具有升降装置的用于处理容器的装置及方法与流程

本发明涉及一种用于在容器处理设备中处理容器、例如用于在饮料灌装设备中填充或封闭饮料容器的装置和方法。

背景技术：

已知，当在容器处理设备中运输容器时，借助升降装置使待处理容器和相应的处理机构彼此相对移动，以便将容器从转移位置移动至处理位置，并在进行了处理之后又将容器移回到转移位置。

因此，例如已知在饮料灌装设备中将容器如此升高到相应的填充机构，使得用相应的填充产品待填充的容器的口部如此与填充机构对齐，使得填充产品可以流入。例如，在这里，容器口部可以密封地按压在填充机构的按压罩上，以实现容器与填充机构的气密连接。作为将容器升高的替代方案，还已知将填充机构降低到容器上。在此，在待填充容器和处理机构之间也存在相对运动。

容器或填充机构的升高或降低通常通过支承在相应的升降杆上的辊来控制，该辊沿着限定的控制曲线运动。因此，可以精确地预先给定容器或填充机构沿着运输路径，例如沿着围绕填充器转盘的圆周的运输路径的相应的升降位置。在这里，升降位置不依赖于设备的相应生产功率并且仅由升降装置在填充器转盘中的角位置来确定。

然而，通过凸轮控制器对升降运动进行控制容易磨损，因为各自沿升降曲线移动的辊由于其摩擦而受到磨损。此外，在径向方向上需要相当大的结构空间，以便提供凸轮控制器的控制曲线。由于该摩擦，还需要高的驱动功率来驱动处理转盘。

从ep2604571a1中已知一种旋转机器，在该旋转机器中设置有线性驱动器，借助该线性驱动器实现单独升降装置的高度运动。此处不再需要控制曲线。

技术实现要素：

从已知的现有技术出发，本发明的目的是提供一种用于处理容器的装置，该装置实现了进一步改善的行为。

该目的通过具有权利要求1的特征的一种用于处理容器的装置来实现。有利的改进方案从从属权利要求、本说明书和附图给出。

因此，提出了一种用于在容器处理设备中处理待处理容器的装置，其包括：升降装置，用于进行待处理容器相对于处理机构的单独升降定位；升降位置传感器，用于确定所述升降装置的升降位置；评估装置，设置为确定所述升降装置的升降行为；以及控制装置，设置为考虑在所述评估装置中确定的所述升降装置的升降行为来控制所述升降装置。

由于不仅设置有用于确定升降装置的升降位置的升降位置传感器，而且设置有用于确定升降装置的升降行为的评估装置，因而能够确定升降装置的升降行为。考虑到在评估装置中确定的升降行为，可以通过控制装置进行对升降装置的控制。

这样能够在评估装置中识别升降行为与期望的或先前已知的升降行为的偏差，并且可以采取相应的校正措施。

例如，可以通过确定升降装置的升降行为来获得关于装置整体以及尤其是升降装置的磨损的认识。例如，当借助相应的液压或气动致动器来驱动升降装置时，还可以通过升降装置的升降行为来识别关于升降装置的液压或气动装置中的可能存在的泄漏的认识。

此外，可以借助评估装置和通过评估装置识别的升降行为获得关于不仅升降装置本身而且相应的处理机构例如填充机构的可能存在的卡住或污染的认识。

如果升降装置的升降行为例如导致填充机构的定心罩卡住或污染，例如容器在该定心罩中在待处理容器的口部与该定心罩接合所在的升降区域中的收纳与以前的未污染状态相比仅以减慢或停顿的方式来实现，则可以例如基于该认识来激活减弱装置，借助该减弱装置来减弱相应的处理机构，以便相应地减少或去除所识别的污染物。

此外，可以从升降装置的升降行为推导出关于待处理容器是否完全收纳在升降装置中的认识。例如，此处有关的认识在以下情况时会很重要，即，待处理容器应从上游运输装置转移到升降装置，并且后续的处理步骤相应地与待处理容器的存在相关联。例如，当确定在升降装置中不存在容器时，不能激活后续的处理步骤。这尤其是在以下情况时特别有利，即，在后续的处理步骤中使用消耗性介质，例如后续的处理步骤应是填充待处理容器。因此，当确定没有待处理容器已经转移到升降装置或者没有存在于升降装置中时，不能激活相应的冲洗气体和偏置气体的分配以及填充产品的分配，从而可以相应地节省介质并且减少或阻止整个装置的污染。

