DE3218062C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abfüllen von
Flüssigkeiten in Behälter wie Flaschen, Dosen und dgl., bei welchem
der Füllbeginn etwa bei Gleichdruck zwischen Flüssigkeitsbehälter
und dem zu füllenden Behälter eingeleitet und die weitere Flüssig
keitszufuhr bei Erreichen einer den Füllspiegel ermittelnden Sonde
gleichzeitig oder zeitlich verzögert eingestellt wird sowie
auf eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.
Die Verwendung einer Sonde zur Feststellung des Flüssigkeits
spiegels und Abgabe eines Impulses zum Schließen des zugeordneten
Füllventils ist bereits aus dem Jahre 1897 durch die US-PS 5 85 264
bekannt. Bei dieser Füllventilausbildung wirkt auf das Flüssig
keitsventil ein Elektromagnet ein, der von einer mit einem Füll
rohr in die angepreßte Flasche ragenden und von der Leitfähigkeit
des Füllgutes beeinflußbaren Niveausonde steuerbar ist. Bei Erreichen
einer vorbestimmbaren Füllhöhe in der abzufüllenden Flasche bzw.
der Sonde wird ein Stromkreis geschlossen, wodurch der erregte
Elektromagnet das Flüssigkeitsventil schließt. Dieser Gedanke wurde
in der Patentliteratur beispielsweise durch die DE-OS 15 32 560,
DE-OS 19 43 503, DE-OS 30 15 132, NL-PS 71 07 235 sowie DE-OS
30 19 940 weiterverfolgt. Bei den vorgenannten Veröffentlichungen
zum Stand der Technik sind im wesentlichen geringfügige Abwand
lungen der konstruktiven Details vorgenommen worden. Den Ver
öffentlichungen ist jedoch gemeinsam, daß bei Erreichen einer
den Füllspiegel ermittelnden Sonde ein Impuls ausgelöst wird,
der zum Schließen des zugeordneten Flüssigkeitsventils verwendet
wird. In der NL-PS 71 07 235 hat man überdies bereits vorgeschlagen,
den von dem Flüssigkeitsspiegel ausgelösten Impuls zeitlich ver
zögert auf den Schließvorgang des Flüssigkeitsventils einwirken
zu lassen. Dieser Gedanke wird auch von der DE-OS 30 19 940 aufge
griffen, wobei nach Ansprechen eines durch das Füllgut betätigbaren
Signalgebers das Flüssigkeitsventil unter Vorgabe eines Korrektur
faktors zeitlich verzögert geschlossen wird. Insbesondere bei Ver
wendung von Mikroprozessoren wird in dieser vorgenannten Schrift
ferner vorgeschlagen, daß für die Taktphase eines Füllelementes die
Zeit vom Füllbeginn bis zum Beginn des Schnellfüllens, die Zeit
vom Füllbeginn bis zum Ende des Schnellfüllens und die Zeit vom
Belegen des Impulsgebers bis zum Schließen des Flüssigkeitsventils
des zugeordneten Füllelementes vorgegeben wird.
Insgesamt wird mit diesen bekannten Vorschlägen eine bestimmte Zeit
nach Abgeben des Schließimpulses als Korrekturzeit vorgeschlagen,
wobei jedoch das unmittelbare Verhalten der abzufüllenden Flüssig
keit und die sich daraus ableitenden Vorgänge in der Flasche während
des Endbefüllungsvorganges nur annäherungsweise zeitlich vorbestimmt
und berücksichtigt werden. Die zeitabhängig eingearbeiteten
Korrekturphasen sind nicht in der Lage, die tatsächlichen Vorgänge
in der Flasche insbesondere in der Endbefüllungsphase, aber auch
in der Anfangsfüllphase, in irgendeiner Weise zur Auslösung des
Schließimpulses des Füllventils oder anderweitiger Verfahrensab
läufe einzuarbeiten. Hierin besteht ein erheblicher Nachteil, da
während eines Füllvorganges eine Vielzahl von Veränderungsfaktoren
auf den Füllvorgang einwirken. So können beispielsweise Druckschwank
ungen in der Zuleitung des Füllgutes, unterschiedliche CO2-Gehalte,
veränderte Temperaturen und dgl. nicht erfaßt werden bzw. annäherungs
weise Berücksichtigung finden können.
