EP4477617A1 - Vorrichtung zum befüllen eines behälters mit einem füllprodukt - Google Patents

Vorrichtung zum befüllen eines behälters mit einem füllprodukt Download PDF

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EP4477617A1
EP4477617A1 EP24182202.2A EP24182202A EP4477617A1 EP 4477617 A1 EP4477617 A1 EP 4477617A1 EP 24182202 A EP24182202 A EP 24182202A EP 4477617 A1 EP4477617 A1 EP 4477617A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
filling
level detection
fill level
detection device
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.)
Withdrawn
Application number
EP24182202.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martina Schmid
Christian Brey
Tobias EHRISMANN
Verena SEEBAUER
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 EP4477617A1 publication Critical patent/EP4477617A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves
    • B67C3/282—Flow-control devices, e.g. using valves related to filling level control
    • B67C3/284—Flow-control devices, e.g. using valves related to filling level control using non-liquid contact sensing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/24—Devices for supporting or handling bottles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves

Definitions

  • the present invention relates to a device for filling a container with a filling product, preferably in a beverage filling plant.
  • Filling devices of various designs are known for filling products in beverage filling plants. Depending on the application, filling devices that work using the free jet, vacuum or counterpressure method can be considered. In each case, the aim is to achieve controlled, reliable filling of a defined filling quantity.
  • the filling device is equipped with one or more valves, which can be designed as simple shut-off valves or proportional valves for adjusting the volume flow.
  • the filling process can be controlled or regulated in different ways. For example, controls or regulations based on the volume flow introduced, the weight and/or the filling level of the filling product introduced into the container are known.
  • a fill level dependent control is used, for example, in the DE 10 2008 029 208 A1 described.
  • a level probe is immersed in the container to determine the level during filling.
  • Electrical sensors are usually used as level probes, with an electrode attached to the level sensor.
  • the containers are transferred to the filling device at approximately conveyor belt height and then lifted using a lifting cylinder.
  • the level probe is immersed in the container.
  • the filling process then starts and is stopped when the level of the filling product in the container reaches the level probe, which in this case acts as a shut-off device.
  • the container is then lowered back to conveyor belt height.
  • the disadvantage of this is that the container must be raised for the filling process until it is pressed against a centering bell of the filling device and then lowered again.
  • the lifting process shortens the available process angle, in the case of a rotary design of the filler, and/or the time available for the filling process, which results in a reduced performance of the filler.
  • the mechanical engineering effort increases, for example by installing a lifting curve including height adjustment to realize the container lift.
  • level probes to control the filling process is associated with hygienic restrictions. For example, a hygienic isolator design is difficult to implement, and an aseptic filler is hardly feasible in this design.
  • the level probe and any adjustment mechanism can contribute to the spread of germs, bacteria, etc.
  • the level probe also makes maintenance and cleaning more difficult, especially in the context of an automatic CIP system.
  • the level probe also takes up installation space, which, for example, prevents an optimized CO2 flushing process.
  • An object of the invention is to provide an improved device for filling a container with a filling product, preferably in a beverage filling plant.
  • the device is designed for filling containers with a filling product. It is particularly preferably used in a beverage bottling plant, for example for bottling water (still or carbonated), soft drinks, smoothies, juices, beer, wine, dairy products, mixed drinks and the like.
  • a beverage bottling plant for example for bottling water (still or carbonated), soft drinks, smoothies, juices, beer, wine, dairy products, mixed drinks and the like.
  • the device has at least one filling element that is designed to introduce the filling product into the container.
  • the filling element usually comprises at least one filling valve, for example designed as a control valve or shut-off valve that achieves a fixed flow coefficient in the open state with two controllable states open/closed, or as a proportional valve with adjustable volume flow.
  • the filling element can be designed, for example, as a free jet valve or for a counter-pressure or negative pressure process, in which the containers are in pressure-tight contact with the corresponding filling element during filling.
  • the filling device is preferably height-adjustable as a whole or in sections, ie adjustable in the direction of gravity, whereby the filling device can be adjusted for different container sizes and shapes and, furthermore, a height-adjustable container holder is not necessary.
  • the device further comprises a fill level detection device associated with the at least one filling element, which is arranged outside the container and is configured to detect the fill level of the filling product in the container during the filling process in a contact-free manner, i.e. without (physical) contact with the filling product.
  • a fill level detection device associated with the at least one filling element, which is arranged outside the container and is configured to detect the fill level of the filling product in the container during the filling process in a contact-free manner, i.e. without (physical) contact with the filling product.
  • the fill level detection device is preferably placed on the side of the container during the filling process, i.e. between the container mouth and the container base in the axial direction of the container. If the container has a bottle shape, the fill level detection device is preferably placed next to the bottle neck.
  • the device further comprises a controller which is in communication with the fill level detection device and is configured to control and/or regulate the filling process depending on the fill level of the filling product in the container detected by the fill level detection device.
  • the communication between the control and the level detection device as well as any other components of the device to be read and/or controlled can be wired or wireless, digital or analog.
  • the communication does not necessarily have to include an exchange of information in both directions.
  • a unidirectional data and/or signal flow falls under the term "communication" here.
  • the control does not necessarily have to be formed by a central computing device or electronic control, but rather decentralized and/or multi-stage systems, control networks, cloud systems and the like are included.
  • the control can also be an integral part of a higher-level system control or communicate with such a system.
  • the fill level detection device outside the container described here allows the filling of the container to be monitored essentially independently of the container volume, the shape and size of the container, and in particular the filling process can be stopped reliably and consistently when the desired fill level is reached. Since the fill level detection device does not come into contact with the filling product, the device is particularly hygienic and also suitable as an aseptic filler.
  • the fill level detection device functions as a shutdown device in that the control is set up to stop the filling process when a desired or predetermined level is reached.
  • predetermined fill level for example stored in the control system. This means that the container can be filled at a constant level regardless of the container volume.
  • the filling member comprises a centering bell configured to come into contact with a container mouth of the container and to fix the container for the filling process, whereby the position of the container for filling and monitoring by the external level detection device is well defined and reliably achieved.
  • the centering bell is height-adjustable, which means that the container can be fixed by means of a lifting movement of the centering bell.
