用于用灌装产品灌装容器的设备和方法与流程

本发明涉及一种用于在饮料设备中用灌装产品灌装容器，优选用于灌装瓶子的设备和方法。

背景技术：

在饮料灌装设施中已知的是，在灌装机中，例如在呈回转式构型的灌装机中，用灌装产品灌装待灌装的容器。在此，经由灌装阀控制灌装产品到待灌装的容器中的流。为了控制或调节灌装产品流的开始和终止并且为了达到在待灌装的容器中的期望的最终灌装液位，已知确认灌装液位的不同方式。

例如已知的是，借助于称重单元确认灌装产品的灌装入容器中的质量并且在达到预设的质量时关闭灌装阀，并且以这种方式开始灌装终止。在关闭灌装阀之后，通常还发生来自灌装机构的位于原有的阀下方的、由灌装产品冲洗的区域中的灌装产品的惯性运动。在确定灌装结束时必须将所述惯性运动考虑在内。灌装结束例如也能够借助于流量计确认。

然而，称重单元造成，灌装机的和流量计的耗费的结构受限于可传导的产品的灌装。在用不同密度的灌装产品，例如具有果肉部分的果汁进行灌装时或在灌装具有在不同容器之间变化的容积的容器，例如玻璃瓶时，上述类型的灌装能够造成在各个容器中的灌装产品的灌装液位方面的或多或少程度地表现出的偏差。

为了得到预设的灌装液位进而实现待灌装的容器的一致的外观，还已知的是，用伸入容器中的回气管或灌装液位探针来确认灌装液位。在所述设备中，探针或回气管与灌装产品接触，这导致提高的清洁耗费。此外，由于灌装管或探针伸入容器中，需要在灌装机上容器从接收位置至灌装位置的高的升程，这造成耗费的机械结构。

为了克服上述缺点，已知用于灌装的方法和设备，其中光学地检测灌装液位。因此，从de102011075459a1中可获知，除了接触灌装产品的测量传感器以外设有静态的摄像机，所述摄像机附加地监控灌装产品的灌装液位。

de4306120c1示出一种回转式灌装机，其中在灌装停止的区域中设有静态的摄影机，用于同时测量多个运输通过摄影机的视域的容器的灌装水位。

技术实现要素：

以已知的现有技术为基础，本发明的目的是提供一种用于在饮料灌装设施中用灌装产品灌装容器，优选用于灌装瓶子的改进的设备，以及提供一种相应的方法。

所述目的通过具有权利要求1的特征的用于在饮料灌装设施中用灌装产品灌装容器，优选用于灌装瓶子的设备来实现。有利的改进方案由从属权利要求以及本说明书和附图中得出。

相应地，提出一种用于在饮料灌装设施中用灌装产品灌装容器的设备，其中设有运输设备，所述运输设备用于在灌装过程期间运输待灌装的容器，其中运输设备将待灌装的容器沿着运输轨道运输，并且其中设有至少一个确定单元，所述确定单元用于确定在容器中的灌装产品的灌装液位。根据本发明，至少一个确定单元在容器的运输轨道的部分部段中能够与运输设备同步地运动。

由于至少一个光学的确定单元能够在容器的运输轨道的部分部段中与运输单元同步地运动，因此至少一个确定单元能够对通过运输设备运动的、待灌装的容器在其在运输轨道的部分部段中运输期间在灌装高度方面进行监控，在所述运输轨道中运输设备能够运输容器。尤其，确定单元能够检测待灌装的灌装产品在容器中的实际灌装液位。由此能够无接触地检测灌装产品的灌装液位，这另外还引起微生物方面的改进，因为在不通过接触灌装产品的灌装液位测量器接触产品的情况下进行灌装过程。因此，无需使灌装管或灌装液位探针伸入。

