filling process and the second filling process are carried out in a periodic sequence.

Vorzugsweise ist die Steuerung aus den oben genannten Gründen eingerichtet, um das Füllerkarussell so anzusteuern, dass der erste Füllprozess n-mal hintereinander durchgeführt wird, wobei n eine natürliche Zahl ist, und der zweite Füllprozess anschließend einmal durchgeführt wird, wobei vorzugsweise gilt n=1 oder n=2.For the reasons mentioned above, the controller is preferably set up to control the filler carousel in such a way that the first filling process is carried out n times in succession, where n is a natural number, and the second filling process is then carried out once, with n=1 preferably applying or n=2.

Die Steuerung kann zentral oder dezentral, softwaregestützt, Bestandteil internetbasierter und/oder cloudbasierter Anwendungen oder auf andere Weise implementiert sein, sowie gegebenenfalls auf Datenbanken zugreifen. Die Kommunikation der Steuerung mit den entsprechenden Komponenten der Vorrichtung (Aktuatoren, Sensoren usw.) kann digital oder analog, drahtlos oder drahtgebunden erfolgen.The control can be centralized or decentralized, software-supported, part of internet-based and/or cloud-based applications or implemented in some other way, and access databases if necessary. The controller can communicate with the corresponding components of the device (actuators, sensors, etc.) digitally or analogously, wirelessly or wired.

Vorzugsweise umfassen die Füllorgane jeweils ein Füllventil, das eingerichtet ist, um das Füllprodukt mit einer variierbaren Fließgeschwindigkeit in den entsprechenden Behälter einzuleiten. Das Füllventil ist beispielsweise ein Proportionalventil. Ferner weisen die Füllorgane vorzugsweise jeweils einen Durchflussmesser auf, der eingerichtet ist, um den Volumenstrom des in einen entsprechenden Behälter eingeleiteten Füllprodukts zu detektieren. Das Messprinzip des Durchflussmessers beruht vorzugsweise auf Induktion. Für Füllorgane einer solchen Bauart ist der variable Start des Füllprozesses besonders nützlich, um die Genauigkeit des vom Füllventil eingeleiteten und vom Durchflussmesser detektierten Volumenstroms zu optimieren.The filling elements preferably each comprise a filling valve which is set up to introduce the filling product into the corresponding container at a variable flow rate. The filling valve is a proportional valve, for example. Furthermore, the filling elements preferably each have a flow meter which is set up to detect the volume flow of the filling product introduced into a corresponding container. The measuring principle of the flow meter is preferably based on induction. The variable start of the filling process is particularly useful for filling elements of this type in order to optimize the accuracy of the volumetric flow introduced by the filling valve and detected by the flow meter.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die darin beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben dargelegten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele erfolgt dabei mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.Further advantages and features of the present invention can be seen from the following description of preferred exemplary embodiments. The features described therein can be implemented on their own or in combination with one or more of the features set out above, insofar as the features do not contradict one another. The following description of preferred exemplary embodiments is made with reference to the accompanying drawings.

Brief description of the figures

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem Füllprodukt;
Figur 2a: eine schematische Darstellung eines Füllprozesses ausgehend von einem initialen Startwinkel auf einer Kreisbahn;
Figur 2b: eine schematische Darstellung eines Füllprozesses ausgehend von einem variablen Startwinkel auf der Kreisbahn.

Preferred further embodiments of the invention are explained in more detail by the following description of the figures. show:

figure 1: a schematic representation of a device for filling containers with a filling product;
Figure 2a: a schematic representation of a filling process starting from an initial starting angle on a circular path;
Figure 2b: a schematic representation of a filling process starting from a variable starting angle on the circular path.

Detailed description of preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei sind gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanz zu vermeiden.Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the figures. Elements that are the same, similar or have the same effect are provided with identical reference symbols in the different figures, and a repeated description of these elements is sometimes dispensed with in order to avoid redundancy.

Die Figur 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 1 zum Befüllen eines Behälters 100 mit einem Füllprodukt.the figure 1 shows schematically a device 1 for filling a container 100 with a filling product.

In dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 1 ein Füllventil 2, welches über eine Ventilmündung 2a das Füllprodukt in den Behälter 100 einleitet. Während des Füllprozesses steht eine Mündung 110 des Behälters 100 vorzugsweise mit dem Füllventil 2 druckdicht in Kontakt, wodurch der Füllprozess als Gegendruckverfahren oder Unterdruckverfahren durchführbar ist. Allerdings kann das Füllventil 2 auch als Freistrahlventil ausgebildet sein, so dass das Füllprodukt nach Überbrückung eines Freistrahlbereiches in die Mündung 110 des Behälters 100 eingefüllt wird.In the in the figure 1 shown embodiment, the device 1 comprises a filling valve 2, which introduces the filling product into the container 100 via a valve opening 2a. During the filling process, a mouth 110 of the container 100 is preferably in pressure-tight contact with the filling valve 2, as a result of which the filling process can be carried out as a counter-pressure method or a vacuum method. However, the filling valve 2 can also be designed as a free jet valve, so that the filling product is filled into the mouth 110 of the container 100 after bridging a free jet area.

