灌装液位控制单元上游的容器体积控制单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种容器处理装置，尤其是用于灌装容器（5）的灌装机（1），其中所述灌装机（1）在灌装液位控制单元的下游连接。相应地，设置至少一个容器检测元件（9），所述容器检测元件与灌装液位控制单元分开地且在其上游地设置，其中灌装液位控制单元以及所述至少一个容器检测元件（9）都将独立于彼此所检查的关于容器（5）的各自的检查数据引导至控制和调整装置（6），其中至少一个容器检测元件（9）将相关容器（5）的至少局部轮廓作为检查数据检测并发送。本发明还涉及一种灌装机（1）的检查和灌装方法。
【专利说明】灌装液位控制单元上游的容器体积控制单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种容器处理装置，尤其是用于灌装容器的灌装机，其中灌装液位监测器位于灌装机的下游。本发明还涉及这种容器处理装置的检查和灌装方法。
【背景技术】
[0002]容器可例如用作用于液体、例如用于饮料的瓶。例如瓶的容器可由透明或半透明材料(例如玻璃或者诸如PET的半透明塑料)构成。然而，也可以想到的是容器能由其他材料构成并且能够用其他灌装材料灌装。
[0003]已知的容器处理装置例如为冲洗机、填料机、贴标签机以及等等；输送装置可以是旋转式或直线式的，这些类型都优选地具有循环保持装置。例如贴标签机具有供料星轮、在其上能够设置不同单元的输送星轮、以及出口星轮，其本身是已知的并且因此在此不再详加描述。
[0004]在容器处理装置上，各个容器在保持装置上沿着输送方向被保持。为此，容器、即例如瓶通过它们的瓶口区域借助于保持装置保持，使得容器、即例如瓶能够在诸如转台的支承装置上站立或是能够悬置地输送。容器当然也能够在其腰部区域中保持。
[0005]DE102004011101A1与灌装元件有关，所述灌装元件用于利用液体灌装材料对容器不接触的灌装。为了灌装液位监测的目的，探针可移动至测量位置，在所述测量位置该探针延伸进容器中。
[0006]另一方面，DE102004038323B4公开了用于瓶的底部灌装的方法，其中灌装管被保持仅略微地低于液体的液位并且在所述方法中控制灌装管与容器之间的相对运动。
[0007]DE102005058616A1公开了一种灌装液位监测器，其中使用了测量探针。
[0008]DE102007041684A1也与一种灌装装置有关，尤其是具有介质分布装置的灌装装置。
[0009]DE102008029208A1涉及一种例如用于瓶的无接触灌装的开放式射流灌装系统。该系统具有在定位装置上设置的灌装液位探针。DE102008030948A1再次公开了灌装液位探针，同时DE102008032370A1也公开了用于确定灌装液位的电子探针。DE102009009339A1主要涉及用于灌装容器的灌装系统，而DE102009009340A1公开了用于压力灌装容器的方法。DE102009016322A1也公开了灌装系统。
[0010]DE102009040346A1公开了分块设计的容器处理装置，包括拉伸吹塑装置、贴标签
装置以及灌装装置的组合。
[0011]DE19602655A1公开了能够用于灌装液位控制的测试瓶，所述测试瓶在其内侧设置有位移本体。
[0012]在DE102009035605A1中公开的是，在灌装期间，容器(诸如例如已知的PET瓶)的壁由于被灌装的饮料而能够拉伸。这种拉伸从容器到容器能够变化，这是因为拉伸的程度可取决于不同因素，诸如例如不同的预制件制造商、预制件的老化、拉伸-吹塑工艺中的变化或是拉伸-吹塑工艺与灌装操作之间逝去的时间量。这种拉伸尤其在携带气体、诸如例如含碳酸饮料的装瓶期间发生，并且也可且除以上因素之外与气体含量有关地而变化。取 决于拉伸的量，对于相同的体积量而言灌装液位也波动，从而甚至正确的体积量可导致不 正确的灌装液位。因此DE102009035605A1提出测量灌装体积以便能够与拉伸情况无关地 确定每个灌装的容器是否具有相同的灌装液位。在体积测量装置的下游是灌装液位控制单 元，但是其作用仅仅是确定瓶是否泄漏。由DE102009035605A1提出的体积测量装置是流量 计。