  • the stroke of the centering bell and/or the filling device which can be small, makes it possible to fix the container directly at or immediately after the transfer point. This means that additional components for handling the container can be omitted and the overall height of the device can be reduced.
  • the device preferably has a container holder associated with the at least one filling element, which is designed to hold the container during the filling process.
  • the container is placed underneath the filling element so that the filling product can be introduced into the container safely and reliably.
  • the container holder preferably comprises one or more container clamps and/or a container support on the bottom on which the container stands.
  • At least the base-side container carrier is preferably a fixed container carrier. It can be implemented as a table- or plate-like platform. However, this implementation is only an example.
  • the container holder can be implemented solely by an active or passive container clamp, which at least partially encompasses and grips a container body, bottle belly or the like via suitable clamp arms, or the base-side container carrier or another suitable holder/fixation of the container.
  • the container holder is fixed overall or at least in the axial direction of the container, ie the direction of gravity, so that the container is not subjected to any lifting.
  • the entire container transport during the filling process takes place at one height, in the case of the rotary design along the pitch circle specified by the filler carousel.
  • the filling process does not require a vertical lifting movement of the container, which means that lifting curves, lifting rods, etc. can be omitted. This means that larger process angles and a higher performance of the filler can be achieved.
  • compact CIP caps greater flexibility in division and optimization of a possible CO2 flushing process can be implemented by means of the container lift.
  • the fill level detection device for detecting the fill level of the filling product in the container preferably comprises one or more lasers and/or one or more capacitive sensors and/or one or more cameras, whereby the fill level can be detected externally in a mechanically simple and reliable manner.
  • the container material must be "permeable" to the corresponding sensor principle.
  • the level detection device is designed to be height-adjustable, whereby the level detection device can be adapted for different container sizes and shapes as well as different filling heights.
  • the fill level detection device is mounted on the container holder, preferably on the bottom-side container support, via a detector holder on the holder side, whereby the fill level detection device can be installed with little mechanical engineering effort and little space requirement.
  • the fill level detection device can be mounted on the filling element via a detector holder on the filling element side.
  • the device is preferably designed as an insulator, in which the filling element is at least partially arranged in an insulator and the container is arranged in an insulator during the filling process.
  • the use of the level detection device arranged outside the container is not associated with any hygienic restrictions. A hygienic, even aseptic insulator design can therefore be implemented without further ado, especially if no sealing of any lifting cylinders, lifting rods, etc. is required for the container holder.
  • the device is preferably designed as a rotary device, ie in this case it comprises a filling carousel on which the at least one filling element is mounted, the filling carousel being set up in such a way that the container to be filled is filled with the filling product during transport along a partial circle.
  • the container feed to the filling carousel and/or container removal from the filling carousel can be carried out accordingly via an active or passive transport star.
  • linear transport systems such as conveyor belts, transport chains, etc., can be provided.
  • the containers are guided in the filling carousel, including for example the transfer points, without fitting(s).
  • the fill level detection device is mounted on the filler carousel via a detector holder, whereby the fill level detection device can be installed with little mechanical engineering effort and little space requirement.
  • the device comprises a plurality of filling elements mounted on the filling carousel, as well as a plurality of fill level detection devices corresponding to the filling elements, whereby a plurality of containers or a continuous flow of containers can be filled simultaneously during transport along a partial circle of the filling carousel.
  • the multiple level detection devices are individually height-adjustable in order to be able to carry out a fine adjustment for each filling station or filling element.
  • the level detection devices can be mounted on a common detector carrier, in which case the several or all of the level detection devices can preferably be adjusted in height together via the detector carrier by adjusting the height of the detector carrier itself. In this way, several or all of the filling stations of the filler carousel can be adjusted together and simultaneously to the nature of the containers to be filled and/or the desired filling level.
  • the Figure 1 shows schematically a front view of a device 1 for filling a container 100 with a filling product.
  • the device 1 is particularly preferably used in a beverage filling plant, for example for filling water (still or carbonated), beer, juice, soft drinks, smoothies, dairy products and the like.
  • the device 1 has at least one filling element 10 which is designed to introduce the filling product into the container 100 to be filled.
  • the filling element 10 comprises at least one filling valve (not shown in the figures), for example designed as a control valve or shut-off valve which has a fixed flow coefficient in the open state with two controllable states open/closed, or as a proportional valve with adjustable volume flow.
  • the filling element 10 can be designed, for example, as a free jet valve, for a counter-pressure or negative pressure process or wall filling by means of umbrellas or swirl bodies, in which the containers 100 are each in pressure-tight contact with the corresponding filling element 10 during filling.
  • several filling elements 10 are installed in order to be able to efficiently fill an inflow of several containers 100 to be filled with the filling product.
  • the device 1 is designed as a rotary device, in which the containers 100 to be filled are fed to a filling carousel 50 and, during transport, are guided along a partial circle 52 (cf. Figure 5 ) with the filling product.
  • the filling elements 10 are installed on the outer circumference of the filling carousel 50.
  • the container feed to the filler carousel 50 and/or container removal from the filler carousel 50 can be carried out via an active or passive transport star.
  • linear transport systems such as conveyor belts, transport chains, etc., can be installed.
  • the container guidance in the filler carousel 50, including the transfer points, takes place without fitting(s).
  • the filling element 10 preferably comprises a centering bell 11, which is designed to come into contact with the container mouth 110 of the container 100 and to center it so that the filling product can be reliably introduced into the container 100.
  • the centering bell 11 is preferably designed to be height-adjustable, as indicated by corresponding arrows in the Figures 1 to 4 shown.
  • the filling element 10 as a whole and/or the container 100 can be provided so as to be height-adjustable in order to bring the container mouth 110 into contact with the centering bell 11 for the filling process.
  • the container 100 is held by a suitable container holder 20, which in the embodiment of the Figure 1 one or more container clamps 21 and a bottom-side, plate-like container carrier 22.
  • the bottom-side container carrier 22 is preferably a fixed container carrier.
  • the container holder 20 can be implemented solely by an active or passive container clamp 21 or a bottom-side container carrier 22 without a container clamp 21 or another holder/fixation of the container 100.