Der zu befüllende Behälter 100 wird über eine Behälterhalterung 200, die beispielsweise eine Halteklammer 210 zum Halten des zu befüllenden Behälters 100 im Halsbereich, etwa unterhalb eines hier nicht gezeigten Halsrings des Behälters 100, aufweist, während der Befüllung an dem oder unter dem Füllventil 2 gehalten. Es wird hierbei auch von einem sogenannten "neck handling" des zu befüllenden Behälters 100 gesprochen. Das "neck handling" findet insbesondere im Fall des Befüllens von Kunststoffbehältern in Form von PET-Flaschen Anwendung.The container 100 to be filled is held by a container holder 200, which has, for example, a retaining clip 210 for holding the container 100 to be filled in the neck area, approximately below a neck ring of the container 100 (not shown here), during filling on or below the filling valve 2 . This is also referred to as so-called “neck handling” of the container 100 to be filled. "Neck handling" is used in particular when filling plastic containers in the form of PET bottles.

In einer in den Figuren nicht gezeigten Alternative kann der zu befüllende Behälter 100 auch in seinem Bodenbereich gehalten beziehungsweise gestützt werden, beispielsweise durch einen Führungsteller, auf dem der zu befüllende Behälter 100 steht. Es wird hierbei auch von einem sogenannten "base handling" des zu befüllenden Behälters 100 gesprochen. Das "base handling" findet insbesondere im Fall des Befüllens von Glasflaschen Anwendung.In an alternative not shown in the figures, the container 100 to be filled can also be held or supported in its bottom area, for example by a guide plate on which the container 100 to be filled stands. A so-called "base handling" of the container 100 to be filled is also referred to here. The "base handling" is used in particular in the case of filling glass bottles.

In einer in den Figuren ebenfalls nicht gezeigten Alternative kann der zu befüllende Behälter 100 auch im Bereich des Behälter- bzw. Flaschenbauchs oder auf eine andere geeignete Weise gehalten und/oder gestützt und transportiert werden.In an alternative, also not shown in the figures, the container 100 to be filled can also be held and/or supported and transported in the area of the container or bottle belly or in another suitable way.

Das Füllventil 2 ist besonders bevorzugt als Proportionalventil 3 ausgebildet oder umfasst ein solches, das der Ventilmündung 2a vorgelagert ist, d.h. stromaufwärts der Ventilmündung 2a angeordnet ist. Optional kann im Bereich der Ventilmündung 2a ein Sperrventil, das die Ventilmündung 2a nach Bedarf öffnet/schließt, vorgesehen sein. Das Proportionalventil 3 ist im Ausführungsbeispiel der Figur 1 beispielhaft in einer Füllproduktleitung 5 installiert, es kann allerdings auch im Bereich der Ventilmündung 2a durch einen entsprechend geformten Ventilkegel mit Aktuator und Ventilsitz, in den Figuren nicht gezeigt, verwirklich sein.The filling valve 2 is particularly preferably designed as a proportional valve 3 or includes one that is upstream of the valve mouth 2a, ie is arranged upstream of the valve mouth 2a. Optionally, a check valve, which opens/closes the valve mouth 2a as required, can be provided in the area of the valve mouth 2a. The proportional valve 3 is in the embodiment figure 1 installed, for example, in a filling product line 5, but it can also be implemented in the region of the valve opening 2a by a correspondingly shaped valve cone with actuator and valve seat, not shown in the figures.

Das Proportionalventil 3 ist eingerichtet, um den Volumenstrom des Füllprodukts kontinuierlich oder graduell variieren zu können, somit die pro Zeiteinheit in den Behälter 100 eingeleitete Füllproduktmenge zu regulieren. Ziel ist es, ein effizientes, exaktes und produktschonendes Befüllen sicherzustellen.The proportional valve 3 is set up in order to be able to vary the volume flow of the filling product continuously or gradually, thus regulating the amount of filling product introduced into the container 100 per unit of time. The aim is to ensure efficient, precise and product-friendly filling.

Das Proportionalventil 3 kann beispielsweise so aufgebaut sein, dass ein vom Füllprodukt durchflossener Ringspalt in seiner Dimension variierbar ist. Die Schaltstellung des Proportionalventils 3, also beispielsweise die aktuell geschaltete Abmessung/Dimension des Ringspalts, ist bekannt und reproduzierbar einstellbar, beispielsweise durch die Verwendung eines Schrittmotors zum Antrieb des Proportionalventils 3.The proportional valve 3 can, for example, be constructed in such a way that the dimensions of an annular gap through which the filling product flows can be varied. The switching position of the proportional valve 3, for example the currently switched dimension/dimension of the annular gap, is known and can be set in a reproducible manner, for example by using a stepping motor to drive the proportional valve 3.

