DE19602655A1

DE19602655A1 - Verfahren und Testflasche zum Überprüfen einer Füllhöhenkontrolleinrichtung

Info

Publication number: DE19602655A1
Application number: DE19602655A
Authority: DE
Inventors: Franz Haering; Klaus Plschek
Original assignee: Krones AG; Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik
Current assignee: Krones AG
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 1997-07-31

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Testflasche zum Überprüfen einer Füllhöhenkontrolleinrichtung für Flaschen oder dgl. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 10.

Es ist bekannt, die Funktion von Füllhöhenkontrolleinrichtungen während dem Betrieb einer Füllinie mit präparierten Testflaschen in bestimmten Zeitabständen zu überprüfen. Zu diesem Zweck werden unter- oder überfüllte Testflaschen vor der Kontrolleinrichtung in den zulaufenden Flaschenstrom eingefügt und durch die Füllhöhenkontrolleinrichtung gefahren. Bei korrekter Funktion der Füllhöhenkontrolleinrichtung müssen die Testflaschen erkannt und ausgeschieden werden. Bei konventionellen Füllinien mit Puffertransporteuren zwischen den einzelnen Behandlungsmaschinen ist diese Methode unproblematisch, weil das Einbringen der Testflaschen im Bereich der Puffertransporteure normalerweise ohne besondere Umstände möglich ist.

Wesentlich schwieriger gestaltet sich die gleiche Aufgabe bei sog. Blockanlagen, die zwischen bestimmten Behandlungsmaschinen keine Pufferabschnitte mit mehrreihigem Flaschenstrom besitzen. Hier werden die Flaschen einspurig, in der Regel formschlüssig mittels Sternräder, Schnecken oder ähnlichen Förderelementen, mit entsprechend höherer Geschwindigkeit von einer Behandlungsmaschine zur nächsten auf kürzestem Wege überführt. In Füllinien zum Abfüllen von Getränken in Gefäße, z. B. Bier, Wasser oder dgl. in Flaschen, Gläser, Dosen, werden häufig die Füll-, Verschließ- und Etikettiermaschine in der zuvor genannten Art mit formschlüssiger Gefäßübergabe zu einem einheitlichen Maschinenblock verbunden (DE-OS 24 36 591, DE-OS 24 51 310), wobei die Füllhöhenkontrolle erst nach dem Verschließer oder der Etikettiermaschine erfolgt. Der gesamte Flaschentransport im Bereich dieser Maschinen befindet sich normalerweise innerhalb der Schutzverkleidung der Anlage, so daß nicht nur wegen der hohen Flaschengeschwindigkeit in der einspurigen Reihe, sondern auch wegen der Sicherheitsabschaltung beim Öffnen der Schutzverkleidung kein Einfügen der Testflaschen vor der Füllhöhenkontrolleinrichtung im laufenden Betrieb möglich ist. Zum Testen der Füllhöhenkontrolleinrichtung müssen deshalb Leistungsverluste in Kauf genommen werden, wodurch der Wirkungsgrad verschlechtert wird.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Überprüfen einer Füllhöhenkontrolleinrichtung zu verbessern und vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend werden Ausführungen der Erfindung anhand der Figuren erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Block-Anlage zum Füllen, Verschließen und Etikettieren von Gefäßen,

Fig. 2 eine Testflasche während dem Befüllen durch ein Füllorgan an einer Füllmaschine,

Fig. 3 eine Testflasche nach dem Abziehen von dem Füllorgan in Fig. 2,

Fig. 4 eine Testflasche beim Passieren einer Füllhöhenkontrolleinrichtung und

Fig. 5 eine Testflasche mit einem komprimierbaren, elastischen Verdrängungskörper in verschiedenen Verfahrenstadien.

Die Fig. 1 zeigt eine Flaschenfüllinie in Block-Bauweise, bestehend aus einer Füllmaschine 10, einem Verschließer 11 und einer Etikettiermaschine 12. Die Flaschenübergabe von einer Maschine zur nächsten erfolgt formschlüssig mittels Sternräder 13. Am Auslaufförderer 14 der Etikettiermaschine 12 ist eine Füllhöhenkontrolleinrichtung 5 angeordnet, die eine nicht dargestellte Ausschleuseinrichtung zum Entfernen von nicht korrekt befüllten Flaschen ansteuern kann. Die Erfassung des Füllspiegels kann beispielsweise mittels Infrarot, Gamma- oder Röntgenstrahlen, Hochfrequenz oder anderen bekannten Verfahren, deren Funktion hier nicht weiter erläutert wird, erfolgen. Geeignete Füllhöhenprüfvorrichtungen sind in der Patentliteratur in verschiedenen Ausführungen detailliert erläutert (z. B. DE-OS 22 11 594).