[0013]已知的是容器可具有不同的轮廓，藉此可以在不同轮廓、即不同外形的情况下，尽 管相同的灌装体积也可以产生不同的灌装高度液位。然而大体上，液体液位不应设成低于 灌装液位控制元件，因为即使灌装了所需的体积这仍暗示消费者瓶未充满。因此容器具有 特定公差使得即使当灌装量正确时，灌装液位检查的结果也会波动并且情况必须被平均。
[0014]从DE102006047566A1得知通过观察实际容器轮廓而作的特定补偿。这提供了光 学装置，所述光学装置用X射线照射透明的瓶并且用照相机抓拍瓶，以这种方式容器的外 形与灌装液位在同一时间一起被测量以便能够计算瓶的灌装体积。
[0015]由DE102006047566A1提出的这种方法具有如下缺点，即在所有情况下体积被与 被灌装的灌装材料有关地确定。
【发明内容】
[0016]本发明的目的因此是提出一种容器处理装置以及以上所涉及类型的检查和灌装 方法，通过所述方法独立于在容器中灌装的体积，可仅基于容器轮廓实现关于灌装体积的 富有意义的检查结果，和/或可作出关于待被灌装体积的可靠结论。
[0017]根据本发明，所述目的通过具有权利要求1特征的容器处理装置解决。解决任务 的方法工程部分通过具有权利要求5特征的检查和灌装方法实现。
[0018]有益地提出了一种容器处理装置，其尤其实施为用于灌装容器的灌装机，具有设 置在灌装机下游的灌装液位监测器，并且容器处理装置具有容器检测元件，所述容器检测 元件与所述灌装液位监测器分开地且在其上游设置，其中灌装液位监测器以及容器检测元 件都将它们独立于彼此所检查的容器的各自的检查数据传送至控制和调整装置，其中至少 一个容器检测元件将容器的至少局部轮廓视为检查数据检测和传送。
[0019]以这种方式本发明有利地提供了一种容器处理装置，在容器的输送方向上，容器 体积扫描器即容器检测元件设置在灌装液位监测器的上游。容器体积扫描器或容器检测元 件至少部分地检测待被检查的容器的真实外部构造，从所述真实外部构造可直接推算出容 器的内部体积，并且同时壁厚也可以得知。容器的内部体积可例如在控制和调整装置中确 定。为此目的，容器体积扫描器的数据可通过电缆线路或无线连接传输至控制和调整装置。 在本发明意义上获得至少局部的轮廓扫描，在于如果容器以不旋转的方式以其整个外周经 过容器体积扫描器，那么仅仅容器的外区段可被扫描到。然而整体轮廓可从局部轮廓确定。 当然可以执行整体轮廓扫描，通过待检查的容器以其整个外周旋转的方式经过一个容器检 测元件或多个容器检测元件，每个容器检测元件扫描随后能被结合以形成整体外周轮廓的 局部外周轮廓。这可例如在控制和调整装置中执行。术语“容器检测元件”在本发明意义 上可指代一个单独的元件或多个元件，通过局部的外周区段结合以形成整个外周。
[0020]灌装液位控制单元设置在容器体积扫描器的下游，即也设置在实际容器轮廓扫描器的下游。为了数据传输的目的，该单元也无线地或通过电缆线路连接至控制和调整装置。内部容器体积与灌装液位之间的数据比较可以这种方式执行。在此有利的是两种检查、即容器的实际轮廓扫描和灌装液位控制是彼此脱钩的。
[0021]重要的是容器检测元件布置在灌装液位监测器的上游。在初始实施例中，容器检测元件可布置在灌装机的灌装元件的下游或者甚至布置在灌装机的下游，但在任何情况下布置在灌装液位监测器的上游。对于容器检测元件而言还可以布置在灌装元件的上游或灌装机的上游。在此可想象到至灌装机的送料设备中的布置。