Mit dem Proportionalventil 3 können eine oder mehrere Eigenschaften der Füllkurve, d.h. des Volumenstroms pro Zeiteinheit, die Füllkurve in ihrer Gesamtheit und/oder das Füllende bei Erreichen eines gewünschten Füllniveaus festgelegt werden.With the proportional valve 3, one or more properties of the filling curve, i.e. the volume flow per unit of time, the filling curve in its entirety and/or the end of filling when a desired filling level is reached, can be defined.

Das Füllprodukt wird vor der eigentlichen Abfüllung in die zu befüllenden Behälter 100 in einem Füllproduktreservoir 4 zwischengelagert, wobei das Füllproduktreservoir 4 hier in Form eines Zentralkessels eines Rundläuferfüllers gezeigt ist. In einer alternativen Ausführungsform kann das Füllproduktreservoir 4 beispielsweise auch in Form eines Ringkessels, einer Ringleitung oder einer Verteilerzuführung ausgebildet sein.Before it is actually filled into the containers 100 to be filled, the filling product is temporarily stored in a filling product reservoir 4, the filling product reservoir 4 being shown here in the form of a central tank of a rotary filler. In an alternative embodiment, the filling product reservoir 4 can also be designed, for example, in the form of a ring tank, a ring line or a distribution feed.

In dem Füllproduktreservoir 4 ist das Füllprodukt bis zu einer bestimmten Füllhöhe eingefüllt und kann von dort aus über die Füllproduktleitung 5, die hier beispielhaft einen ersten Leitungsabschnitt 50, einen zweiten Leitungsabschnitt 52, einen dritten Leitungsabschnitt 54 sowie einen vierten Leitungsabschnitt 56 aufweist, zum Füllventil 2 fließen und von dort aus in den zu befüllenden Behälter 100 eingebracht werden.In the filling product reservoir 4, the filling product is filled up to a certain filling level and can from there via the filling product line 5, which here, for example, has a first line section 50, a second line section 52, a third line section 54 and a fourth Has line section 56, flow to the filling valve 2 and are introduced from there into the container 100 to be filled.

Neben dem Proportionalventil 3 zur Steuerung oder Regelung des Füllproduktflusses ist weiterhin ein Durchflussmesser 6 vorgesehen, der für eine Detektion der Fluidmenge bzw. des Volumenstroms des die Füllproduktleitung 5 durchfließenden Füllprodukts eingerichtet ist. Mittels des Durchflussmessers 6 kann gegebenenfalls auch die in den Behälter 100 eingebrachte Füllproduktmenge ermittelt werden, etwa durch Integrieren bzw. Aufsummieren des ermittelten Volumenstroms. Auf diese Weise kann nach Erreichen eines gewünschten Füllproduktniveaus in dem zu befüllenden Behälter 100 der Füllvorgang durch Schließen des Proportionalventils 3 und/oder durch Schließen eines hier nicht gezeigten Sperrventils beendet werden kann. Alternativ zum Durchflussmesser 6 sind auch andere Sensoren anwendbar, wie beispielsweise Wägezellen und Kurzschlusssonden. Alternativ kann auf einen Sensor verzichtet werden, wenn ein Zeitfüllprozess zur Anwendung kommt, dem zur Ermittlung des Volumenstroms beispielsweise Rechenmodelle zu Grunde liegen.In addition to the proportional valve 3 for controlling or regulating the flow of the filling product, a flow meter 6 is also provided, which is set up to detect the fluid quantity or the volume flow of the filling product flowing through the filling product line 5 . The quantity of filling product introduced into the container 100 can optionally also be determined by means of the flow meter 6, for example by integrating or adding up the determined volume flow. In this way, after a desired filling product level has been reached in the container 100 to be filled, the filling process can be terminated by closing the proportional valve 3 and/or by closing a non-return valve (not shown here). As an alternative to the flow meter 6, other sensors can also be used, such as load cells and short-circuit probes. Alternatively, a sensor can be dispensed with if a time-filling process is used, which is based, for example, on calculation models for determining the volume flow.

Das Füllventil 2 inkl. Proportionalventil 3, der Durchflussmesser 6 und Abschnitte der Füllproduktleitung 5, etwa die Leitungsabschnitte 52, 54 und 56, können eine gedankliche und/oder bauliche Einheit bzw. Komponente bilden, die hierin als "Füllorgan" 1b bezeichnet ist.The filling valve 2 including the proportional valve 3, the flow meter 6 and sections of the filling product line 5, such as the line sections 52, 54 and 56, can form a conceptual and/or structural unit or component, which is referred to herein as the “filling element” 1b.

