專利名稱：用于灌裝容器的灌裝裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于灌裝容器的灌裝裝置及方法，所述容器優(yōu)選為飲料容器，諸如玻璃容器、塑料容器、罐和/或紙盒。
背景技術(shù)：
在特別是用于灌裝飲料容器例如像玻璃容器、塑料容器、罐和/或紙盒的容器灌裝裝置的領(lǐng)域，公知不同的灌裝方法和相應(yīng)與這些灌裝方法匹配的裝置。這樣一種灌裝裝置形成所謂的稱量灌裝機(jī)，其中，各自容器本身的灌裝過(guò)程主要通過(guò)稱量裝置來(lái)控制。借助稱量裝置，能以如下方式監(jiān)控容器各自的灌裝狀態(tài)，即在以液體灌裝之后，在容器內(nèi)容納有精準(zhǔn)的灌裝重量。稱量灌裝機(jī)適用于任何類型的容器灌裝。但它們特別適合于在單純的體積灌裝不能可靠產(chǎn)生所要求的結(jié)果的灌裝液體的情況下使用，不能可靠產(chǎn)生所要求的結(jié)果是因?yàn)槊總€(gè)單次或每個(gè)批次的灌裝各自灌裝液體的比重均出現(xiàn)變化。這種情況例如出現(xiàn)在牛奶制品的灌裝的情況以及特別是在除了原有的液體外還具有固體成分的制品情況下，例如像在灌裝含有果料塊的果料酸奶的情況下非常重要。例如在牛奶制品的情況下，此外各自的灌裝量在包裝上典型地不是作為體積、也就是例如升或毫升標(biāo)注，而是按照重量，也就是以克或千克標(biāo)注。但稱量灌裝機(jī)此外也適用于給飲料瓶灌裝飲料，因?yàn)樵谶@里由對(duì)灌裝液體的比重的掌握可以推知灌裝體積。在此，稱量灌裝機(jī)按照這種原理工作，即首先將所要灌裝的容器放置在各自的稱量裝置上，然后確定其重量或?qū)⒎Q量裝置重新歸零(所謂的“皮重測(cè)量”)，以及然后各自的容器開(kāi)始灌裝液體，直至達(dá)到所要求的灌裝重量。因?yàn)楣嘌b裝置通常不能完全孤立地運(yùn)行，而是在各自灌裝裝置的周圍存在其他機(jī)器部件，例如像輸送裝置、清潔裝置、滅菌裝置、貼標(biāo)簽裝置、封口裝置和/或全部飲料包裝設(shè)備的其他部件，所以對(duì)稱量裝置典型地造成大量不希望的振動(dòng)。其他不希望的振動(dòng)作為設(shè)備外部的振動(dòng)也導(dǎo)入稱量裝置內(nèi)，例如借助固體聲傳遞到各自灌裝裝置的地基上。固體聲在這里大致通過(guò)遠(yuǎn)距離區(qū)域內(nèi)導(dǎo)入的機(jī)器振動(dòng)或通過(guò)旁邊駛過(guò)的車輛(例如像叉車)產(chǎn)生并傳遞到灌裝裝置內(nèi)。不希望的振動(dòng)在稱量裝置內(nèi)疊加本身的有效信號(hào)，即，通過(guò)動(dòng)態(tài)灌裝過(guò)程在稱量裝置內(nèi)產(chǎn)生的稱量信號(hào)。為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)從稱量裝置輸出的稱量信號(hào)，因此需要的是減少或完全消除不希望的振動(dòng)對(duì)有效信號(hào)的影響。用于在具有灌裝機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)的旋轉(zhuǎn)式稱量灌裝機(jī)內(nèi)部灌裝飲料容器的灌裝裝置例如在DE 102008060379A1中有所介紹。為減少機(jī)器振動(dòng)對(duì)稱量結(jié)果的影響，這里提出稱量裝置靠近各自所要灌裝容器的保持件地布置。用于電子振動(dòng)補(bǔ)償?shù)难b置在DE 102008062972A1中有所介紹，其中，本身的稱量
裝置除了稱量傳感器外還具有加速度傳感器，其中，加速度傳感器對(duì)稱量裝置在預(yù)先規(guī)定方向上的加速度加以檢測(cè)，并且從稱量信號(hào)中在電子上減去由該加速度信號(hào)測(cè)定的補(bǔ)償信號(hào)，以便在計(jì)算機(jī)上提供盡可能消除干擾量的稱量信號(hào)。
此外，在現(xiàn)有技術(shù)中公知為減少不希望的振動(dòng)對(duì)評(píng)估稱量信號(hào)的影響，借助低通濾波器對(duì)稱量信號(hào)加以濾波，其中，低通濾波器與幾Hz范圍內(nèi)的相當(dāng)?shù)偷臉O限頻率相協(xié)調(diào)。按照這種方式，高于低通濾波器極限頻率的全部信號(hào)分量基本上被從稱量信號(hào)中濾出，并且相應(yīng)地不再對(duì)稱量信號(hào)的評(píng)估或分析產(chǎn)生干擾影響。但使用這種低通濾波器有兩個(gè)缺點(diǎn)。一是極限頻率不能任意地低，因?yàn)榻?jīng)歷低通的信號(hào)被強(qiáng)制延遲。這種延遲與濾波器極限值的倒數(shù)成比例。在應(yīng)用數(shù)字濾波器的情況下，對(duì)通過(guò)低通本身引起的延遲還增加了各自信號(hào)處理器內(nèi)的處理時(shí)間，從而在使用低通濾波器時(shí)始終存在信號(hào)輸出的延遲。在低頻率的范圍內(nèi)，通過(guò)數(shù)字濾波器的信號(hào)渡越時(shí)間達(dá)到這樣快，對(duì)于準(zhǔn)確控制本來(lái)的灌裝過(guò)程來(lái)說(shuō)不再能被接受。