Zum Einleiten des Füllguts in die Flaschen ist der umlaufende Kessel der Füllmaschine 10 an seinem Umfang in bekannter Weise mit einer Vielzahl von Füllorganen 6 ausgestattet (Fig. 2). Jedes Füllorgan besitzt ein steuerbares Flüssigkeitsventil 9 mit einem in den Flaschenhals hineinragenden Rückgas- bzw. Sondenrohr 7. Das Füllende und damit die erreichte Füllhöhe H in der Flasche wird entweder von der Höhenlage der unteren Anschnittfläche des Rückgasrohres in Verbindung mit einer Gassperre (z. B. Syphon) oder einer Sonde 8 in Verbindung mit dem während dem Füllen ansteigenden Füllspiegel bestimmt, d. h. es erfolgt eine sog. Höhenfüllung. Beide Arten von Füllorganen sind grundsätzlich seit langem bekannt und in verschiedenen Ausführungen weit verbreitet. In Fig. 2 ist ein Füllorgan 6 dargestellt, bei dem die Füllhöhe H durch eine im Rückgasrohr 7 angeordnete Sonde 8 bestimmt wird. Der Aufbau und die Funktion eines derartigen Füllorgans ist ausführlich in der DE-OS 19 43 503 beschrieben.

Wird mit einem derartigen Füllorgan 6 eine präparierte Testflasche 1 mit einem vor dem Füllen in den Flascheninnenraum eingebrachten schwimmfähigen Verdrängungskörper 2 gefüllt, steigt der auf dem Füllspiegel schwimmende Verdrängungskörper im Flascheninnenraum so lange nach oben, bis ein weiteres Steigen durch Anstoßen am Rückgasrohr 7 und/oder der Füllstandssonde 8 verhindert wird. Das Füllgut läuft währenddessen weiter in die Flasche ein, bis der vorbestimmte Füllspiegel H erreicht und - durch die Sonde 8 ausgelöst - der Füllgutzulauf durch Schließen des Flüssigkeitsventils 9 gestoppt wird. Diese Phase ist in Fig. 2 abgebildet. Aufgrund des zwangsweise ganz oder teilweise unter den Füllspiegel H getaucht gehaltenen Verdrängungskörpers 2 befindet sich in der Testflasche 1 ein geringeres Füllgutvolumen als in einer normalen Flasche, obwohl der Füllspiegel H in beiden Flaschen gleich hoch ist, solange sich die Flaschen in der Füllstellung am Füllorgan 6 befinden. Sobald jedoch die Testflasche 1 vom Füllorgan 6 durch den die Flasche tragenden, höhensteuerbaren Hubteller 4 nach unten abgezogen wird, kann der Verdrängungskörper 2 ungehindert vollständig zur Füllgutoberfläche aufsteigen, wodurch gleichzeitig der Füllspiegel H, bedingt durch das zuvor untergetauchte Volumen des Verdrängungskörpers 2, auf einen tieferen Pegel H′ absinkt. Dieser um ΔH tiefere Füllspiegel H′ ist in Fig. 3 erkennbar.

In Fig. 4 ist eine auf diese Weise unterfüllte und verschlossene Testflasche 1 mit Verdrängungskörper 2 beim Passieren der Füllhöhenkontrolleinrichtung 5 dargestellt. Das Material und die Ausbildung des Verdrängungskörpers 2 ist in Abhängigkeit von dem zum Einsatz kommenden Prüfverfahren so ausgewählt und abgestimmt, daß der Verdrängungskörper bei der Bestimmung des Füllspiegels H′ nicht wahrgenommen wird bzw. die Messung nicht beeinflußt. Arbeitet die Füllhöhenkontrolleinrichtung 5 korrekt, muß die unterfüllte Testflasche 1 wegen des zu niedrigen Füllspiegels H′ erkannt und ausgeschieden werden. Als Prüfstrahl 15 können bevorzugt Gamma-Strahlen eingesetzt werden.