此外，能够以在容器和灌装机构之间的较小的相对升程实现将灌装设备输送到待灌装的容器上或将待灌装的容器输送到灌装设备上。通过较小的升程能够提供与现有技术相比增大的灌装区域，在用于用灌装产品灌装容器的设备的尺寸相同时，在回转式灌装机中提供增大的灌装角，或者在功率相同时更小地构成设备。这使得在生产中的成本降低并且与从现有技术中已知的设备相比效率提高。

此外，由此减少设备的复杂度，因为经由确定单元能够实现在考虑灌装产品的惯性运动量的情况下开始灌装终止。因此，能够弃用附加的装置，不然需要所述装置来检测灌装液位或灌装产品体积，所述装置例如是在运输设备的容器容纳部上的重量测量装置、体积流测量装置或预配量装置。此外，由于缺少用于检测灌装液位的灌装液位管，能够在结构上更简单地实现设置用于清洁和消毒灌装机构的cip(原位清洗)罩。

此外，通过至少一个确定单元在运输轨道的部分部段中的同步的运动，可行的是，在开始终止灌装过程之后通过确定单元检测并且控制灌装产品的惯性运动，在已灌装的容器中的灌装产品的最终灌装液位是否与最终灌装液位的预设值一致或者位于用于预设值的偏差的预设的公差范围内。

因为至少一个确定单元由于其与运输单元同步运动同样与所述运输单元同步地朝向容器一起运动，所以容器在整个部分部段上能够总是保持在确定单元的检测区域的中央。如果确定单元优选构成为光学的确定单元，那么所述确定单元因此具有小的视角和/或以距容器非常小的距离运动，如这从现有技术中已知的那样。由此，能够非常准确地且高精度地检测容器和尤其在容器中的灌装产品的灌装液位，使得进一步改善灌装结果。

优选地，至少一个确定单元以距运输设备恒定的间距运动。由此，在通过运输设备运动的容器和检测在容器中的灌装产品的灌装液位的光学的确定单元之间的间距能够在部分部段的整个长度上保持恒定，在所述部分部段中应检测灌装液位。相应地，在通过确定单元检测灌装液位时不设有间距变化的补偿。

在一个优选的实施方式中，至少一个确定单元在运输轨道的部分部段中与容器相关联并且仅检测在与所述部分部段相关联的容器中的灌装产品的灌装液位。由此，确定单元能够以距相关联的容器特别小的间距与所述容器同步地运动。由此，能够特别准确、精确且高精度地进行灌装液位的检测。

替选地，能够设有用于检测多于一个的容器的灌装液位的确定单元。由此，能够减小设备的在结构方面的耗费并且同时相对于已知的用于用灌装产品灌装容器的设备以提高的准确度检测灌装液位。

此外，能够有利的是，设有多个确定单元，所述多个确定单元在容器的运输轨道的部分部段中能够与运输单元同步地运动。由此，能够同时检测多个通过运输单元运输的容器的灌装液位并且提高所述设备的以及具有所述设备的灌装设施的效率。

在另一优选的实施方式中，至少一个确定单元是用于光学地确定灌装液位的光学的确定单元。由此，能够精确地检测或确定灌装液位，而无需将确定单元与灌装产品和/或容器接触。此外，当确定设备作为光学的确定设备提供时，所述设备具有特别简单的构造，因为弃用具有移动的部件的复杂的机械装置，所述部件例如用于将探针引入容器中或用于实现称重单元。

为了特别精确地且简单地检测在容器中的灌装产品的灌装液位，在一个优选的实施方式中至少一个光学的确定单元是摄像机，其中能够借助于相应的评估设备评估用摄像机拍摄的图像。

由此能够评估灌装过程的终止条件——例如达到预定的灌装高度或灌装产品液面的上升达到预定速度或这些情况的组合。

在本发明的另一优选的构成方案中，设有用于使至少一个确定单元在待灌装的容器外运动的引导设备。通过设有引导设备，能够将确定单元的运动与运输设备的运动脱耦。优选地，引导设备设置在运输轨道的部分部段中。确定单元的运动由此能够基本上被限制到部分部段上。尤其在灌装多个容器时，其中容器的灌装在时间上交叉，由此能够减少用于同时检测被灌装的容器的灌装液位所需的确定单元的数量。