在瓶子的幾何形狀不規(guī)則的情況下，對(duì)延遲稱量信號(hào)的外推并不能導(dǎo)致會(huì)使稱量灌裝機(jī)得到可靠控制的結(jié)果。使用低通濾波器的第二個(gè)缺點(diǎn)在于，實(shí)際上只能濾出高于極限頻率的干擾頻率。本身處于稱量信號(hào)的頻率范圍內(nèi)的干擾頻率按照這種方式不能減少或消除，因?yàn)榉駝t稱量信號(hào)也會(huì)受到低通濾波器的影響。對(duì)于輸入的干擾量恰處于稱量信號(hào)起振過(guò)程的頻率范圍內(nèi)或恰處于通過(guò)本身的灌裝過(guò)程觸發(fā)的頻率范圍內(nèi)的情況來(lái)說(shuō)，在顧及到相同的頻率內(nèi)存在的干擾信號(hào)的情況下，使用低通濾波器無(wú)論如何不能實(shí)現(xiàn)對(duì)稱量信號(hào)評(píng)估精度的改善。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于灌裝容器的灌裝裝置以及方法，其中減少干擾量的影響。本發(fā)明通過(guò)一種具有權(quán)利要求1所述特征的、用于灌裝容器，優(yōu)選用于灌裝飲料容器(例如像玻璃容器、塑料容器、罐和/或紙盒)的灌裝裝置得以實(shí)現(xiàn)。具有優(yōu)點(diǎn)的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中予以說(shuō)明。相應(yīng)地設(shè)置有一種用于灌裝容器，優(yōu)選用于灌裝飲料容器(如玻璃容器、塑料容器、罐和/或紙盒)的灌裝裝置，其中，灌裝裝置具有至少一個(gè)機(jī)器元件，在其上布置有用于稱量容器的稱量裝置。依據(jù)本發(fā)明，稱量裝置與機(jī)器元件通過(guò)用于施加進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械振動(dòng)的促動(dòng)器相連接。借助促動(dòng)器，按照這種方式可以在機(jī)器元件與稱量裝置之間施加機(jī)械振動(dòng)，該機(jī)械振動(dòng)這樣設(shè)定，即機(jī)械振動(dòng)減少或甚至消除從機(jī)器元件到稱量裝置的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞。因?yàn)榉Q量裝置通過(guò)促動(dòng)器基本上與機(jī)器元件的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)脫開(kāi)關(guān)聯(lián)，所以稱量信號(hào)基本上不受振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的影響，從而可以盡可能地取消復(fù)雜的信號(hào)再處理。而稱量信號(hào)可以直接被評(píng)估并且用于控制灌裝過(guò)程。通過(guò)在機(jī)器元件與稱量裝置之間的相接部位上施加機(jī)械振動(dòng)，此外可以達(dá)到減少或消除處于稱量信號(hào)的頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，從而在這里可以更準(zhǔn)確地測(cè)量。此外，在使用低通濾波器時(shí)也可以選擇更高的極限頻率，因?yàn)橹本€的低頻振動(dòng)運(yùn)動(dòng)可以借助促動(dòng)器得到有效補(bǔ)償。相應(yīng)地在這里可以通過(guò)更高地選擇的極限頻率達(dá)到減少信號(hào)渡越時(shí)間的目的，由此，可以進(jìn)一步改善控制灌裝過(guò)程的精度。通過(guò)對(duì)促動(dòng)器施加相應(yīng)的補(bǔ)償信號(hào)，可以達(dá)到減少或完全消除干擾量的影響，而且特別是從灌裝裝置的機(jī)器元件傳遞到稱量裝置上的干擾振動(dòng)對(duì)稱量裝置的影響。特別是在導(dǎo)入相應(yīng)相位匹配而且振幅匹配的補(bǔ)償信號(hào)時(shí)，可以達(dá)到減少?gòu)臋C(jī)器元件傳遞到稱量裝置上的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的目的。機(jī)器元件的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)這樣相應(yīng)通過(guò)相移的、特別是施加到促動(dòng)器上的反相補(bǔ)償信號(hào)與稱量裝置相關(guān)地減少或完全消除。通過(guò)機(jī)器元件與稱量裝置之間使用促動(dòng)器，此外已經(jīng)存在的稱量裝置及其評(píng)估裝置和已經(jīng)存在的機(jī)器控制裝置可以繼續(xù)使用，而無(wú)須在這里進(jìn)行匹配。僅稱量裝置在機(jī)器元件上的懸掛或布置必須通過(guò)結(jié)合促動(dòng)器進(jìn)行改變。