Die Figur 1 zeigt nur ein Füllorgan 1b, das mit dem Füllproduktreservoir 4 in Fluidverbindung steht. Die Vorrichtung 1 weist jedoch vorzugsweise eine Vielzahl von Füllorganen 1b auf, die am Außenumfang eines Füllerkarussells 1a (vgl. Figuren 2a und 2b), welches das gemeinsame Füllproduktreservoir 4 umfasst, angeordnet sind, wodurch ein Füller in Rundläuferbauweise ausgebildet ist. Der Rundläuferfüller rotiert dabei um eine schematisch gezeigte Rotationsachse R, um während der Rotation die zu befüllenden Behälter 100 zu befüllen und gleichzeitig entlang eines Kreiswegs 1b (vgl. Figuren 2a und 2b) zu transportieren. Am Umfang des Rundläuferfüllers können beispielsweise mehr als 20 oder 50 Füllorgane 1b angeordnet sein, sodass eine effiziente Befüllung eines dem Rundläuferfüller zugeführten Stromes an zu befüllenden Behältern 100 durchführbar ist.the figure 1 FIG. 1 shows only one filling element 1b which is in fluid connection with the filling product reservoir 4. However, the device 1 preferably has a large number of filling elements 1b which are located on the outer circumference of a filling carousel 1a (cf. Figures 2a and 2b ), which includes the common filling product reservoir 4, are arranged, as a result of which a filler is formed in a rotary design. The rotary filler rotates around a rotational axis R shown schematically in order to fill the containers 100 to be filled during the rotation and at the same time along a circular path 1b (cf. Figures 2a and 2b ) to transport. For example, more than 20 or 50 filling elements 1b can be arranged on the circumference of the rotary filler, so that an efficient filling of a flow of containers 100 to be filled that is fed to the rotary filler can be carried out.

Die Vorrichtung 1 kann - als Bestandteil oder außerhalb des Füllorgans 1b - einen oder mehrere Filter 7 aufweisen, die entsprechend zwischen dem ersten Abschnitt 50 der Füllproduktleitung 5 und dem zweiten Abschnitt 52 der Füllproduktleitung 5 angeordnet sind. Die Filter 7 sind jeweils eingerichtet, um eine Reinigung des Füllprodukts vor der Abfüllung vorzunehmen, beispielsweise um Partikel, Viren, Bakterien, Keime, Pilze usw. aus dem Füllprodukt herauszufiltern.The device 1 can--as part of or outside of the filling element 1b--have one or more filters 7, which are arranged accordingly between the first section 50 of the filling product line 5 and the second section 52 of the filling product line 5. The filters 7 are each set up to clean the filling product before it is filled, for example to filter out particles, viruses, bacteria, germs, fungi, etc. from the filling product.

Die aktuelle Füllhöhe des Füllprodukts im Füllproduktreservoir 4 kann beispielsweise mittels einer Füllhöhensonde 152 gemessen werden.The current filling level of the filling product in the filling product reservoir 4 can be measured using a filling level probe 152, for example.

Die Vorrichtung 1 weist ferner eine Steuerung 150 auf, die zur Kommunikation mit dem Füllorgan 1b eingerichtet ist. Insbesondere steht die Steuerung 150 mit dem Proportionalventil 3 sowie dem Durchflussmesser 6 in Kommunikation, um unter Verwendung der vom Durchflussmesser 6 ermittelten Volumenstromwerte die aktuelle Schaltstellung des Proportionalventils 3 festzulegen. Ferner kann eine Auswertung der Füllhöhe im Füllproduktreservoir 4 mittels der Steuerung 150 erfolgen.The device 1 also has a controller 150 which is set up for communication with the filling element 1b. In particular, the controller 150 is in communication with the proportional valve 3 and the flow meter 6 in order to determine the current switching position of the proportional valve 3 using the volume flow values determined by the flow meter 6 . Furthermore, the filling level in the filling product reservoir 4 can be evaluated by means of the controller 150 .

Die Steuerung 150 kann zentral oder dezentral, softwaregestützt, Bestandteil internetbasierter und/oder cloudbasierter Anwendungen oder auf andere Weise implementiert sein, sowie gegebenenfalls auf Datenbanken zugreifen. Die Kommunikation der Steuerung 150 mit den entsprechenden Komponenten kann digital oder analog, drahtlos oder drahtgebunden erfolgen.The controller 150 can be implemented centrally or decentrally, with software support, as part of internet-based and/or cloud-based applications, or in some other way, and also access databases if necessary. The controller 150 can communicate with the corresponding components digitally or analogously, wirelessly or by wire.

