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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit
zumindest zwei flüssigen oder
pastösen
Produkten, wobei ein erstes Produkt aus einer ersten Produktkammer
durch mehrere erste Düsen
und ein zweites Produkt aus einer zweiten Produktkammer durch zumindest
eine zweite Düse gleichzeitig
unter Druck in den Behälter
eingefüllt werden.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befüllen eines
Behälters
mit zumindest zwei flüssigen
oder pastösen
Produkten, wobei ein erstes Produkt aus einer ersten Produktkammer
und ein zweites Produkt aus einer zweiten Produktkammer durch zumindest
eine Düse
unter Druck in den Behälter
eingefüllt
werden.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung eine Füllvorrichtung zum Befüllen eines
Behälters
mit zumindest zwei flüssigen
oder pastösen
Produkten, wobei ein erstes Produkt aus einer ersten Produktkammer durch
mehrere erste Düsen
und ein zweites Produkt aus einer zweiten Produktkammer durch zumindest eine
zweite Düse
unter Druck in den Behälter
einfüllbar
sind, und wobei die erste Düse
eine steuerbare Absperrvorrichtung aufweist, mittels der jede erste Düse wahlweise
freigebbar oder verschließbar
ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Füllvorrichtung zum Befüllen eines
Behälters
mit zumindest zwei flüssigen
oder pastösen
Produkten, wobei ein erstes Produkt aus einer ersten Produktkammer
und ein zweites Produkt aus einer zweiten Produktkammer durch zumindest
eine Düse
unter Druck in den Behälter
einfüllbar
ist.
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Insbesondere
in der Lebensmittelindustrie ist es bekannt (
DE 197 35 621 A1 ) zwei
flüssige
oder pastöse
Produkte, beispielsweise Schokoladenpudding und Vanillepudding,
in einen gemeinsamen Behälter,
insbesondere einen Kunststoffbecher, einzufüllen. Diese Produkte werden
jeweils über
separate Produktleitungen einem Füllkopf, d.h. einem sogenannten
Doseur, zugeführt
und stehen dort in einer ersten Produktkammer bzw. einer zweiten
Produktkammer an. Für
das erste Produkt und das zweite Produkt sind separate Düsen vorgesehen,
denen jeweils ein als Verschlussorgan ausgebildeter Stempel zugeordnet
ist. Beim Befüllen
des Behälters
werden die beiden Produkte durch die jeweiligen Düsen gleichzeitig
in den Behälter
eingefüllt,
so dass sie in diesem nebeneinander angeordnet sind. Wenn der Behälter während des
Einfüllens
zusätzlich
gedreht wird, sind die Produkte in dem befüllten Behälter spiralförmig verdreht,
jedoch immer noch nebeneinander angeordnet. Alternativ ist es auch
bekannt, zwei flüssige
oder pastöse
Produkte nacheinander in den Behälter
einzufüllen,
so dass sie in diesem übereinander
liegen.
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Bei
einigen Anwendern besteht der Wunsch, das zweite Produkt in Form
von großvolumigen
Flecken oder in Form von Produkt-Inseln unregelmäßig in dem ersten Produkt anzuordnen.
Eine derartige Fleckenfüllung
ist gemäß der
DE 197 35 421 A1 nicht vorgesehen
und auch nicht möglich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befüllen eines
Behälters
mit zumindest zwei flüssigen
oder pastösen
Produkten beschaffen, mit dem eine Fleckenfüllung zuverlässig und
in einfacher Weise zu erzielen ist. Darüber hinaus soll eine Füllvorrichtung
geschaffen werden, mit der sich das Verfahren in konstruktiv einfacher
Weise umsetzen lässt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer
ersten verfahrenstechnischen Ausgestaltung dadurch gelöst, dass
die ersten Düsen
in zumindest zwei Düsengruppen
aufgeteilt sind und dass das Produkt abwechselnd durch die ersten
Düsen der
einen Düsengruppe
und durch die ersten Düsen
der anderen Düsengruppe
in den Behälter
eingefüllt
werden. Auf diese Weise ist erreicht, dass das erste Produkt durch
jede erste Düse
diskontinuierlich abgegeben wird, jedoch erfolgt eine stetige Zuführung des
ersten Produktes in den Behälter,
wobei das erste Produkt jedoch mittels unterschiedlicher Düsen in unterschiedlichen
Bereichen des Behälters
abgegeben wird. Da gleichzeitig auch das zweite Produkt in den Behälter eingefüllt wird,
ergibt sich ein Fleckenmuster bzw. die oben genannte Fleckenfüllung, ohne dass
es einer Drehung des Behälters
bedarf.
