[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein System gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie
auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 14.
[0002] Zum Füllen von Flaschen, Dosen oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut,
insbesondere auch mit Getränken sind Systeme oder Füllmaschinen, speziell auch solche
umlaufender Bauart bekannt, die am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden
Rotors eine Vielzahl von Füllelementen aufweisen. An diesen sind die zu füllenden
Behälter zumindest bei einer Druckfüllung mit Hilfe eines Behälterträgers in Dichtlage
mit der Behältermündung angepreßt. Der Füllprozeß umfaßt dann in bekannter Weise eine
Vielzahl von zeitlich aufeinander folgenden Prozeß- oder Verfahrens-Schritten, insbesondere
auch solche, die dem eigentlichen Füllen vorausgehen, wie z.B. Evakuieren und Spülen
des Behälterinnenraumes usw.
[0003] Die Qualität des Füllprozesses und damit auch die Haltbarkeit des Produktes, d.h.
des in die Behälter abgefüllten Füllgutes hängen entscheidend von der einwandfreien
Arbeitsweise der Füllelemente einer Füllmaschine ab.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, ein System aufzuzeigen, mit dem in einfacher Weise
eine Überwachung der Füllelemente, aber auch eine optimale Steuerung des Füllprozesses
möglich ist.
[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein System entsprechend dem Patentanspruch 1 und ein
Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 14 ausgebildet.
[0006] Bei der Erfindung wird der tatsächliche Druckverlauf (Istdruckverlauf - Istwert)
an jedem Füllelement individuell erfaßt und von einer Elektronik individuell ausgewertet.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß allein aus dem gemessenen Druckverlauf
die Funktionstüchtigkeit eines jeden Füllelementes einer Füllmaschine überwacht und
ein evtl. Fehlverhalten bereits frühzeitig, d.h. bereits vor einer Beeinträchtigung
der Qualität des Produktes festgestellt werden kann. Diese Diagnose wird dann durch
ständigen Vergleich des Istdruckverlaufs (Istwert) mit einem Solldruckverlauf (Sollwert)
erstellt.
[0007] Das erfindungsgemäße System gestattet es aber auch, die einzelnen Verfahrensschritte
so zu korrigieren, daß der Istwert möglichst dem Sollwert des betreffenden Verfahrensschritts
entspricht. Diese Korrektur erfolgt bevorzugt und in besonders einfacher Weise durch
eine entsprechende Änderung der Zeitdauer des jeweiligen Verfahrensschritts. Eine
Steuerung bzw. Regelung anderer Parameter der Prozeß-Schritte (z.B. des Drucks), die
nur mit hohem Aufwand möglich wäre, ist vermieden.
[0008] Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0009] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- in sehr vereinfachter schematischer Darstellung und in Draufsicht eine Füllmaschine
gemäß der Erfindung;
- Fig. 2
- ! in vereinfachter Darstellung ein Füllelement der Füllmaschine der Figur 1;
- Fig. 3
- in einer Graphik den Solldruckverlauf an einem der Füllelemente der Füllmaschine der
Figur 1.
[0010] Die in der Figur 1 allgemein mit 1 bezeichnete Füllmaschine dienst zum Füllen von
Behältern, nämlich von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut in Form eines Getränkes.
Die Füllmaschine 1 ist eine solche umlaufender Bauart, d.h. sie besitzt in der dem
Fachmann bekannten Weise an einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotor
3 in gleichmäßigen Winkelabständen verteilt eine Vielzahl von Füllstellen, die jeweils
von einem Füllelement 4 mit einem Behälterträger 5 gebildet sind. Die über einen Transporteur
6 zugeführten Flaschen 2 werden den einzelnen Füllstellen 4/5 über einen Flascheneinlauf
7 zugeführt und die gefüllten Flaschen 2 werden an einem Flaschenauslauf 8 den Füllstellen
4/5 entnommen und an den Transporteur 6 übergeben. Der Rotor 3 ist in Richtung des
Pfeiles A der Figur 1 umlaufend angetrieben.