为了能够提供用于用灌装产品灌装容器的、特别紧凑的根据本发明的设备，确定单元能够设置在运输设备上。

在另一优选的实施方式中，引导设备与运输设备隔开地设置。由此，至少一个确定单元的运动能够与运输设备的运动完全脱耦地进行。因此，至少一个确定单元能够仅在需要用于检测灌装液位的区域中运动。尤其在运输和灌装多个容器的大的运输设备的情况下能够在运输轨道的部分部段中通过少量的确定单元进行灌装液位的检测。

在此，引导设备基本上仅设在运输轨道的部分部段中。运动到部分部段的沿运输设备的运输方向观察的终点上的、确定第一容器的灌装液位的确定单元能够通过引导设备运动回到部分部段的沿运输设备的运输方向观察的起点上，并且在那里进行其他容器的灌装液位的确定。相应地，为了确定多个容器的灌装液位仅需要少量的确定单元。用于灌装容器的设备能够据此以少的构造耗费和少的复杂度制造。

在另一优选的设计方案中，引导设备至少沿着灌装段的部分区段设置，在所述部分区段中用灌装产品灌装待灌装的容器。优选地，部分区段在此包括灌装段的至少一个终点区段。由此，检测在被灌装的容器中的灌装产品的灌装液位，直至达到预设的灌装液位。当部分区段包括灌装段的终点区段时，能够监控灌装的最终阶段并且能够通过借助于确定单元检测灌装液位触发终止灌装过程。在容器中的由于灌装产品的惯性运动的再流动产生的最终灌装液位也能够通过检测随后被灌装的容器的灌装液位的确定单元来控制。因此，能够识别出被错误灌装的容器并且必要时再灌装或排空所述容器。

附加地，至少一个确定单元与用于控制和/或调节容器的灌装过程的控制单元通信，其中通过借助于确定单元检测到在容器中的预设的灌装液位和/或所述灌装液位的发展能够确认所述灌装过程的终止。确定单元在此用信号通知控制单元达到在容器中的预设的灌装液位。随后，控制单元发送用于终止灌装过程的控制指令，使得将设置用于灌装容器的灌装设备关闭。在此，预设的灌装液位选择为，使得考虑在灌装设备关闭之后灌装产品从所述灌装设备流入容器中的惯性运动，以至于达到在容器中的灌装产品的预设的最终灌装液位。此外，确定单元附加地检测最终灌装液位并且将其传输给控制单元。基于此，在最终灌装液位与最终灌装液位的预设的预期值或与预设的公差范围不同时，控制单元能够将用于再灌装或排空被错误灌装的容器的另一控制指令发送给相应的装置，其中在所述公差范围的界限中最终灌装液位能够与预期值不同。

在另一优选的实施方式中，至少一个确定单元在预设的运动轨道上被引导，优选在闭合的运动轨道上被引导。由于至少一个确定单元在预设的运动轨道上被引导，因此确保确定单元总是位于对于检测灌装液位而言正确的位置中，使得能够避免错误测量。通过设有闭合的运动轨道，至少一个确定单元能够在不反转其运动的情况下，从而以保持不变的运动方向，沿着运动轨道运动。

优选地，沿着运动轨道平移地和/或旋转地和/或以棱镜状和/或肾状构成的运动轨道进行至少一个确定单元的运动。由此，能够关于待检测的容器准确地调节运动轨道。尤其，由此能够准确地调节在确定单元和待检测的容器之间的间距。

在一个优选的设计方案中，通过引导设备预设运动轨道。由此确保证能够与运输设备或与用于灌装容器的设备的其他部件无关地调整和定向至少一个确定单元的运动。因此，能够实现确定单元关于被运输的容器的运输轨道的准确的定向。