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In
einer möglichen
Ausgestaltung des Verfahrens sind vier erste Düsen vorgesehen, wobei jede
Düsengruppe
zwei Düsen
umfasst. Zunächst wird
das erste Produkt durch die beiden ersten Düsen der einen Düsengruppe
abgegeben. Dann wird auf die beiden ersten Düsen der anderen Düsengruppe
gewechselt, wobei vorzugsweise die Verbindung zwischen der ersten
Produktkammer und den ersten Düsen
der einen Düsengruppe
vollständig
unterbrochen wird, wodurch insbesondere ein Nachtropfen des ersten
Produktes verhindert ist. Da die ersten Düsen an verschiedenen Orten
innerhalb des Behälters
ange ordnet sind, wird das erste Produkt in Form großvolumiger,
im Behälter
verteilter Flecken abgefüllt.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass während der
Befüllung
des Behälters
zumindest zweimal, vorzugsweise zumindest dreimal zwischen den ersten
Düsen der
beiden Düsengruppen
hin- und hergewechselt wird, wodurch sich ein ausgeprägtes Fleckenmuster
ergibt.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass während der
Befüllung
des Behälters
immer zumindest eine der ersten Düse mit der ersten Produktkammer
in Verbindung steht. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass sich in der
ersten Produktkammer aufgrund des nachgeförderten ersten Produktes kein übermäßiger Überdruck
aufbauen kann, der zu einer Beeinträchtigung oder einer Beschädigung der Füllvorrichtung
führen
könnte.
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Das
zweite Produkt kann mittels der zumindest einen zweiten Düse kontinuierlich
oder diskontinuierlich zugeführt
werden. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass mehrere zweite Düsen
vorgesehen sind, die in zumindest zwei Düsengruppe aufgeteilt sind,
und dass das zweite Produkt abwechselnd durch die zweiten Düsen der einen
Düsengruppe
und durch die zweiten Düsen
der anderen Düsengruppe
in den Behälter
eingefüllt
werden. Somit wird auch das zweite Produkt in Form großvolumiger
Flecken an unterschiedlichen Orten in den Behälter eingefüllt, so dass sich insgesamt
eine Überlagerung
von Flecken aus dem ersten Produkt und von Flecken aus dem zweiten
Produkt ergibt.
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Auch
hierbei kann vorgesehen sein, dass die Verbindung zwischen der zweiten
Produktkammer und den zweiten Düsen
der einen Düsengruppe
vollständig
unterbrochen wird, wenn das zweite Produkt durch die zweiten Düsen der
anderen Düsengruppe in
den Behälter
eingefüllt
wird.
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Während der
Befüllung
des Behälters
sollte zumindest zweimal, vorzugsweise zumindest dreimal zwischen
den zweiten Düsen
der beiden Düsengruppen
hin- und hergewechselt werden, wobei die Wechselfrequenz für die ersten
Düsen und
die zweiten Düsen
gleich sein sollte.
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Auch
für die
zweiten Düsen
sollte vorgesehen sein, dass während
der Befüllung
des Behälters immer
zumindest eine der zweiten Düsen
mit der zweiten Produktkammer in Verbindung steht, um das Entstehen
eines übermäßigen Überdrucks
in der zweiten Produktkammer zuverlässig zu vermeiden.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zusätzlich ein
drittes Produkt mittels zumindest einer dritten Düse insbesondere
kontinuierlich in den Behälter
eingefüllt
wird. Auf diese Weise lässt
sich eine Produkt-Konfiguration
in dem Behälter erreichen,
bei der Flecken des ersten Produktes und Flecken des zweiten Produktes
in das dritte Produkt eingelagert sind.
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In
einer alternativen verfahrenstechnischen Ausgestaltung der Erfindung
wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Düse abwechselnd mit
der ersten Produktkammer und der zweiten Produktkammer verbunden
wird.
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Bei
der oben erläuterten
Ausgestaltung war von der Überlegung
ausgegangen worden, das erste Produkt über mehrere erste Düsen auszubringen, zwischen
denen jedoch hin- und hergewechselt wird, um für jede Düse eine diskontinuierliche
Abgabe des ersten Produktes zu erreichen. Bei der nunmehr beschriebenen
alternativen Ausgestaltung wird die Düse bzw. jede Düse nacheinander
von dem ersten und dem zweiten Produkt durchströmt. Dies wird dadurch erreicht,
dass die Düse
abwechselnd mit der ersten Produktkammer und der zweiten Produktkammer
verbunden wird. Insbesondere können
mehrere Düsen
vorgesehen sein, von denen eine Teilanzahl mit der ersten Produktkammer
verbunden ist, während
gleichzeitig eine andere Teilanzahl und insbesondere die verbleibende
Teilanzahl der Düsen
mit der zweiten Produktkammer verbunden ist. Während der Befüllung eines
Behälters
sollte die Düse
zumindest zweimal, vorzugsweise mindestens dreimal abwechselnd mit
der ersten Produktkammer und der zweiten Produktkammer verbunden
werden.