[0011] Zwischen dem Flascheneinlauf 7 und dem Flaschenauslauf 8 erfolgt der Füllprozeß der
jeweils an ein Füllelement 4 angehobenen und in Dichtlage mit diesem Füllelement befindlichen
Flaschen 2 in mehreren Prozeß-Schritten, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform
entsprechend der Figur 3 in elf Schritten. In dieser Figur ist der Druckverlauf (Solldruckverlauf)
des in der jeweiligen Flasche 2 beim Füllprozeß angestrebten Drucks in Abhängigkeit
von der Zeit wiedergegeben, und zwar als Differenzdruck gegenüber dem Atmosphärendruck
p0.
[0012] Im Einzelnen umfaßt der Füllprozeß also folgende Schritte:
- Erstes Evakuieren der jeweiligen Flasche 2 vom Umgebungsdruck auf einen Druck p1 während
einer Zeitdauer (Behandlungsdauer) t1,
- erstes Spülen mit Inert-Gas oder C02-Gas mit einem Anstieg des Drucks auf einen Wert
p2 unterhalb des Umgebungsdruckes während einer Zeitdauer (Behandlungsdauer) t2,
- zweites Evakuieren auf einen Druck p3 unterhalb des Druckes p2 während einer Zeitdauer
(Behandlungsdauer) t3,
- zweites Spülen mit Inert-Gas oder C02-Gas mit einem Druckanstieg auf den Druck p4
(weiterhin unterhalb des Atmosphärendrucks) während einer Zeitdauer (Behandlungsdauer)
t4,
- drittes Evakuieren auf einen Druck p5 gleich oder etwa gleich den Druck p1 während
einer Zeitdauer (Behandlungsdauer) t5,
- Vorspannen auf den Vorspanndruck p6 deutlich über dem Atmosphärendruck während einer
Zeitdauer (Behandlungsdauer) t6,
- Einleiten eines Schnellfüllens bei im wesentlich gleichbleibenden Druck über eine
Zeitdauer t7;
- Einleiten einer Langsamfüllphase bei anfänglichem geringen Druckanstieg auf den Druck
p7 und bei dann im wesentlichen gleichbleibendem Druck über eine Zeitdauer t8,
- Einleiten einer Vorentlastung über eine Zeitdauer t9 bei auf den Wert p9 sinkendem
Druck;
- Einleiten einer Beruhigungsphase bei im wesentlich gleichbleibendem Druck p9 über
eine Zeitdauer t10 und
- Restentlastung über eine Zeitdauer t11 bei auf den Umgebungsdruck p0 absinkendem Druck.
[0013] Ein Großteil der vorbeschriebenen Prozeß-Schritte ist zeitgesteuert. Einzelne Prozeß-Schritte,
nämlich die Beendigung des Langsamfüllens und z.B. der Übergang zwischen dem Schnellfüllen
und dem Langsamfüllen sind auch durch einen Sensor gesteuert..
[0014] In der Figur 2 ist eines der am Rotor 3 vorgesehenen Füllelemente 4 näher im Detail
wiedergegeben, und zwar als füllrohrloses Füllelement. Im Gehäuse 9 dieses Füllelementes
ist zunächst der Flüssigkeitskanal 10 ausgebildet, in welchem u.a. das Flüssigkeitsventil
11 angeordnet ist, welches durch eine nicht dargestellte Betätigungseinrichtung zum
Einleiten des Schnellfüllens geöffnet und am Ende des Langsamfüllens geschlossen wird
und in der Figur 2 in seiner geöffneten Stellung wiedergegeben ist.
[0015] Der Flüssigkeitskanal 10 ist mit einem am Rotor 3 vorgesehenen Ringkessel 12 bzw.
mit einem dortigen, von dem Füllgut eingenommenen Füllgutraum 13 verbunden. Oberhalb
des Füllgutraums 13 ist im Ringkessel 12 ein Gasraum 14 für ein unter Druck stehende
Inert-Gas, beispielsweise CO2-Gas gebildet. Der Füllgutraum 13 wird über eine Leitung
15 mit dem flüssigen Füllgut versorgt, und zwar derart, daß das Niveau N des Füllgutspiegels
in dem Ringkessel 12 auf einen vorgegebenen oder vorgewählten Wert eingeregelt ist.