Damit die zum Abführen des Gases aus der Flasche erforderliche Rückgasöffnung am unteren Ende des Rückgasrohres 7 durch den während dem Füllen aufsteigenden Verdrängungskörper 2 nicht behindert wird, kann der Verdrängungskörper eine geometrisch unregelmäßige Außenkontur bzw. eine nicht ebene Oberfläche aufweisen, z. B. mit Noppen oder dgl. (siehe Fig. 2 bis 4). Aufgrund dieser Maßnahme wird ein gasdichtes Verschließen der Rückgasöffnung bei anliegendem Verdrängungskörper vermieden. Ferner wird ein Hineindrücken des Verdrängungskörpers in die Rückgasöffnung verhindert, wodurch ein Hängenbleiben des Verdrängungskörpers am Füllorgan im Moment des Abziehens der gefüllten Testflasche ausgeschlossen ist.

Beim Befüllen von Flaschen unter Gegendruck - in der Regel bei CO2-haltigen Getränken zwingend notwendig - kann ein unter Druckeinwirkung zusammendrückbarer, elastischer Verdrängungskörper 2 verwendet werden, der bei dem zur Abfüllung erforderlichen Gegendruck (Überdruck) im Flascheninnenraum eine höhere und bei Atmosphärendruck eine geringere Dichte als das Füllgut besitzt. Ein derartiger Verdrängungskörper wird zunächst in eine leere Flasche 3 (Fig. 5a) eingebracht (Fig. 5b) und beim darauffolgenden Vorspannen einer Flasche mit Gas, z. B. CO2, zusammengedrückt (Fig. 5c). Beim Einlassen der Füllflüssigkeit bleibt der Verdrängungskörper 2 aufgrund der im Vergleich zum Füllgut höheren Dichte am Flaschenboden liegen (Fig. 5d). Auf diese Weise können störende Einflüsse auf die Funktion des Rückgasrohres und/oder der Sonde durch einen auf dem Füllspiegel schwimmenden Verdrängungskörper ausgeschlossen werden. Erst wenn der vorgesehene Füllstand H erreicht, das Flüssigkeitsventil geschlossen und der Flascheninnenraum auf Atmosphärendruck entlastet worden ist, dehnt sich der Verdrängungskörper so weit aus, daß er durch seine Dichteverringerung zur Flüssigkeitsoberfläche aufsteigt und schwimmt (Fig. 5e). Sobald sich der Verdrängungskörper an der Flüssigkeitsoberfläche befindet, sinkt der Füllspiegel auf einen tiefer liegenden Pegel H′, d. h. die Testflasche 1 ist - wie gewünscht - unterfüllt.

Durch das beschriebene Verfahren kann eine Füllhöhenkontrolleinrichtung 5 mit minimalem Aufwand ohne eine Unterbrechung des Füllbetriebs überprüft werden, d. h. der Anlagenwirkungsgrad wird vorteilhafterweise nicht beeinträchtigt. Es muß lediglich in eine durch den Einlaufförderer 16 der Füllmaschine 10 (Fig. 1) zugeführte leere Flasche 3 ein Verdrängungskörper 2 von Hand eingebracht werden, was ohne weiteres bei laufendem Betrieb vorgenommen werden kann. Im weiteren Verlauf wird die Testflasche in der zuvor beschriebenen Weise selbsttätig von der Füllmaschine erzeugt und nachfolgend durch die Füllhöhenkontrolleinrichtung gefahren. Es versteht sich, daß das Verfahren auch bei konventionellen Anlagen mit zwischengeschalteten Puffertransporteuren einsetzbar ist.