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In
vorrichtungstechnischer Hinsicht wird die oben genannte Aufgabe
in einer ersten Ausgestaltung einer Füllvorrichtung dadurch gelöst, dass
die steuerbare Absperrvorrichtung so gesteuert ist, dass immer nur
eine Teilanzahl der ersten Düsen
gleichzeitig freigegeben ist und die restliche Teilanzahl der ersten
Düsen verschlossen
ist.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die Absperrvorrichtung ein dreh- oder schwenkbar
gelagertes, angetriebenes Steuerteil mit mehreren ersten Durchgangsbohrungen
ist, durch die das erste Produkt aus der ersten Produktkammer zu
den ersten Düsen
gelangen kann. Wenn die Anzahl der ersten Durchgangsbohrungen des
Steuerteils geringer als die Anzahl der Düsen ist, kann in konstruktiv
einfacher Weise gewährleistet
werden, dass immer nur eine Teilanzahl der ersten Düsen freigegeben
ist und somit das erste Produkt abgeben kann, während die verbleibende Teilanzahl
der ersten Düsen
durch das Steuerteil verschlossen ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Durchgangsbohrungen
des Steuerteils so dimensioniert und angeordnet sind, dass in jeder Drehstellung
des Steuerteils zumindest eine der ersten Düsen mit der ersten Produktkam mer
verbunden ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich in
der ersten Produktkammer kein übermäßiger Überdruck aufbauen
kann.
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Alternativ
oder zusätzlich
dazu kann vorgesehen sein, dass das Steuerteil in eine Sperrstellung bringbar
ist, in der alle ersten Düsen
verschlossen sind. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Befüllen des
Behälters
abgeschlossen ist, so dass ein Nachtropfen des ersten Produktes
verhindert wird.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere
zweite Düsen
vorhanden sind, die eine steuerbare Absperrvorrichtung aufweisen,
mittels der jede zweite Düse
wahlweise freigebbar oder verschließbar ist, wobei die Absperrvorrichtung
so gesteuert ist, dass immer nur eine Teilanzahl der zweiten Düsen gleichzeitig
freigegeben ist und die restliche Teilanzahl der zweiten Düsen verschlossen
ist. Auch für
die zweiten Düsen
kann die Absperrvorrichtung ein dreh- oder schwenkbar gelagertes,
angetriebenes Steuerteil mit mehreren zweiten Durchgangsbohrungen
sein, durch die das zweite Produkt aus der zweiten Produktkammer
zu den zweiten Düsen
gelangen kann. Auch hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die
Anzahl der zweiten Durchgangsbohrungen des Steuerteils geringer
als die Anzahl der zweiten Düsen
ist.
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Die
zweiten Durchgangsbohrungen des Steuerteils können so dimensioniert und angeordnet sein,
dass in jeder Drehstellung des Steuerteils zumindest eine der zweiten
Düsen mit
der zweiten Produktkammer verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich dazu
kann vorgesehen sein, dass das Steuerteil in eine Sperrstellung
gebracht werden kann, in der alle zweiten Düsen verschlossen sind.
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Eine
besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn die ersten Durchgangsbohrungen
und die zweiten Durchgangsbohrungen an einem gemeinsamen Steuerteil
ausgebildet sind, bei dem es sich beispielsweise um eine Steuerscheibe
handeln kann, die zwischen einem Ausgang der ersten Produktkammer
und den ersten Düsen
und/oder zwischen einem Ausgang der zweiten Produktkammer und den zweiten
Düsen sitzt.
Dabei kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass
die Produktkammern konzentrisch angeordnet sind.
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Um
eine annähernd
gleiche Abgabeposition für
das erste Produkt und das zweite Produkt innerhalb des Behälters zu
erreichen, kann vorgesehen sein, dass jede erste Düse koaxial
zu einer der zweiten Düsen
angeordnet ist.
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Um
zusätzlich
auch ein drittes Produkt in den Behälter einfüllen zu können, kann zusätzlich eine dritte
Düse vorgesehen
sein. Die Zuführung
des dritten Produktes in den Behälter
kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen.
