DE4030081A1

DE4030081A1 - SUPPLY DEVICE FOR PREVENTING THE ROLLING AIR VOLUME FROM CONTAINERS FILLED WITH A SEPARATE FLUID FILLER, IN PARTICULAR BOTTLES

Info

Publication number: DE4030081A1
Application number: DE4030081A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Cluesserath
Original assignee: Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG
Current assignee: Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG
Priority date: 1990-09-22
Filing date: 1990-09-22
Publication date: 1992-03-26
Also published as: ES2042330T3; EP0479030A1; DE59100157D1; EP0479030B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufschäumvorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.The invention relates to a foaming device according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, beim Abfüllen eines aufschäumbaren flüssigen Füllgutes (insbesondere kohlensäurehaltige Getränke) in Behälter und dabei bevorzugt beim Abfüllen von Bier das nach dem Abfüllen in dem betreffenden Behälter vorhandene Rest luftvolumen durch Aufschäumen des flüssigen Füllgutes vor dem Verschließen zu verdrängen, um so insbesondere eine Beein trächtigung im Geschmack und in der Haltbarkeit des abge füllten Füllgutes durch Luft- bzw. Sauerstoffeinflüsse zu vermeiden.It is known when filling a foamable liquid Fillings (in particular carbonated drinks) in Container and preferably when bottling beer after the rest in the container in question Air volume by foaming the liquid contents before the To displace closing, so in particular a impairment in the taste and shelf life of the wine filled contents by air or oxygen influences avoid.

Zum Aufschäumen des flüssigen Füllgutes bzw. zum Verdrängen des Restluftvolumens werden die mit dem Füllgut gefüllten, aber noch nicht verschlossenen Behälter auf einer die Füllmaschine und eine Behälterverschließeinrichtung ver bindenden Förderstrecke unter einer Düseneinrichtung vorbei bewegt, die wenigstens eine Einspritzdüse aufweist. Aus dieser wird dann jeweils eine vorgegebene Menge des Auf schäummediums, welches bevorzugt die Form einer Flüssigkeit aufweist, in den jeweiligen Behälter eingebracht, so daß das im Behälter abgefüllte Füllgut zum Aufschäumen bzw. zur Schaumbildung angeregt und durch den hierbei zunehmend entstehenden Flüllgutschaum die Restluftmenge aus dem Behälter verdrängt wird. Für ein optimales Aufschäumen wird beim Stand der Technik angestrebt, daß der Füllgutschaum bzw. die von diesem gebildete Schaumkrone die obere Behältermün dung dann erreicht bzw. über diese obere Behältermündung ohne Überschäumen oder wesentliches Überschäumen dann geringfügig übersteht, wenn der betreffende Behälter an die Verschließ position der Behälterverschließeinrichtung gelangt. Die Verschließposition ist dabei diejenige Position der Behälter verschließeinrichtung, an der auf dem jeweiligen Behälter ein Verschluß aufgesetzt bzw. der jeweilige Behälter verschlossen wird.For foaming the liquid filling material or for displacing of the residual air volume are filled with the contents, but not yet closed container on a the Filling machine and a container closure ver binding conveyor line under a nozzle device over moves, which has at least one injection nozzle. Out this will then each a predetermined amount of Auf foaming agent, which preferably takes the form of a liquid has, introduced into the respective container, so that the in the container filled product for foaming or for Foaming stimulated and by this increasingly resulting Flüllgutschaum the amount of residual air from the Container is displaced. For optimal foaming is sought in the prior art that the Füllgutschaum or the foam crown formed by this the upper Behältermün then reached or over this upper container mouth without Fuzziness or substantial foaming then slight survives when the container in question to the closure position of the container closing device passes. The Closing position is that position of the container Closing device, at the on the respective container a Put closure or the respective container closed becomes.

Ein zu starkes Aufschäumen bzw. Überschäumen, welches Füllgutverluste und Verunreinigungen der Behälterverschließ einrichtung verursacht, ist dabei ebenso zu vermeiden, wie ein zu geringes Aufschäumen, welches nur zu einer unzu reichenden Verdrängung der Restluftmenge aus dem betreffenden Behälter führt. Der Grad des Aufschäumens bzw. der Schaum bildung an der Verschließposition hängt dabei u. a. von derjenigen Zeit ab, die für den Aufschäumvorgang zur Ver fügung steht, d. h. zwischen dem Einbringen des Aufschäum mediums in einen Behälter und dem Verschließen verbleibt. Dies bedeutet auch, daß der Grad des Aufschäumens von der Fördergeschwindigkeit der Förderstrecke und damit von der Maschinenleistung (verarbeitete Flaschen je Zeiteinheit) abhängt.Too much frothing or foaming, which Product losses and contamination of the container closure it is to be avoided as well as Too little frothing, which only to an unzu reaching displacement of the residual air quantity from the concerned Container leads. The degree of foaming or the foam education at the closing position depends u. a. from from the time for the foaming Ver addition, d. H. between the introduction of the foam mediums remains in a container and closing. This also means that the degree of foaming of the Conveying speed of the conveyor line and thus of the Machine power (processed bottles per time unit) depends.

Da der Grad des Aufschäumens auch von der Art des jeweiligen Füllgutes, d. h. von dem Aufschäumvermögen des flüssigen Füllgutes abhängt, wurde bei Verwendung eines flüssigen Aufschäummediums bereits vorgeschlagen (DE-OS 16 32 034), den durch einen pneumatischen Druckverstärker, d. h. durch eine mit Druckluft betätigte Kolbenpumpenanordnung erzeugten Druck des flüssigen Aufschäummediums dem jeweiligen Füllgut entsprechend einzustellen, und zwar durch Einstellung des Druckes der für den Antrieb des Druckverstärkers verwendeten Druckluft.Because the degree of foaming also depends on the type of each Contents, d. H. from the foaming power of the liquid Contents depends on using a liquid Aufschaeummediums already proposed (DE-OS 16 32 034), the by a pneumatic pressure booster, i. H. by a compressed air actuated piston pump assembly generated pressure the liquid Aufschäummediums the respective contents adjust accordingly, by setting the Pressure used for driving the pressure intensifier Compressed air.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aufschäumvorrichtung aufzuzeigen, die bei geringem Bauaufwand ein verbessertes Verdrängen des Restluftvolumens aus Behältern ermöglicht, und zwar unabhängig von Änderungen der Leistung der vorgeschal teten Behälterfüllmaschine bzw. unabhängig von Änderungen der Fördergeschwindigkeit der Förderstrecke. The object of the invention is a foaming device show that with low construction costs an improved Displacing the residual air volume from containers allows, and although independent of changes in the performance of the pre-scaler teten container filling machine or regardless of changes in Conveying speed of the conveyor line.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Aufschäumvorrichtung entsprechend dem kennzeichenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.To solve this problem is a frothing device according to the characterizing part of patent claim 1 educated.