Claims

1. Verfahren zum Überprüfen einer Füllhöhenkontrolleinrichtung für Flaschen oder dgl. mittels einer einen außerhalb des zulässigen Toleranzbereichs liegenden Füllspiegel aufweisenden Testflasche, die durch die Füllhöhenkontrolleinrichtung transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Füllen in eine offene Flasche ein schwimmfähiger Verdrängungskörper eingebracht, die Flasche bis zu einem vorgegebenen Füllspiegel gefüllt und nachfolgend durch die Füllhöhenkontrolleinrichtung transportiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum einer leeren Flasche vor dem Füllen mit Überdruck beaufschlagt, anschließend die Befüllung erfolgt und nach Erreichen des vorgebenen Füllspiegels eine Entlastung auf Atmosphärendruck vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastischer Verdrängungskörper verwendet wird, der bei dem zur Befüllung erforderlichen Überdruck ein kleineres Volumen besitzt als bei Atmosphärendruck, wobei die Dichte des Verdrängungskörpers bei dem Überdruck größer und bei Atmosphärendruck kleiner ist als die Dichte des Füllguts.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper aus einem die Messung des Füllspiegels nicht beeinflussenden Material besteht.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Füllspiegels mittels Gamma-Strahlen erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabmessungen des Verdrängungskörpers geringer sind als der engste Querschnitt der zu befüllenden Flaschen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabmessungen des Verdrängungskörpers größer sind als der Öffnungsquerschnitt eines beim Füllen in die Flasche ragenden Gas- und/oder Sonderohres eines Füllorgans.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper während dem Befüllen der Flasche zumindest unmittelbar vor Erreichen des vorgegebenen Füllspiegels durch ein in den Flascheninnenraum hineinragendes Element, insbesondere Gasrohr und/oder Sonde eines Füllorgans, mit seinem Volumen teilweise oder vollständig unter der Oberfläche des Füllspiegels gehalten wird, bevor dieser seinen vorgegebenen Pegel erreicht.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Flasche befüllende Füllorgan ein den Füllguteinlauf in die Flasche steuerndes Ventil und eine Einrichtung zum Ansetzen und Abziehen der zu befüllenden Flasche an/vom Füllorgan aufweist, wobei der Verdrängungskörper nach dem Abziehen der Flasche vom Füllorgan aus seiner tiefer liegenden getauchten Position ungehindert in eine höher liegende Position aufsteigen kann.

10. Testflasche (1) zum Überprüfen einer Füllhöhenkontrolleinrichtung (5) für Flaschen, wobei die Testflasche (1) einen außerhalb des zulässigen Toleranzbereiches liegenden Füllspiegel (H′) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Testflasche (1) einen schwimmfähigen Verdrängungskörper (2) beinhaltet.

11. Testflasche nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der schwimmfähige Verdrängungskörper (2) vor dem Befüllen in die Testflasche eingebracht wird.

12. Testflasche nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Befüllung der den Verdrängungskörper (2) beinhaltenden Testflasche (1) durch eine vor der Füllhöhenkontrolleinrichtung (5) angeordnete Füllmaschine (10) erfolgt.

13. Testflasche nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (1) komprimierbar ist und elastische Eigenschaften besitzt.

14. Testflasche nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Verdrängungskörpers (1) vor dem Befüllen der Testflasche (1) durch Vorspannen der Testflasche mit einem unter Überdruck stehenden Gas verkleinerbar ist, wobei der komprimierte Verdrängungskörper im Füllgut schwebt oder am Flaschenboden ruht und beim Entlasten der Testflasche, insbesondere auf Atmosphärendruck, zur Füllgutoberfläche aufsteigt und schwimmt.

15. Testflasche nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Testflasche (1) bis zu einer vorgebbaren Füllhöhe (H) befüllbar ist.

16. Testflasche nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabmessungen des Verdrängungskörpers (1) so bemessen sind, daß dieser beim Füllen der Testflasche nicht höher steigen kann als das die Füllhöhe (H) bestimmende Element (7, 8) eines Füllorgans (6).

17. Testflasche nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (1) aus einem von der Füllhöhenkontrolleinrichtung (5) nicht detektierbaren oder vom Füllgut unterscheidbaren Material besteht.

18. Testflasche nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Verdrängungskörpers (1) das Füllgut oder Bestandteile davon nicht aufnimmt und/oder eine geschlossene, flüssigkeitsdichte Oberfläche besitzt.

19. Testflasche nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Verdrängungskörpers (1) so ausgebildet ist, daß der zum Abführen des während dem Befüllen aus der Testflasche verdrängten Gases vorhandene Rückgasquerschnitt nicht oder nicht vollständig durch den Verdrängungskörper verschließbar ist, insbesondere durch eine unregelmäßige, nicht ebene Oberfläche des Verdrängungskörpers.