Der Gasraum 14 wird über eine Spanngasleitung 16 mit dem unter Druck stehenden Inert-Gas
(CO2-Gas) versorgt, und zwar über eine Druckregelung in der Weise, daß der Druck im
Gasraum 14 konstant oder im wesentlichen konstant ist oder in etwa den Druck p7 entspricht.
[0016] Für die einzelnen Behandlungs- oder Füllphasen sind am Rotor 3 bei der dargestellten
Ausführungsform für sämtliche Füllelemente 4 gemeinsam noch vorgesehen:
- Ein Spanngas-Ringkanal 17, der über eine Leitung 18 mit dem Gasraum 14 in Verbindung
steht,
- ein erster Rückgas-Ringkanal 19, der für die Vorentlastung dient und in dem ein dem
Vorentlastungsdruck entsprechender Druck p9 eingeregelt ist,
- ein zweiter Rückgasringkanal 20, der für das Restentlasten mit der Atmosphäre in Verbindung
steht sowie
- ein Vakuum-Ringkanal 21, der mit einer nicht dargestellten Vakuumquelle verbunden
ist.
[0017] Jedes Füllelement 4 besitzt ein Rückgasrohr 22, welches bei am Füllelement 4 angesetzter
Flasche 2 mit seinem unteren, offenen Ende in den Innenraum der jeweiligen Flasche
2 und mit seinem oberen, offenen Ende in einen im Gehäuse 9 ausgebildeten Gaskanal
23 mündet, der Bestandteil vom im Gehäuse 3 ausgebildeten Gaswegen ist. Diese sind
über eine an jedem Füllelement 4 vorgesehene, individuell steuerbare Steuerventileinrichtung
24 derart steuerbar, daß der Innenraum der jeweiligen, am Füllelement 4 in Dichtlage
vorgesehenen Flasche 2 für die einzelnen Behandlungsschritte u.a. mit dem dem jeweiligen
Behandlungs- oder Prozeß-Schritt entsprechenden Ringkanal 17, 19, 20 bzw. 21 verbunden
ist, und zwar derart, daß sich bei ordnungsgemäß arbeitendem Füllelement 4 der in
der Figur 3 wiedergegebene Solldruckverlauf während des Füllens ergibt.
[0018] Im Gaskanal 23 ist ein Drucksensor 25 vorgesehen, der über das Rückgasrohr 22 ständig
den im Innenraum der am Füllelement 4 vorgesehenen Flasche 2 erfaßt und den entsprechenden
Meßwert an eine für sämtliche Füllelemente 4 bzw. deren Drucksensoren 25 gemeinsame
Elektronik 26 liefert, die vorzugsweise rechnergestützt bzw. von einem Rechner gebildet
ist.
[0019] Mit den Drucksensoren 25 und der Elektronik 26 besteht zum einen die Möglichkeit
einer Überwachung und/oder Diagnose der einzelnen Füllelemente 4 bei laufender Maschine,
d.h. ein evtl. Fehlverhalten einzelner Füllelemente wird frühzeitig erkannt, um ggf.
Gegenmaßnahmen einzuleiten. Mit den Drucksensoren 25 und der gemeinsamen Elektronik
26 ist aber auch eine automatische, füllgutspezifische Regelung des Füllprozesses
möglich.
Überwachung und/oder Diagnose der Füllelemente 4:
[0020] Diesem Diagnoseverfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, daß allein durch die Überwachung
des Istdruckverlaufs mittels der Drucksensoren 25 und durch Vergleich dieses an dem
jeweiligen Füllelement 4 gemessenen Druckverlaufs mit einem Solldruckverlauf eventuelle
Fehler in einzelnen Füllelementen 4 bei laufender Füllmaschine 1 frühzeitig erkennbar
sind.