Bei der erfindungsgemäßen Aufschäumvorrichtung erfolgt eine echte Regelung des Druckes des Aufschäummediums in Abhängig keit von einem Istwert-Sollwert-Vergleich, und zwar unter Verwendung eines Regelkreises der zumindest die Steuerein richtung, das bevorzugt als Proportionalventil ausgebildete Steuerventil sowie die wenigstens eine Meßstation zum Erfassen des jeweiligen Istzustandes bzw. Istwertes der Aufschäumung bzw. Schaumbildung umfaßt. Unter "Meßstation" ist dabei im Sinne der Erfindung jede Einrichtung bzw. jeder Sensor usw. zu verstehen, die bzw. der die Erfassung des Istzustandes bzw. Istwertes ermöglicht.In the foaming device according to the invention, a true regulation of the pressure of the foaming medium depending on of an actual value setpoint comparison, namely under Use of a control loop of at least the Steuerein direction, which is preferably designed as a proportional valve Control valve and the at least one measuring station for Detecting the respective actual state or actual value of the Foaming or foaming comprises. Under "measuring station" is within the meaning of the invention, each device or each Sensor, etc., the or the detection of the Actual status or actual value enabled.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zur Erzielung einer vollständigen, optimalen Verdrängung des Restluftvolumens ein Aufschäumen in der Form möglich, daß es vor dem Aufsetzen eines Verschlusses auf den jeweiligen Behälter bzw. vor dem Verschließen dieses Behälters zwar zu einem Überschäumen des flüssigen Füllgutes aus dem Behälter kommt, das Ausmaß dieses Überschäumens aber so gering gehalten ist, wie dies für das Verdrängen des Restluftvolumens gerade erforderlich ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es insbes. auch möglich, das Ausmaß des Überschäumens so zu steuern, daß das Überschäumen im wesentlichen dann beendet ist, wenn nach der ersten Schaumbildung mit relativ großen, noch Luft ent haltenen Blasen Füllgutschaum mit kleineren, im wesentlichen nur noch Kohlensäure enthaltenen Blasen aus der Mündung des jeweiligen Behälters austritt.With the device according to the invention is to achieve a complete, optimal displacement of the residual air volume Foaming in the form possible that it before putting on a closure on the respective container or before the Although closing this container to a foaming of the liquid contents come out of the container, the extent of this Fuzziness but kept as low as this for the Displacement of the residual air volume is just required. With it is the device according to the invention esp. Also possible to control the extent of foaming so that the Foaming is essentially finished when, after the first foaming with relatively large, still ent Keep bubbles filled with smaller, essentially only carbonated bubbles from the mouth of the each container exits.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist beispielsweise das Aufschäumen so geregelt, daß der Anteil an flüssigem Füllgut in dem aus dem jeweiligen Behälter ausgetretenen Füllgut schaum in der Größenordnung zwischen 0,3-1,0 ml liegt. In the apparatus according to the invention, for example, the Foaming regulated so that the proportion of liquid contents in the leaked from the respective container contents foam is on the order of 0.3-1.0 ml.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter ansprüche.Further developments of the invention are the subject of sub claims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the figures on a Embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Draufsicht eine Flaschenfüllmaschine, eine Flaschenverschließein richtung, eine mit einer Düse an einer Förderstrecke zwischen der Füllmaschine und der Flaschenverschließ einrichtung vorgesehene Aufschäumvorrichtung sowie Funktionselemente dieser Aufschäumvorrichtung; Figure 1 is a schematic representation in plan view of a bottle filling machine, a Flaschenverschließein direction, a device provided with a nozzle on a conveying path between the filling machine and the bottle closure device provided foaming device and functional elements of this foaming device.

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie I-I der Fig. 1. Fig. 2 shows a section according to the line II in FIG. 1.

In den Figuren ist 1 eine Flaschenfüllmaschine herkömmlicher Bauart, von der der einfacheren Darstellung wegen nur der um eine vertikale Achse umlaufende Flaschentisch bzw. Rotor dargestellt ist und die zum Füllen von Flaschen 2 mit einem aufschäumbaren flüssigen Füllgut, vorzugsweise zum Füllen der Flaschen 2 mit Bier dient. Am Flaschenauslauf der Füll maschine 1 ist ein synchron mit der Füllmaschine 1 um eine vertikale Achse umlaufender Transport- oder Überführungsstern 3 vorgesehen, der die gefüllten, noch nicht verschlossenen Flaschen 2 auf einer von einem Teilkreis gebildeten Förder strecke 4 nacheinander einer eine Verschließstation bzw. Verschließposition aufweisenden Flaschenverschließeinrichtung 5 zuführt, aus welcher die verschlossenen Flaschen 2 über einen nicht dargestellten Ausschubstern an einen ebenfalls nicht dargestellten Abförderer weitergeleitet werden.In the figures, 1 is a bottle filling machine of conventional design, for the sake of simplicity, only the circulating about a vertical axis bottle table or rotor is shown and for filling bottles 2 with a foamable liquid product, preferably for filling the bottle 2 with beer serves. At the bottle outlet of the filling machine 1 , a synchronous with the filling machine 1 about a vertical axis rotating transport or transfer star 3 is provided, the stretched, not yet closed bottles 2 on a conveyor formed by a circle 4 successively a closing or closing position containing bottle closure device 5 feeds, from which the closed bottles 2 are forwarded via a Ausschubstern not shown to a discharge conveyor, also not shown.