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In
einer weiteren vorrichtungstechnischen Ausgestaltung der Erfindung
zur Lösung
der oben genannten Aufgabe ist vorgesehen, dass die Absperrvorrichtung
so gesteuert ist, dass die Düse
abwechselnd mit der ersten Produktkammer und der zweiten Produktkammer
verbunden ist, d.h. nacheinander von dem ersten Produkt und dem
zweiten Produkt durchströmt
wird.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Düsen vorgesehen, von denen eine
Teilanzahl und vorzugsweise die halbe Anzahl mit der ersten Produktkammer
verbunden ist, während
gleichzeitig eine andere Teilanzahl der Düsen und vorzugsweise die andere
halbe Anzahl mit der zweiten Produktkammer verbunden ist.
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Das
Umschalten der Verbindung der Düse zwischen
der ersten Produktkammer und der zweiten Produktkammer geschieht
mittels der Absperrvorrichtung, bei der es sich insbesondere um
eine dreh- oder schwenkbar gelagerte, angetriebene Steuerhülse handeln
kann, die zumindest eine erste Durchgangsbohrung, durch die das
erste Produkt aus der ersten Produktkammer zu der Düse gelangen
kann, und zumindest eine zweite Durchgangsbohrung aufweist, durch
die das zweite Produkt aus der zweiten Produktkammer zu der Düse gelangen
kann.
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
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1 einen
Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Füllvorrichtung gemäß einer
ersten Ausgestaltung,
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2 den
Schnitt II-II in 1,
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3 den
Schnitt III-III in 1,
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4 eine
perspektivische Unteransicht einer Steuerwelle der Füllvorrichtung
gemäß 1,
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5 einen
Vertikalschnitt durch eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Füllvorrichtung,
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6 den
Schnitt VI-VI in 5,
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7 den
Schnitt VII-VII in 5,
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8 einen
Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füllvorrichtung,
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9 den
Schnitt IX-IX in 8,
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10 Den
Schnitt X-X in 8,
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11 einen
Vertikalschnitt durch eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Füllvorrichtung
und
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12 den
Schnitt XII-XII in 11.
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Die 1 bis 4 zeigen
eine erste Ausgestaltung einer Füllvorrichtung 10,
die eine gestellfeste Tragplatte 11 umfasst, auf der ein
Lagerblock 12 angeordnet ist. In dem Lagerblock 12 ist
eine erste Ringkammer 13 vorgesehen, die über eine
Bohrung 14 mit einer Zuführleitung 15 verbunden
ist, durch die ein erstes flüssiges
oder pastöses
Produkt P1 der ersten Ringkammer 13 zugeführt werden
kann, wie es durch den Pfeil P1 angedeutet
ist.
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Räumlich getrennt
von der ersten Ringkammer 13 ist in dem Lagerblock 12 eine
zweite Ringkammer 16 ausgebildet, die über eine Bohrung 17 mit einer
Zuführleitung 18 für ein zweites
flüssiges
oder pastöses
Produkt P2 verbunden ist, das unter Druck in
die zweite Ringkammer 16 einführbar ist, wie es durch den
Pfeil P2 angedeutet ist.
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Der
Lagerblock 12 ist von einer drehbar gelagerten Steuerwelle 19 durchdrungen,
die auf der Oberseite des Lagerblocks 12 über ein
Halteteil 28 mit einem Zahnrad 37 ver bunden ist,
das in nicht dargestellter Weise drehangetrieben ist. Über die
Drehung des Zahnrads 37 kann die Steuerwelle 19 in Drehung
versetzt werden.
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Die
Steuerwelle 19 steht auf der unteren, dem Zahnrad 37 abgewandten
Seite des Lagerblocks 12 aus diesem hervor und ist in ihrem
unteren Abschnitt hohl ausgebildet. Darüber hinaus besitzt sie in Höhe der zweiten
Ringkammer 16 eine Einlassöffnung 21, so dass
das zweite Produkt P2 in jeder Drehstellung
der Steuerwelle 19 durch die Einlassöffnung 21 in den eine
zweite Produktkammer 25 bildenden Innenraum der Steuerwelle 19 einfließen kann.
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Die
innerhalb der Steuerwelle 19 gebildete zweite Produktkammer 25 ist
am unteren axialen Ende der Steuerwelle 19 durch eine kreisförmige Steuerscheibe 27 begrenzt,
die unter Bildung eines umlaufenden Kragens radial über die
Steuerwelle 19 hervorsteht (s. 4).
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Die
Steuerwelle 19 ist im Bereich der in ihrem Inneren ausgebildeten
zweiten Produktkammer 25 mit Abstand von einer Wandungshülse 24 umgeben.
Zwischen der Innenseite der Wandungshülse 24 und der Außenseite
der Steuerwelle 19 ist auf diese Weise eine erste Produktkammer 20 gebildet,
die direkt mit der ersten Ringkammer 13 in Verbindung steht.