[0021] Der Solldruckverlauf, der in der Figur 3 mit 27 bezeichnet ist, ist in einem Speicher
der Elektronik 26 abgelegt, und zwar zusammen mit einem engeren Toleranzbereich, der
durch die beiden der Kurve 27 näher liegenden Kurven 27' und 27" definiert ist, sowie
zusammen mit einem breiteren Toleranzbereich, der durch die beiden außen liegenden
Kurven 27''' und 27"" definiert ist. Die Bandbreite des engeren Toleranzbereichs (Kurven
27' und 27") ist so gewählt, daß dann, wenn der Istdruckverlauf vollständig innerhalb
dieser Bandbreite liegt, qualitativ voll akzeptable Füllergebnisse erreicht werden,
wobei die Elektronik 26 allerdings bereits bei Abweichungen innerhalb dieses engeren
Toleranzbereichs eine Fehlermeldung absetzt, die die mögliche Fehlerursache und auch
eine genaue Identifikation des jeweiligen Füllelementes 4 enthält, beispielsweise
dessen laufende Nummer am Rotor 3 enthält. Die Fehlerursache analysiert die Elektronik
26 aus der Position, an der der Druck an dem betreffenden Füllelement 4 von der Sollkennlinie
bzw. vom Solldruckverlauf 27 abweicht. Fehler, die innerhalb des von den Kurven 27'
und 27" definierten engeren Toleranzbereiches auftreten, liegen auf jeden Fall noch
innerhalb der Qualitätsmaßtstäbe, die für ein verkaufsfähiges Produkt ausreichen.
Eine entsprechende Fehlermeldung kann aber im Rahmen einer vorbeugenden Wartung genutzt
werden, um den entsprechenden Fehler bereits im Vorfeld, d.h. bevor eine Beeinträchtigung
der Abfüllqualität auftritt, abzustellen.
[0022] Überschreitet der an einem Füllelement 4 durch den dortigen Drucksensor 25 erfaßte
Istdruckverlauf zu einem beliebigen Zeitpunkt den breiteren Toleranzbereich, der durch
die Kurven 27''' und 27"" definiert ist, so entspricht die Qualität nicht mehr den
Maßstäben eines verkaufsfähigen Produktes. Von der Elektronik 26 wird das fehlerhafte
Füllelement 4 erfaßt und dann die Flasche 2 des betreffenden Füllelementes gesteuert
durch die Elektronik 26 an einem nicht dargestellten Ausgleitsystem aussortiert oder
aber bei einem gravierenden Fehler die Füllmaschine 1 vollständig angehalten.
[0023] Durch die abgesetzte Fehlermeldung mit genauer Definition des fehlerhaften Füllelementes
und der möglichen Fehlerursache ist es dem Wartungspersonal möglich, den entsprechenden
Fehler schnell zu beseitigen. Insbesondere dann, wenn keine gravierenden Abweichungen
von der Sollkennlinie 27 vorliegen, ist es auch möglich, über die Elektronik 26 das
betreffende Füllelement bzw. einzelne Behandlungs- oder Prozeß-Schritte an diesem
Füllelement 4 so zu steuern, daß aufgetretene Fehler zumindest in ihrer Wirkung korrigiert
werden, und zwar durch entsprechende Änderung der Behandlungszeiten einzelner Verfahrensschritte.
[0024] Durch eine solche Berichtigungs- oder Korrekturmaßnahme.besteht die Möglichkeit,
ein Füllelement innerhalb einer noch zulässigen Toleranz mit korrekten Füllergebnissen
zu halten. Wird z.B. während der Vorspannzeit t6 an einem Füllelement 4 der erforderliche
Füll- oder Vorspanndruck p6 nicht ganz erreicht, so kann die Elektronik 26 bei dem
nächsten Füllprozeß die Vorspannzeit t6 entsprechend verlängern. Mit dieser Korrektur
der Behandlungszeiten können Füllelemente 4 mit leichten Defekten bis zur nächsten
routinemäßigen Wartung der gesamten Füllmaschine mit qualitativ akzeptablen Füllergebnissen
verwendet werden.
[0025] Das beschriebene Diagnosesystem bzw. die Elektronik 26 enthält selbstverständlich
auch die Möglichkeit, sämtliche, relevanten Daten, insbesondere auch den von den Drucksensoren
25 gelieferten Daten aufzuzeichnen, so daß diese dann später datentechnisch verarbeitet
und ausgewertet werden können.