另外，通过确定升降行为并且相应地确定是否在升降装置中存在待处理容器，还可以省去在常规装置中设置的用于确定是否存在容器的附加或单独的传感器。这样，可以在此避免附加传感器的成本以及与其相关的投资和维护成本。

优选地，设置有运输位置传感器，用于确定所述升降装置的运输位置，并且所述评估装置设置为确定所述升降装置相对于所述升降装置的运输位置的升降行为。由此实现的是，可以确定升降装置分别相对于相应的运输位置的升降位置以及因此升降行为。例如，可以因此对预定的升降位置达到期望的运输位置进行监视。因此，相应的升降装置的升降行为可以适配于运输位置。

因此，可以实现所述装置关于升降位置达到预定的运输位置的可靠性的行为，这大致对应于常规的机械凸轮控制器的可靠性。不过，利用这里描述的装置的效率优势，可以分别单独致动升降装置。

例如，即使在不同的运输速度下，也可以分别依赖于相应的单独升降装置的升降行为，实现以优化的方式将升降装置控制到期望的运输位置。

然后，借助控制装置可以相应地如此补偿相应单独升降装置中的差异，使得该装置中的所有升降装置都根据相应期望的规定移动，并相应地在分别由处理方法预先给定的位置处占据或提供期望的升降位置。这种位置占据则不依赖于单独的污染程度、磨损状态和/或运输速度。

例如，可以借助对升降装置的升降行为的评估以及利用考虑单独升降装置的特定升降行为来相对于相应的运输位置控制升降装置的控制装置来对可能会由于制造公差、磨损和安装位置以及安装条件而不同的、因升降装置而异的运动行为进行补偿。

因此，也可以补偿在设备结构中在升降装置的定位方面、在升降装置的公差方面等的不规则性。例如，不同升降装置的相应滑动阻力由于制造公差、由于设备内的磨损以及由于相应的污染程度而不同，这可能会因升降装置而异。通过评估升降装置相对于运输位置的升降行为，并且利用考虑所确定的升降行为来相应地控制升降装置的控制装置，可以消除这些差异，从而相应单独升降装置在由处理方法预先给定的运输位置处将容器分别提供到期望的升降位置。

此外，例如在对具有液压或气动致动器的升降装置进行控制时重要的是，将从相应的切换阀通向相应的致动器缸的相应的液压或气动导入部确定尺寸为大致相同并且尤其是以相同的长度来设置，以实现非常相似的切换行为。这尤其是与收纳在相应的导入部中的切换介质体积有关。因此，在常规设备中需要将相应的导入部长度保持得尽量相同长。

通过确定升降装置相对于运输位置的升降行为并且利用考虑所确定的升降行为来相对于运输位置控制升降装置的控制装置，可以在一定程度上省去针对气动或液压致动器系统的精确安装以及尤其是对软管长度的精确切断，因为利用控制装置而不依赖于相应的软管长度如此实现对升降装置的控制，使得考虑升降行为来进行控制。因此，可以在此补偿相应的容器处理装置在安装时的不规则性，这产生更有效的安装。

此外，尤其是当使用气动或液压致动器时相应的升降装置的升降行为会与分别提供的液压或气动工作介质的工作压力一起波动。这种波动也可以借助评估装置和控制装置来补偿。

优选地，评估装置如此设置，使得其最初在学习阶段中确定升降装置的升降行为，并且控制装置优选地如此设置，使得其在学习阶段中执行相应的控制过程或控制指令，该控制过程或控制指令引起升降装置的实际的升高和降低，也就是说，例如在升降装置中设置液压或气动致动器时切换液压或气动阀，或者根据测得的升降行为来适配向升降装置的电动和/或磁操作致动器提供的电流和电压的极性的通电或换向。