Die erste Produktkammer 20 ist an ihrer Unterseite durch
den umlaufenden Kragen der Steuerscheibe 27 begrenzt. Auf
diese Weise sind die beiden Produktkammern 20, 25 konzentrisch
angeordnet.
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Unmittelbar
unterhalb der Steuerscheibe 27 ist ein Düsenkopf 29 angeordnet,
der in seinem radial inneren Bereich vier Düsenöffnungen bzw. zweite Düsen 31 aufweist,
die gleichmäßig verteilt,
d.h. mit einem gegenseitigen Winkelversatz von 90° in Umfangsrichtung
angeordnet sind. Außer halb
der inneren zweiten Düsen 31 sind
vier Düsenöffnungen
bzw. erste Düsen 30 ausgebildet,
die jeweils die Form eines gekrümmten
Langlochs besitzen und ebenfalls gleichmäßig über den Umfang, d.h. in gegenseitigem Winkelversatz
von 90° angeordnet
sind. Wie insbesondere l zeigt, sind
die äußeren ersten
Düsen 30 unmittelbar
unterhalb der ersten Produktkammer 20 und die inneren zweiten
Düsen 31 unmittelbar
unterhalb der zweiten Produktkammer 25 angeordnet und von
der jeweiligen Produktkammer durch die Steuerscheibe 27 getrennt.
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In
der Steuerscheibe 27, die als steuerbare Absperrvorrichtung 22 dient,
sind zwei äußere erste Durchgangsbohrungen 26 ausgebildet
(siehe insbesondere 4), die bezogen auf den Mittelpunkt
der Steuerscheibe 27 diametral gegenüberliegen und somit einen gegenseitigen
Wickelversatz von 180° aufweisen
und in ihrer Querschnittsform dem Querschnitt der ersten Düsen 30 entsprechen.
Zusätzlich sind
im radial inneren Bereich der Steuerscheibe 27 zwei zweite
Durchgangsbohrungen 23 vorgesehen, die ebenfalls bezogen
auf den Mittelpunkt der Steuerscheibe 27 diametral gegenüberliegen
und somit einen gegenseitigen Winkelversatz von 180° aufweisen
und zusätzlich
gegenüber
den ersten Durchgangsbohrungen 26 um jeweils 90° in Umfangsrichtung
versetzt sind. Über
die ersten Durchgangsbohrungen 26 kann die erste Produktkammer 20 mit
den ersten Düsen 30 verbunden
werden. Da in dem Düsenkopf 29 jedoch
vier erste Düsen 30,
in der Steuerplatte jedoch nur zwei erste Durchgangsbohrungen 26 ausgebildet
sind, lassen sich die vier ersten Düsen 30 in zwei Düsengruppen
I und II einteilen, wobei jeweils diametral gegenüberliegende
erste Düsen
zur gleichen Düsengruppe
gehören,
wie es in 3 durch die Klammerausdrücke angedeutet
ist.
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Entsprechend
lassen sich die zweiten Düsen 31 in
zwei Düsengruppen
X und Y einteilen, wobei jeweils diametral ge genüberliegende zweite Düsen 31 zur
gleichen Düsengruppe
gehören.
Auch dies ist in 3 gekennzeichnet.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise der in den 1 bis 4 dargestellten
Füllvorrichtung
erläutert.
Das erste Produkt P1 gelangt unter Druck über die
erste Ringkammer 13 in die erste Produktkammer 20.
Entsprechend gelangt das zweite Produkt P2 über die
zweite Ringkammer 16 und die Einlassöffnung 21 in das Innere
der Steuerwelle 19 bzw. die dort gebildete zweite Produktkammer 25.
Es sei angenommen, dass die Steuerwelle 19 mit ihrer Steuerscheibe 27 so
ausgerichtet ist, dass die beiden ersten Durchgangsbohrungen 26 direkt
oberhalb der zur Düsengruppe
I gehörenden
ersten Düsen 30 stehen,
durch die dann das erste Produkt in einen unterhalb des Düsenkopfes 29 angeordneten
Behälter
B fließen
kann.
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Gleichzeitig
stehen die zweiten Durchgangsbohrungen 23 direkt oberhalb
der zur Düsengruppe
X gehörenden
zweiten Düsen 31,
so dass das zweite Produkt P2 aus der zweiten
Produktkammer 25 durch die zweiten Durchgangsbohrungen 23 und
die unmittelbar darunter angeordneten, zur Düsengruppe X gehörenden zweiten
Düsen 31 in
den Behälter
B fließen
kann. Da die von dem ersten Produkt P1 durchströmten ersten
Düsen 30 und
die von dem zweiten Produkt P2 durchströmten zweiten
Düsen 31 sowohl einen
radialen Versatz als auch in Umfangsrichtung um jeweils 90° zueinander
versetzt sind, treten die beiden Produkte P1 und
P2 an unterschiedlichen Stellen in den Behälter B ein.