用于使促動(dòng)器運(yùn)行的補(bǔ)償控制裝置，也就是由促動(dòng)器、振動(dòng)傳感器和本身的補(bǔ)償控制裝置組成的電路可以獨(dú)立于灌裝裝置的其他控制和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)施，從而這些元件可以毫無(wú)問(wèn)題地再裝備。此外，直接的機(jī)械補(bǔ)償由機(jī)器元件傳遞到稱量裝置上的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，改善了稱量過(guò)程的精度和動(dòng)態(tài)度。通過(guò)對(duì)干擾振動(dòng)的補(bǔ)償在接收本身的稱量信號(hào)之前就已進(jìn)行，這種有效信號(hào)由稱量裝置提供時(shí)已經(jīng)基本上去除了干擾量。相應(yīng)在這里也不需要進(jìn)一步過(guò)濾有效信號(hào)，或可能存在的低通濾波器能以明顯更高的極限頻率運(yùn)行，從而可以明顯降低信號(hào)通過(guò)(數(shù)字)濾波器的渡越時(shí)間。相應(yīng)通過(guò)提供所介紹的裝置，實(shí)現(xiàn)如下的灌裝裝置，其一方面達(dá)到更準(zhǔn)確測(cè)量稱量過(guò)程的目的，因?yàn)楦蓴_量在接收稱量信號(hào)或有效信號(hào)之前就已經(jīng)降低或清除，而另一方面，通過(guò)提供按照這種方式去除干擾量的稱量信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了灌裝裝置內(nèi)灌裝過(guò)程改善的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)，因?yàn)榉Q量信號(hào)的信號(hào)處理得到簡(jiǎn)化。優(yōu)選的是，設(shè)置有用于測(cè)量由機(jī)器部件實(shí)施的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)傳感器，其中，振動(dòng)傳感器優(yōu)選設(shè)置在機(jī)器部件上。通過(guò)將振動(dòng)傳感器設(shè)置在承載稱量裝置的機(jī)器元件上，可以相應(yīng)測(cè)定振動(dòng)信號(hào)，該振動(dòng)信號(hào)相應(yīng)于由機(jī)器元件傳遞到稱量裝置上的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。所測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)基本上包含由灌裝裝置的其余部件傳遞到稱量裝置上的所有干擾頻率，因?yàn)檎駝?dòng)信號(hào)優(yōu)選直接在承載稱量裝置的機(jī)器元件上被測(cè)量。在此，出發(fā)點(diǎn)是可能對(duì)稱量信號(hào)產(chǎn)生不利影響的絕大部分或甚至全部振動(dòng)運(yùn)動(dòng)均由承載稱量裝置的機(jī)器元件實(shí)施。為可以對(duì)促動(dòng)器進(jìn)行控制，可以設(shè)置有補(bǔ)償控制裝置，補(bǔ)償控制裝置對(duì)促動(dòng)器施加減少?gòu)臋C(jī)器部件傳遞到稱量裝置上的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的補(bǔ)償信號(hào)。借助補(bǔ)償控制裝置例如可以在確定補(bǔ)償信號(hào)時(shí)顧及到可能對(duì)稱量信號(hào)產(chǎn)生消極影響的通過(guò)振動(dòng)傳感器測(cè)得的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，用以補(bǔ)償由機(jī)器部件傳遞到稱量裝置上的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。補(bǔ)償信號(hào)由補(bǔ)償控制裝置至少這樣構(gòu)成，使其達(dá)到減少或完全消除機(jī)器元件的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)對(duì)稱量信號(hào)影響的目的。補(bǔ)償控制裝置為此優(yōu)選將基本上在由振動(dòng)傳感器測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)的基礎(chǔ)上確定的補(bǔ)償信號(hào)用于補(bǔ)償。優(yōu)選補(bǔ)償控制裝置為此設(shè)立，即將優(yōu)選以180°相移地改變的相位的振動(dòng)信號(hào)作為補(bǔ)償信號(hào)使用。在這種實(shí)施方式中，基本上可以取消復(fù)雜而費(fèi)時(shí)的信號(hào)處理和信號(hào)過(guò)濾。相應(yīng)按照這種方式提供一種簡(jiǎn)單和有效的裝置，用于補(bǔ)償稱量信號(hào)的通過(guò)機(jī)器元件的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳入的測(cè)量精度。