Mit der vorliegenden Erfindung soll nun der Weg aufgezeigt werden,
den Füllvorgang während des gesamten Ablaufs exakt verfolgen und
gegebenenfalls beeinflussen bzw. korrigieren zu können, wobei es
unerheblich ist, ob der Füllvorgang der unmittelbar zugeführten
Flasche beeinflußbar ist oder der Füllvorgang der während eines
weiteren Umlaufs der Füllmaschine nächstfolgenden Flasche, die
aufgrund der vorhergegangenen Ereignisse dann mit einer korrigierten
Befüllungsweise befüllt werden kann.
Unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile der bekannten Füll
verfahren bzw. Füllventile wird die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe bei einem Füllverfahren der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß während des Füllvorganges der jeweils in unterschiedlicher Höhe anstehende Flüssigkeitsspiegel
bzw. die jeweilige Füll
höhe zur Ermittlung und Weitergabe eines Verzögerungs- und/oder
Korrekturimpulses während des Befüllungsvorganges herangezogen wird.
Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß mit mindestens
einem der abgegebenen Impulse die Füllgeschwindigkeit zumindest
in der Endbefüllungsphase auf die jeweiligen Betriebsverhältnisse
einstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird aus der zeitlichen Abfolge des Erreichens
von mindestens zwei abgegebenen Impulsen eine zeitliche Vorhersage
des Schließzeitpunktes vorgenommen.
Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch denkbar, aus der zeitlichen
Abfolge der Einleitung des Füllvorganges und der Abgabe eines ersten
Impulses eine zeitliche Vorhersage des Verschließzeitpunktes vor
zunehmen.
Mit diesem Verfahren ist es nunmehr möglich, alle während des
Füllvorganges auftretenden bzw. den Füllvorgang beeinflussenden
Faktoren unmittelbar zur Korrektur der Befüllungsphase zu verwerten.
Da sich entsprechende Veränderungen nicht unmittelbar von Flasche
zu Flasche einstellen, können auf diese Weise die festgestellten
Parameter während der Befüllung einer Flasche ausgewertet und für
den Befüllungsvorgang der während eines Umlaufs der Füllmaschine
nächstfolgenden Flasche umgesetzt und verwendet werden. Insgesamt
ergibt sich daraus eine hervorragende Anpassung an die jeweils
abzufüllenden Getränke, wobei bereits während der Endphase des
Füllvorganges entsprechende Korrekturen bis hin zur Schließphase
vorgenommen werden können.
Das Füllventil zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem
mittels Impulsgabe verschließbaren Füllventil und einem in den
Behälterinnenraum einführbaren Luft- bzw. Füllrohr mit Füllhöhen
erfasser und/oder einem den Flüssigkeitsspiegel beziehungsweise
die jeweilige Füllhöhe von außen ermittelnden Sensor oder dgl.,
zeichnet sich dadurch aus, daß das Luft- und/oder Füllrohr und/oder
der Außensensor mindestens drei in Richtung des aufsteigenden
Flüssigkeitsspiegels übereinander und/oder sich überlappende Fühler,
bzw. Impulsstrecken aufweist, deren Einzelbereiche jeweils unabhängig
voneinander abfragbare Einzelimpulse übermitteln. Dabei können
erfindungsgemäß die Fühlerstrecken vollflächig am Umfang des Luft-
und/oder Füllrohres mit einem Abstand zueinander angeordnet sein.
Es ist aber auch denkbar, die Fühlerstrecken als Mantelquerschnitt
teilflächig am Umfang des Luft- und/oder Füllrohres anzuordnen.
Weitere Merkmale des Füllventils ergehen aus den weiteren Ansprüchen.
Durch die Anordnung mehrerer Impulsstrecken übereinander kann bereits
in der ersten Phase des Befüllungsvorganges, d. h. in der Anlauf
phase, ein Füllimpuls übermittelt und für die Bestimmung des weiteren
Befüllungsvorganges verwertet werden. Mit einer weiteren Impulsstrecke
können Impulse zur Einleitung einer Bremsphase vermittelt werden,
beispielsweise durch Verändern des Rückgasquerschnittes, Verminderung
des Zulaufquerschnittes am Ventilquerschnitt oder durch Veränderung
der Druckverhältnisse im abzufüllenden Behälter. Eine weitere Impuls
strecke ist der jeweils gewünschten Schließphase zugeordnet. Dieser
Impulsstrecke kann eine weitere Impulsstrecke folgen, deren Aufgabe
es ist, die Veränderung des Schließzeitraumes zwischen Bremsphase
und Füllphase je nach Verhalten der Flüssigkeit in der Flasche
während des nächsten Befüllungsvorganges vorzunehmen.
Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Aus
Fig. 1 ist ein nur andeutungsweise dargestelltes Füllventil 1 ersichtlich,
dessen Ventilkörper 2 elektromagnetisch oder dgl. in Schließstellung
verbringbar ist. Unterhalb des Füllventilkörpers 2 befindet sich
eine Zentriertulpe 3, welche die Abdichtung zwischen Füllventil 1
und einer Flasche 4 vornimmt. Innerhalb der Flasche 4 befindet sich
je nach der verwendeten Gattung des Füllventils ein Füllrohr bzw.
ein Rückluftrohr 5. Wegen der hier nicht notwendigen Erläuterung
ist die Verbindung des Füllrohres bzw. Rückluftrohres 5 mit dem
eigentlichen Füllventil 1 nicht weiter dargestellt, da sich für
Befestigung und Anordnung der Rohre 5 im Füllventil und zur Weiter
leitung der Impulse verschiedene Varianten anbieten. An dem Füll
rohr 5 sind gemäß der beispielsweise dargestellten Ausführung Im
pulsstrecken 6 bis 9 angeordnet, die jeweils unabhängig voneinander
abfragbare Einzelimpulse bei der Berührung mit der einzufüllenden
Flüssigkeit übermitteln. Die Fühlertrecken 6-9 können z. B.
am Umfang des Luft- und/oder Füllrohres 5 mit einem Abstand zueinander
angeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, wie z. B. im oberen
Bereich des Füllrohres dargestellt, die Fühlerstrecken als Mantel
abschnitt teilflächig am Umfang des Rohres anzuordnen, wobei sich
die jeweils zugeordneten Fühlerstrecken überlappen. Diese können
im übrigen als reine Sensorflächen ausgelegt sein. Ebenso können
optoelektronische bzw. faseroptische Sensoren Verwendung finden.
Bei Einsatz von faseroptischen bzw. optischen Sensoren können
eine oder mehrere Reflektionsimpulsleitflächen und entsprechende
Anschnitte 10, wie aus Fig. 2 hervorgeht, Verwendung finden.
Ungeachtet dessen ist es denkbar, auch einen Außenfühler 11 vorzu
sehen, dessen zur Flasche weisende Oberfläche mit entsprechenden
Fühlerstrecken 6 bis 9 ausgestattet ist.
Der Abfüllvorgang läuft wie folgt ab:
Die einlaufende Flüssigkeit erreicht zunächst den Boden und gewinnt
dabei je nach vorgesehener Anlauffüllgeschwindigkeit an Höhe und
erreicht dabei die in Aufsteigrichtung erste Impulsstrecke 6 bzw.
gegebenenfalls eine weitere nicht dargestellte Impulsstrecke. Bei
Erreichen der ersten Impulsstrecke 6 kann, sofern gewünscht,
eine gegenüber der ersten Füllphase beschleunigte Schnellfüll
phase eingeleitet werden. Dabei ist es bereits möglich, das Zeit
intervall zwischen Füllbeginn und Erreichen des ersten oder eines
weiteren Sensors zur Beurteilung der möglicherweise notwendig
werdenden Füllkorrektur heranzuziehen. Sobald der Flüssigkeitsspiegel
die Fühlerstrecke 7 erreicht hat, kann eine Bremsphase, beispielsweise
durch Teilverminderung der Rückgasquerschnitte oder Veränderung
der Einlaufquerschnitte des Füllventils vorgenommen werden. Bei
Erreichen der Fühlerstrecke 8 wird die Schließphase eingeleitet.
Je nach Art der abzufüllenden Flüssigkeit erreicht diese mehr oder
weniger schnell einschließlich der evtl. noch nachlaufenden Flüssig
keitsreste aus dem Raum oberhalb der Flasche die letzte Fühler
strecke 9, wobei der Bereich zwischen Fühlerstrecke 8 und 9 als
Korrekturstrecke verwendet werden kann. Die Ergebnisse dieser
Korrekturphase können vorgespeichert und für die nächste Befüllung
einer Flasche bzw. beim nächsten Umlauf verwertet werden. Hierdurch
ergibt sich eine sofortige Anpassung des betreffenden nächstfolgenden
Füllvorganges an die möglicherweise veränderten Begebenheiten.
Die einzelnen Impulsstrecken dienen dem frühzeitigen Bereitstellen
von Informationen für den weiteren Füllvorgang bzw. für weitere
Speicher- und Steuerfunktionen eines folgenden Befüllungsvorganges.