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In
der dargestellten und oben erläuterten Stellung
der Steuerscheibe 27 sind die beiden weiteren, zur Düsengruppe
II gehörenden
ersten Düsen 30 sowie
die beiden weiteren, zur Düsengruppe
Y gehörenden
zweiten Düsen 31 durch
die Steuerscheibe 27 verschlossen.
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Die
Steuerwelle 19 wird gedreht, wodurch sich auch die Steuerscheibe 27 dreht
und sich die Ausrichtung der ersten Durchgangsbohrungen 26 zu den
ersten Düsen 30 sowie
der zweiten Durchgangsbohrungen 23 zu den zweiten Düsen 31 ändert. Nach einer
Drehung der Steuerwelle 19 um 90° stehen die ersten Durchgangsbohrungen 26 unmittelbar
oberhalb der zur Düsengruppe
II gehörenden
ersten Düsen 30,
während
gleichzeitig die zweiten Durchgangsbohrungen 23 unmittelbar
oberhalb der zur Düsengruppe
Y gehörenden
zweiten Düsen 31 stehen, so
dass die Produkte P1 und P2 nunmehr
durch diese Düsen
in den Behälter
B einfließen
können.
Durch ständige
Drehung der Steuerwelle 19 wird das erste Produkt P1 abwechselnd durch die ersten Düsen 30 der
Düsengruppe
I und durch die ersten Düsen 30 der
Düsengruppe
II in den Behälter
B eingefüllt,
während
gleichzeitig das zweite Produkt abwechselnd durch die zweiten Düsen 31 der
Düsengruppe
X und durch die zweiten Düsen 31 der
Düsengruppe
Y in den Behälter
B eingefüllt
werden.
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Die
Anordnung und die Dimensionierung der ersten Durchgangsbohrungen 26 ist
so gewählt,
dass in jeder Drehstellung der Steuerwelle 19 zumindest eine
der ersten Düsen 30 mit
der ersten Produktkammer 20 in Verbindung steht. Entsprechend
steht in jeder Drehstellung der Steuerwelle 19 immer zumindest
eine der zweiten Düsen 31 mit
der zweiten Produktkammer 25 in Verbindung.
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Die 5 bis 7 zeigen
eine Weiterbildung der Füllvorrichtung
gemäß 1,
wobei gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Bei der in 5 dargestellten Füllvorrichtung 10 wird
das erste Produkt P1 in genannter Weise der
ersten Produktkammer 20 zugeführt, während das zweite Produkt P2 der im Inneren der Steuerwelle 19 ausgebildeten
zweiten Produktkammer 25 zugeführt wird.
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Der
wesentliche Unterschied der Füllvorrichtung
gemäß 5 gegenüber der
Füllvorrichtung
gemäß 1 liegt
in der Ausgestaltung und Anordnung des Düsenkopfes. Wie 7 zeigt,
sind auch hierbei vier außenliegende
erste Düsen 30 vorgesehen,
wobei jeweils zwei diametral gegenüberliegende erste Düsen 30 einer
gemeinsamen Düsengruppe,
d.h. einer Düsengruppe
I bzw. einer Düsengruppe
II zugeordnet sind. Die beiden ersten Düsen 30 der Düsengruppe
I sind gegenüber
den beiden ersten Düsen 30 der
Düsengruppe
II um 90° in
Umfangsrichtung versetzt. Zusätzlich
weisen die ersten Düsen 30 Einlaufschrägen 30a auf,
die sich jeweils nur auf einer Seite der zugeordneten ersten Düse 30 in
Umfangsrichtung erstreckt, wobei die Einlaufschrägen der ersten Düsen 30 gleicher
Düsengruppe
sich in die gleiche Umfangsrichtung, jedoch in Gegenrichtung zu
den Einlaufschrägen
der ersten Düsen
der anderen Düsengruppe
erstrecken. Wie 7 zeigt, ist auf diese Weise
der Abstand zwischen zwei ersten Düsen unterschiedlicher Düsengruppen
einerseits durch die Einlaufschrägen
weitestgehend überbrückt, während auf
der anderen Seite keine Einlaufschrägen vorhanden sind.
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In
gleichartiger Weise sind im radial inneren Bereich des Düsenkopfes 29 vier
zweite Düsen 31 vorgesehen,
die in genannter Weise zwei Düsengruppen
X und Y zugeordnet sind und ebenfalls Einlaufschrägen 31a genannter
Ausgestaltung und Anordnung aufweisen, deren Funktion im Folgenden beschreiben
wird.