Die Figuren 2a und 2b zeigen schematisch einen Füllprozess der Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 umfasst das oben genannte Füllerkarussell 1a, an dessen Außenumfang eine Vielzahl von Füllorganen 1b, in den Figuren 2a und 2b nicht gezeigt, installiert ist. Das Füllerkarussell 1a ist um die Drehachse R rotierbar, wodurch die Füllorgane 1b sowie die zu transportierenden Behälter 100, in den Figuren 2a und 2b nicht gezeigt, entlang einer Kreisbahn 1c transportiert werden.the Figures 2a and 2b show schematically a filling process of the device 1. The device 1 includes the above filler carousel 1a, on the outer circumference of which a plurality of filling elements 1b, in the Figures 2a and 2b not shown is installed. The filler carousel 1a is rotatable about the axis of rotation R, whereby the filling elements 1b and the containers to be transported 100 in the Figures 2a and 2b not shown, are transported along a circular path 1c.

Die zu befüllenden Behälter 100 werden dem Füllerkarussell 1a an einem definierten Übergabepunkt übergeben, beispielsweise über einen nicht dargestellten Einlaufstern. Der Winkel des Füllerkarussells 1a, an dem die leeren Behälter 100 eingeleitet und an die Vorrichtung 1 übergeben werden, sei als ϕ_Ein bezeichnet. Der Winkel, an dem die befüllten Behälter 100 aus der Vorrichtung 1 ausgeleitet werden, indem sie beispielsweise an einen nicht dargestellten Auslaufstern übergeben werden, sei als ϕ_Aus bezeichnet.The containers 100 to be filled are transferred to the filler carousel 1a at a defined transfer point, for example via an infeed starwheel (not shown). The angle of the filler carousel 1a at which the empty containers 100 are introduced and transferred to the device 1 is referred to as φ _Ein . The angle at which the filled containers 100 are discharged from the device 1, for example by being transferred to a discharge starwheel (not shown), is denoted as φ _Aus .

Theoretisch kann der Füllprozess bis auf ein kleines Winkelsegment ψ_Tοt, das auch als "Füllertotwinkel" bezeichnet wird, im Wesentlichen den gesamten Umfang des Rundläufers beanspruchen. Der Füllertotwinkel ψ_Tot ist baulich bedingt, beispielsweise durch den erforderlichen Installationsraum für einen Einlauf- und Auslaufstern.Theoretically, the filling process can essentially take up the entire circumference of the rotary machine, with the exception of a small angular segment ψ _Tοt , which is also referred to as the "filler dead angle". The filler dead angle ψ _Tot is structurally determined, for example by the installation space required for an infeed and outfeed star wheel.

Die Befüllung der Behälter 100 über die Füllorgane 1b folgt einem bestimmten Programmablauf, der sich je nach Bauart des Füllorgans 1b, Füllprodukt und anderen Prozessparametern unterscheiden kann. So kann der Programmablauf beispielsweise einen oder mehrere der folgenden Schritte umfassen: druckdichtes Anpressen des Behälters 100 gegen die Ventilmündung 2a des entsprechenden Füllventils 2; Gasaustausch im Behälter 100; Druckerhöhung und/oder Druckabsenkung im Behälter 100; Einbringen des Füllprodukts; Entlasten des Behälters 100; Beruhigen des Behälters 100.The filling of the container 100 via the filling elements 1b follows a specific program sequence, which can differ depending on the design of the filling element 1b, the product to be filled and other process parameters. For example, the program flow can include one or more of the following steps comprise: pressure-tight pressing of the container 100 against the valve orifice 2a of the corresponding filling valve 2; gas exchange in container 100; Pressure increase and / or pressure reduction in the container 100; introducing the filling product; unloading the container 100; Quiet the container 100.

Zur begrifflichen Eindeutigkeit wird hierin zwischen dem "Füllvorgang", der sich auf das Einleiten des Füllprodukts in den Behälter 100 bezieht, und dem "Füllprozess" unterschieden, der neben dem Einleiten des Füllprodukts in den Behälter 100 weitere mit dem Befüllen verbundene Vorgänge umfassen kann, wie sie vorstehend beispielhaft genannt sind.For conceptual clarity, a distinction is made herein between the "filling process", which refers to the introduction of the filling product into the container 100, and the "filling process", which in addition to the introduction of the filling product into the container 100 can include other processes associated with the filling, as exemplified above.

Üblicherweise ist das Abfüllen des Füllprodukts an einer Vorrichtung 1 in Rundläuferbauweise so gestaltet, dass der Programmablauf immer an derselben Winkelposition des Füllerkarussells 1a startet. Die Steuerung 150 enthält daher einen Prozessparameter, der einen initialen Startwinkel des Füllprozesses definiert. Dieser initiale Startwinkel sei als ϕ_Ini bezeichnet.The filling of the filling product on a device 1 in a rotary design is usually designed in such a way that the program sequence always starts at the same angular position of the filler carousel 1a. The controller 150 therefore contains a process parameter that defines an initial start angle of the filling process. This initial starting angle is denoted as ϕ _Ini .