[0022]另一优选实施例可配置成使得第一容器检测元件布置在灌装元件的上游或灌装机的上游，同时第二容器检测元件布置在灌装元件的下游或灌装机的下游。在例如热灌装的情况下这可以是有利的，以便能够扫描和评估轮廓中有关拉伸的改变以及由此容器内部体积中有关拉伸的改变。
[0023]如果容器轮廓在灌装元件的上游或灌装机的上游扫描以便能够通过检测的数据产生用于灌装元件或灌装阀的相应信号，那么其可以是有利的。以这种方式待被灌装的体积动态地与特定容器相匹配。如果控制和调整装置实施为容器处理装置的中央控制和调整装置并且在其中相关数据能够结合、处理、评估和存储同时对应的决策信号传送至对应单元，那么就此而言是有利的。仅以一些示例指出，决策信号可例如是空容器的非灌装、超过标称体积的过灌装、分离出、(密封机中)非密封和/或(贴标签机中)非贴标签。
[0024]应可以的是采用标称体积量灌装容器。当然可取的是为该标称体积量指定限值，具有下限值和上限值。如果容器检测元件检测到限值内的实际可灌装体积，那么可产生用于灌装的信号。
[0025]然而还可以的是待灌装的容器关于其容器体积可保持少于具体指定的标称体积量的下阈值量。如果通过容器检测元件检测到这样的容器，那么可直接产生不进行灌装或随后分离出的对应信号。为此目的，合适的决策标准存储在控制和调整装置中以允许快速且容易地运行比较。同样的适用于具有过大的内部体积并且因而用超过上阈值量的产品量灌装的容器。相比所允许的更多的产品体积必须灌装到这种容器中，或者产品液位表示明显的未灌满。对于有缺陷的容器而言因此可以不进行灌装从而它们能够在稍后分离出去。然而这导致了容器间隙，所述容器间隙可负面地影响灌装机和/或下游容器处理机的容量。因此有利的是尽管如此仍然将容器留在生产线中以避免容器间隙。产品也可以被灌装而不顾错误的信息，藉此灌装体积对于内部体积方面过大的容器而言能够增加以便保持最大的容量。可存在用于内部体积方面过大的容器的类似布置。
[0026]因此有利地，灌装液位监测器与容器体积扫描器分开，其利用不同类型灌装液位监测器，但总是导致有关容器内部体积的相同数据。还产生了另一在容器内部体积的形状方面的决策标准，并且该决策标准能被有利地用作用于灌装元件或灌装阀和/或甚至用于灌装液位监测器的信号。因为容器检测元件可布置在灌装液位监测器的上游和/或甚至布置在灌装元件或灌装阀的上游，所以还能实现简单的数据处理这是因为能获得非常长的处理时间。
[0027]本发明当然能用在旋转式或直线式设计的装置上。有利的是有助于预先的识别，其确定关于容器体积的相关数据，可以在传输线内的任何位置处提取该信息并且将信息转达至下游的检查装置。所述信息可随后对应地例如与后续的任何类型的灌装液位监测器互相关联。例如，体积测量可用于计算灌装液位监测器的校正值。若有必要，体积测量的信息可由可能在下游的灌装液位监测器提取以用于与当前灌装液位测量值相互关联和对其校正。例如，根据确定的具体体积值以及针对灌装液位值与体积值之间趋势的相互关系，灌装液位测量值校正是有用的；灌装液位测量值可预先确定为被确定体积的函数。
[0028]如之前所述，灌装液位监测器可在所有可能的变型中设置，例如以如下方式:高频、和/或X射线和/或红外法和/或简单地利用照相机以及，如有必要，利用相关联的处理器单元。体积测量也能以不同的适合方式完成，例如以如下方式:HF、X射线、IR、照相机
坐坐寸寸ο
[0029]处于本发明意义内的是不仅基于容器的外轮廓而且还通过确定容器的内轮廓确定体积，通过所述外轮廓和内轮廓可直接推算出体积。在此再次强调，不同的确定内轮廓或体积的方法也是可以的。例如内轮廓、或体积可通过放大效果照明的方式检测或确定。然而还可以通过从内侧和外侧进行简单的图像处理测量直接地确定，所述图像处理测量可例如借助于图像处理辅助物执行，诸如容器的线、连通域、轮廓、匹配、比色和/或直径。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]本发明另外的有利实施例在从属权利要求以及接下来对附图的说明中公布。在附图中；