Der die Förderstrecke 4 für die aufrechtstehenden Flaschen 2 bildende Überführungsstern 3 und die Flaschenverschließein richtung 5 weisen ebenso wie der nicht dargestellte Aus schubstern und der nicht dargestellte Abförderer die für diese Elemente bekannte und übliche Konstruktion auf. The transfer section 4 for the upright bottles 2 forming transfer star 3 and the Flaschenverschließein direction 5 have as well as the uncoupled from star wheel and the discharge conveyor, not shown, the known and common construction for these elements.

Weiterhin sind der Überführungsstern 3, die Flaschenver schließeinrichtung 5 und der nicht dargestellte Ausschubstern üblicherweise synchron mit der Füllmaschine 1 angetrieben.Furthermore, the transfer star 3 , the Flaschenver closing device 5 and the Ausschubstern not shown are usually driven synchronously with the filling machine 1 .

Über dem Überführungsstern 3 ist ein Haltearm 6 vorgesehen, der mit seinem einen Ende durch Schwenken um eine vertikale Achse an einem Haltezapfen 7 manuell einstellbar gehalten. Der Haltezapfen 7 ist seinerseits an einer an einem orts festen Maschinenteil 8, beispielsweise an einem Steuerring der Flaschenfüllmaschine 1 befestigten Halterung 9 derart vorgesehen, daß die Achse des Haltezapfens 7 achsgleich mit der Mittelachse des Überführungssternes 3 bzw. mit der Achse einer diesen Überführungsstern 3 antreibenden Welle 10 liegt. Durch eine Klemmvorrichtung 11 ist der Arm 6 nach einem manuellen Schwenken bzw. Einstellen an dem Haltezapfen 7 festklemmbar. Am anderen, dem Haltezapfen 7 entfernt liegen den Ende ist am Arm 6 eine Einspritzdüse 12 befestigt, die mit ihrem eine Düsenöffnung aufweisenden unteren Ende über die Unterseite des Haltearmes 6 vorsteht und mit ihrer Düsenöffnung über der von dem Überführungsstern 3 gebildeten Förderstrecke angeordnet sowie senkrecht nach unten auf die Bewegungsbahn der Mündungen der Flaschen 2 ausgerichtet ist. Über ein Magnetventil 13 ist die Einspritzdüse 12 mit einer Flüssigkeitsleitung 14 zum Zuführen eines unter Druck stehenden flüssigen Aufschäummediums verbunden. Dieses Aufschäummedium ist bei der dargestellten Ausführungsform Wasser. Als Aufschäummedium könnte aber auch eine andere Flüssigkeit, beispielsweise das flüssige Füllgut verwendet werden.About the transfer star 3 , a holding arm 6 is provided, which held manually adjustable with its one end by pivoting about a vertical axis on a retaining pin 7 . The retaining pin 7 is in turn provided on a fixed to a stationary machine part 8 , for example on a control ring of the bottle filling machine 1 holder 9 such that the axis of the holding pin 7 coaxially with the central axis of the transfer star 3 and with the axis of this transfer star 3 driving Wave 10 is located. By a clamping device 11 of the arm 6 can be clamped to a manual pivoting or adjusting the retaining pin 7 . At the other, the holding pin 7 are located at the end of the arm 6, an injection nozzle 12 is fixed, which protrudes with its nozzle opening having a lower end on the underside of the holding arm 6 and arranged with its nozzle opening on the conveying path formed by the transfer star 3 and perpendicular to is aligned below on the trajectory of the mouths of the bottles 2 . Via a solenoid valve 13 , the injection nozzle 12 is connected to a liquid line 14 for supplying a pressurized liquid Aufschummummiums. This foaming agent is water in the illustrated embodiment. As Aufschäummedium but also another liquid, for example, the liquid product could be used.

Das dem Magnetventil 13 entfernt liegende andere Ende der Flüssigkeitsleitung 14, die für das Schwenken des Haltearmes 6 zumindest in einem Teilbereich flexibel ausgeführt ist und/oder für dieses Schwenken eine Drehkupplung aufweist, ist mit dem Ausgang eines Heizgerätes 15 verbunden, welches über eine Flüssigkeitsleitung 16 an den Ausgang eines Steuer ventils 17 angeschlossen ist, welches als Proportional-Druck ventil ausgebildet ist. Der Eingang des Steuerventiles 17 ist über eine ein Absperrventil 18 aufweisende Flüssigkeitslei tung 19 mit dem Ausgang einer von einem Elektromotor 20 angetriebenen Pumpe 21 für das flüssige Aufschäummedium verbunden. An den Ausgang der Pumpe 21 ist weiterhin auch ein Druckspeicher 22 angeschlossen, so daß stets eine ausrei chende Menge an Aufschäummedium mit einem ausreichenden, durch die Pumpe 21 erzeugten Druck zur Verfügung steht. Der Eingang der Pumpe 21 ist mit einer Flüssigkeitsleitung 23 verbunden, die über ein Druckregelventil 24, über einen Schmutzfänger bzw. über ein Filter 25 und über ein Absperr ventil 26 an eine örtliche Wasserversorgung anschließbar ist. Zwischen dem Ausgang und dem Eingang der Pumpe 21 ist weiterhin ein Sicherheitsventil 27 vorgesehen, welches bei Überschreiten eines vorgegebenen maximalen Druckes, bei spielsweise bei Überschreiten eines Druckes von 20 bar öffnet, so da8 der Druck in der Flüssigkeitsleitung 19 und in dem Druckspeicher 22 diesen Maximaldruck nicht übersteigen kann. Über eine eine Drosseleinrichtung 28 aufweisende Flüssigkeitsleitung 29, die mit ihrem einen Ende von der Flüssigkeitsleitung 16 abzweigt und mit ihrem anderen Ende in die Flüssigkeitsleitung 23 zwischen dem Druckregelventil 24 und dem Eingang der Pumpe 21 einmündet, ist der Ausgang des Steuerventiles 17 mit dem Eingang der Pumpe 21, d. h. mit einem Teil des das Aufschäummedium führenden Systems ver bunden, der den niedrigen, durch das Druckregelventil 24 im wesentlichen konstant gehaltenen Druck dieses Systems aufweist.The solenoid valve 13 remote from the other end of the liquid line 14 , which is designed for the pivoting of the holding arm 6 at least in a partial area flexible and / or has a rotary coupling for this pivoting, is connected to the output of a heater 15 , which via a fluid line 16th is connected to the output of a control valve 17 , which is designed as a proportional pressure valve. The input of the control valve 17 is connected via a device having a shut-off valve 18 Flüssigkeitslei 19 to the output of a driven by an electric motor 20 pump 21 for the liquid Aufschäummedium. At the output of the pump 21 , a pressure accumulator 22 is further connected, so that there is always a suffi cient amount of Aufschäummedium with a sufficient pressure generated by the pump 21 is available. The input of the pump 21 is connected to a liquid line 23 which is connected via a pressure control valve 24 , a strainer or via a filter 25 and a shut-off valve 26 to a local water supply. Between the output and the input of the pump 21 , a safety valve 27 is further provided, which opens at a predetermined maximum pressure, for example when exceeding a pressure of 20 bar, so da8 the pressure in the liquid line 19 and in the accumulator 22 this maximum pressure can not exceed. About a throttle device 28 having a liquid line 29 which branches off at one end of the liquid line 16 and opens with its other end in the liquid line 23 between the pressure control valve 24 and the input of the pump 21 , the output of the control valve 17 to the input of Pump 21 , ie with a part of the Aufschäummedium leading system ver affiliated, which has the low, held by the pressure control valve 24 substantially constant pressure of this system.