Der Füllprozess, umfassend das Einleiten des Füllprodukts in einen entsprechenden Behälter 100, erfolgt nun ausgehend vom initialen Startwinkel ϕ_Ini entlang eines Prozesssegments, bis der Füllprozess nach Ablauf einer Prozesszeit an einem Endwinkel ϕ_Stopp abgeschlossen ist.The filling process, including the introduction of the filling product into a corresponding container 100, now takes place starting from the initial start angle φ _ini along a process segment until the filling process is completed after a process time has elapsed at an end angle φ _stop .

Der Füllerwinkel, an dem der Füllprozess spätestens abgeschlossen sein muss, sei als maximaler Prozesswinkel ϕ_Max bezeichnet. ϕ_Max kann theoretisch mit ϕ_Aus zusammenfallen, liegt jedoch normalerweise etwas davor, um das Ausleiten der Behälter 100 an die nachfolgende Station nicht zu beeinträchtigen.The filling angle at which the filling process must be completed at the latest is referred to as the maximum process angle φ _Max . Theoretically, φ _Max can coincide with φ _Off , but is normally slightly earlier, so as not to impair the rejection of the containers 100 to the subsequent station.

Befindet sich der Endwinkel ϕ_Stopp vor dem maximalen Prozesswinkel ϕ_Max, so besteht ein Freiheitsgrad zur Variation des Füllprozessstarts. In anderen Worten, die Steuerung 150 enthält einen weiteren Prozessparameter ϕ_Var, der den variablen Startwinkel des Füllprozesses definiert.If the end angle ϕ _stop is before the maximum process angle ϕ _max , there is a degree of freedom to vary the start of the filling process. In other words, the controller 150 contains another process parameter φ _Var that defines the variable start angle of the filling process.

Der Füllprozess kann auf diese Weise so variiert werden, dass der Abtransport etwaiger Gasblasen vom Füllventil 2 in das Füllproduktreservoir 4 optimiert wird. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Verschiebung des Füllprozessstarts wie folgt durchgeführt:
Stellt die Steuerung 150 während eines regulären Füllbetriebs fest, dass der Füllprozess vordem maximalen Prozesswinkel ϕ_Max, d.h. vordem vollständig zur Verfügung stehenden Füllerwinkel abgeschlossen ist, so veranlasst die Steuerung 150, dass der nachfolgende Füllprozess, d.h. der Füllprozess der nächsten Runde, um den entsprechenden Winkel - gegebenenfalls abzüglich einer Sicherheitsmarge ψ_Sich - später beginnt.In this way, the filling process can be varied in such a way that the removal of any gas bubbles from the filling valve 2 into the filling product reservoir 4 is optimized. According to a preferred embodiment, the start of the filling process is postponed as follows:
If the controller 150 determines during a regular filling operation that the filling process is completed before the maximum process angle φ _Max , ie before the full available filler angle, the controller 150 causes the subsequent filling process, ie the filling process of the next round, to be completed by the corresponding Angle - possibly minus a safety margin ψ _Sich - begins later.

Jener reguläre Füllprozess, der am initialen Startwinkel ϕ_Ini beginnt, ist hierin auch als "erster Füllprozess" bezeichnet. Als "zweiter Füllprozess" ist ein gegenüber dem ersten Füllprozess verschobener, am variablen Startwinkel ϕ_Var beginnender Füllprozess bezeichnet.That regular filling process that begins at the initial start angle φ _Ini is also referred to herein as the “first filling process”. A filling process that is shifted compared to the first filling process and begins at the variable starting angle φ _Var is referred to as the “second filling process”.

Werden der Transport und der Füllprozess getaktet durchgeführt, so wird der Füllprozess bei der nächsten Runde um die Anzahl dieser zusätzlich zur Verfügung stehenden Takte - gegebenenfalls abzüglich der genannten Sicherheitsmarge ψ_Sich - später begonnen.If the transport and the filling process are clocked, the filling process is started later in the next round by the number of these additionally available clocks—possibly minus the specified safety margin ψ _safe .

Auf diese Weise wird zusätzlich Zeit generiert, in der etwaige Gasblasen in das Füllproduktreservoir 4 aufsteigen können.In this way, additional time is generated in which any gas bubbles can rise into the filling product reservoir 4 .

Für die darauffolgende Runde veranlasst die Steuerung 150, dass der Füllprozess wieder am initialen Startwinkel ϕ_Imi, d.h. am ursprünglich festgelegten Punkt, beginnt.For the subsequent lap, the controller 150 causes the filling process to start again at the initial starting angle φ _Imi , ie at the originally specified point.

Der vorstehend dargelegte Betriebsablauf nimmt somit eine Versetzung des Füllprozessstarts für jede zweite Runde des Füllerkarussells 1a vor. Allerdings lässt sich das Prinzip verallgemeinern, indem eine Versetzung des Füllprozessstarts für jede Xte Runde vorgenommen wird.The operating sequence presented above thus shifts the start of the filling process for every second round of the filler carousel 1a. However, the principle can be generalized by shifting the start of the filling process for every Xth round.