在改進(jìn)方案中，補(bǔ)償控制裝置為此設(shè)立，即優(yōu)選借助FFT(快速傅立葉變換)分析、與存在的干擾頻率相關(guān)地分析振動(dòng)信號(hào)，并且在所分析的干擾頻率基礎(chǔ)上確定補(bǔ)償信號(hào)。通過(guò)使用對(duì)干擾頻率的分析，可以使補(bǔ)償信號(hào)與主要使稱量信號(hào)失真的頻率相匹配。這樣，在同時(shí)改善灌裝裝置的灌裝精度的情況下，將促動(dòng)器的負(fù)荷保持得相當(dāng)?shù)汀閷⒋賱?dòng)器的負(fù)荷保持得很低，補(bǔ)償控制裝置這樣包括低通濾波器，即振動(dòng)信號(hào)和/或補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器。相應(yīng)高頻的振動(dòng)分量不傳遞到促動(dòng)器上。傳遞到促動(dòng)器上的能量由此可以減少，并且相應(yīng)將促動(dòng)器的發(fā)熱保持在限度內(nèi)。為達(dá)到完全消除由機(jī)器元件傳遞到稱量裝置上的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的目的，補(bǔ)償控制裝置可與補(bǔ)償信號(hào)的相位、補(bǔ)償信號(hào)的頻率及補(bǔ)償信號(hào)的振幅相關(guān)地、與由機(jī)器元件實(shí)施的振動(dòng)圖案(Vibrationsmuster)相逆反地確定補(bǔ)償信號(hào)。如果補(bǔ)償信號(hào)導(dǎo)致促動(dòng)器與振動(dòng)運(yùn)動(dòng)完全相反的運(yùn)動(dòng)，那么完全消除振動(dòng)運(yùn)動(dòng)到稱量裝置的傳入。換句話說(shuō)，這樣可以達(dá)到的是機(jī)器元件的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)不再影響稱量信號(hào)的目的。此外，上述任務(wù)此外通過(guò)一種用于灌裝容器，優(yōu)選用于灌裝飲料容器(如玻璃容器、塑料容器、罐和/或紙盒)的、具有權(quán)利要求9所述特征的方法得以實(shí)現(xiàn)。具有優(yōu)點(diǎn)的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中予以說(shuō)明。測(cè)量的精度通過(guò)所介紹的灌裝裝置或所介紹的方法以如下方式得到進(jìn)一步改善，即通過(guò)補(bǔ)償振動(dòng)運(yùn)動(dòng)可以在稱量信號(hào)的本身測(cè)量之前就已經(jīng)盡可能降低或消除恰處于稱量信號(hào)的范圍內(nèi)或恰處于稱量信號(hào)頻率上的干擾。


本發(fā)明其他優(yōu)選的實(shí)施方式和方案通過(guò)下面附圖的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行詳細(xì)介紹。其中圖1以示范性實(shí)施例示出灌裝裝置的示意圖；以及圖2示出在機(jī)器元件上所測(cè)得的干擾頻率的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面借助附圖對(duì)優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在此，相同的、相似的或作用相同的部件采用同一附圖符號(hào)標(biāo)注，并且部分地取消對(duì)這些部件的重復(fù)說(shuō)明，以避免贅述。圖1示意示出依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的灌裝裝置I的結(jié)構(gòu)。灌裝裝置I包括機(jī)器元件2，該機(jī)器元件2例如是稱量灌裝機(jī)內(nèi)稱量裝置3的保持臂。機(jī)器元件2例如布置在灌裝機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)的下部區(qū)域內(nèi)，并且與灌裝機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)的其他機(jī)器元件固定連接。機(jī)器元件2保持有稱量裝置3，在稱量裝置3上在灌裝過(guò)程期間容納有所要灌裝的容器。在一種變化方案中，如果容器被從下方支撐的話，容器在此幾乎是“停放”在稱量裝置上(對(duì)容器所謂的“底部操作(bottom handling)”)。在稱量裝置3內(nèi)，在灌裝過(guò)程之前和期間，借助布置在稱量裝置3內(nèi)的稱量傳感器30來(lái)確定容器的重量，并且按照這種方式控制灌裝過(guò)程。灌裝過(guò)程在達(dá)到所要求的灌裝重量和容器內(nèi)相應(yīng)容納預(yù)先規(guī)定量的灌裝液體后相應(yīng)結(jié)束。但稱量裝置3不僅可以布置在灌裝機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)的下部區(qū)域內(nèi)，而且也可以布置在容納處上，所要灌裝的容器借助該容納處保持在其頸部區(qū)域內(nèi)(對(duì)容器所謂的“頸部操作(neckhandling)，，)。