Das Magnetventil 13 und das Steuerventil 17 sind jeweils an einen Ausgang einer elektrischen bzw. elektronischen Steuer einrichtung 30 angeschlossen, und zwar über elektrische Leitungen 37 bzw. 38. Über eine elektrische Leitung 31 erhält die Steuereinrichtung ein dem Maschinen-bzw. Arbeitstakt der Füllmaschine 1 entsprechendes Taktsignal, welches beispiels weise von dem gemeinsamen Antrieb der Füllmaschine 1, des Überführungssternes 3 und der Flaschenverschließeinrichtung 5 bzw. von einem von diesem Antrieb angesteuerten Impulsgene rator oder Taktgeber abgeleitet ist. The solenoid valve 13 and the control valve 17 are each connected to an output of an electrical or electronic control device 30 , via electrical lines 37 and 38th About an electrical line 31 , the control device receives the machine or. Working cycle of the filling machine 1 corresponding clock signal, which example is derived from the common drive of the filling machine 1 , the transfer star 3 and the Flaschenverschließeinrichtung 5 or by a drive driven by this pulse generator rator or clock.

Über elektrische Leitungen 32 und 33 sind zwei weitere Eingänge der Steuereinrichtung 30 jeweils mit einer Meß station 34 und 35 verbunden, von denen jede an der Bewegungs bahn der Flaschen 2 derart angeordnet ist, daß mit ihr der Bereich der Mündungen der vorbeibewegten Flaschen 2 und dabei speziell der Grad der Aufschäumung in den jeweils vorbei bewegten Flaschen 2 erfaßt wird. Die Meßstationen 34 und 35 arbeiten beispielsweise mit einer Hochfrequenzmessung oder sind als Lichtschranken oder Kamerasystem ausgebildet. Auch andere Meßverfahren, beispielsweise Ultraschall-Meßverfahren können an den Meßstationen 34 und 35 verwendet werden.Via electrical lines 32 and 33 , two further inputs of the control device 30 are each connected to a measuring station 34 and 35 , each of which is arranged on the movement path of the bottles 2 such that with it the area of the mouths of the passing two bottles and thereby Specifically, the degree of foaming is detected in each case moving bottles 2 . The measuring stations 34 and 35 operate, for example, with a high-frequency measurement or are designed as light barriers or camera system. Other measuring methods, for example ultrasound measuring methods, can also be used at the measuring stations 34 and 35 .

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Meßstation 34 im Bereich der vom Überführungsstern 3 gebildeten Förderstrecke 4 vorgesehen, und zwar kurz vor dem Übergang zur Flaschenver schließeinrichtung 5. Die Meßstation 35 ist an der Bewegungs bahn der Flaschen 2 in der Flaschenverschließeinrichtung 5 unmittelbar vor demjenigen Bereich dieser Flaschenverschließ einrichtung 5 vorgesehen, an welchem die Verschlüsse auf die Flaschen 2 aufgesetzt oder die Flaschen 2 verschlossen werden.As can be seen from Fig. 1, the measuring station 34 is provided in the region of the transfer path formed by the transfer star 3 4 , and just before the transition to Flaschenver closing device . 5 The measuring station 35 is on the movement path of the bottles 2 in the bottle closure device 5 immediately before that area of the bottle closure device 5 is provided on which the closures placed on the bottle 2 or the bottles 2 are closed.

Durch das Heizgerät 15 wird das der Einspritzdüse 12 zuge führte flüssige Aufschäummedium erwärmt, so daß dieses Medium beim Austritt aus der Einspritzdüse 12 möglichst eine konstante, einem vorgegebenen Wert entsprechende Temperatur (z. B. 90°-95°C) aufweist. Weiterhin ist im Inneren des Heizgerätes 15 auch ein einen gewissen Volumen-Ausgleich ermöglichendes Luft-oder Gaspolster vorgesehen.The heating device 15 heats the liquid foaming medium supplied to the injection nozzle 12 , so that this medium, when leaving the injection nozzle 12, has a constant temperature which corresponds to a predetermined value (eg 90 ° -95 ° C.). Furthermore, in the interior of the heater 15 and a certain volume compensation enabling air or gas cushion is provided.