[0031]图1示出了基本平面视图中的容器处理装置，并且
[0032]图2示出作为转达至图像处理单元并且作为用于在灌装液位监测控制单元(16)中灌装液位监测的示例性图像记录。
【具体实施方式】
[0033]图1将实施例中的容器处理装置I显示为示例性旋转式的灌装机1，据此本发明不应当限定为旋转式而是当然也能设置为直线式处理机和/或沿着直线输送路径。
[0034]灌装机I具有供料星轮2、主星轮3和出料星轮4。图1中供料星轮2和出料星轮4相对于主星轮3的比例或尺寸当然并非是按比例的。实际上，主星轮3当然具有比供料星轮2和出料星轮4的直径(例如1.5m)更大的直径(例如6m)。
[0035]在主星轮3上设置有灌装元件，所述灌装元件对容器5灌装产品。在出料星轮4的下游设置灌装液位监测器，在图1中仅能看到所述灌装液位监测器的照相机11，如由线7所建议的，所述照相机连接至控制和调整装置6。控制和调整装置6包括接收来自照相机11信号的图像处理装置12。在这方面，灌装机I与已知的灌装机没有区别。输送方向由箭头8表示。该灌装液位监测控制单元16的图像处理装置12也可与控制和调整装置6分开但仍与其连接。任何其他适合的信号发射器/接收器和评估器、尤其是其他声发射器或辐射发射器以及它们各自适合的接收器和评估器当然也能代替照相机和图像处理装置使用。
[0036]有利地，灌装机I具有至少一个容器检测元件9，所述容器检测元件在图1中以示例的方式图示为照相机9。容器检测元件9扫描容器5的至少局部外周并且将这些数据如由线10所示地转达至控制和调整装置6，由于为了清晰，线10并没有一直延伸到所述至少一个容器检测元件9。就此而言，容器检测元件9独立于灌装液位监测器扫描了实际的容器轮廓或者空间上与所述至少一个灌装液位监测控制单元16分开。[0037]有利的是，当沿输送方向8看去时，所述至少一个容器检测元件9布置在灌装液位 监测器或灌装液位监测控制单元16的上游并与其分开，尤其是布置在主星轮2、3或4其中 之一的上游，对于容器检测元件9而言尤其有利的是设置在填料机的上游。
[0038]所述至少一个容器检测元件9可例如设置在不同的位置。因而容器检测元件9可 设置在供料星轮2处，和/或设置在从供料星轮2至主星轮3的传送区域中，和/或设置在 从主星轮3至出料星轮4的传送区域中，和/或设置在出料星轮4处。容器检测元件9的 布置大体上仅理解为示例性的而非限定成指定的布置示例。重要的是所述至少一个容器检 测元件9布置在灌装液位监测器的上游。仅设置单一的容器检测元件9当然是足够的，在 这种情况下所述布置位置仅理解成示例性的而绝非是限制性的。示例性地提出的多个容器 检测元件9仅意于突出显示布置所述至少一个容器检测元件9的潜在位置。
[0039]如果一个容器检测元件9布置在灌装元件或灌装阀(未示出)的上游并且一个容器 检测元件布置在同一灌装元件或灌装阀的下游也是有利的。合适的位置可以是通向和来自 主星轮3的传送区域。
[0040]图1通过示例的方式示出了带有单一的照相机标记的容器检测元件9。单一的照 相机实际上可分别在适合和提议的位置以便扫描容器5的局部外周并且将记录的数据向 前传送。然而，如果当容器移动经过容器检测元件9时所述容器旋转，那么单一的照相机也 能记录容器5的多个图像。所述多个图像随后组合以形成整体轮廓。然而还可以分别在适 合和提议的位置设置多个容器检测元件9，即设置多个照相机，并且这种情况被本发明所涵 盖，尽管为了清晰的原因仅示出了单一的照相机。通过多个照相机，容器5的整体轮廓可从 记录的局部轮廓组合而成。仅作为示例，图1将容器检测元件9显示为照相机，在优选实施 例中，对于容器检测元件9而言可以为门，容器5能沿着输送方向被弓I导通过所述门用于扫 描容器的实际轮廓。
[0041]容器5的外轮廓有利地独立于灌装的体积并且独立于灌装液位监测的结果由容 器检测兀件9确定。
