Hallo zusammen, ich plane mit einem Kumpel zusammen eine Abfüllanlage von Bier - nun schon der zweite Versuche, da wir den ersten leider Abbrechen mussten, weil er zu nichts geführt hat, naja so ist das bei der Marke Eigenbau.
Wir stecken uns beim zweiten Versuch nicht das Ziel, dass die Anlage komplett automatisch abläuft mit Förderbänder (kommt dann in V3 :D). Ziel ist folgendes: man stellt manuell 4 leere Flaschen an die gleiche Position und stößt den Abfüllprozess über ein Knopfdruck an. Das Abfüllen geschieht mithilfe dieser Abfüller nach folgendem Prozess: Am Abfüller ist sowohl Gas als auch Bier angeschlossen (oberes Ventil). Das untere Ventil ist für den Ausfluss der Luft und ist zu Beginn geschlossen. Nachdem der Abfüller luftdicht auf die Flasche gedrückt wird, wird zuerst der Gashahn geöffnet, sodass im Fass und Flasche der gleiche Druck ist. Dann wird auf Bier gestellt - da der untere Hahn aber noch zu ist, kann keine Luft entweichen und noch kein Bier fließt ein. Erst bei langsamer Öffnung des unteren Ventils fließt das Bier in die Flasche.
Wir steuern beide Ventile über starke Servos und bewegen die Abfüller mittels Linearantrieb. Wir haben also eine Grundplatte wo vier dieser Abfüller befestigt sind. sieht ungefähr so aus:
Wir haben diese Platte mittlerweile so umgebaut, dass die Servos sich nicht mehr gegenseitig blockieren sondern jeder mit der Grundplatte verbunden ist.
Grundsätzlich soll das ganze dann so aussehen: Der Linearantrieb auf dem Bild steht dann senkrecht hinter den flaschen, sodass die Grundplatte mit den Abfüller hoch und runter fahren kann.
Jetzt haben wir allerdings folgende Herausforderungen: A: Bestimmung der Füllmenge: Bisher hatten wir einfach über eine Zeitmessung bestimmt wieviel Bier in die Flasche fließt. Das Problem ist allerdings dass die Servos manchmal einen kurzen Versatz haben - vor allem wenn man alle 4 gleichzeitig ansteuert. Besser wäre das natürlich über einen Sensor. Unsere Ideen bisher:
Waage unter der Flaschen. Jedoch müsste man diese Nullen sobald der Abfüller auf die Flasche presst und diese dadurch nach unten drückt. Hierbei könnte es aber Verzerrung durch den Druckausgleich geben, wenn Luft dann aus der Flasche entweicht.
Durchflusssensor: die Sensoren wo wir hier kennen arbeiten mit kleinen "Propellern", was das Bier aufschäumen würde
irgendwie ein Sensor, der zwar durch "leeres" Glas geht aber nicht Wasser/Bier - könnte ein Problem mit Schaum geben
B: Durch den Druck hängen die Flaschen oft nach dem Abfüllen noch am Abfüller fest und fahren mit hoch: Einzige Idee die wir hatten, dass man immer noch bequem leere/volle Flaschen austauschen kann ist eine Blockade die man immer mit runter klappen muss und welche die Flaschen fixiert.
C: Automatische Erkennung der Anzahl an Flaschen: Wenn z.b. nur 3 Flaschen eingestellt sind sollen natürlich auch nur die entsprechenden Abfüller gesteuert werden. Ultraschall/laser Sensor vor jede Flasche? Oder unten drunter?
Ich weiß für Außenstehende ist alles vielleicht etwas schwer vorzustellen. Leider kann ich keine technische Zeichnung o.ä. anfertigen. Nächste Woche könnte ich noch mehr Bilder machen aber vielleicht hat jemand ja schon jetzt Ideen, Tipps und Tricks um uns zu helfen:)
Hallo
Punkt A. und Punkt C. kannst du mit einer Waage messen.