具体地，例如，用于致动升降装置的致动器的切换时间点可以在时间刻度上如此移动，使得预定的升降位置达到升降装置的预定的运输位置。如果例如通过评估装置如此确定升降行为，使得在较早的运输位置或仅在较晚的运输位置已经达到期望的升降位置，则可以通过相应地移动用于控制升降装置的致动器的控制时间点来使期望的升降位置到达期望的运输位置同步。这可以针对每个升降装置来单独执行，从而相应地考虑相应单独升降装置的升降行为，并通过考虑升降行为根据相应的控制时间点如此适配控制装置，使得实现期望的升降行为。

评估装置还可以如此确定每个单独升降装置的升降行为，使得该评估装置确定该单独升降装置的通常的升降曲线并相应地供控制装置使用。然后，控制装置可以基于每个单独升降装置的分别已知的升降行为使该单独升降装置的控制如此适配于所述装置的运输行为，使得期望的升降位置达到期望的运输位置。

依赖于相应的升降装置的升降行为来进行对升降装置的控制。然而反过来，这意味着控制装置根据运输速度在不同的运输位置切换相应的升降装置。在升降装置的运输速度较慢的情况下，相应的升降装置沿运输路径切换到比在较高的运输速度下更接近期望的运输位置，在该较高的运输速度下，升降装置的致动器的切换在沿运输路径离实际期望的运输位置更远的位置进行。

通过根据本发明的装置实现的是，即使在不使用凸轮控制器的情况下利用可单独控制的升降装置，也能够使相应期望的升降位置可靠地达到由处理方法预先给定的运输位置，并且不依赖于单独升降装置的相应状态以及不依赖于运输速度。

然而，在一个优选的改进方案中，也可以借助根据本发明的装置来改变预定的提升位置应达到的运输位置，以便例如考虑不同的处理方法和/或不同的容器尺寸。

借助评估装置可以优选地在运输路径的大部分上或在整个运输路径上确定相应的升降装置的升降行为。因此，例如，还可以确定在升降装置中的实际致动器的控制与从静摩擦脱离之间发生的空载时间，并且在通过控制装置的控制中也可以考虑该行为。

还可以确定在将待处理容器的口部按压在定心罩或按压罩上时的运动持续时间，正如与确定在将口部从该定心罩或按压罩上拔下时的行为一样，以便这样可以进一步描述容器在容器处理装置中的行为。

在这里，当无法检测到按压罩或定心罩从已处理容器的口部抬起，尤其是在容器处理装置的容器出口的区域中，则可以启动设备的立即紧急停止，以防止仍存在于升降装置中的容器与通过运输装置导入的新的仍待处理的容器的碰撞或撞击。在这里，借助开关或弹出装置可以中断待处理容器向容器处理装置的导入。

升降位置传感器优选地包括在升降装置上的几何模制件，例如以传感器板的形式呈现，其中，相应的几何形状例如可以以相应的几何构成的金属板例如三角形构成的金属板的形式来构成。几何形状优选地以无接触的方式来扫描，例如借助可以构成为感应式或电容式的接近传感器，或者借助扫描相应的几何形状的光学传感器来扫描。

然而，升降位置传感器也可以以升降装置本身上的位移传感器的形式，以力传感器、加速度传感器或可以确定每个单独升降装置的升降位置的任何其他传感器的形式来提供。

升降装置可以优选地具有例如以双作用缸形式的致动器，所述致动器可以使用相应的控制介质，尤其是气动或液压控制介质通过相应的切换阀来致动。

致动器也可以以伺服电动机、线性电动机或磁性装置的形式来提供，从而相应地在至少两个预定位置即第一位置和第二位置之间单独接近相应的升降位置或至少一次单独致动相应的升降装置，在该第一位置收纳待处理容器，在该第二位置处理待处理容器。