Die Arbeitsweise der Aufschäumvorrichtung läßt sich, wie folgt, beschreiben:The operation of the foaming can be, as follows, describe:

Es wird davon ausgegangen, daß der Haltearm 6 und damit die Einspritzdüse 12 sich in einer Position (Einspritzposition) an der hauptsächlich vom Überführungsstern 3 gebildeten Förderstrecke befinden, die (Position) unter Berücksichtigung der Eigenschaften des flüssigen Füllgutes, d. h. der Auf schäumfähigkeit dieses Füllgutes, sowie unter Berücksich tigung des Bereichs, innerhalb dessen der Druck der Auf schäummediums durch das Steuerventil 17 verändert werden kann, sowie gegebenenfalls unter Berücksichtigung weiterer Parameter bzw. Einflußgrößen (z. B. Temperatur des flüssigen Füllgutes, Art bzw. Größe der zu füllenden Flaschen 2 usw.) ein möglichst optimales Aufschäumen des flüssigen Füllgutes in den Flaschen 2 sicherstellt.It is assumed that the holding arm 6 and thus the injection nozzle 12 are in a position (injection position) on the conveyor line formed mainly by the transfer star 3 , the (position) taking into account the properties of the liquid filling material, ie the foamability of this filling, and taking into account the range within which the pressure of the foaming medium can be changed by the control valve 17 , and possibly taking into account further parameters or influencing factors (eg temperature of the liquid filling material, type or size of the bottles to be filled 2 etc.) ensures the best possible foaming of the liquid contents in the bottles 2 .

Ein optimales Aufschäumen ist dann gewährleistet, wenn es durch die Beaufschlagung mit dem flüssigen Aufschäummedium zu einem Überschäumen kommt, allerdings nur in einem solchen Ausmaß, wie es für das vollständige Verdrängen des Restluft volumens aus der jeweiligen Flasche 2 gerade erforderlich ist. Das Aufschäumen des flüssigen Füllgutes in den Flaschen 2 ist dabei beispielsweise so gesteuert, daß vor dem Aufsetzen eines Verschlusses auf eine Flasche 2 bzw. vor dem Verschließen dieser Flasche 2 aus ihr eine geringe Menge an Füllgutschaum austritt, in der (Menge) der Anteil an flüssi gem Füllgut in der Größenordnung zwischen etwa 0,3-1,0 ml liegt. Ein optimales Aufschäumen ist aber auf jeden Fall dann gewährleistet, wenn nach dem ersten Flüssigkeitsschaum, der noch relativ große, Luft enthaltene Blasen besitzt, sich im Bereich der Mündung der jeweiligen Flasche ein Flüssigkeits schaum mit feinen, im wesentlichen nur noch Kohlensäure enthaltenen Blasen gebildet hat.An optimal foaming is ensured when it comes to overfoaming by the application of the liquid Aufschäummedium, but only to such an extent as is required for the complete displacement of the residual air volume from the respective bottle 2 just. The foaming of the liquid contents in the bottles 2 is, for example, controlled so that exits a small amount of Füllgutschaum before putting a closure on a bottle 2 or before closing this bottle 2 from her, in the (amount) of the proportion of flüssi gem contents in the order of between about 0.3-1.0 ml. An optimal foaming is guaranteed in any case, if after the first liquid foam, which still has relatively large bubbles containing air, in the region of the mouth of the respective bottle has formed a liquid foam with fine, substantially only carbon dioxide contained bubbles ,

Die eingestellte Position des Haltearmes 6 bzw. der Ein spritzdüse 12 in bezug auf die von den Überführungsstern 3 gebildete Transportstrecke 4 wird der Steuereinrichtung 30 an einer Eingabeeinrichtung 36 manuell eingegeben, oder aber diese Position des Haltearmes 6 bzw. der Einspritzdüse 12 wird von einem Meßgeber (z. B. Winkelgeber) als Meßsignal automatisch an die Steuereinrichtung 30 übermittelt.The set position of the support arm 6 and the injection nozzle 12 A with respect to the transport path 4 formed by the transfer star 3 of the control device 30 is input manually to an input device 36 , or this position of the support arm 6 and the injector 12 is from a measuring sensor (eg angle encoder) is transmitted automatically as a measurement signal to the control device 30 .

Bei laufender Maschine ist das Magnetventil 13 durch die Steuereinrichtung 30 geöffnet. In jede sich unter der Einspritzdüse 12 bzw. deren Düsenöffnung vorbeibewegende Flasche 2 wird somit zum Anregen des Aufschäumens ein Strahl des flüssigen Aufschäummediums eingespritzt. Der Druck, mit dem dieses Einspritzen des Aufschäummediums erfolgt und der die Intensität und vor allem auch die Schnelligkeit des Aufschäumvorganges bestimmt, wird durch die Steuereinrichtung 30 über das als Proportional-Druckventil ausgebildete Steuerventil 17 geregelt, und zwar in Abhängigkeit von einem Istwert-Sollwert-Vergleich. Diese Regelung wird dabei beispielsweise unter Verwendung entweder der Meßstation 34 oder der Meßstation 35 durchgeführt.When the machine is running, the solenoid valve 13 is opened by the control device 30 . In each under the injection nozzle 12 and the nozzle opening moving past bottle 2 thus a jet of the liquid Aufschäummediums is injected to stimulate the foaming. The pressure with which this injection of the foaming agent takes place and which determines the intensity and above all the speed of the foaming process, is regulated by the control device 30 via the control valve 17 designed as a proportional pressure valve, specifically as a function of an actual value set value. Comparison. This control is carried out, for example, using either the measuring station 34 or the measuring station 35 .

In beiden Fällen erfolgt durch die Steuereinrichtung 30 und das Steuerventil 17 in Abhängigkeit von der Maschinenleistung nach vorgegebenen Kennwerten zunächst eine Einstellung eines Basisdruckes für das Aufschäummedium, welcher (Basisdruck) beispielsweise nach Erfahrungswerten ein optimales Auf schäumen des flüssigen Füllgutes, d. h. ein vollständiges Verdrängen des Restluftvolumens aus der jeweiligen Flasche 2 durch optimales Aufschäumen des flüssigen Füllgutes erwarten läßt. Die Abhängigkeit dieses Basisdruckes von der Leistung sowie gegebenenfalls von weiteren Parametern, wie z. B. Temperatur des flüssigen Füllgutes, Art des flüssigen Füllgutes, Form der verwenderen Flaschen, Füllhöhe des flüssigen Füllgutes in der jeweiligen Flasche usw., ist in einem Speicher der Steuereinrichtung 30, z. B. in Form von Tabellen oder Kennlinien gespeichert, so daß aufgrund der tatsächlichen Maschinenleistung von der Steuereinrichtung 30 und dem Steuerventil 17 der jeweilige Basisdruck eingestellt wird.In both cases, carried out by the control device 30 and the control valve 17 depending on the machine performance according to predetermined characteristics, first a setting of a base pressure for the Aufschäummedium, which (base pressure), for example, according to experience an optimal foaming of the liquid filling, ie a complete displacement of the residual air volume can be expected from the respective bottle 2 by optimal foaming of the liquid contents. The dependence of this base pressure on the performance and, where appropriate, other parameters, such. B. temperature of the liquid product, type of liquid filling, shape of the bottles used, filling level of the liquid contents in the respective bottle, etc., is in a memory of the controller 30 , z. B. stored in the form of tables or curves, so that due to the actual engine power of the control device 30 and the control valve 17, the respective base pressure is set.