在一个有利的实施方式中，运动轨道具有至少一个工作区域和回引区域，在所述工作区域中至少一个确定单元能够与容器同步地运动，以便检测在容器中的灌装液位，在所述回引区域中确定单元能够运动至工作区域的起点。尤其当设有多于一个确定单元时，所述确定单元能够沿着运输轨道以保持不变的运动方向运动。因此，在至少一个确定单元在工作区域中运动期间，至少一个另外的光学的确定单元能够从工作区域的终点经由回引区域被引导至工作区域的起点。由此可行的是，即使在灌装多个容器时也同时借助少量的确定单元来检测所述容器的灌装液位。优选地，在此各一个确定单元跟踪各一个容器在其灌装过程期间的灌装液位。

在一个优选的构成方案中，与在工作区域中相比，至少一个确定单元在回引区域中能够以不同的速度被引导和/或受到不同的加速度。由此，能够减少在引导设备上的确定单元的数量。通过提高至少一个确定单元在回引区域中的速度，与用于横穿工作区域的确定单元相比，所述确定单元能够更快地运动到工作区域的起点上。

在一个优选的实施方式中，引导设备具有线性引导装置和/或传送皮带和/或磁悬浮引导装置和/或长定子。由此能够提供至少一个确定单元的更准确的引导。通过线性引导装置，确定单元受到限定的运动。因此，确定单元的位置能够在其运动，优选其运动轨道的每个点上刚好指向待检测的容器，使得通过确定单元能够实现特别准确地检测灌装产品的灌装液位。确定单元还能够灵活地且基本上不间歇地以高的运行准确性运动，由此能够实现灌装液位的长时间的高精确性检测。因此，设备的维护耗费是少的。通过设有皮带，确定单元能够以少的结构上的以及能量的耗费运动。在此可行的是，通过皮带驱动承载至少一个确定单元的滑块。

替选地，确定单元也能够直接设置在皮带上，使得所述皮带不仅具有驱动功能而且具有引导功能。同样，能够经由齿部提供确定单元的运动，其中设置在具有至少一个确定单元的、被引导的滑块上的小齿轮与引导装置的齿部啮合。优选地，在此能够借助于设置在滑块上的驱动器操纵小齿轮。

在另一优选的替选的设计方案中，借助于磁悬浮引导装置和尤其线性定子驱动器驱动确定单元。优选地，被动地驱动悬浮引导装置的具有确定单元的滑块，其中导轨构成为长定子。由此能够精确地且有能效地调节确定单元的不同速度。

在另一优选的实施方式中，设有至少一个借助于运输设备运动的灌装阀，所述灌装阀用于灌装容器，其中灌装阀可基于控制指令关闭，其中控制指令可通过借助于至少一个确定单元检测在容器中的预设的灌装液位触发。由此，能够实现用灌装产品特别精确地灌装容器。基于灌装阀能够在此特别准确地调节灌装产品的灌装体积。此外，提供灌装体积输出的可靠的可重复性。

上面提出的目的还通过具有权利要求13的特征的用于在饮料灌装设施中用灌装产品灌装容器，优选用于灌装瓶子的方法实现。所述方法的有利的改进方案由从属权利要求中以及本说明书和附图中得到。

相应地，提出用于在饮料灌装设施中用灌装产品灌装容器，优选用于灌装瓶子的方法，所述方法包括如下步骤：借助运输设备运输待灌装的容器和在运输期间灌装借助于运输设备运动的容器。根据本发明，至少一个确定单元与借助于运输设备运动的容器在运输轨道的部分部段中同步地运动，其中与容器同步运动的确定单元检测在容器中的灌装产品的灌装液位。由此实现上述优点。