上述目的还通过具有权利要求12的特征的一种方法来实现。在本文中针对所述装置所描述的设计方案和改进方案在其根据方法的实施中也是所述方法的设计方案和改进方案。

因此，提出了一种用于在容器处理设备中处理待处理容器的方法，其中，设置有升降装置，用于进行待处理容器相对于处理机构的升降定位，所述方法包括以下步骤：

·确定所述升降装置的升降位置；

·确定所述升降装置的升降行为；

·考虑所述升降装置的升降行为来控制所述升降装置。

以上关于所述装置给出的优点也通过所述方法及其设计方案和改进方案来实现。

附图说明

通过下面的附图描述来更详细地说明本发明的其他优选实施方式。在附图中：

图1示意性示出了在两个不同的升降位置的用于处理容器的装置的升降装置；

图2示出了具有处理转盘的用于处理容器的装置的示意性俯视图，其中，围绕处理转盘的圆周布置有多个升降装置；

图3示出了用于确定升降装置的升降位置的传感器板的示意图；

图4示出了随时间推移的升降装置的升降运动的示意图；以及

图5示出了具有示意性示出的升降装置的处理机构的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图描述优选实施例。在这里，不同图中的相同、相似或等同的元件附有相同的附图标记，并且部分省略了这些元件的重复描述，以避免冗余。

图1示意性示出了用于处理容器的装置1，其中，装置1可以例如构成为用于用填充产品填充待处理容器的填充装置的形式，或者构成为用于用容器封闭件封闭填充有填充产品的容器的封闭装置的形式。也可以设想其他容器处理装置。在该图中未示出的容器上执行处理所借助的实际处理机构也未在图中示出。

用于处理待处理容器的装置1通常具有多个处理机构，并且待处理容器沿着运输路径在处理期间通过装置1被运输。特别优选的是，将具有处理转盘的处理装置构成为运输装置。待处理容器相应地在处理之前被转移到运输转盘。容器的处理然后在运输转盘上进行，并且在处理之后，已处理容器被转移到后续的运输装置，以便随后将已处理容器例如运输到后续的另外的处理装置。

在处理期间，待处理容器相应地在运输路径上移动，该运输路径在使用处理转盘的情况下对应于处理转盘的运动。容器的运输位置可以通过相应的传感器来确定。

在使用处理转盘的情况下，可以根据处理转盘的旋转位置来确定每个容器的运输位置。针对该旋转位置的传感器信号通常已经存在于设备控制器中，并且可以容易地从该设备控制器中获取。

为了使此处未示出的待处理容器与处理机构接合或者使待处理容器接近处理机构或者将待处理容器导入到处理机构，设置有升降装置2。借助升降装置2，可以相应地实现容器和处理机构之间的相对升降运动。例如，待处理容器的容器口部可以按压在填充机构的相应的按压罩或定心罩上，以便填充机构和容器之间相应地建立密封接触。在其他实施方式中，也无须在处理机构和待处理容器之间进行直接接触，例如当设置成以自由射流方式用填充产品填充待处理容器时。

在处理完已处理容器之后，升降装置2用于在相对的升降运动中再次将容器和处理机构彼此移开，以便最终实现已处理容器从容器处理装置中的移出，以便然后再次收纳新的待处理容器。

在图中示意性示出的实施方式中，升降装置2具有致动器20、升降杆22和提升盘24。致动器20用于升高或降低升降杆22和保持在升降杆22上的升降盘24。

升降盘24可以用于将待处理容器收纳在其容器底部上。换句话说，待处理容器可以竖立在升降盘24上并且通过升高和降低升降盘24而相应地也升高或降低。

在一个未示出的替代方案中，取代示出的升降盘24，还可以设置保持夹紧件，借助该保持夹紧件将待处理容器例如夹紧在其颈部区域上。例如，容器也可以夹紧在待处理容器的颈环下方。

在另一个未示出的替代方案中，取代待处理容器，可以借助升降装置2升高和降低相应的处理机构，以便相应地实现处理机构和待处理容器之间的相对升降运动。

致动器20可以例如构成为双作用缸的形式，该双作用缸可以通过此处未示出的切换装置可切换地被施加相应的液压介质或气动介质，以便相应地实现升降杆22的主动升高和主动降低以及因此升降盘24的主动升高和主动降低。