Ferner können der Betrag und die Anwendung des variablen Startwinkels ϕ_Var weiter verallgemeinert werden. So ist weder eine regelmäßige Anwendung des variablen Startwinkels ϕ_Var alle X Runden erforderlich, noch muss der variable Startwinkels ϕ_Var der Differenz zwischen ϕ_Max und ϕ_Stopp oder einer Funktion dieser Differenz entsprechen. Vielmehr kann der variable Startwinkel ϕ_Var von der Steuerung in Abhängigkeit des Endwinkels ϕ_Stopp so variiert werden, dass der Füllprozess, insbesondere die Qualität der Abfüllung optimiert wird. Die Variation des Prozessparameters ϕ_Var kann mittels eines geeigneten Algorithmus, beispielsweise eines selbstlernenden Algorithmus, durchgeführt werden.Furthermore, the magnitude and application of the variable starting angle φ _Var can be further generalized. Thus, a regular application of the variable start angle ϕ _var every X laps is not required, nor does the variable start angle ϕ _var have to correspond to the difference between ϕ _max and ϕ _stop or a function of this difference. Rather, the variable start angle φ _Var can be varied by the controller as a function of the end angle φ _Stop in such a way that the filling process, in particular the quality of the filling, is optimized. The variation of the process parameter φ _Var can be carried out using a suitable algorithm, for example a self-learning algorithm.

Indem der Füllerwinkel, an dem der Füllprozess startet, während des regulären Betriebs variiert wird, können nicht nur die Qualität und Zuverlässigkeit des Füllprozesses verbessert werden, indem etwaigen Gasblasen ausreichend Zeit verschafft wird, um in das Füllproduktreservoir 4 aufzusteigen, sondern es kann darüber hinaus ein optimaler Kompromiss zwischen der Füllerleistung und der gewünschten Qualität gefunden werden.By varying the filler angle at which the filling process starts during regular operation, not only can the quality and reliability of the filling process be improved by giving any gas bubbles sufficient time to rise into the filling product reservoir 4, but it can also optimal compromise can be found between the filler performance and the desired quality.

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.As far as applicable, all individual features that are presented in the exemplary embodiments can be combined with one another and/or exchanged without departing from the scope of the invention.

Reference character list

11: Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem FüllproduktDevice for filling containers with a filling product
1a1a: Füllerkarussellfiller carousel
1b1b: Füllorganfilling element
1c1c: Kreisbahncircular path
22: Füllventilfilling valve
2a2a: Ventilmündungvalve mouth
33: Proportionalventilproportional valve
44: Füllproduktreservoirfill product reservoir
55: Füllproduktleitungfill product line
5050: Erster Abschnitt der FüllproduktleitungFirst section of the fill product line
5252: Zweiter Abschnitt der FüllproduktleitungSecond section of the fill product line
5454: Dritter Abschnitt der FüllproduktleitungThird section of the fill product line
5656: Vierter Abschnitt der FüllproduktleitungFourth section of the fill product line
66: Durchflussmesserflow meter
77: Filterfilter
100100: Behältercontainer
110110: Mündungmouth
150150: Steuerungsteering
152152: Füllhöhensondelevel probe
200200: Behälterhalterungcontainer holder
210210: Halteklammerretaining clip

RR: Rotationsachseaxis of rotation
ϕEinϕA: Einleitwinkelentrance angle
ϕAusϕOff: Ausleitwinkelexit angle
ϕIniϕIni: Initialer Startwinkel des FüllprozessesInitial starting angle of the filling process
ϕVarϕVar: Variabler Startwinkel des FüllprozessesVariable starting angle of the filling process
ϕStoppϕstop: Endwinkel des FüllprozessesEnd angle of the filling process
ϕMaxϕMax: Maximaler ProzesswinkelMaximum process angle
ψTotψ dead: Füllertotwinkelfiller blind spot
ψSichψsafety: Sicherheitsmargemargin of safety

Claims

Method for filling containers (100) with a filling product, preferably in a beverage bottling plant, the method having: Transporting a first container (100) to be filled along a circular path (1c);

during the transport of the first container (100), performing a first filling process in which the filling product is introduced into the first container (100), the first filling process at an initial starting angle (φ _Ini ) of the first container (100) on the circular path (1c) is started;

Determining an end angle (φ _stop ) of the first filling process, at which the first filling process of the first container (100) on the circular path (1c) has ended;

transporting a second container (100) to be filled along the circular path (1c); and

during the transport of the second container (100), performing a second filling process in which the filling product is introduced into the second container (100);

characterized in that

a variable start angle (ϕ _Var ) is determined as a function of the end angle (ϕ _Stop ) of the first filling process and the second filling process is started at the variable start angle (ϕ _Var ) of the container (100) on the circular path (1c).