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Die
mit der Steuerwelle 19 verbundene Steuerscheibe 27 besitzt
zwei äußere, diametral
gegenüberliegende
erste Durchgangsbohrungen 26 und zwei innere, diametral
gegenüberliegende
zweite Durchgangsbohrungen 23, die gegenüber den
ersten Durchgangsbohrungen 26 in Umfangsrichtung um 90° versetzt
sind. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ist
die Steuerwelle 19 nicht drehangetrieben, sondern wird
zwischen zwei Endpositionen über
einen Winkelbereich von ca. 90° hin- und
hergeschwenkt. In einer ersten Endposition sind die ersten Durchgangsbohrungen 26 der
Steuerplatte 27 direkt oberhalb der ersten Düsen 30 der
Düsengruppe
I angeordnet, während
gleichzeitig die zweiten Durchgangsbohrungen 23 direkt
oberhalb der zweiten Düsen 31 der
Düsengruppe
X angeordnet sind, so dass die genannten Düsen mit dem jeweiligen Produkt
P1 bzw. P2 versorgt
werden. Wenn die Steuerwelle 19 um 90° verschwenkt wird, überstreichen
die ersten Durchgangsbohrungen 26 die Einlaufschrägen 30a der
zugeordneten ersten Düsen 30,
bis sie die ersten Düsen 30 der
Düsengruppe
II erreichen und unmittelbar oberhalb von diesen angeordnet sind.
Während
der gesamten Verstellbewegung steht die erste Produktkammer 20 aufgrund
der Einlaufschrägen 30a mit
zumindest zwei ersten Düsen 30 in
Verbindung, so dass sich in der ersten Produktkammer 20 kein übermäßiger Überdruck
aufbauen kann.
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Gleichzeitig überstreichen
die zweiten Durchgangsbohrungen 23 der Steuerscheibe 27 die Einlaufschrägen 31a zwischen
benachbarten zweiten Düsen 31,
so dass auch die zweite Produktkammer 25 in jeder Schwenkstellung
der Steuerwelle 19 mit zumindest zwei zweiten Düsen 31 in
Verbindung steht.
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Diese
Ausgestaltung bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass es möglich ist,
die ersten Durchgangsbohrungen 26 und die zweiten Durchgangsbohrungen 23 durch
Schwenkung der Steuerwelle 19 in einen Bereich des Düsenkopfes 29 zu
bringen, in dem zwischen den ersten Düsen 30 bzw. den zweiten Düsen 31 keine
Einlaufschrägen
vorhanden sind, so dass sämtliche
erste Düsen
und zweite Düsen
in dieser Stellung durch die Steuerscheibe 27 abgesperrt sind.
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Wie 5 zeigt,
schließen
sich an den Düsenkopf 29 für jede Düse separate
weiterführende Leitungen
an, die zu einem Leitungsbündel
zusammengefasst sich, so dass einerseits die Produkte auch in relativ
enge Behälter
eingebracht werden können
und andererseits durch gegenseitige Anordnung der weiterführenden
Leitungen ein gewünschtes
Fleckenmuster innerhalb des Behälters
erreicht werden kann.
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Die 8 bis 10 zeigen
eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Füllvorrichtung. In dem Lagerblock 12 ist
eine äußere Ringkammer
vorgesehen, die die erste Produktkammer 20 bildet, in die
das erste Produkt P1 über eine Zuführleitung 15 unter
Druck zugeführt
werden kann. Eine radial innere Ringkammer bildet die zweite Produktkammer 25,
der das zweite Produkt P2 über eine
Zuführleitung 18 unter
Druck zugefügt
werden kann. Die erste Produktkammer 20 und die zweite
Produktkammer 25 sind unterseitig offen und auf ihrer offenen Seite
durch eine drehbar gelagerte Steuerscheibe 27 begrenzt,
die eine Außenverzahnung
trägt und drehangetrieben
ist (s. 10). Die Steuerscheibe 27 besitzt
in ihrem radial äußeren Randbereich
zwei diametral gegenüberliegende
erste Durchgangsbohrungen 26, die jeweils als sich in Umfangsrichtung über einen
Winkelbereich von ca. 90° erstreckendes Langloch
ausgebildet sind.
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In
ihrem radial inneren Bereich besitzt die Steuerscheibe 27 zwei
zweite Durchgangsbohrungen 23, die ebenfalls diametral
gegenüberliegend
angeordnet und jeweils als sich in Umfangsrichtung über einen
Winkelbereich von ca. 45° erstreckendes Langloch
ausgebildet sind, wobei zwischen den ersten Durchgangsbohrungen 26 und
den zweiten Durchgangsbohrungen 23 ein gegenseitiger Winkelversatz
von ca. 90° in
Umfangsrichtung gegeben ist.