相应的升降位置通过对致动器20相应地施加相应的切换介质来实现，其中，在图1中此处示例性示出了完全升高的位置作为位置1和完全降低的位置作为位置2。

在这里，升降装置2可以配备有致动器，该致动器仅实现两个切换位置，即升高的切换位置(位置1)和降低的切换位置(位置2)。因此，能够特别简单地控制升降装置2，因为仅须在两个切换位置之间来回切换。

致动器20也可以是电动致动器，例如线性电动机、电动机或电磁装置，其可以相应地通过给相应的线圈通电来升高或降低。特别是利用这种致动器能够提供选择性的升降高度。

升降位置传感器3设置在传感器位置30处，该传感器位置30在图1中以虚线示出。传感器3用于可以确定升降装置2的升降位置以及尤其是升降装置2的升降盘24的升降位置。

在这里，升降位置传感器3可以例如构成为电感式或电容式接近传感器的形式、光学传感器的形式或者也可以构成为位移传感器、加速度传感器或力传感器，以便可以相应地确定升降装置2的升降位置以及尤其是升降装置2的升降盘24的升降位置。

升降装置2的升降位置的确定可以仅在处理装置1的特定的运输部段中来执行，或者通过待处理容器在处理装置1中的整个运输路段来执行。当仅在特定的运输部段中确定升降装置2的升降位置时，特别重要的是确定将容器带入处理位置的升降位置以及尤其是还有升降运动。

在图2中以示意性俯视图示出了用于处理容器的装置1，其中，设置有处理转盘10，在该处理转盘10的圆周上布置有多个如前所述的示意性示出的升降装置2。每个升降装置2与一个处理机构相关联，以便借助由升降装置2施加的相对升降运动将已经由处理转盘10接收的待处理容器导入到处理机构，以便支持或完全实现对相应待处理容器的处理。

处理转盘10绕其轴线在运输方向t上旋转，并且在这里将存在于处理转盘10的圆周上的升降装置2沿运输方向t运输。在该情况下，相应的运输位置通过处理转盘10的角位置和关于相应考虑的升降装置2在处理转盘10上的位置的认识而得出。

升降装置2分别与处理机构相关联，该处理机构在图2的示意图中未示出。例如，处理机构可以是填充机构。借助填充机构可以用填充产品填充待处理容器，借助封闭机构可以用容器封闭件封闭填充有填充产品的容器。

待处理容器通过容器导入部12在容器入口i的区域中被导入到处理转盘，并且被收纳在处理转盘10上的相应的升降装置2的区域中。在处理之后，这些容器通过容器出口14又在容器出口ii的区域中从处理转盘10中被排出。

在所示的实施例中，不仅在容器入口i的区域中而且在容器出口ii的区域中都设置有升降位置传感器3，以便可以确定各自穿过这些区域的升降装置2的升降位置。

例如，可以例如在容器入口i中确定是否完全接收了容器或者是否正确收纳了容器。

在容器出口ii的区域中，可以例如通过升降位置识别出用于将已处理容器转移到容器出口14的升降装置2是否正确定位以及尤其是否正确降低。

因此，通过在容器入口i的区域中和在容器出口ii的区域中提供升降位置传感器3，可以进一步提高设备安全性。

用于处理容器的装置1的设备控制器和/或容器处理设备的上位设备控制器知道处理转盘10的相应的旋转位置，从而除了升降位置传感器3之外，还相应地存在运输位置传感器4，该运输位置传感器4在此处示意性示出在处理转盘10的旋转轴线上。借助运输位置传感器4可以确定处理转盘10的旋转位置并因此确定升降装置2的运输位置。

在保持于处理转盘10上的待处理容器和相应的处理机构之间的相对运动借助升降装置2来实现。在这里，升降装置可以如例如在图1中借助升降盘24所示作用在待处理容器上，或者通过借助升降装置2升高或降低相应的处理机构而作用到待处理容器上，在该升降盘24上可以收纳并升高或降低容器。

因此，能够借助升降位置传感器3并借助运输位置传感器4来单独确定每个升降装置2沿运输路径的升降行为。相应的升降位置传感器3和运输位置传感器4的数据被提供给评估装置5，该评估装置5确定每个单独的升降装置2相对于其运输位置的升降行为。