Method according to Claim 1, characterized in that the variable starting angle (φ _Var ) lies behind the initial starting angle (φ _Ini ) in the direction of transport of the containers (100).

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the circular path (1c) includes a maximum process angle (φ _Max ) at which the filling process must be completed at the latest, and the variable start angle (φ _Var ) depending on the difference between the maximum process angle (ϕ _Max ) and the end angle (ϕ _Stop ) of the first filling process is determined.

The method according to claim 3, characterized in that the difference between the variable start angle (φ _Var ) and the initial start angle (φ _Ini ) equal to the difference between the maximum process angle (ϕ _Max ) and the end angle (ϕ _Stop ) of the first filling process minus a safety margin (ψ _Sec ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first filling process and the second filling process are carried out in a periodic sequence.

Method according to Claim 5, characterized in that the first filling process is carried out n times in succession, where n is a natural number, and the second filling process is then carried out once, with preferably n=1 or n=2.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first filling process and the second filling process comprise the same steps, preferably one or more of the following steps: positioning of the corresponding container (100); pressure-tight pressing of the corresponding container (100) against a filling valve (2); introducing a gas into the corresponding container (100); withdrawing a gas from the corresponding container (100); creating an overpressure in the corresponding container (100); creating a negative pressure in the corresponding container (100); introducing the filling product into the corresponding container (100); unloading the corresponding container (100); Remove the corresponding container (100) from the filling valve (2).

Device (1) for filling containers (100) with a filling product, preferably in a beverage bottling plant, the device (1) having: a rotatable filler carousel (1a) with a plurality of filling elements (1b) arranged on an outer circumference of the filler carousel (1a), which are set up to introduce the filling product into the containers (100), and container holders (200) corresponding to the filling elements (1b) assigned , wherein the filler carousel (1a) is set up to transport the filling elements (1b) and the correspondingly assigned container holders (200) along a circular path (1c);

and a controller (150) which is set up to control the filler carousel (1a) in such a way that

a first container (100) to be filled is transported along the circular path (1c);

During the transport of the first container (100), a first filling process is carried out, in which the filling product is introduced into the first container (100), the first filling process is started at an initial starting angle (φ _Ini ) of the first container (100) on the circular path (1c);

an end angle (φ _stop ) of the first filling process, at which the first filling process of the first container (100) on the circular path (1c) ends, is determined;

a second container (100) to be filled is transported along the circular path (1c); and

during the transport of the second container (100), a second filling process, in which the filling product is introduced into the second container (100), is carried out;

characterized in that

the controller (150) is also set up to control the filler carousel (1a) in such a way that a variable start angle (ϕ _Var ) is determined as a function of the end angle (ϕ _Stop ) of the first filling process and the second filling process starts at the variable start angle (ϕ _Var ) of the container (100) on the circular path (1c) is started.

Device (1) according to Claim 8, characterized in that the controller (150) is set up to control the filler carousel (1a) in such a way that the variable starting angle (ϕ _Var ) in the transport direction of the containers (100) is behind the initial starting angle (ϕ _ini ) is located.

Device (1) according to Claim 8 or 9, characterized in that the controller (150) is set up to control the filler carousel (1a) in such a way that the circular path (1c) includes a maximum process angle (φ _Max ) at which the filling process must be completed at the latest, and the variable start angle (ϕ _Var ) is determined as a function of the difference between the maximum process angle (ϕ _Max ) and the end angle (ϕ _Stop ) of the first filling process.

Device (1) according to claim 10, characterized in that the controller (150) is set up to control the filler carousel (1a) so that the difference between the variable starting angle (φ _Var ) and the initial starting angle (φ _Ini ) equal to the Difference between the maximum process angle (ϕ _Max ) and the end angle (ϕ _Stop ) of the first filling process minus a safety margin (ψ _Sec ).

Device (1) according to one of Claims 8 to 11, characterized in that the controller (150) is set up to control the filler carousel (1a) in such a way that the first filling process and the second filling process are carried out in a periodic sequence.

Device (1) according to Claim 12, characterized in that the controller (150) is set up to control the filler carousel (1a) in such a way that the first filling process is carried out n times in succession, where n is a natural number, and the second Filling process is then performed once, preferably n = 1 or n = 2 applies.

Device (1) according to one of Claims 8 to 13, characterized in that the filling elements (1b) each have a filling valve (2) which is set up to introduce the filling product into the corresponding container (100) at a variable flow rate, wherein the filling valve (2) is preferably a proportional valve.

Device (1) according to one of Claims 8 to 14, characterized in that the filling elements (1b) each have a flow meter (6) which is set up to detect the volume flow of the filling product introduced into a corresponding container (100), wherein the measuring principle of the flow meter (6) is preferably based on induction.