稱量裝置3例如可以具有呈應(yīng)變測(cè)量片、壓力傳感器或基于電子動(dòng)態(tài)力補(bǔ)償?shù)姆Q量傳感器形式的稱量傳感器30。稱量裝置3通常也稱為“測(cè)壓元件”。在稱量裝置內(nèi)，稱量傳感器30以如下方式設(shè)有所要灌裝容器的容納處，即容器的重量分量完全作用于稱量傳感器30。所要灌裝的容器以及灌入容器內(nèi)的液體向稱量傳感器30相應(yīng)加載有在重力加速度的方向上作用的力分量Fg。這種稱量裝置3普遍公知。機(jī)器元件2和稱量裝置3通過(guò)至少一個(gè)促動(dòng)器4相互連接。促動(dòng)器4例如能呈伺服電動(dòng)機(jī)、石英晶體或壓電晶體的形式構(gòu)成。在圖1所示的實(shí)施例中，稱量裝置3通過(guò)兩個(gè)促動(dòng)器4與機(jī)器元件2連接，以達(dá)到懸掛的結(jié)構(gòu)上更加穩(wěn)定的目的?？梢栽O(shè)想的是稱量裝置3與機(jī)器元件2其他任意方式的連接方案。重要的僅在于稱量裝置3借助促動(dòng)器4相對(duì)于機(jī)器元件2可運(yùn)動(dòng)。促動(dòng)器4優(yōu)選提供振幅，該振幅至少大致處于通常通過(guò)機(jī)器元件2在灌裝裝置I的運(yùn)行中所實(shí)施的振動(dòng)幅度范圍內(nèi)。此外，優(yōu)選促動(dòng)器4具有低慣性，并且能以少量或沒(méi)有滯后地遵從相應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)。在機(jī)器元件2內(nèi)布置有振動(dòng)傳感器5，該振動(dòng)傳感器5測(cè)量在運(yùn)行中與頻率和振幅相關(guān)地所實(shí)施的或施加的振動(dòng)。在此，振動(dòng)傳感器5優(yōu)選以傳統(tǒng)的加速度傳感器的形式構(gòu)成。但作為振動(dòng)傳感器，在機(jī)器元件2上也可以設(shè)置具有無(wú)功質(zhì)量的第二稱量裝置。在一種變化方案中，振動(dòng)傳感器5作為光學(xué)、電磁或電容傳感器構(gòu)成，其按照光學(xué)、電磁或電容途徑來(lái)掃描機(jī)器元件2的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。設(shè)置有補(bǔ)償控制裝置6，補(bǔ)償控制裝置6用于確定補(bǔ)償由機(jī)器元件2施加的振動(dòng)的補(bǔ)償信號(hào)，并且然后向促動(dòng)器4加載所測(cè)定的補(bǔ)償信號(hào)，并且相應(yīng)對(duì)補(bǔ)償加以控制。機(jī)器元件2在灌裝裝置I的運(yùn)行期間實(shí)施振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這種振動(dòng)運(yùn)動(dòng)向機(jī)器元件2相應(yīng)施加力Fs。這種振動(dòng)運(yùn)動(dòng)在圖1中示范性地以采用附圖符號(hào)20標(biāo)注的圖線示出。從該圖線20中立即得出振動(dòng)基本上沒(méi)有固定的圖案，而是作為不相干的不同振動(dòng)的疊加存在。這一點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，因?yàn)槭┘拥綑C(jī)器元件2上的振動(dòng)一方面可以來(lái)自灌裝裝置I本身，例如通過(guò)灌裝機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)的磨耗的軸承引入，但另一方面也可以通過(guò)處于灌裝裝置遠(yuǎn)近范圍內(nèi)的其他裝置的振動(dòng)導(dǎo)入。此外，機(jī)器元件2本身通過(guò)共振會(huì)引起進(jìn)一步的振動(dòng)導(dǎo)入。通過(guò)固體聲傳遞，特別是也通過(guò)車間地面的傳遞，其他干擾影響例如通過(guò)駛過(guò)的車輛(如叉車)或由其他裝置傳遞到遠(yuǎn)距離區(qū)域內(nèi)的干擾振動(dòng)也會(huì)影響機(jī)器元件2。不希望的和干擾的振動(dòng)同樣可以通過(guò)所要灌裝的飲料容器從輸送星形件向灌裝機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)或已灌裝的飲料容器從灌裝機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)向排出星形件的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生。特別是在頸部操作(neck handling)的情況下，每當(dāng)飲料容器從第一裝置的保持夾被壓入其后面裝置的保持夾內(nèi)時(shí)或被該保持夾“奪走”時(shí)，飲料容器保持件這樣進(jìn)行振動(dòng)，使得例如稱量裝置的稱皮重或盡可能早的灌裝開(kāi)始的盡可能早的時(shí)間點(diǎn)在時(shí)間上向后推移。