[0026] Es versteht sich, daß der Solldruckverlauf 27 sowie auch dem der engeren Toleranzbereich
(Kurven 27' und 27") und dem weiteren Toleranzbereich (Kurven 27"' und 27"") entsprechenden
Daten und Werte jeweils für unterschiedliche Behandlungs- oder Füllprozesse und für
unterschiedliche Füll-Parameter, wie Füllgutsorte, CO2-Gehalt, Abfülltemperatur, Abfüllvolumen,
Leervolumen der Behälter, Füllhöhe usw. gesondert abgelegt sind.
[0027] Der jeweilige Solldruckverlauf 27 mit den Toleranzbereichen kann in die Elektronik
26 durch entsprechende Dateneingabe eingelesen werden. Vorzugsweise errechnet aber
die Elektronik 26 zu Beginn einer Produktion aus den von den Drucksensoren 25 gelieferten
Daten eine Druckverlaufkennlinie, die sich aus den gemittelten Werten einer bestimmten
Anzahl von Füllungen an den Füllelementen 4 der Füllmaschine 1 errechnet. Diese Druckverlaufkennlinie
wird dann als Solldruckverlauf 27 weiter verwendet.
Automatische Parametrierung und Steuerung des Füllprozesses:
[0028] Das von den Drucksensoren 25 und der gemeinsamen Elektronik 26 gebildete elektronische
Diagnosesystem kann auch zur Parametrierung und Steuerung des Füllprozesses in Abhängigkeit
von Füllparameter verwendet werden. Diese Füllparameter sind beispielsweise:
- Art des Füllgutes bzw. Getränkesorte
- CO2-Gehalt,
- Abfülltemperatur,
- Abfüllvolumen
- Leervolumen des betreffenden Behälters bzw. betreffenden Flasche
- Füllhöhe
- Füllverfahren (z.B. drucklose Füllung, Druckfüllung, einmaliges oder mehrmaliges Evakuieren
mit Inert-Gas, Zwischenspülen, Dampfbehandlung usw.).
[0029] Die vorgenannten Parameter bedingen nicht nur u.a. in ihrer Anzahl und/oder Art unterschiedliche
Verfahrensschritte, sondern insbesondere auch eine bestimmte Zeitdauer und einen bestimmten
Druckverlauf im jeweiligen Verfahrensschritt. Der Verfahrensablauf ist für das jeweilige
Füllverfahren im Speicher der Elektronik 26 hinterlegt. Hinterlegt sind weiterhin
die von dem jeweiligen Füllgut bzw. Getränk und den zu füllenden Behältern 2 abhängigen
Parameter und Kennlinien, aus denen die einzelnen Prozeßdrücke, deren zeitlicher Verlauf,
die Behandlungszeiten usw. für die jeweiligen Verfahrensabschnitte errechnet werden.
[0030] Derartige Kennlinien sind z.B.
- die Evakuierungszeit t1 oder t3 in Abhängigkeit von dem Volumen der zu füllenden Flaschen
2,
- die Vorspannzeit t6 in Abhängigkeit vom Fülldruck p7 und dem Volumen der zu füllenden
Flaschen 2,
- die Entlastungszeit in Abhängigkeit vom Volumen des Gasraumes innerhalb der gefüllten
Flasche 2 oberhalb des Füllgutspiegels, vom Ausgangsdruck und vom Durchmesser der
in den Füllelementen 4 vorhandenen Entlastungsdüsen,
- der Fülldruck in Abhängigkeit von dem jeweiligen Füllgut (Getränk), dem CO2-Gehalt
und der Abfülltemperatur,
- der Rückgas- und Vorentlastungsdruck in Abhängigkeit vom Füllgut (Getränk, CO2-Gehalt
und Abfülltemperatur).
[0031] Von einem Bediener würden dann beispielsweise für eine Abfüllpartie folgende Daten
eingegeben:
Getränk |
Bier |
CO2-Gehalt |
5,5g/l |
Abfülltemperatur |
12° C |
Flascheninhalt |
0,5 Liter |
Füllhöhe |
50 mm. |
[0032] Grundsätzlich kann die Steuerung auch so ausgebildet sein, daß die Elektronik 26
bei Eingabe einer Füllgutart bzw. Getränkesorte ein Füllverfahren mit einem für diese
Getränkesorte optimalen Verfahrensablauf auswählt oder vorschlägt.