  • the embodiments of the Figures 3 and 4 for example, without a container clamp 21.
  • a set for guiding the container 100 along a predetermined trajectory can be installed.
  • the container holder 20 is designed to be stationary, for example relative to the filler carousel 50 and in particular in the lifting direction (direction of gravity), so that the container 100 does not have to be raised and/or lowered for the filling process.
  • the container 100 is preferably fixed by a lifting movement from above and/or by a pivoting movement on the container mouth 110.
  • the container 100 is preferably fixed either by a lifting movement of the centering bell 11 and/or by a lifting movement of the entire filling element 10.
  • the device 1 further comprises a level detection device 30, which is designed to detect the level in the container 100 during the filling process.
  • the Fill level detection device 30 is arranged outside the container 100 and does not come into contact with the filling product during regular operation of the device 1.
  • the fill level detection device 30 can work optically, laser-based, capacitively or according to another measuring principle, as long as contact with the filling product is not required and detection can take place from outside the container.
  • the fill level detection device preferably comprises one or more lasers (with a corresponding receiving unit) and/or one or more capacitive sensors and/or one or more cameras to detect the fill level.
  • the fill level detection device 30 is designed as a shut-off device in order to stop the filling process when a certain, desired fill level is reached. In this way, the filling of the container 100 can take place or be stopped at a constant level regardless of the container volume.
  • the level detection device 30 is height adjustable, as indicated by corresponding arrows in the Figures 1 , 3 and 4 shown.
  • the fill level detection device 30 is in communication with a controller 200.
  • the controller 200 can also be in communication with actuators (height adjustment of the filling element 10 or the centering bell 11, height adjustment of the fill level detection device 30, filling valve, container holder 20, etc.) and any other sensors.
  • the communication between the controller 200 and the components of the device 1 to be read and controlled can be wired or wireless, digital or analog.
  • the communication does not necessarily have to include an exchange of information in both directions.
  • a unidirectional data and/or signal flow falls under the term "communication" here.
  • the controller 200 does not necessarily have to be formed by a central computing device or electronic control, but rather decentralized and/or multi-stage systems, control networks, cloud systems and the like are included.
  • the controller 200 can also be an integral part of a higher-level system control or communicate with such a system.
  • the level detection device 30 has a U-shape in the present embodiment, see also Figure 5 , so that the level detection device 30 can at least partially and at least partially detect the container 100 in the axial direction 130 of the container 100, for example a Bottle neck 120 in the case of a container 100 designed as a bottle.
  • the fill level detection device 30 is preferably located at a height, seen in the axial direction 130 of the container 100, at which the desired fill level is to be expected.
  • the Figure 2 shows the device 1 schematically in a side view. From the Figure 2 It is further apparent that the device 1 can be designed in an insulator design, comprising an insulator 70 with an insulator housing 72. The rotary connection between the filler carousel 50 and the insulator housing 72 can be made via a water lock 74.
  • the Figure 3 shows the device 1 schematically in a side view according to a further embodiment.
  • the fill level detection device 30 is mounted on the filler carousel 50 via a carousel-side detector holder 32 in a height-adjustable manner.
  • the Figure 5 shows schematically a plan view of the device 1 according to a further embodiment, in which several filling elements 10 (in the Figure 5 not shown) on the filler carousel 50 (in the Figure 5 not shown) are mounted so that several containers 100 can be filled with the filling product simultaneously during transport along a partial circle 52.
  • several fill level detection devices 30 are installed on a common detector carrier 34, which is preferably mounted directly or indirectly on the filler carousel 50.
  • the height adjustment of the level detection device 30 can be carried out individually for each filling station or filling element 10, see embodiments of the Figures 1 to 4 Alternatively, several or all of the level detection devices 30 can be adjusted in height together or in segments, as realized in embodiment 5 by means of the common detector carrier 34.
  • the filling of the container 100 can be monitored essentially independently of the container volume, the shape and size of the container 100, in particular the filling process can be stopped reliably and consistently when the desired fill level is reached.
  • the filling process does not require a vertical lifting movement of the container 100, which means that lifting curves, lifting rods, etc. are not required. This allows for larger process angles and higher performance of the filler. Furthermore, the moment on the filler carousel 50 can be reduced. By eliminating the container lift, compact CIP caps, greater flexibility in division and optimization with regard to any CO2 flushing process can be achieved.
  • the device 1 can easily be implemented in an insulator design, in particular if no sealing of any lifting cylinders, lifting rods, etc. is required.
  • the device 1 Since the fill level detection device 30 does not come into contact with the filling product, the device 1 is particularly hygienic and suitable as an aseptic filler.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

Vorrichtung (1) zum Befüllen eines Behälters (100) mit einem Füllprodukt, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, wobei die Vorrichtung (1) aufweist: zumindest ein Füllorgan (10), das eingerichtet ist, um das Füllprodukt in den Behälter (2) einzuleiten, wobei das Füllorgan (10) vorzugsweise zumindest abschnittsweise höhenverstellbar ist; eine dem zumindest einen Füllorgan (10) zugeordnete Füllstanddetektionseinrichtung (30), die außerhalb des Behälters (100) angeordnet und eingerichtet ist, um den Füllstand des Füllprodukts im Behälter (100) kontaktfrei zu detektieren; und eine Steuerung (200), die mit der Füllstanddetektionseinrichtung (30) in Kommunikation steht und eingerichtet ist, um den Füllprozess in Abhängigkeit des von der Füllstanddetektionseinrichtung (30) detektierten Füllstands des Füllprodukts im Behälter (100) zu steuern und/oder zu regeln.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage.
    • Stand der Technik
  • Zum Abfüllen von Füllprodukten in Getränkeabfüllanlagen sind Füllorgane unterschiedlicher Bauart bekannt. Je nach Anwendung kommen beispielsweise Füllorgane, die im Freistrahl, Unterdruck- oder Gegendruckverfahren arbeiten, in Betracht. In jedem Fall wird ein kontrolliertes, zuverlässiges Abfüllen einer definierten Füllmenge angestrebt. Zu diesem Zweck ist das Füllorgan mit einem oder mehreren Ventilen ausgestattet, die beispielsweise als einfache Sperrventile oder Proportionalventile für eine Einstellung des Volumenstroms ausgeführt sein können.