Die Korrekturphase zwischen den Impulsstrecken 8 und 9 kann auch
zur Beeinflussung der nächstfolgenden Schließphase unter Berück
sichtigung der veränderten Parameter herangezogen werden. So ist
es denkbar, die Gesamtleistung der Füllmaschine anzuheben bzw. die
zugeordneten Füllventile schneller oder langsamer schließen zu lassen,
so daß das Abfüllverhalten einer bestimmten Flüssigkeit Berück
sichtigung finden kann. Ungeachtet dessen kann ein defektes Füll
ventil oder dgl. jederzeit festgestellt werden. Die abgegebenen
Einzelimpulse werden einem entsprechend ausgelegtem Mikroprozessor
oder dgl. zugeleitet, der sowohl Speicher- als auch Steuerfunktionen
in der vorerwähnten Weise ausüben kann.
Claims (11)
1. Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Behälter wie Flaschen,
Dosen und dgl. bei welchem der Füllbeginn etwa bei Gleichdruck
zwischen Flüssigkeitsbehälter und dem zu füllenden Behälter
eingeleitet und die weitere Flüssigkeitszufuhr bei Erreichen
einer den Füllspiegel ermittelnden Sonde gleichzeitig oder
zeitlich verzögert eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Füllvorganges der jeweils in unterschiedlicher
Höhe anstehende Flüssigkeitsspiegel bzw. die jeweilige Füllhöhe
zur Ermittlung und Weitergabe eines Verzögerungs- und/oder Korrek
turimpulses während des Befüllungsvorganges herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit
mindestens einem der abgegebenen Impulse die Füllgeschwindig
keit zumindest in der Endbefüllungsphase auf die jeweiligen
Betriebsverhältnisse einstellbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
aus der zeitlichen Abfolge des Erreichens von mindestens
zwei abgegebenen Impulsen eine zeitliche Vorbestimmung des
Verschließzeitpunktes vorgenommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus
der zeitlichen Abfolge der Einleitung des Füllvorganges
und der Abgabe eines solchen Impulses eine zeitliche Vorbe
stimmung des Verschließzeitpunktes vorgenommen wird.
5. Füllventil zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
bestehend aus einem mittels Impulsgabe verschließbaren Füll
ventil und einem in den Behälterinnenraum einführbaren Luft-
bzw. Füllrohr mit Füllhöhenerfasser und/oder einem den
Flüssigkeitsspiegel bzw. die jeweilige Füllhöhe von außen er
mittelnden Sensor oder dgl., dadurch gekennzeichnet, daß das
Luft- und/oder Füllrohr (5) und/oder der Außensensor mindestens
drei in Richtung des aufsteigenden Flüssigkeitsspiegels über
einander und/oder sich überlappende Fühler bzw. Impulsstrecken
(6-9) aufweist, deren Einzelbereich jeweils unabhängig von
einander abfragbare Einzelimpulse übermittelt.
6. Füllventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fühlerstrecken (6-9) vollflächig am Umfang des Luft- und/oder
Füllrohres (5) mit einem Abstand zueinander angeordnet sind.
7. Füllventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fühlerstrecken (6-9) als Mantelquerschnitt teilflächig am
Umfang des Luft- und/oder Füllrohres (5) angeordnet sind.
8. Füllventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fühlerstrecken (6-9) als Sensorstrecken ausgebildet sind.
9. Füllventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
als Impulsgeber ein optoelektronischer Sensor angeordnet ist.
10. Füllventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
als Impulsgeber faseroptische Sensoren angeordnet sind.
11. Füllventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
als Impulsgeber ein optischer Sensor angeordnet ist, welcher
ein oder mehrere Reflektionsimpulsleitflächen und/oder Ab
schnitte aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19823218062 DE3218062A1 (de) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | Verfahren zum abfuellen von fluessigkeiten in behaelter wie flaschen, dosen und dgl. |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19823218062 DE3218062A1 (de) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | Verfahren zum abfuellen von fluessigkeiten in behaelter wie flaschen, dosen und dgl. |
Publications (2)
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DE3218062A1 DE3218062A1 (de) | 1983-11-17 |
DE3218062C2 true DE3218062C2 (de) | 1988-07-21 |
Family
ID=6163511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19823218062 Granted DE3218062A1 (de) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | Verfahren zum abfuellen von fluessigkeiten in behaelter wie flaschen, dosen und dgl. |
Country Status (1)
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Legal Events
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