[0033] Aus den vorgenannten fünf Werten kann die Elektronik 26 dann mit Hilfe der gespeicherten
Daten alle für die Füllung notwendigen Einstellungen für die einzelnen Verfahrensschritte
vornehmen, nämlich
- Zeitdauer - Erstes Evakuieren
- Zeitdauer - Erstes Spülen
- Zeitdauer - Zweiten Evakuieren
- Zeitdauer - Zweites Spülen
- Zeitdauer - Drittes Evakuieren
- Zeitdauer - Teilvorspannen
- Zeitdauer - Vorspannen
- Zeitdauer - Vorentlasten
- Zeitdauer - Restentlasten
- Zeitdauer- Fülldruck
- Zeitdauer - Vorentlastungsdruck
- Niveau N des Füllgutes im Ringkessel 12.
[0034] Die Füllzeiten t7 und t8 ergeben sich sensorgesteuert aus der Füllhöhenmessung bzw.
aus der Volumenmessung.
[0035] Die Steuerung erfolgt im Detail so, daß die Füllmaschine 1 den Füllbetrieb zunächst
einmal mit Werten beginnt, die die Elektronik 20 aus abgelegten Prozeßparametern unter
Berücksichtigung der Einstellung durch den Bediener errechnet hat. Während des Betriebs
vergleicht dann die Elektronik 26 die in den einzelnen Verfahrensschritten erreichten
und von den Drucksensoren 25 erfaßten Drücke mit den anzustrebenden Solldrücken (Solldruckverlauf).
Bei Abweichungen zwischen einem Istwert und dem Sollwert führt die Elektronik 26 dann
entsprechende Zeitkorrekturen durch, und zwar bis der optimale Füllprozeß erreicht
ist. Bei dieser automatischen Parametrierung des Verfahrensverlaufes des Füllprozesses
sind somit keine Dateilkenntnisse des Füllprozesses durch den Bediener erforderlich.
Der Bediener muß lediglich die allgemein bekannten Getränke-Daten, einschließlich
der Art und Größe der zu füllenden Behälter bzw. Flaschen eingeben.
[0036] Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht
sich, daß Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung
zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
[0037] So besteht mit Hilfe der in jedem Füllventil installierten Drucksensor die Möglichkeit,
defekte Flaschen über den dadurch gegebenen Druckabfall im System zu dedektieren.
PET-Flaschen haben häufig kleinere Löcher. Diese könnte man durch eine Druckmessung
unmittelbar nach dem Vorspannen ermitteln und als Resultat den Füllprozess abbrechen.
Werden derartige Flaschen unter Druck befüllt, tritt das Getränk strahlförmig aus
und verunreinigt das gesamte Füllerumfeld.
[0038] Weiterhin kann man mit Hilfe der Druckmessung feststellen, ob eine Füllstelle überhaupt
mit einer Flasche belegt wurde.