  • Der Füllprozess kann auf unterschiedliche Art und Weise gesteuert bzw. geregelt werden. So sind beispielsweise Steuerungen oder Regelungen auf Basis des eingeleiteten Volumenstroms, des Gewichts und/oder der Füllhöhe des in den Behälter eingeleiteten Füllprodukts bekannt.
  • Eine füllhöhenabhängige Steuerung ist beispielsweise in der DE 10 2008 029 208 A1 beschrieben. Hierbei taucht eine Füllstandsonde zur Bestimmung des Füllstands während des Befüllens in den Behälter ein. Als Füllstandsonden werden üblicherweise elektrische Sensoren verwendet, bei denen eine Elektrode am Füllstandsensor angebracht ist.
  • Die Behälter werden etwa auf Transportbandhöhe an die Füllvorrichtung übergeben und anschließend über einen Hubzylinder angehoben. Dabei taucht die Füllstandsonde in den Behälter ein. Anschließend startet der Füllprozess und wird gestoppt, wenn der Füllstand des Füllprodukts im Behälter die Füllstandsonde erreicht, die in diesem Fall als Abschaltvorrichtung fungiert. Der Behälter wird im Anschluss wieder auf Transportbandhöhe abgesenkt.
  • Nachteilig hieran ist, dass der Behälter für den Füllprozess zumeist bis zur Anpressung an eine Zentrierglocke des Füllorgans angehoben und anschließend wieder abgesenkt werden muss. Der Hubvorgang verkürzt den verfügbaren Prozesswinkel, im Fall einer Rundläuferbauweise des Füllers, und/oder die verfügbare Zeit für den Füllprozess, was eine verringerte Leistung des Füllers zur Folge hat. Ferner erhöht sich der maschinenbauliche Aufwand, etwa durch Installation einer Hubkurve inklusive Höhenverstellung zur Realisierung des Behälterhubs.
  • Die Anwendung von Füllstandsonden zur Steuerung des Füllprozesses ist mit hygienischen Einschränkungen verbunden. So ist eine hygienische Isolatorbauweise schwierig umsetzbar, und ein Aseptikfüller ist in dieser Bauform kaum realisierbar. Die Füllstandsonde und deren etwaige Mechanik zur Justierung können zu einer Verschleppung von Keimen, Bakterien usw. beitragen. Die Füllstandsonde erschwert zudem die Wartung und Reinigung, insbesondere im Rahmen einer CIP-Automatik. Die Füllstandsonde nimmt darüber hinaus Bauraum in Anspruch, der beispielsweise einem optimierten COz-Spülprozess entgegensteht.
    • Darstellung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, anzugeben.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der folgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
  • Die Vorrichtung ist für das Befüllen von Behältern mit einem Füllprodukt konzipiert. Sie kommt besonders bevorzugt in einer Getränkeabfüllanlage zur Anwendung, beispielsweise zur Abfüllung von Wasser (still oder karbonisiert), Softdrinks, Smoothies, Säften, Bier, Wein, Milchprodukten, Mischgetränken und dergleichen.
  • Die Vorrichtung weist zumindest ein Füllorgan auf, das eingerichtet ist, um das Füllprodukt in den Behälter einzuleiten. Das Füllorgan umfasst üblicherweise zumindest ein Füllventil, beispielsweise ausgeführt als Regelventil oder Absperrventil, das mit zwei ansteuerbaren Zuständen Auf/Zu im geöffneten Zustand einen festen Durchflusskoeffizienten erzielt, oder als Proportionalventil mit regelbarem Volumendurchfluss. Das Füllorgan kann beispielsweise als Freistrahlventil oder für ein Gegen- oder Unterdruckverfahren, bei dem die Behälter jeweils mit dem entsprechenden Füllorgan während der Befüllung druckdicht in Kontakt stehen, konzipiert sein.
  • Das Füllorgan ist vorzugsweise insgesamt oder abschnittsweise höhenverstellbar, d.h. in Schwerkraftrichtung verstellbar eingerichtet, wodurch das Füllorgan für unterschiedliche Behältergrößen und - formen anwendbar ist und ferner auf eine höhenverstellbare Behälterhalterung verzichtet werden kann.
  • Die Vorrichtung weist ferner eine dem zumindest einen Füllorgan zugeordnete Füllstanddetektionseinrichtung auf, die außerhalb des Behälters angeordnet und eingerichtet ist, um den Füllstand des Füllprodukts im Behälter während des Füllprozesses kontaktfrei, d.h. ohne (physischen) Kontakt mit dem Füllprodukt, zu detektieren.
  • Vorzugsweise ist die Füllstanddetektionseinrichtung während des Füllprozesses seitlich am Behälter platziert, d.h. zwischen Behältermündung und Behälterboden in Axialrichtung des Behälters gesehen. Hat der Behälter eine Flaschenform, so ist die Füllstanddetektionseinrichtung vorzugsweise neben dem Flaschenhals platziert.
  • Die Vorrichtung weist ferner eine Steuerung auf, die mit der Füllstanddetektionseinrichtung in Kommunikation steht und eingerichtet ist, um den Füllprozess in Abhängigkeit des von der Füllstanddetektionseinrichtung detektierten Füllstands des Füllprodukts im Behälter zu steuern und/oder zu regeln.
  • Die Kommunikation zwischen der Steuerung und der Füllstanddetektionseinrichtung sowie etwaigen weiteren auszulesenden und/oder anzusteuernden Komponenten der Vorrichtung kann drahtgebunden oder drahtlos, digital oder analog erfolgen. Die Kommunikation muss nicht notwendigerweise einen Informationsaustausch in beide Richtungen umfassen. Ein unidirektionaler Daten- und/oder Signalfluss fällt hierin unter den Begriff der "Kommunikation". Die Steuerung muss nicht unbedingt durch eine zentrale Recheneinrichtung oder elektronische Regelung gebildet sein, sondern es sind dezentrale und/oder mehrstufige Systeme, Regelungsnetzwerke, Cloud-Systeme und dergleichen umfasst. Die Steuerung kann zudem integraler Bestandteil einer übergeordneten Anlagensteuerung sein oder mit einer solchen kommunizieren.