在一个优选的设计方案中，当确定单元检测到在容器中的预设的灌装液位时，容器的灌装过程终止。

此外，有利的能够是，至少一个确定单元在灌装段的部分区段上运动，优选至少在灌装段的终点区段上运动，在所述部分区段中用灌装产品灌装待灌装的容器。

特别有利的能够是，在一个优选的改进方案中确定单元是光学的确定单元，优选是摄像机，其中通过光学的确定单元光学地检测灌装液位。

在另一优选的实施方案中，通过引导设备使至少一个确定单元运动。

附图说明

通过附图的下述描述详细阐述本发明的优选的其他实施方式。在此示出：

图1示意地示出用于在饮料灌装设施中用灌装产品灌装容器的根据本发明的设备；以及

图2示意地示出图1中的设备的运输设备的细节的剖视图，所述运输设备具有在通过灌装阀灌装期间的容器和与容器同步运动的光学的确定单元。

具体实施方式

下面，根据附图描述优选的实施例。在此，相同的、类似的或起相同作用的元件在不同附图中设有相同的附图标记，并且部分地省略对这些元件的重复描述，以便避免冗余。

在图1中示意地示出根据本发明的用于在饮料灌装设施中用灌装产品灌装待灌装的容器的设备1。待灌装的容器8经由进口星轮3输送给呈回转式构型的灌装机2并且在运输轨道t的起点23传递给灌装机2。接着，容器8沿运输方向t沿着运输轨道t通过灌装机2运输，在运输轨道t的终点24传递给出口星轮4并且被导出以进行其他加工。

在回转式灌装机中，运输轨道t的起点23对应于回转机的处理角度的起始，运输轨道t对应于处理角度以及运输轨道t的终点24对应于回转机的处理角度的终止。

在位于运输轨道t内的灌装段a中用灌装产品灌装容器8，所述灌装段由灌装起始点25和灌装终点26限定。为了灌装容器8，为此在运输设备22上以均匀地围绕运输设备22的环周分布的方式设置有多个灌装阀20。

为了检测容器8的灌装液位，在灌装段a的终点区域中设有光学的确定单元6，其中各一个光学的确定单元6能够分别与各一个待灌装的容器在检测区域e中同步地运动，所述检测区域对应于运输轨道t的部分区域。光学的确定单元6分别具有摄像机，所述摄像机对准待检测其中的灌装液位的待灌装的容器8，并且在待灌装的容器8沿着运输轨道t运动期间检测灌装产品的当前的灌装液位。经由光学的确定单元6确定灌装液位，用于确定各个容器的灌装结束。以这种方式能够从灌装液位或者说灌装液位的发展中推导出相应的灌装阀20的关闭的时间点，所述时间点引起达到容器的期望的最终灌装液位。

灌装阀20的关闭的时间点的推导例如能够通过如下方式实现，即确认是否达到特定的灌装高度并且在达到该特定的灌装高度之后开始关闭灌装阀20。在此考虑灌装阀20的惯性运动体积，使得随后达到期望的最终灌装液位。

在另一实施方式中，由灌装液位的变化的确定，即在灌装期间在容器中的灌装产品液面的升高速度，推导出灌装阀20的关闭的时间点。在此也考虑灌装阀20的惯性运动体积。

光学的确定单元6固定在引导设备5上，所述引导设备与运输设备22间隔开地设置。光学的确定单元6在此能够沿着运动轨道50运动。为了提供在检测区域e中运输的容器8和与所述容器总是同步运动的光学的确定单元6之间的恒定的间距，引导设备5基本上肾状地构成。引导设备5的运动轨道50划分为圆弧形的工作区域51和回引区域54，所述工作区域具有起点52和终点53，所述回引区域安置在工作区域51的终点53处并且伸展直至工作区域51的起点52。