Die tatsächliche Maschinenleistung sowie andere Parameter können beispielsweise durch die Eingabeeinrichtung 36 manuell eingegeben werden. Bevorzugt erfolgt jedoch die Eingabe der Maschinenleistung sowie anderer durch einfache Sonden erfaßbare Parameter (z. B. Temperatur des flüssigen Füll gutes) selbsttätig. The actual engine power as well as other parameters may be manually entered by the input device 36 , for example. However, the input of the machine power and other parameters that can be detected by simple probes (for example, the temperature of the liquid filling good) are preferably carried out automatically.

Auch die Position der Einspritzdüse 12 an der vom Über führungsstern 3 gebildeten Förderstrecke, d. h. die Winkel stellung des Haltearmes 6 wird hierbei beispielsweise als Parameter erfaßt.Also, the position of the injector 12 on the guide track formed by the guide star 3 over , ie the angular position of the holding arm 6 is detected here, for example, as a parameter.

Zusätzlich zu dieser Einstellung des Basisdruckes bewirkt die Steuereinrichtung 30 auch noch die Regelung durch den Istwert-Sollwert-Vergleich, und zwar beispielsweise unter Verwendung der Meßstation 34, mit der bei den vorbeibewegten Flaschen 2 der Abstand zwischen der Oberkante der durch das Aufschäumen gebildeten Schaumkrone und der Oberkante der jeweiligen Flaschenmündung erfaßt wird. Dieser Istwert wird in der Steuereinrichtung 30 mit einem Sollwert, d. h. mit einem Abstand verglichen, der wiederum unter Berücksichtigung der Maschinenleistung sowie gegebenenfalls weiterer Para meter, wie Art des flüssigen Füllgutes, Temperatur des flüssigen Füllgutes, Art der Flaschen 2 usw., ein optimales Aufschäumen innerhalb derjenigen Zeit sicherstellt, die bis zum Aufsetzen des Verschlusses auf die jeweilige Flasche 2 oder bis zu deren Verschließen verbleibt bzw. die die jeweilige Flasche 2 für den Transport von der Meßstation 34 bis an den Verschließbereich der Flaschenverschließeinrich tung 5 benötigt. Die betreffenden Sollwerte sind ebenfalls in Abhängigkeit von der Maschinenleistung sowie eventuell in Abhängigkeit von weiteren Parametern im Speicher der Steuer einrichtung 30 gespeichert.In addition to this setting of the base pressure, the control device 30 also causes the control by the actual value setpoint comparison, namely, for example, using the measuring station 34 , with the passing of the 2 bottles, the distance between the upper edge of the froth formed by foaming and the upper edge of the respective bottle mouth is detected. This actual value is compared in the control device 30 with a desired value, ie with a distance, in turn, taking into account the machine performance and optionally further para meters, such as type of liquid filling material, temperature of the liquid filling material, type of bottles 2 , etc., an optimal foaming ensures within that time, which remains until the closure of the closure on the respective bottle 2 or until it closes or the respective bottle 2 for the transport of the measuring station 34 to the closing area of Flaschenverschließeinrich device 5 is required. The relevant setpoint values are likewise stored in the memory of the control device 30 as a function of the engine power and possibly as a function of further parameters.

Ist der von der Meßstation 34 ermittelte Abstand zwischen der Oberkante der Schaumkrone und der Oberkante der Flaschen mündung der Flaschen 2 kleiner als der Sollwert, so bedeutet dies ein zu intensives bzw. schnelles Aufschäumen. Durch die Steuereinrichtung 30 und das Steuerventil 17 wird der Druck des Aufschäumungsmediums reduziert.Is determined by the measuring station 34 distance between the upper edge of the foam crown and the upper edge of the bottle mouth of the bottles 2 smaller than the target value, this means a too intense or rapid foaming. By the control device 30 and the control valve 17 , the pressure of the foaming medium is reduced.

In umgekehrter Weise bedeutet ein von der Meßstation 34 erfaßter Abstand zwischen der Oberkante der Schaumkrone und der Oberkante der Flaschenmündung, der größer ist als der Sollwert, ein zu wenig intensives Aufschäumen. Die Steuer einrichtung 30 bewirkt daher durch entsprechende Steuerung des Steuerventils 17 eine Erhöhung des Druckes des Auf schäummediums.Conversely, detected by the measuring station 34 distance between the upper edge of the foam crown and the upper edge of the bottle mouth, which is greater than the target value, means too little intense foaming. The control device 30 therefore causes by appropriate control of the control valve 17 an increase in the pressure of the foam medium.

Mit der Meßstation 35 wird der Zustand erfaßt, der unmittel bar vor dem Verschließen der Flaschen 2 vorliegt. Dieser Istzustand bzw. Istwert wird mit einem Sollwert verglichen, der einem Sollzustand entspricht, bei dem sich durch das Überschäumen des flüssigen Füllgutes an der Außenfläche der jeweiligen Flasche 2 ein Fleck aus Füllgutschaum in einer bestimmten Größe und/oder Lage gebildet hat, also ein Überschäumen in einem bestimmten Ausmaß vorliegt. Zur Erfassung dieses Fleckes ist die Meßstation 35 vorzugsweise als Kamera (Videokamera) ausgebildet, wobei der Istwert- Sollwert-Vergleich beispielsweise durch Bildvergleich zwischen dem von dieser Kamera gelieferten Bild und einem vorgegebenen Bild erfolgt. Bei diesem Bildvergleich werden beispielsweise Hell-Dunkel-Übergänge zwischen dem helleren Fleck aus Füllgutschaum und der sonstigen, dunkleren Außen fläche der jeweiligen Flasche ausgenutzt bzw. ausgewertet.With the measuring station 35 , the state is detected, the immediacy bar before closing the bottle 2 is present. This actual state or actual value is compared with a desired value, which corresponds to a desired state in which a stain of Füllgutschaum in a certain size and / or position has formed by the foaming of the liquid filling material on the outer surface of the respective bottle 2 , so a foaming to a certain extent. To detect this spot, the measuring station 35 is preferably designed as a camera (video camera), wherein the actual value setpoint comparison, for example, by image comparison between the image supplied by this camera and a predetermined image. In this image comparison, for example, light-dark transitions between the brighter stain from Füllgutschaum and the other, darker outer surface of each bottle are exploited or evaluated.