  • Durch die hierin dargelegte Füllstanddetektionseinrichtung außerhalb des Behälters kann die Befüllung des Behälters im Wesentlichen unabhängig vom Behältervolumen, der Form und Größe des Behälters überwacht, insbesondere der Füllprozess bei Erreichen des gewünschten Füllstands zuverlässig und gleichbleibend gestoppt werden. Indem die Füllstanddetektionseinrichtung mit dem Füllprodukt nicht in Kontakt kommt, ist die Vorrichtung besonders hygienisch und ferner als Aseptikfüller geeignet.
  • Vorzugsweise fungiert die Füllstanddetektionseinrichtung als Abschaltvorrichtung, indem die Steuerung eingerichtet ist, um den Füllprozess bei Erreichen eines gewünschten bzw. vorbestimmten, beispielsweise in der Steuerung hinterlegten Füllstands zu stoppen. Somit kann die Befüllung des Behälters unabhängig vom Behältervolumen auf gleichbleibender Höhe erfolgen.
  • Vorzugsweise weist das Füllorgan eine Zentrierglocke auf, die eingerichtet ist, um mit einer Behältermündung des Behälters in Kontakt zu kommen und den Behälter für den Füllprozess zu fixieren, wodurch die Position des Behälters für die Befüllung und die Überwachung durch die externe Füllstanddetektionseinrichtung wohldefiniert ist und zuverlässig erreicht wird.
  • Vorzugsweise ist die Zentrierglocke höhenverstellbar, wodurch der Behälter über eine Hubbewegung der Zentrierglocke fixierbar ist. Durch den Hub der Zentrierglocke und/oder des Füllorgans, der gering ausfallen kann, ist es möglich, den Behälter direkt am oder unmittelbar nach dem Übergabepunkt zu fixieren. Dadurch können weitere Komponenten zur Handhabung des Behälters entfallen, und die Gesamthöhe der Vorrichtung kann reduziert werden.
  • Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine dem zumindest einen Füllorgan zugeordnete Behälterhalterung auf, die eingerichtet ist, um den Behälter während des Füllprozesses zu halten. Der Behälter wird dabei unterhalb des Füllorgans platziert, so dass das Füllprodukt sicher und zuverlässig in den Behälter eingeleitet werden kann. Die Behälterhalterung umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Behälterklammern und/oder einen bodenseitigen Behälterträger, auf dem der Behälter steht.
  • Zumindest der bodenseitige Behälterträger ist vorzugsweise ein feststehender Behälterträger. Er kann als tisch- oder tellerartige Plattform realisiert sein. Diese Umsetzung ist jedoch nur beispielhaft. So kann die Behälterhalterung allein durch eine aktive oder passive Behälterklammer, welche einen Behälterkörper, Flaschenbauch oder dergleichen über geeignete Klammerarme zumindest teilweise umfasst und greift, oder den bodenseitigen Behälterträger oder eine andere geeignete Halterung/Fixierung des Behälters realisiert sein.
  • Besonders bevorzugt ist die Behälterhalterung insgesamt oder zumindest in der Axialrichtung des Behälters, d.h. Schwerkraftrichtung, feststehend, so dass der Behälter keinem Hub unterzogen wird. Vorzugsweise findet der gesamte Behältertransport während des Füllprozesses, im Fall der Rundläuferbauweise entlang des vom Füllerkarussell vorgegebenen Teilkreises, auf einer Höhe statt. Der Füllprozess kommt in diesem Fall ohne vertikale Hubbewegung des Behälters aus, wodurch diesbezüglich Hubkurven, Hubgestänge usw. entfallen können. Dadurch sind größere Prozesswinkel und eine höhere Leistung des Füllers realisierbar. Durch den Wegfall des Behälterhubs sind ferner kompakte CIP-Kappen, eine höhere Flexibilität bei der Teilung sowie eine Optimierung bezüglich eines etwaigen COz-Spülprozesses umsetzbar.
  • Vorzugsweise umfasst die Füllstanddetektionseinrichtung zur Detektion des Füllstands des Füllprodukts im Behälter einen oder mehrere Laser und/oder einen oder mehrere kapazitive Sensoren und/oder eine oder mehrere Kameras, wodurch der Füllstand auf maschinenbaulich einfache und zuverlässige Weise extern erfassbar ist. Das Behältermaterial muss für das entsprechende Sensorprinzip "durchlässig" sein.
  • Vorzugsweise ist die Füllstanddetektionseinrichtung höhenverstellbar eingerichtet, wodurch die Füllstanddetektionseinrichtung für unterschiedliche Behältergrößen und -formen sowie unterschiedliche Füllhöhen anpassbar ist.
  • Vorzugsweise ist die Füllstanddetektionseinrichtung über eine halterungsseitige Detektorhalterung an der Behälterhalterung, vorzugsweise am bodenseitigen Behälterträger, montiert, wodurch die Füllstanddetektionseinrichtung mit geringem maschinenbaulichen Aufwand und geringem Platzbedarf installierbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Füllstanddetektionseinrichtung über eine füllorganseitige Detektorhalterung am Füllorgan montiert sein.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung in Isolatorbauweise ausgeführt, indem das Füllorgan zumindest teilweise und der Behälter während des Füllprozesses in einem Isolator angeordnet sind. Die Anwendung der außerhalb des Behälters angeordneten Füllstanddetektionseinrichtung ist ohne hygienische Einschränkungen verbunden. So ist eine hygienische, sogar aseptische Isolatorbauweise diesbezüglich ohne weiteres umsetzbar, insbesondere wenn keine Abdichtung etwaiger Hubzylinder, Hubgestänge usw. für die Behälterhalterung erforderlich sind.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung in Rundläuferbauweise ausgeführt, d.h. sie umfasst in diesem Fall ein Füllerkarussell, an dem das zumindest eine Füllorgan montiert ist, wobei das Füllerkarussell so eingerichtet ist, dass der zu befüllende Behälter während des Transports entlang eines Teilkreises mit dem Füllprodukt befüllt wird. Die Behälterzuführung zum Füllerkarussell und/oder Behälterabführung vom Füllerkarussell kann entsprechend über einen aktiven oder passiven Transportstern erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können lineare Transportsysteme, etwa Transportbänder, Transportketten usw., vorgesehen sein. Vorzugsweise erfolgt die Behälterführung im Füllerkarussell, umfassend beispielsweise auch die Übergabepunkte, ohne Garnitur(en).