[0042]为了监测灌装液位，沿着容器5的输送方向设置灌装液位监测器，例如设有至少 一个照相机11，所述照相机排列成使得当容器移动经过出料星轮4下游的输送机时所述照 相机捕获容器5的例如在容器的瓶颈13和瓶口 14区域中的图像，如图2中以示例方式示 出的，瓶颈13在这里被图示成具有当然仅作为示例的缩窄形式，从而瓶口 14可被圆柱形构 造的螺纹部分和/或接收密封件的区域包围。所述至少一个照相机11是监测系统、即灌装 液位监测器的一部分，所述监测系统带有集成到控制和调整装置6中的图像处理单元12， 在所述图像处理单元中，由照相机11供应的图像或图像数据被关于灌装材料表面15的高 度进行评估。通过与例如存储在图像处理单元中的标称数据比较来处理由照相机11供应 的图像或图像数据。图像处理单元可例如是计算机或计算机化的单元，其具有用于由照相 机11供应的模拟或数字图像数据的对应输入装置。
[0043]如果灌装材料表面15位于例如由在图像处理单元中参考存储的标称数据确定的 一个或多个标称标准或标称参数限定的范围之外，如，那么，在图像处理单元生成信号时， 被发现具有与标称标准不相匹配的灌装材料表面15的容器5在卸料站借助于位于卸料站 的装置被废弃。
[0044]附图标记列表
【权利要求】
1.一种容器处理装置，尤其是用于灌装容器(5)的灌装机(1)，具有在灌装机(I)的下游连接的灌装液位监测控制单元(16)，其特征在于，包括至少一个容器检测元件(9)，所述容器检测元件将相关容器(5)的至少局部轮廓作为检查数据扫描并转达，并且所述容器检测元件与所述灌装液位监测控制单元中的实际灌装液位监测器分开且位于其上游地布置，其中灌装液位监测器以及所述至少一个容器检测元件(9 )都将它们独立于彼此所检查的关于容器(5 )的各自的检查数据传送至控制和调整装置(6 )。
2.根据权利要求1所述的容器处理装置，其特征在于，容器检测元件(9)在灌装机(I)的灌装元件的下游和/或灌装机(I)的下游布置。
3.根据权利要求1或2所述的容器处理装置，其特征在于，容器检测元件(9)在灌装机(I)的灌装元件的上游和/或灌装机(I)的上游布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的容器处理装置，其特征在于，设有多个容器检测元件(9)，所述容器检测元件尤其地布置成至少一个在灌装机(I)的灌装元件的上游和/或灌装机(I)的上游并且一个在灌装机的灌装元件的下游和/或灌装机的下游。
5.一种对尤其根据前述权利要求中任一项所述的容器处理装置、尤其是用于灌装容器(5)的灌装机(I)进行检查和灌装的方法，其中在灌装机(I)的下游设有灌装液位监测器，所述方法包括与灌装液位监测器分开地布置至少一个容器检测元件(9)，所述至少一个容器检测元件独立于所述灌装液位监测器的检查结果地记录容器(5)的至少一个局部轮廓并且将其作为检查数据记录转达至控制和调整装置(6)。
6.根据权利要求5所述的检查和灌装方法，其特征在于，如果容器检测元件(9)扫描到能接收少于标称体积量的下阈值量的容器(5)，那么所述控制和调整装置(6)产生不对容器(5)灌装的信号。
7.根据权利要求5或6所述的检查和灌装方法，其特征在于，当容器检测元件(9)扫描到能接收多于标称体积量的上阈值量的容器(5)时，所述控制和调整装置(6)产生不对容器(5)灌装的信号。
8.根据权利要求5到7中任一项所述的检查和灌装方法，其特征在于，所述至少一个容器检测元件(9)扫描容器(5)的外轮廓和/或内轮廓。
【文档编号】B67C3/00GK103562122SQ201280025495
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年3月23日 优先权日:2011年6月1日
【发明者】J·赫尔曼, W·朔姆, M·M·赫尔曼, R·罗泽 申请人:Khs有限责任公司