Wird der vorgegebene Sollwert überschritten, so erfolgt über die Steuereinrichtung 30 und das Steuerventil 17 eine Reduzierung des Druckes des Aufschäummediums. Im umgekehrten Fall erfolgt eine Erhöhung dieses Druckes.If the predetermined desired value is exceeded, a reduction in the pressure of the foaming medium takes place via the control device 30 and the control valve 17 . In the opposite case, there is an increase in this pressure.

Für die Steuerung ist nur eine der beiden Meßstationen 34 oder 35 erforderlich. Grundsätzlich ist es selbstverständlich auch möglich, beide Meßstationen gleichzeitig vorzusehen.For control only one of the two measuring stations 34 or 35 is required. In principle, it is of course also possible to provide both measuring stations simultaneously.

Unabhängig hiervon ist es sinnvoll, die Steuerung bzw. Regelung so vorzunehmen, daß die bei einer bestimmten Abweichung zwischen Sollwert und Istwert (ausgehend von einem bestimmten Basisdruck) vorgenommene Druckänderung ebenfalls zumindest von der Maschinenleistung in der Weise abhängig ist, daß bei einer vorgegebenen Abweichung zwischen Istwert und Sollwert diese Druckänderung mit zunehmender Maschinen leistung zunimmt. Regardless of this, it makes sense, the controller or Regulation to be made so that at a certain Deviation between setpoint and actual value (starting from a certain base pressure) made change in pressure also at least depending on the machine performance in the way is that at a given deviation between the actual value and Setpoint this pressure change with increasing machines performance increases.

Durch die Flüssigkeitsleitung 29 mit Drosseleinrichtung 28 sowie durch das Gaspolster in Heizgerät 15 ist sicherge stellt, daß bei der Regelung auch größere Druckänderungen praktisch verzögerungsfrei erfolgen können.By the liquid line 29 with throttle device 28 and by the gas cushion in the heater 15 sicherge notes that in the scheme and larger pressure changes can be done virtually instantaneously.

Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche weitere Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke ver lassen wird. So ist es bei der Erfindung insbes. möglich, die Einspritzdüse 12 bzw. den Haltearm 6 fest zu positionieren, d. h. nicht verstellbar vorzusehen, wobei dann in einem solchen Fall selbstverständlich eine Änderung der Position der Einspritzdüse, d. h. eine Änderung der Einspritzposition bei der Regelung nicht berücksichtigt werden muß. Weiterhin ist es auch möglich, daß anstelle nur einer Einspritzdüse 12 eine Düsenanordnung vorgesehen ist, die über der Förder strecke 4 mehrere Einspritzdüsen besitzt, die in Förderrich tung dieser Förderstrecke 4 aufeinander folgen und von denen dann zur Änderung der Einspritzposition jeweils eine Ein spritzdüse 12 entsprechend ausgewählt und aktiviert wird, und zwar bevorzugt durch die Steuereinrichtung 30.The invention has been described above by means of an embodiment. It is understood that numerous other changes and modifications are possible without thereby the inventive idea underlying the invention will be ver. So it is in the invention esp. Possible to position the injector 12 and the arm 6 , ie not to provide adjustable, in which case, of course, a change in the position of the injector, ie not a change in the injection position in the scheme must be taken into account. Furthermore, it is also possible that instead of only one injector 12, a nozzle assembly is provided, the track over the conveyor 4 has a plurality of injection nozzles, the conveying direction in the conveying direction of this conveyor 4 track 4 follow and of which then to change the injection position in each case one injection nozzle 12 accordingly is selected and activated, preferably by the control device 30 .

Bei einer Ausführungsform der Erfindung mit fest positionier ter Einspritzdüse 12 erfolgt die Einstellung des Basisdruckes in Abhängigkeit von der Maschinenleistung, wie folgt:In one embodiment of the invention with fixed positioner ter injection nozzle 12 , the adjustment of the base pressure in dependence on the engine power, as follows:

Maschinenleistung (Flaschen je Std.)Machine power (bottles per hour) Basisdruck (bar)Base pressure (bar) 10 00010 000 33 20 00020,000 44 30 00030,000 6,56.5 40 00040,000 77 50 00050,000 88th 60 00060,000 1010 70 00070,000 1010

Aufstellung der BezugszeichenList of reference signs

1 Flaschenfüllmaschine
2 Flasche
3 Überführungsstern
4 Förderstrecke
5 Flaschenverschließeinrichtung
6 Haltearm
7 Haltezapfen
8 Maschinenteil
9 Halterung
10 Welle
11 Klemmvorrichtung
12 Einspritzdüse
13 Magnetventil
14 Flüssigkeitsleitung
15 Heizgerät
16 Flüssigkeitsleitung
17 Steuerventil
18 Absperrventil
19 Flüssigkeitsleitung
20 Elektromotor
21 Pumpe
22 Druckspeicher
23 Flüssigkeitsleitung
24 Druckregler
25 Filter
26 Absperrventil
27 Sicherheitsventil
28 Drosseleinrichtung
29 Flüssigkeitsleitung
30 Steuereinrichtung
31 elektrische Leitung
32 elektrische Leitung
33 elektrische Leitung
34 Meßstation
35 Meßstation
36 Eingabeeinrichtung
37 elektrische Leitung
38 elektrische Leitung 1 bottle filling machine
2 bottle
3 transfer star
4 conveyor line
5 bottle closure device
6 holding arm
7 retaining pin
8 machine part
9 bracket
10 wave
11 clamping device
12 injection nozzle
13 solenoid valve
14 fluid line
15 heater
16 fluid line
17 control valve
18 shut-off valve
19 fluid line
20 electric motor
21 pump
22 accumulator
23 fluid line
24 pressure regulators
25 filters
26 stop valve
27 safety valve
28 throttle device
29 fluid line
30 control device
31 electrical line
32 electrical line
33 electrical line
34 measuring station
35 measuring station
36 input device
37 electrical line
38 electrical line