  • Vorzugsweise ist die Füllstanddetektionseinrichtung über eine Detektorhalterung am Füllerkarussell montiert, wodurch die Füllstanddetektionseinrichtung mit geringem maschinenbaulichen Aufwand und geringem Platzbedarf installierbar ist.
  • Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung mehrere Füllorgane, die an dem Füllerkarussell montiert sind, sowie mehrere entsprechend den Füllorganen zugeordnete Füllstanddetektionseinrichtungen, wodurch mehrere Behälter bzw. ein kontinuierlicher Zustrom an Behältern gleichzeitig während des Transports entlang eines Teilkreises des Füllerkarussells befüllt werden können.
  • Vorzugsweise sind die mehreren Füllstanddetektionseinrichtungen individuell höhenverstellbar, um etwa eine Feinjustierung je Füllstation bzw. Füllorgan vornehmen zu können.
  • Alternativ können mehrere oder alle Füllstanddetektionseinrichtungen an einem gemeinsamen Detektorträger montiert sein, wobei die mehreren oder alle Füllstanddetektionseinrichtungen in diesem Fall vorzugsweise gemeinsam über den Detektorträger höhenverstellbar sind, indem der Detektorträger selbst höhenverstellbar ist. Auf diese Weise können mehrere oder alle Füllstationen des Füllerkarussells gemeinsam und gleichzeitig auf die Beschaffenheit der zu befüllenden Behälter und/oder das gewünschte Füllniveau eingestellt werden.
  • 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.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    schematisch eine Vorderansicht einer Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, umfassend eine Füllstanddetektionseinrichtung außerhalb des Behälters;
    Figur 2
    schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
    Figur 3
    schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
    Figur 4
    schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und
    Figur 5
    schematisch eine Draufsicht der Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
    Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei sind gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanz zu vermeiden.
  • Die Figur 1 zeigt schematisch eine Vorderansicht einer Vorrichtung 1 zum Befüllen eines Behälters 100 mit einem Füllprodukt.
  • Die Vorrichtung 1 findet besonders bevorzugt Anwendung in einer Getränkeabfüllanlage, beispielsweise zum Abfüllen von Wasser (still oder karbonisiert), Bier, Saft, Softdrinks, Smoothies, Milchprodukten und dergleichen.
  • Die Vorrichtung 1 weist zumindest ein Füllorgan 10 auf, das eingerichtet ist, um das Füllprodukt in den zu befüllenden Behälter 100 einzuleiten. Das Füllorgan 10 umfasst zu diesem Zweck zumindest ein Füllventil (in den Figuren nicht gezeigt), beispielsweise ausgeführt als Regelventil oder Absperrventil, das mit zwei ansteuerbaren Zuständen Auf/Zu im geöffneten Zustand einen festen Durchflusskoeffizienten aufweist, oder als Proportionalventil mit regelbarem Volumendurchfluss. Das Füllorgan 10 kann beispielsweise als Freistrahlventil, für ein Gegen- oder Unterdruckverfahren oder eine Wandbefüllung mittels Schirmchen oder Drallkörper, bei dem die Behälter 100 jeweils mit dem entsprechenden Füllorgan 10 während der Befüllung druckdicht in Kontakt stehen, konzipiert sein. Vorzugsweise sind mehrere Füllorgane 10 installiert, um einen Zustrom mehrerer zu befüllender Behälter 100 effizient mit dem Füllprodukt befüllen zu können.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung 1 in Rundläuferbauweise ausgeführt, bei der die zu befüllenden Behälter 100 einem Füllerkarussell 50 zugeführt und während des Transports entlang eines Teilkreises 52 (vgl. Figur 5) mit dem Füllprodukt befüllt werden. In diesem Fall sind die Füllorgane 10 am Außenumfang des Füllerkarussells 50 installiert.
  • Die Behälterzuführung zum Füllerkarussell 50 und/oder Behälterabführung vom Füllerkarussell 50 kann entsprechend über einen aktiven oder passiven Transportstern erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können lineare Transportsysteme, etwa Transportbänder, Transportketten usw., installiert sein. Vorzugsweise erfolgt die Behälterführung im Füllerkarussell 50, umfassend auch die Übergabepunkte, ohne Garnitur(en).
  • Das Füllorgan 10 umfasst vorzugsweise eine Zentrierglocke 11, die eingerichtet ist, um mit der Behältermündung 110 des Behälters 100 in Kontakt zu kommen und diese so zu zentrieren, dass das Füllprodukt zuverlässig in den Behälter 100 eingeleitet werden kann. Zu diesem Zweck ist die Zentrierglocke 11 vorzugsweise höhenverstellbar konzipiert, wie durch entsprechende Pfeile in den Figuren 1 bis 4 gezeigt. Alternativ oder zusätzlich kann das Füllorgan 10 im Ganzen und/oder der Behälter 100 höhenverstellbar vorgesehen sein, um die Behältermündung 110 für den Füllprozess mit der Zentrierglocke 11 in Kontakt zu bringen.
  • Der Behälter 100 wird von einer geeigneten Behälterhalterung 20 gehalten, die im Ausführungsbeispiel der Figur 1 eine oder mehrere Behälterklammern 21 sowie einen bodenseitigen, tellerartigen Behälterträger 22 umfasst. Der bodenseitige Behälterträger 22 ist vorzugsweise ein feststehender Behälterträger. Diese Umsetzung ist jedoch nur beispielhaft. So kann die Behälterhalterung 20 allein durch eine aktive oder passive Behälterklammer21 oder einen bodenseitigen Behälterträger 22 ohne Behälterklammer 21 oder eine andere Halterung/Fixierung des Behälters 100 realisiert sein. So kommen die Ausführungsbeispiele der Figuren 3 und 4 beispielsweise ohne Behälterklammer21 aus. Alternativ oder zusätzlich kann eine Garnitur zur Führung des Behälters 100 entlang einer vorgegebenen Trajektorie installiert sein.