補(bǔ)償控制裝置6接收通過(guò)振動(dòng)傳感器5測(cè)定的振動(dòng)信號(hào)作為確定補(bǔ)償信號(hào)的基礎(chǔ)，該補(bǔ)償信號(hào)減少或完全消除傳遞到稱量裝置3上的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。于是，由補(bǔ)償控制裝置6測(cè)定的補(bǔ)償信號(hào)用于驅(qū)控促動(dòng)器4，以達(dá)到機(jī)器元件2與稱量裝置3之間機(jī)械脫開(kāi)關(guān)聯(lián)。換句話說(shuō)，通過(guò)促動(dòng)器4以如下方式達(dá)到機(jī)械上消除由機(jī)器元件2實(shí)施的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的目的，使機(jī)器元件2的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)僅削弱地傳遞到稱量裝置3上。如果促動(dòng)器4這樣得到驅(qū)控，使促動(dòng)器4實(shí)施相對(duì)于振動(dòng)以180°相移的運(yùn)動(dòng)，那么無(wú)論是頻率還是振幅，均與由機(jī)器元件2實(shí)施的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)相當(dāng)，甚至可以達(dá)到完全消除振動(dòng)的目的和完全消除振動(dòng)運(yùn)動(dòng)對(duì)稱量裝置3的影響。在一種特別簡(jiǎn)單支承的方法中，補(bǔ)償控制裝置6內(nèi)僅由振動(dòng)傳感器5測(cè)定的振動(dòng)信號(hào)被相位匹配，也就是例如以180°轉(zhuǎn)動(dòng)并直接傳送到促動(dòng)器4。例如像通過(guò)濾波或其他(數(shù)字)的信號(hào)處理可能會(huì)造成的信號(hào)延遲由此相應(yīng)不出現(xiàn)，這是因?yàn)樵谶@種簡(jiǎn)單的變化方案中絕對(duì)不需要進(jìn)行信號(hào)處理。如果促動(dòng)器4與其振幅相關(guān)地被相應(yīng)校驗(yàn)的話，則促動(dòng)器4使由振動(dòng)傳感器5測(cè)定的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)在機(jī)器元件2與稱量裝置3連接部上相位逆反。按照這種方式，由機(jī)器元件2施加到稱量裝置3上的干擾振動(dòng)即使沒(méi)有完全消除也明顯減少。因此在機(jī)器元件2至稱量裝置3之間的過(guò)渡部上主動(dòng)振動(dòng)消除。
在可選擇的實(shí)施方式中，補(bǔ)償控制裝置6這樣構(gòu)成，使補(bǔ)償控制裝置6從由振動(dòng)傳感器5所測(cè)定的振動(dòng)信號(hào)中濾出確定的圖案，該確定的圖案然后傳遞到促動(dòng)器4上。在這里特別是處于稱量裝置3的稱量信號(hào)頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)具有重要意義。這些干擾分量例如可以通過(guò)對(duì)由振動(dòng)傳感器5測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)的分析測(cè)定。為此例如提供的是借助快速傅里葉變換(FFT)進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)分析。典型的是，固有的振動(dòng)信號(hào)頻率相當(dāng)?shù)?，也就是在幾Hz的范圍內(nèi)。相應(yīng)振動(dòng)信號(hào)的分析以及對(duì)促動(dòng)器4相應(yīng)加載所測(cè)定的和逆轉(zhuǎn)的干擾信號(hào)在該范圍內(nèi)特別有效，因?yàn)樵谶@里利用稱量信號(hào)的低通濾波并不能改善對(duì)稱量信號(hào)的評(píng)估。圖2示意示出振動(dòng)傳感器5的輸出信號(hào)，其設(shè)置在灌裝裝置I的示范性機(jī)器元件2上。從圖線中立即得出，干擾頻率的重點(diǎn)處于2Hz的范圍內(nèi)。立即可以看出，由于處于2Hz范圍內(nèi)的所傳入的強(qiáng)干擾頻率，具有2Hz范圍內(nèi)起振時(shí)間的稱量裝置3的稱量信號(hào)受到強(qiáng)影響。盡管容器的動(dòng)態(tài)灌裝過(guò)程在2Hz的時(shí)窗內(nèi)、也就是約在半秒內(nèi)進(jìn)行，相應(yīng)稱量信號(hào)的評(píng)估明顯受到所傳入的干擾頻率阻礙。此外從中還立即得出，如果稱量信號(hào)處于2Hz的范圍內(nèi)，低通濾波不能產(chǎn)生所要求的結(jié)果，因?yàn)檎駝?dòng)部分借助低通濾波器在重要范圍內(nèi)不能被濾出，盡管該稱量信號(hào)也未受影響。