Bezugszeichenliste
[0039]
- 1
- Füllmaschine
- 2
- Flasche
- 3
- Rotor
- 4
- Füllelement
- 5
- Behälterträger
- 6
- Transporteur
- 7
- Flascheneinlauf
- 8
- Flaschenauslauf
- 9
- Füllelementgehäuse
- 10
- Flüssigkeitskanal
- 11
- Flüssigkeitsventil
- 12
- Ringkessel
- 13
- Füllgutraum
- 14
- Gasraum
- 15
- Leitung
- 16
- Spanngasleitung
- 17
- Spanngasringkanal
- 18
- Verbindungsleitung
- 19
- erster Rückgasringkanal
- 20
- zweiter Rückgasringkanal
- 21
- Vakuum-Ringkanal
- 22
- Rückgasrohr
- 23
- Gaskanal
- 24
- Steuerventileinrichtung
- 25
- Drucksensor
- 26
- Elektronik bzw. Rechner
1. System zum Füllen von Flaschen, Dosen oder dergleichen Behälter (2) mit einem flüssigen
Füllgut, mit mehreren Füllpositionen, die jeweils ein Füllelement (4) aufweisen, an
welchem der jeweilige Behälter (2) zumindest während eines Teils des Füllprozesses
mit seiner Behältermündung in Dichtlage anliegt und über welches der Innenraum des
Behälters während des Füllprozesses in wenigstens einem Prozeß-Schritt mit wenigstens
einem Prozeßdruck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß an jedem Füllelement (4) wenigstens ein Drucksensor (25) vorgesehen ist, der während
des Füllprozesses den Druck im Innenraum des mit dem Füllelement (4) verbundenen Behälters
(2) erfaßt und ein diesem Druck entsprechendes elektrisches Signal an eine für sämtliche
Füllelemente (4) gemeinsame Elektronik (26) liefert.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik eine rechnergestützte Elektronik oder ein Rechner ist.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksensoren (25) jeweils den zeitlichen Verlauf des Druckes während des
Füllverfahrens für jedes Füllelement (4) individuell erfassen, und daß die Elektronik
(26) diesen Istdruckverlauf mit einem Solldruckverlauf (27) bzw. den jeweiligen Istdruck
mit dem sich aus dem Solldruckverlauf ergebenden zugehörigen Solldruck vergleicht,
der füllgutspezifisch in einem Speicher der Elektronik (26) abgelegt ist.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik (26) bei einer Differenz zwischen dem Istdruck und dem Sollwert
(27), die größer ist als eine erste Toleranzgrenze (27', 27") ein Fehlersignal liefert,
welches zumindest eine Identifikation des betreffenden Füllelementes enthält.
5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert, die über einer vorgegebenen
zweiten Toleranzgrenze (27"', 27"") liegt, die Elektronik eine Fehlermeldung absetzt,
die die Identifikation des betreffenden Füllelementes enthält und die ein Abschalten
der Füllmaschine und/oder ein Ausschleusen des an dem betreffenden Füllelement befindlichen
Behälters (2) bewirkt.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik (26) bei einer Differenz zwischen dem Sollwert und dem an einem
Füllelement gemessenen Istwert ein Differenzsignal zur Korrektur des betreffenden
Verfahrensschrittes, insbesondere zur Korrektur der Zeitdauer des Verfahrensschrittes
erzeugt.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert sowie die zugehörigen Toleranzgrenzen (27', 27"; 27''', 27"") jeweils
für unterschiedliche Füllgutarten spezifisch für den wenigstens einen Verfahrensschritt
im Speicher der Elektronik (26) abgelegt sind.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für Füllverfahren mit einer Vielzahl von Verfahrensschritten der gesamte, gewünschte
zeitliche Druckverlauf als Istwert im Speicher der Elektronik (26) abgelegt ist, und
zwar zusammen mit den zugehörigen Toleranzgrenzen.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmaschine eine solche umlaufende Bauart ist, bei der die Füllelemente
(4) am Umfang eines um Maschinenachse umlaufenden Rotors vorgesehen sind.
10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Sollwert bzw. der entsprechende Solldruckverlauf bei jeder neuen
Füllpartie dadurch gebildet wird, daß die Elektronik (26) zunächst aus den von den
Drucksensoren (25) gelieferten Signalen eine Druckverlaufkennlinie errechnet, und
zwar vorzugsweise durch Mittelung der Drucksignale, die unterschiedliche Füllelemente
(4) jeweils bei sich entsprechenden Verfahrensschritten liefern.
11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik unter Berücksichtigung von eingestellten oder eingegebenen Füllgut-
und/oder Behälter-Daten sowie unter Berücksichtigung von Vorzugsweise im Speicher
der Elektronik abgelegten getränke- und behälter-abhängigen Parametern den Solldruckverlauf
ermittelt und/oder errechnet und aus dem Vergleich zwischen dem Solldruckverlauf und
dem Istdruckverlauf ein den Füllprozeß korrigierendes Signal oder eine Fehlermeldung
erzeugt.
12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Drucksensor (25) jedes Füllelementes (4) an einem im Füllelement
(4) ausgebildeten Gaskanal (23) vorgesehen ist, der mit dem Innenraum des am Füllelement
(4) angesetzten Behälters (2) in Verbindung steht.