Claims

1. Aufschäumvorrichtung for displacing the residual air volume filled with a foamable liquid filling containers, in particular bottles ( 2 ), with a nozzle device with at least one injector ( 12 ), which via a conveyor line ( 4 ), which filled with the contents, yet not closed container upright a closure position of a container closing device ( 5 ) feeds, arranged and for displacing the residual air volume by the resulting Füllgutschaum the contents in the passing under the nozzle means container on a in the conveying direction of the conveyor line ( 4 ) before Ver closing station located Injection position with a jet of a gaseous or liquid Aufschäummediums acted upon, as well as with a supply device for the Aufschäummedium which keitsleitung via a gas or liquid keitsleitung ( 16 ) is connected to the nozzle device and means ( 1 7 ) for changing the pressure of the foaming medium, characterized in that the means for changing the pressure of the foaming of one of an electrical control device ( 30 ) angestuer th control valve ( 17 ) are formed, and in that the control valve ( 17 ) and the control device ( 30 ) together with at least one arranged on the conveying path ( 4 ) in the conveying direction after the injection position measuring station ( 34 , 35 ) elements of a closed, the pressure of the Aufschäummediums regulating loop, in which by the at least one measuring station ( 34 , 35 ) before the closing position, the degree of foaming or foaming at the respectively moved container detected as an actual value, compared in the control device ( 30 ) with a desired value and from the deviation between the actual value and the setpoint, a control signal for changing the pressure of the Aufschäummediums the control valve ( 17 ) is generated.

2. foaming device according to claim 1, characterized marked draws that as Aufschumummedium water or the liquid filling material is used.

3. Aufschäumvorrichtung according to claim 1 or 2, characterized in that the control valve ( 17 ) is a Propor tionalventil.

4. Aufschäumvorrichtung according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one measuring station ( 35 ) in the conveying direction of the conveying path ( 4 ) is provided immediately before the Verschließposition the Behälterverschließeinrichtung ( 5 ).

5. foaming device according to claim 4, characterized records that the setpoint corresponds to a state at the foaming is done so far that it becomes a Fuming of the liquid contents from the container comes, but only in a predetermined low, for the displacement of the residual air volume sufficient extent.

6. foaming device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one measuring station ( 34 ) in the conveying direction of the conveying path ( 4 ) at a distance before the closing position of the container closing device ( 5 ) is provided.

7. Aufschäumvorrichtung according to claim 6, characterized in that the desired value is selected so that the actual value corresponds to a degree of foaming generated by the foaming, at least taking into account the conveying speed of the conveyor device at the Verschließposition the Behälterverschließ device ( 5 ) a complete foaming, ie preferably a foaming in the form is effected, that it comes to a foaming of the liquid filling material from the container, but only in a predetermined small, sufficient for the displacement of the residual air volume extent.

8. foaming device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the respective desired value of the conveying speed of the conveyor line ( 4 ) or the machine performance and optionally of at least one further influencing variable from the group "type and / or temperature of the liquid product, Distance of an injection position of the at least one measuring station ( 34 ), type and / or shape and / or size of the container, filling height of the liquid filling material in the respective container "is dependent.

9. foaming device according to one of claims 1 to 8, characterized in that by one of the control device ( 30 ) to the control valve ( 17 ) supplied control signal by means of this control valve ( 17 ), a base pressure for the Aufschäummedium is adjustable, and that the Regulation of the pressure of the foaming medium starting from this base pressure, ie by increasing or decreasing the base pressure.

10. Aufschäumvorrichtung according to claim 9, characterized in that the base pressure by the control device ( 30 ) and by the control valve ( 17 ) in dependence on the conveying speed of the conveying path ( 4 ) or depending on the engine power and given if taking into account at least a further influencing variable of the groups "type and / or temperature of the liquid filling material, distance of the injection position of the Verschließposition the Behälterverschließeinrichtung, type and / or shape and / or size of the container, filling height of the liquid filling material in each container" is adjustable.

11. A foaming device according to claim 9 or 10, characterized in that by the control device ( 30 ) and by the control valve ( 17 ) a change of the base pressure of the Aufschäummediums done, the (change) at a given deviation between the actual value and target value of the conveying speed of Conveyor ( 4 ) or is dependent on the machine power, and preferably such that this pressure change of the respective base pressure increases with increasing engine power.

12. Aufschäumvorrichtung according to any one of claims 1 to 11, characterized by a preferably in the control device ( 30 ) provided for memory means for storing the desired values and / or storing values corresponding to the base pressures, preferably as a function of at least one influencing variable of the group "Conveying speed of the conveyor line ( 4 ), type and / or temperature of the liquid filling material, distance of the injection position of the at least one measuring station ( 34 , 35 ), type and / or shape and / or size of the container, filling height of the liquid filling material in the respective container ".

13. Foaming device according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the nozzle device with the supply device connecting gas or liquid line ( 16 ) is provided a heater ( 15 ) and / or a volume compensation enabling means ( 15 ).

14. Aufschäumvorrichtung according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the supply device comprises at least one pump ( 21 ) which supplies at its output the pressurized and to the control valve ( 17 ) guided Aufschäummedium and with its input to a the Aufschäummedium with lower pressure leading part of the supply device is connected, and that the output of the control valve ( 17 ) via a throttle device ( 28 ) with this, the Aufschäummedium under lower pressure leading part of the supply device is connected.

15. A foaming device according to claim 14, characterized in that the Aufschäummedium with lower pressure leading part of the supply device via a pressure regulator ( 24 ) and optionally via a filter ( 25 ) and / or a shut-off valve ( 26 ) can be connected to a stationary water supply ,