Anzahl der Flaschen=
(int) Gesamtgewicht*Fehlerfaktor/Gewicht einer Flasche
und
Füllmenge = Füllmenge + Gewichtszunahme in Gramm (in ml ?)
Ich wünsche einen geschmeidigen Tag und viel Spass beim Programmieren in C++.
Danke für deine Antwort. Eventuell wollen wir da ganze noch automatisieren und ein Förderband einbauen, d.h. die Flaschen fahren dann einfach von links nach rechts auf einem Band - dann könnte das mit der Waage ein Problem werden. Es seitden man klemmtn die Wagen unter das Band und dadurch dass die Flaschen ja eh von den Abfüllern runtergedrückt werden könnte es gehen. Punkt C wird dann allerdings schwierig
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mfg ein Moderator.
Da bin ich mir nicht sicher. Der "Propeller" läuft ja einfach mit der Strömung, und da er schwimmt, dreht er sich praktisch reibungslos. Ich würde das mal testen.
In der Badewanne kamen mir einige Gedanken zu dem Problem.
Die Flaschen müssen ziemlich exakt und aufrecht positioniert werden, damit das Füllrohr richtig einfädeln kann.
Wenn das Füllrohr dicht aufsitzt dann fällt Wiegen für den Füllstand aus. Aber mit dem Überdruck in der Flasche sollte es doch möglich sein, den Stopfen rauszukriegen?
Wenn das Bier elektrisch leitet kann man am Stopfen Kontakte zur Füllstandsmessung anbringen. Sonst eben was anderes.
Vielleicht kann man bis Oberkante der Bierflasche füllen, beim Herausziehen des Füllrohrs sinkt der Pegel ja wieder um eine definierte Menge.
Aber was ist mit dem Bier im Füllrohr? Wird das noch in die Flasche geblasen, oder tropft raus, oder bleibt im Rohr und wird in die nächste Flasche geblasen (als Schaum?)?
Eine Kolbenpumpe fällt vermutlich aus Hygienegründen aus?
Ganz andere Idee: Ein Meßgefäß unten im Bierfaß wird mit Bier gefüllt, dann verschlossen und das Bier in die Flasche ausgeblasen. Oder das Meßgefäß hängt zwischen Faß und Flasche, mit Hin- und Rückleitung für Bier und Luft zurück ins Faß, beide Leitungen werden dann geschlossen und das Bier wie gehabt in die Flasche geblasen.
Deine Überlegungen haben einen Haken.
Bier ist nicht Wassser (hoffentlich).
Bier hat Kohlensäure und die gast aus wenn das Bier bewegt wird. Eine Druckerhöhung geschied nicht nur durch Verdrängen der Luft durch das Bier sondern kommt auch aus dem Bier selbst.
Kann man die Füllhöhe nicht mittels Lichtschranke detektieren.
Ob das eventuell auch mit einer Peristaltikpumpe/Schlauchpumpe funktionieren würde? Keine Ahnung wie dicht die bei Druck im System hält, aber die würde wenigstens schön dosieren.
Peristaltikpumpen halten keine großen Druck aus, Die federnd gelagerten Rollen, die den Schlauch zusammendrücken können keinen großen Druck aushalten. Kann aber keinen genauen Wert nennen, würde aber einige Bar erwarten (kann mich aber auch irren).
Für den Saugnapf bräuchte man eine Pumpe richtig?
Mit Hinblick darauf, dass wir eventuell die Unterseite der Konstruktion mit einem Förderband ersetzen, d.h. die Flaschen fahren automatisch von links nach rechts, könnte das mit den Saugnäpfen schwer werden. Sonst natürlich eine gute Idee
Ja genau, das ist mit die Schwierigkeit, weshalb wir nun bei der V2 angelangt sind. Mit nur vier Flaschen sollte das aber gehen.