但稱量裝置3借助促動(dòng)器4與機(jī)器元件2的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)盡可能機(jī)械上的脫開(kāi)關(guān)聯(lián)在這里可以使由稱量裝置3輸出的稱量信號(hào)得到更準(zhǔn)確的測(cè)量并因此得到更準(zhǔn)確的評(píng)估。本發(fā)明圖1所示的實(shí)施方式例如可以使圖2所示的振動(dòng)斷面以及特別是通過(guò)振動(dòng)傳感器5測(cè)得的低頻振動(dòng)這樣傳入相應(yīng)的促動(dòng)器4內(nèi)，使例如通過(guò)機(jī)器元件2產(chǎn)生的這種振動(dòng)不被繼續(xù)傳遞到各自的稱量裝置3上或稱量傳感器30上。為避免對(duì)促動(dòng)器4過(guò)度要求和相應(yīng)地避免促動(dòng)器4過(guò)熱，也可以僅將所找出的頻率通過(guò)促動(dòng)器4傳入。特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，借助與相當(dāng)高的極限頻率協(xié)調(diào)的低通濾波器和相應(yīng)僅使信號(hào)渡越時(shí)間延遲很小的高頻部分不施加到促動(dòng)器上。一種選擇方案在于，借助快速傅里葉變換(FFT)相應(yīng)這樣分析由振動(dòng)傳感器5提供的振動(dòng)信號(hào)，使最強(qiáng)的干擾頻率得到確定并將其相對(duì)于原始的振動(dòng)信號(hào)以180°相移施加到促動(dòng)器4上。相應(yīng)地，例如稱量裝置3的立足點(diǎn)上導(dǎo)入與由機(jī)器元件2導(dǎo)入的干擾信號(hào)反作用的機(jī)械振動(dòng)。相應(yīng)地稱量裝置3主動(dòng)通過(guò)促動(dòng)器4與機(jī)器元件2并因此與整個(gè)灌裝裝置(例如灌裝機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán))脫開(kāi)關(guān)聯(lián)。布置在稱量裝置3立足點(diǎn)上的促動(dòng)器4優(yōu)選是壓電振蕩器。振動(dòng)傳感器5或加速度傳感器同樣可以構(gòu)造為壓電加速度傳感器。于是，所記錄的干擾信號(hào)或通過(guò)振動(dòng)傳感器5接收的振動(dòng)信號(hào)利用FFT分析分解成其頻譜并發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)的干擾頻率。因?yàn)檫@些干擾通常周期性出現(xiàn)，所以壓電振蕩器形式的促動(dòng)器4在這時(shí)可以被施加含有相對(duì)于稱量信號(hào)以180°相移頻率的信號(hào)并相應(yīng)地補(bǔ)償干擾頻率。在此，補(bǔ)償控制裝置6承擔(dān)讀入以及處理和分析干擾信號(hào)的功能，并且為壓電振蕩器提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。只要可以使用，單個(gè)實(shí)施例中所介紹的所有單項(xiàng)特征就可以相互組合和/或交換，而不偏離本發(fā)明的范圍。附圖標(biāo)記列表
I灌裝裝置2機(jī)器元件20振動(dòng)信號(hào)的示意圖3稱量裝置30稱量傳感器4促動(dòng)器5振動(dòng)傳感器6補(bǔ)償控制裝置
權(quán)利要求
1.灌裝裝置(1)，用于灌裝容器，優(yōu)選用于灌裝飲料容器，如玻璃容器、塑料容器、罐和/或紙盒，其中，所述灌裝裝置具有至少一個(gè)機(jī)器元件(2 )，在所述機(jī)器元件(2 )上設(shè)置有用于稱量容器的稱量裝置(3 )，其特征在于，所述稱量裝置(3 )與所述機(jī)器元件(2 )通過(guò)用于施加進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械振動(dòng)的促動(dòng)器(4 )連接。
2.按權(quán)利要求1所述的灌裝裝置(1)，其特征在于，設(shè)置有用于測(cè)量由所述機(jī)器元件(2)實(shí)施的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)傳感器(5)，其中，所述振動(dòng)傳感器(5)優(yōu)選布置在所述機(jī)器元件(2)上。
3.按權(quán)利要求1或2所述的灌裝裝置(I)，其特征在于，設(shè)置有補(bǔ)償控制裝置(6)，所述補(bǔ) 償控制裝置(6 )對(duì)所述促動(dòng)器(4 )施加補(bǔ)償信號(hào)，所述補(bǔ)償信號(hào)減少?gòu)乃鰴C(jī)器元件(2 )傳遞到所述稱量裝置(3)上的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