在工作区域51中，光学的确定单元6能够与容器8同步地运动，其中各一个光学的确定单元6以检测速度e与各一个容器8同步地运动，以检测在该容器8中的灌装产品的灌装液位。在回引区域54中，光学的确定单元6以回引速度r运动，所述回引速度比检测速度e更高，优选是检测速度的多倍。由此，已经过工作区域51的终点53的光学的确定单元6能够以比光学的确定单元6用于横穿工作区域51所需的时间更短的时间被回引到工作区域51的起点52，使得该光学的确定单元在工作区域51的起点52准备用于检测运输到检测区域e中的另一容器8的灌装液位。由此，与多个光学的确定单元6以保持不变的、对应于检测速度e的速度在其上运动的引导设备5相比，能够减少光学的确定单元6的数量，因为在该引导设备中光学的确定单元6以恒定的间隔隔开地设置。

在本实施方式中，通过磁悬浮引导装置预设运动轨道50。各一个光学的确定单元6在此设置在悬浮引导装置的各一个滑块上。悬浮装置的导轨构成为长定子，使得悬浮引导装置的具有光学的确定单元6的滑块经由长定子驱动。然而替选地，也能够设有用于提供运动轨道的其他引导装置类型，优选呈皮带传动的或齿轮传动的线性引导装置的形式，或者呈被引导的皮带的形式，在所述皮带上直接安装光学的确定单元6。

光学的确定单元6还与没有示出的控制单元通信，以控制和/或调节容器8的灌装过程，其中借助于与容器8相关联的光学的确定单元6通过检测到在容器8中的预设的灌装液位可触发容器8的灌装过程的终止。在此，光学的确定单元6用信号传输达到在相应的容器8中的预设的灌装液位。随后，控制单元将用于终止灌装过程的控制指令发送给灌装阀20，使得关闭该灌装阀。在此，预设的灌装液位选择为，使得考虑在关闭灌装阀20之后灌装产品从该灌装阀中流入容器8中的惯性运动，以至于达到在容器8中灌装产品的预设的最终灌装液位。

基本上对应于工作区域51的检测区域e沿运输方向t观察在灌装终点26后方终止。由此，光学的确定单元6在灌装阀20关闭之后附加地检测在容器8中的最终灌装液位并且传送给控制单元。基于此，在最终灌装液位与最终灌装液位的预设的预期值不同或者说与预设的公差范围不同时，控制单元能够将用于再灌装或排空被错误灌装的容器8的另一控制指令发送给相应的、没有示出的用于再灌装或排空的装置，其中在所述公差范围的界限中最终灌装液位能够与预期值不同。

引导设备5能够在移动区域v内移动，以便根据待灌装的容器8的类型和尺寸调节检测区域e的或工作区域51的位置。由此可行的是，在设备1中对不同的容器类型进行灌装，对于不同的容器类型设有不同的灌装段a。优选地，通过在设备1改装期间将引导设备5移至相应的新的容器类型上来调节检测区域e的或工作区域51的位置，使得引导设备5在灌装运行期间位于固定的位置中。

图2示意地示出运输设备22的细节的剖视图，所述运输设备具有在通过灌装阀20灌装期间的容器8和与容器8同步运动的光学的确定单元6。设置在运输设备22上的提升设备28将容器8压靠灌装阀20。因为光学的确定单元6通过引导设备5与容器8同步地一起运动，所以该光学的确定单元能够非常靠近容器8设置。光学的确定单元的摄像机60指向容器8并且检测位于其中的灌装液位80。

只要可应用，所有在实施例中示出的所有单个特征能够彼此组合和/或被替换，而不偏离本发明的保护范围。

附图标记列表

1设备

2灌装机

20灌装阀

22运输设备

23运输轨道的起点

24运输轨道的终点

25灌装起始点

26灌装终点

28提升设备

3进口星轮

4出口星轮

5引导设备

50运动轨道

51工作区域

52工作区域的起点

53工作区域的终点

54回引区域

6确定单元

60摄像机

8容器

80灌装液位

a灌装段

e检测区域

t运输轨道

v移动区域

e检测速度

r回引速度

t运输方向