  • Vorzugsweise ist die Behälterhalterung 20 feststehend ausgeführt, etwa relativ zum Füllerkarussell 50 gesehen und insbesondere in der Hubrichtung (Schwerkraftrichtung), so dass der Behälter 100 für den Füllprozess nicht angehoben und/oder abgesenkt werden muss.
  • Die Fixierung des Behälters 100 erfolgt vorzugsweise durch eine Hubbewegung von oben und/oder über eine Schwenkbewegung auf die Behältermündung 110. Der Behälter 100 wird vorzugsweise entweder über eine Hubbewegung der Zentrierglocke 11 fixiert und/oder über eine Hubbewegung des gesamten Füllorgans 10.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Füllstanddetektionseinrichtung 30, die eingerichtet ist, um den Füllstand im Behälter 100 während des Füllprozesses zu detektieren. Die Füllstanddetektionseinrichtung 30 ist außerhalb des Behälters 100 angeordnet und kommt mit dem Füllprodukt im regulären Betrieb der Vorrichtung 1 nicht in Kontakt.
  • Die Füllstanddetektionseinrichtung 30 kann optisch, lasergestützt, kapazitiv oder nach einem anderen Messprinzip arbeiten, so lange ein Kontakt mit dem Füllprodukt nicht erforderlich ist und die Detektion von außerhalb des Behälters erfolgen kann. Vorzugsweise umfasst die Füllstanddetektionseinrichtung zu diesem Zweck einen oder mehrere Laser (mit entsprechender Empfangseinheit) und/oder einen oder mehrere kapazitive Sensoren und/oder eine oder mehrere Kameras, um den Füllstand zu detektieren.
  • Insbesondere ist die Füllstanddetektionseinrichtung 30 als Abschaltvorrichtung ausgeführt, um den Füllprozess bei Erreichen eines bestimmten, angestrebten Füllniveaus zu stoppen. Auf diese Weise kann die Befüllung des Behälters 100 unabhängig vom Behältervolumen auf gleichbleibender Höhe erfolgen bzw. gestoppt werden.
  • Vorzugsweise ist die Füllstanddetektionseinrichtung 30 höhenverstellbar eingerichtet, wie durch entsprechende Pfeile in den Figuren 1, 3 und 4 gezeigt.
  • Für die Überwachung des Füllprozesses, umfassend dessen Beendigung, steht die Füllstanddetektionseinrichtung 30 mit einer Steuerung 200 in Kommunikation. Die Steuerung 200 kann ferner mit Aktuatoren (Höhenverstellung des Füllorgans 10 bzw. der Zentrierglocke 11, Höhenverstellung der Füllstanddetektionseinrichtung 30, Füllventil, Behälterhalterung 20 usw.) sowie etwaigen weiteren Sensoren in Kommunikation stehen.
  • Die Kommunikation zwischen der Steuerung 200 und den auszulesenden und anzusteuernden Komponenten der Vorrichtung 1 kann drahtgebunden oder drahtlos, digital oder analog erfolgen. Die Kommunikation muss nicht notwendigerweise einen Informationsaustausch in beide Richtungen umfassen. Ein unidirektionaler Daten- und/oder Signalfluss fällt hierin unter den Begriff der "Kommunikation". Die Steuerung 200 muss nicht unbedingt durch eine zentrale Recheneinrichtung oder elektronische Regelung gebildet sein, sondern es sind dezentrale und/oder mehrstufige Systeme, Regelungsnetzwerke, Cloud-Systeme und dergleichen umfasst. Die Steuerung 200 kann zudem integraler Bestandteil einer übergeordneten Anlagensteuerung sein oder mit einer solchen kommunizieren.
  • Die Füllstanddetektionseinrichtung 30 hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine U-Form, vgl. auch Figur 5, so dass die Füllstanddetektionseinrichtung 30 den Behälter 100 zumindest teilweise und zumindest abschnittsweise in Axialrichtung 130 des Behälters 100, beispielsweise einen Flaschenhals 120 im Fall eines als Flasche ausgeführten Behälters 100, umgibt. Die Füllstanddetektionseinrichtung 30 befindet sich vorzugsweise in einer Höhe, in Axialrichtung 130 des Behälters 100 gesehen, in welcher die angestrebte Füllhöhe zu erwarten ist.
  • Die Figur 2 zeigt die Vorrichtung 1 schematisch in einer Seitenansicht. Aus der Figur 2 geht ferner hervor, dass die Vorrichtung 1 in einer Isolatorbauweise ausgeführt sein kann, umfassend einen Isolator 70 mit Isolatorgehäuse 72. Die Drehverbindung zwischen dem Füllerkarussell 50 und dem Isolatorgehäuse 72 kann über ein Wasserschloss 74 erfolgen.
  • Die Figur 3 zeigt die Vorrichtung 1 schematisch in einer Seitenansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Hierin ist, neben der modifizierten Behälterhalterung 20, die Füllstanddetektionseinrichtung 30 über eine karussellseitige Detektorhalterung 32 höhenverstellbar am Füllerkarussell 50 montiert.
  • Ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem die Füllstanddetektionseinrichtung 30 über eine halterungsseitige Detektorhalterung 32' höhenverstellbar am bodenseitigen Behälterträger 22 montiert ist, geht aus der Figur 4 hervor.
  • Die Figur 5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Vorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem mehrere Füllorgane 10 (in der Figur 5 nicht gezeigt) am Füllerkarussell 50 (in der Figur 5 nicht gezeigt) montiert sind, so dass mehrere Behälter 100 gleichzeitig während des Transports entlang eines Teilkreises 52 mit dem Füllprodukt befüllt werden können. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind entsprechend mehrere Füllstanddetektionseinrichtungen 30 an einem gemeinsamen Detektorträger 34, der vorzugsweise direkt oder indirekt am Füllerkarussell 50 montiert ist, installiert.
  • Die Höhenverstellung der Füllstanddetektionseinrichtung 30 kann individuell je Füllstation bzw. Füllorgan 10 erfolgen, vgl. Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 4. Alternativ können mehrere oder alle Füllstanddetektionseinrichtungen 30 gemeinsam oder segmentweise höhenverstellt werden, wie im Ausführungsbeispiel 5 mittels des gemeinsamen Detektorträgers 34 realisiert.