Da bräuchte man schon ordentlich Druck damit der Stopfen aus der Flasche kommt und vermutlich schäumt es dann ganz schön
Problem ist dass der Stopfen ja luftdicht die Falsche abschließen muss, d.h. sobald man Sensoren anbringt müssten diese auch aus der Flasche raus mit einem Kabel
Das Bier im Füllrohr tropft am Ende aus, dann man alle Ventile schließt
Ja na klar- kleine Vakuumpumpe und Unterdrucksensor mit einem T-Stück angebunden. Saugnapf dran und schon ist der Grundstock geschafft.
Das macht nichts.
Es gibt Stahlgurtbänder, die auf Gitterbasis arbeiten. Aber ich würde im Bereich der Abfülleinheit eine Wanne aus Edelstahlstäben bauen.
Such mal nach Gitterrinne im Elektrofachhandel.
Die Flaschen "laufen" dann auf Stahlstäben und haben noch eine seitliche Brüstung.
Davor und dahinter die Förderanlage.
Das ganze wird dann einfach nur durchgeschoben.
Die Flaschen auf ein Förderband (rot) und links und rechts durch die Alu-Profile führen. An der richtigen Position ein Schieber (blau) wo die Flaschen gegen fahren. Die Flaschen positionieren sich von allein, weil sie an dem Schieber stoppen und das Förderband weiter läuft. Sind 4 Flaschen in Position, Förderband aus und das Befüllen starten. Die Flaschen oben an einer engeren Stelle am Hals zusätzlich führen, damit sie nach dem Befüllen nicht mit nach oben können. An der oberen Führung könnten dann auch die Füllstandssensoren befestigt werden.
Um den Füllstand zu kontrollieren würde ich es zuerst mit einem kapazitiven Sensor versuchen. Ich kontrolliere mit so einem den min. Füllstand in meiner Mindermengenschmieranlage durch eine 4mm Wandung. Könnte mir vorstellen das die erst auf den Füllstand reagieren und nicht auf den Schaum.
Sind die Flaschen gefüllt, Förderband an und Schieber auf. So werden auch gleich die nächsten Flaschen zugeführt. Wann man den Schieber wieder zu macht, dafür könnte man ja den Laufweg des Förderbandes an der Antriebswelle messen (alternativ Steppermotor/Servoantirieb), oder eine Zeitliche Funktion. Ersteres wäre sicherer und nicht davon abhängig, daß das Förderband eine konstante Geschwindigkeit hat.
Das einzige was dabei vielleicht ein Manko sein könnte, wäre die Toleranzen der Flaschen. Sollte der Durchmesser der Flaschen zu sehr variieren, würde ich mit 4 Schiebern arbeiten, also jede Flasche gegen einen extra Schieber fahren, um genauer zu positionieren. Damit die Schieber sich gut zwischen die Flaschen schieben, kann man sie ja an der Spitze zum Keil machen, also anschrägen. Bewegen würde ich die Schieber pneumatisch. Auch das heben und Senken der Befüller würde ich pneumatisch machen. Wenn du jeden Befüller an einen extra pneumatischen Schieber hängst, kannst du auch sicherstellen, daß auf jede Flasche mit dem selben Auflagedruck gedrückt wird. Weiß nicht in wie weit das nötig ist, kenne wie gesagt die Toleranzen der Flaschen nicht.
Achso, fast vergessen. Die Sensoren (grün) sollten leicht außerhalb der Mitte sein, um sicherzustellen das sie nicht auf den Befüller reagieren.
@darkangel7866 wow! Danke für deine ausführliche Beschreibung und Ideen.
Das klingt nicht schlecht und könnte funktionieren. Allerdings wollten wir zu Beginn auf ein förderband verzichten wegen den Kosten (oder kennst du zufällig etwas billiges?) Dann müsste man manuell eben die Flaschen seitlich einführen das würde vermutlich auch gehen.
Hast du einen Link zu einem
kapazitiven Sensor? Weiß nicht genau was du meinst.
Kennst du auch ein Bautteil was diesen Schieber realisieren könnte oder einfach mit einem Servo selber bauen?