4.按權(quán)利要求3所述的灌裝裝置(1)，其特征在于，所述補(bǔ)償控制裝置(6)將由所述機(jī)器元件(2)實(shí)施的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的由振動(dòng)傳感器(5)測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)作為確定補(bǔ)償信號(hào)的基礎(chǔ)。
5.按權(quán)利要求4所述的灌裝裝置(I)，其特征在于，所述補(bǔ)償控制裝置(6)設(shè)立用于將優(yōu)選以180°相移地改變的相位的振動(dòng)信號(hào)作為補(bǔ)償信號(hào)使用。
6.按權(quán)利要求3至5之一所述的灌裝裝置(I)，其特征在于，所述補(bǔ)償控制裝置(6)設(shè)立用于優(yōu)選借助FFT分析、與存在的干擾頻率相關(guān)地分析所述振動(dòng)信號(hào)，并且在所分析的干擾頻率基礎(chǔ)上來(lái)確定補(bǔ)償信號(hào)。
7.按權(quán)利要求3至6之一所述的灌裝裝置(1)，其特征在于，所述補(bǔ)償控制裝置(6)以如下方式包括低通濾波器，即所述振動(dòng)信號(hào)和/或所述補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)過(guò)所述低通濾波器。
8.按權(quán)利要求3至7之一所述的灌裝裝置(I)，其特征在于，所述補(bǔ)償控制裝置(6)與所述補(bǔ)償信號(hào)的相位、所述補(bǔ)償信號(hào)的頻率及所述補(bǔ)償信號(hào)的振幅相關(guān)地、與由所述機(jī)器元件(2)實(shí)施的振動(dòng)圖案逆反地確定所述補(bǔ)償信號(hào)。
9.用于利用灌裝裝置(I)灌裝容器的方法，所述方法優(yōu)選用于灌裝飲料容器，如玻璃容器、塑料容器、罐和/或紙盒，其中，所述灌裝裝置(I)包括至少一個(gè)機(jī)器元件(2)以及用于稱量容器的布置在所述機(jī)器元件(2)上的稱量裝置(3)，其特征在于，在所述機(jī)器元件(2)與所述稱量裝置(3)之間導(dǎo)入用于振動(dòng)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械振動(dòng)。
10.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，對(duì)所述機(jī)器元件(2)的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，并且在所測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)基礎(chǔ)上來(lái)確定補(bǔ)償信號(hào)，所述補(bǔ)償信號(hào)作為機(jī)械振動(dòng)在所述機(jī)器元件(2 )與所述稱量裝置(3 )之間導(dǎo)入，以便減少?gòu)乃鰴C(jī)器元件(2 )傳遞到所述稱量裝置(3)上的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
11.按權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，優(yōu)選以180°相移地改變的相位的振動(dòng)信號(hào)作為補(bǔ)償信號(hào)使用。
12.按權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，優(yōu)選借助FFT分析、與存在的干擾頻率相關(guān)地分析所述振動(dòng)信號(hào)，并且在所分析的干擾頻率基礎(chǔ)上來(lái)確定所述補(bǔ)償信號(hào)。
13.按權(quán)利要求10至12之一所述的方法，其特征在于，所述振動(dòng)信號(hào)和/或所述補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器。
14.按權(quán)利要求10至13之一所述的方法，其特征在于，與所述補(bǔ)償信號(hào)的相位、所述補(bǔ)償信號(hào)的頻率及所述補(bǔ)償信號(hào)的振幅相關(guān)地、與由所述機(jī)器元件(2)實(shí)施的振動(dòng)圖案逆反地確定所 述補(bǔ)償信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于灌裝容器的灌裝裝置及方法，優(yōu)選用于灌裝飲料容器(如玻璃容器、塑料容器、罐和/或紙盒)，其中，灌裝裝置具有至少一個(gè)機(jī)器元件(2)，在機(jī)器元件(2)上設(shè)置有用于測(cè)量容器重量的稱量裝置(3)。稱量裝置(3)與機(jī)器元件(2)通過(guò)用于施加進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械振動(dòng)的促動(dòng)器(4)連接。在根據(jù)本發(fā)明的灌裝裝置及方法中減少了干擾量的影響。
文檔編號(hào)B67C3/22GK103030088SQ20121036928
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者弗洛里安·安格雷爾 申請(qǐng)人:克羅內(nèi)斯股份公司