  • Durch die hierin dargelegte Füllstanddetektionseinrichtung 30 außerhalb des Behälters 100 kann die Befüllung des Behälters 100 im Wesentlichen unabhängig vom Behältervolumen, der Form und Größe des Behälters 100 überwacht, insbesondere der Füllprozess bei Erreichen des gewünschten Füllstands zuverlässig und gleichbleibend gestoppt werden.
  • Der Füllprozess kommt ohne vertikale Hubbewegung des Behälters 100 aus, wodurch diesbezüglich Hubkurven, Hubgestänge usw. entfallen können. Dadurch sind größere Prozesswinkel und eine höhere Leistung des Füllers realisierbar. Ferner lässt sich so das Moment auf das Füllerkarussell 50 verringern. Durch den Wegfall des Behälterhubs sind kompakte CIP-Kappen, eine höhere Flexibilität bei der Teilung sowie eine Optimierung bezüglich eines etwaigen COz-Spülprozesses realisierbar.
  • Die Vorrichtung 1 kann ohne weiteres in Isolatorbauweise verwirklicht werden, insbesondere wenn keine Abdichtung etwaiger Hubzylinder, Hubgestänge usw. erforderlich ist.
  • Indem die Füllstanddetektionseinrichtung 30 mit dem Füllprodukt nicht in Kontakt kommt, ist die Vorrichtung 1 besonders hygienisch und als Aseptikfüller geeignet.
  • 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.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt
    10
    Füllorgan
    11
    Zentrierglocke
    20
    Behälterhalterung
    21
    Behälterklammer
    22
    Behälterträger
    30
    Füllstanddetektionseinrichtung
    32
    karussellseitige Detektorhalterung
    32'
    halterungsseitige Detektorhalterung
    34
    Detektorträger
    50
    Füllerkarussell
    52
    Teilkreis
    70
    Isolator
    72
    Isolatorgehäuse
    74
    Wasserschloss
    100
    Behälter
    110
    Behältermündung
    120
    Flaschenhals
    130
    Axialrichtung des Behälters
    200
    Steuerung

Claims (14)

  1. Vorrichtung (1) zum Befüllen eines Behälters (100) mit einem Füllprodukt, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, wobei die Vorrichtung (1) aufweist:
    zumindest ein Füllorgan (10), das eingerichtet ist, um das Füllprodukt in den Behälter (2) einzuleiten, wobei das Füllorgan (10) vorzugsweise zumindest abschnittsweise höhenverstellbar ist;
    eine dem zumindest einen Füllorgan (10) zugeordnete Füllstanddetektionseinrichtung (30), die außerhalb des Behälters (100) angeordnet und eingerichtet ist, um den Füllstand des Füllprodukts im Behälter (100) kontaktfrei zu detektieren; und
    eine Steuerung (200), die mit der Füllstanddetektionseinrichtung (30) in Kommunikation steht und eingerichtet ist, um den Füllprozess in Abhängigkeit des von der Füllstanddetektionseinrichtung (30) detektierten Füllstands des Füllprodukts im Behälter (100) zu steuern und/oder zu regeln.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstanddetektionseinrichtung (30) als Abschaltvorrichtung fungiert, indem die Steuerung (200) eingerichtet ist, um den Füllprozess bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstands zu stoppen.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllorgan (10) eine Zentrierglocke (11) aufweist, die eingerichtet ist, um mit einer Behältermündung (110) des Behälters (100) in Kontakt zu kommen und den Behälter (100) für den Füllprozess zu fixieren, wobei die Zentrierglocke (11) vorzugsweise höhenverstellbar ist.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine dem zumindest einen Füllorgan (10) zugeordnete Behälterhalterung (20) aufweist, die eingerichtet ist, um den Behälter während des Füllprozesses zu halten, wobei die Behälterhalterung (20) vorzugsweise eine oder mehrere Behälterklammern (21) und/oder einen bodenseitigen Behälterträger (22), auf dem der Behälter (100) steht, umfasst.
  5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterhalterung (20) insgesamt oder zumindest in einer Axialrichtung (130) des Behälters (100) feststehend ist, so dass der Behälter (100) keinem Hub unterzogen wird.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstanddetektionseinrichtung (30) zur Detektion des Füllstands des Füllprodukts im Behälter (100) einen oder mehrere Laser und/oder einen oder mehrere kapazitive Sensoren und/oder eine oder mehrere Kameras umfasst.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstanddetektionseinrichtung (30) höhenverstellbar eingerichtet ist.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstanddetektionseinrichtung (30) über eine halterungsseitige Detektorhalterung (32') an der Behälterhalterung (20), vorzugsweise am bodenseitigen Behälterträger (22), und/oder über eine füllorganseitige Detektorhalterung am Füllorgan (10) montiert ist.
  9. Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) in Isolatorbauweise ausgeführt ist, wobei das Füllorgan (10) zumindest teilweise und der Behälter (100) während des Füllprozesses in einem Isolator (70) angeordnet sind.
  10. Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein Füllerkarussell (50) umfasst, an dem das zumindest eine Füllorgan (10) montiert ist, wobei das Füllerkarussell (50) so eingerichtet ist, dass der zu befüllende Behälter (100) während des Transports entlang eines Teilkreises (52) des Füllerkarussells (50) mit dem Füllprodukt befüllt wird.
  11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstanddetektionseinrichtung (30) über eine Detektorhalterung (32) am Füllerkarussell (50) montiert ist.
  12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mehrere Füllorgane (10), die an dem Füllerkarussell (50) montiert sind, sowie mehrere entsprechend den Füllorganen (10) zugeordnete Füllstanddetektionseinrichtungen (30) umfasst.
  13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Füllstanddetektionseinrichtungen (30) individuell höhenverstellbar sind.
  14. Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder alle Füllstanddetektionseinrichtungen (30) an einem gemeinsamen Detektorträger (34) montiert sind, wobei die mehreren oder alle Füllstanddetektionseinrichtungen (30) vorzugsweise gemeinsam über den Detektorträger (34) höhenverstellbar sind.
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