13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaskanal (23), in dem der Drucksensor (25) angeordnet ist, der mit einem
Rückgasrohr (22) des Füllelementes (4) in Verbindung stehende Rückgaskanal (23) ist.
14. Verfahren zum Füllen von Flaschen, Dosen oder dergleichen Behälter (2) mit einem flüssigen
Füllgut, unter Verwendung mehrerer Füllpositionen, die jeweils ein Füllelement (4)
aufweisen, an welchem der jeweilige Behälter (2) zumindest während eines Teils des
Füllprozesses mit seiner Behältermündung in Dichtlage anliegt und über welches der
Innenraum des Behälters während des Füllprozesses in wenigstens einem Prozeß-Schritt
mit wenigstens einem Prozeßdruck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß an jedem Füllelement (4) während des Füllprozesses der Druck im Innenraum des
mit dem Füllelement (4) verbundenen Behälters (2) individuell erfaßt wird, und daß
den Drücken entsprechende elektrische Signale an eine für sämtliche Füllelemente (4)
gemeinsame Elektronik (26) weitergeleitet werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der zeitliche Verlauf des Druckes während des Füllverfahrens für jedes
Füllelement (4) individuell erfaßt wird, und daß die Elektronik (26) diesen Istdruckverlauf
mit einem Solldruckverlauf (27) bzw. den jeweiligen Istdruck mit dem sich aus dem
Solldruckverlauf ergebenden zugehörigen Solldruck vergleicht, der füllgutspezifisch
in einem Speicher der Elektronik (26) abgelegt ist.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik (26) bei einer Differenz zwischen dem Istdruck und dem Sollwert
(27), die größer ist als eine erste Toleranzgrenze (27', 27") ein Fehlersignal liefert,
welches zumindest eine Identifikation des betreffenden Füllelementes enthält.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert, die über einer vorgegebenen
zweiten Toleranzgrenze (27''', 27'''') liegt, die Elektronik eine Fehlermeldung absetzt,
die die Identifikation des betreffenden Füllelementes enthält und die ein Abschalten
der Füllmaschine und/oder ein Ausschleusen des an dem betreffenden Füllelement befindlichen
Behälters (2) bewirkt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik (26) bei einer Differenz zwischen dem Sollwert und dem an einem
Füllelement gemessenen Istwert ein Differenzsignal zur Korrektur des betreffenden
Verfahrensschrittes, insbesondere zur Korrektur der Zeitdauer des Verfahrensschrittes
erzeugt.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert sowie die zugehörigen Toleranzgrenzen (27', 27"; 27''', 27'''')
jeweils für unterschiedliche Füllgutarten spezifisch für den wenigstens einen Verfahrensschritt
im Speicher der Elektronik (26) abgelegt sind.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für Füllverfahren mit einer Vielzahl von Verfahrensschritten der gesamte, gewünschte
zeitliche Druckverlauf als Istwert im Speicher der Elektronik (26) abgelegt ist, und
zwar zusammen mit den zugehörigen Toleranzgrenzen.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Sollwert bzw. der entsprechende Solldruckverlauf bei jeder neuen
Füllpartie dadurch gebildet wird, daß die Elektronik (26) zunächst aus den von den
Drucksensoren (25) gelieferten Signalen eine Druckverlaufkennlinie errechnet, und
zwar vorzugsweise durch Mittelung der Drucksignale, die unterschiedliche Füllelemente
(4) jeweils bei sich entsprechenden Verfahrensschritten liefern.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik unter Berücksichtigung von eingestellten oder eingegebenen Füllgut-
und/oder Behälter-Daten sowie unter Berücksichtigung von Vorzugsweise im Speicher
der Elektronik abgelegten getränke- und behälter-abhängigen Parametern den Solldruckverlauf
ermittelt und/oder errechnet und aus dem Vergleich zwischen dem Solldruckverlauf und
dem Istdruckverlauf ein den Füllprozeß korrigierendes Signal oder eine Fehlermeldung
erzeugt.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Druck in einem im Füllelement (4) ausgebildeten Gaskanal (23)
gemessen wird, der mit dem Innenraum des am Füllelement (4) angesetzten Behälters
(2) in Verbindung steht.