例如，能够确定升降装置2从第一位置运动到第二位置持续多长时间。

这在图4中示意性示出，其中示意性示出了升降装置2随时间t推移的升降位置h。升降装置2从第一位置到达第二位置所需的时间δt例如如此确定，使得升降装置2的致动器被致动的时间点t1和升降装置2已达到对应于传感器位置30的、在此对应于第二位置的升降高度的时间点t2被记录，并且可以相应地确定时间差。

处理转盘10的每个单独的升降装置2可以呈现单独的行为，该行为也随着操作持续时间的推移而变化。

时间点和运输位置可以直接彼此换算，因为运输速度在容器处理装置中是已知的。因此，针对时间所考虑的升降行为也可以针对运输路径以相同的方式来考虑。

此外，在图2中设置有控制装置6，该控制装置6控制相应的升降装置2以及尤其是升降装置2的致动器20。在这里，控制装置6基于并考虑在评估装置5中确定的相应单独的升降装置2的升降行为来进行对升降装置2的致动器20的控制。

如果例如通过评估装置5针对特定的升降装置2确定了特定的升降行为，例如升降运动比设想发生的更快或更慢，则可以相应地适配相应的致动器被切换的时间点或运输位置。在这里，例如致动器的切换时间点可以移到更早或更晚。在一个替代的考虑方案中，也可以相应地适配致动器被切换到的运输位置。时间和运输位置可以基于关于运输速度的认识而容易地彼此换算。

这样，还可以确定，在待处理容器相对于处理机构相对定位时，升降装置2在哪个升降位置停止。如果升降装置2移动到升降装置2的止挡件，则可以例如在评估装置5中认为，在由升降装置2限定的相应位置处未收纳容器。因此，可以在这种情况下去激活空的处理位置的后续处理，例如以便节省处理介质。例如，可以防止填充产品被分配。

这种考虑尤其是在待处理容器的容器入口i的区域中很重要。

此外，可以通过考虑升降装置2在已处理容器的容器出口ii的区域中的行为，例如通过评估装置5确定升降装置2是否移回到起始位置。如果这种情况没有发生，例如由于缺陷或由于容器在处理机构上的卡住或堵塞，这表明容器无法分配，因此处理位置仍处于占用状态。因此，这将导致在容器入口i发生碰撞。因此，当评估装置5确定了这种情况，则可以启动设备的紧急停止，并且控制装置6可以致动容器闭锁器7，该容器闭锁器7中断向容器入口i的容器导入。

图3示意性示出了传感器板32，该传感器板32构成为三角形，并且该传感器板32可以安置到升降装置2上以及尤其是安置到升降装置2的运动部件，也就是说，安置到例如升降盘24上方的升降杆22上。借助布置在传感器位置30处的升降位置传感器3，可以相应地在设置例如电容式或电感式传感器的情况下，基于所涉及的不同金属表面，根据升降装置相对于传感器位置30的升降高度来确定相应的升降位置。

除了升降位置的这种确定之外，还可以例如以位移传感器、光学传感器、相机、加速度传感器等形式提供用于确定升降位置的其他传感器。

在图5中示意性示出了用于处理容器的装置1，该装置1此处以处理机构的形式呈现，该处理机构构成为具有口部罩100的填充阀，该口部罩100可以降低到此处未示出的待处理容器上。

设置有升降装置2，借助该升降装置2可以根据箭头方向升高或降低口部罩100。

设置有升降位置传感器3，该升降位置传感器3与处理机构的升降装置2相关联。因此，能够在将具有处理机构的多个升降装置2布置在处理转盘10周围时，在整个操作期间单独监视每个升降装置2。

在适用的情况下，可以在不脱离本发明的范围的情况下将实施例中示出的所有单独特征相互组合和/或交换。

附图标记说明：

1用于处理容器的装置

10处理转盘

12容器导入部

14容器导出部

100口部罩

2升降装置

20致动器

22升降杆

24升降盘

3升降位置传感器

30传感器位置

32传感器板

4运输位置传感器

5评估装置

6控制装置

7容器闭锁器

t运输方向

i容器入口

ii容器出口

h升降位置

t时间