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Auf
der den Produktkammern 20 und 25 abgewandten Seite
der Steuerscheibe 27 ist ein Düsenkopf 29 angeordnet,
der in seinem Außenbereich
vier erste Düsen 30 aufweist,
die jeweils einen kreisförmigen
Querschnitt besitzen und einen gegenseitigen Winkelversatz von 90° in Umfangsrichtung
aufweisen.
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Im
radial inneren Bereich sind vier zweite Düsen 31 ausgebildet,
die ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt
besitzen und in Umfangsrichtung um 90° zueinander versetzt sind. Wie
insbesondere 10 zeigt, gestattet die Steuerscheibe 27 einen
Produktfluss aus der jeweiligen Produktkammer 20 bzw. 25 durch
die zugeordneten Düsen 30 bzw. 31,
solange die Düsen
bei der Drehung der Steuerscheibe 27 mittels deren Durchgangsbohrungen 26 bzw. 23 mit
der zugeordneten Produktkammer verbunden sind. Auch hierbei sind
die ersten Düsen 30 in
zwei Düsengruppen
I und II und die zweiten Düsen 31 in
zwei Düsengruppen
X und Y unterteilt, wobei die Produktabgabe abwechselnd durch die
ersten Düsen
der Düsengruppen
I und die ersten Düsen
der Düsengruppe
II sowie abwechselnd zwischen den zweiten Düsen der Düsengruppe X und der Düsengruppe
Y erfolgt. Hinsichtlich der Einzelheiten wird auf die entsprechende Funktionsbeschreibung
der Füllvorrichtung
gemäß den 1 bis 4 verwiesen.
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Aufgrund
der Ausgestaltung der Durchgangsbohrungen 26 und 23 ist
sichergestellt, dass bei Drehung der Steuerscheibe 27 in
jeder Drehstellung eine Verbindung zwischen der ersten Produktkammer 20 und
zumindest zwei ersten Düsen 30 sowie
zwischen der zweiten Produktkammer 25 und zumindest zwei
zweiten Düsen 31 gegeben
ist.
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Innerhalb
des Düsenkopfes 29 sind
stromab in Förderrichtung
jeweils eine erste Düse
und eine zweite Düse
koaxial zusammengeführt,
wobei die zweite Düse
als innenliegende Leitung 31b und die zweite Düse als eine
die innenliegende Leitung 31b umgebende Ringleitung 30b ausgebildet
ist.
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Der
Lagerblock 12 und die Steuerscheibe 27 sind mittig
bzw. axial von einem Rohr 32 durchdrungen, das im Düsenkopf 29 an
eine mittlere, weiterführende
Leitung 32a anschließt.
Durch das Rohr 32 kann ein drittes Produkt P3 unter
Umgehung der Schaltvorgänge
mittels der Steuerscheibe 27 kontinuierlich oder diskontinuierlich
zugeführt
und in den Behälter
eingefüllt
werden.
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Die 11 und 12 zeigen
eine alternative Ausgestaltung einer Füllvorrichtung, wobei 11 den
mehrfach abgewinkelten Schnitt XI-XI in 12 zeigt.
Die Füllvorrichtung 10 umfasst
einen Düsenkopf 29,
der vier im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Düsen 33, 34, 35 und 36 aufweist,
die in ihrem oberen Bereich im Inneren des Düsenkopfes 29 jeweils
in eine Vorkammer 33a, 34a, 35a und 36a münden.
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Radial
außerhalb
der Vorkammern 33a, 34a, 35a und 36a sind
in dem Düsenkopf 29 zwei
voneinander getrennte Ringkammern ausgebildet, von denen eine Ringkammer
eine erste Produktkammer 20 bildet, der über eine
Zuführleitung 15 ein
erstes Produkt P1 unter Druck zuführbar ist.
Die andere Ringkammer bildet eine zweite Produktkammer 25,
der über
eine Zuführleitung 18 ein
zweites Produkt P2 unter Druck zuführbar ist.
Die erste Produktkammer 20 besitzt vier radial nach innen
weisende Öffnungen 20a,
die in einem gegenseitigen Versatz von 90° in Umfangsrichtung angeordnet
sind. Entsprechend besitzt die zweite Produktkammer 25 vier
radial nach innen weisende Öffnungen 25a,
die ebenfalls in einem gegenseitigen Winkelversatz von 90° in Umfangsrichtung
angeordnet sind.
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Zwischen
den radial äußeren Produktkammern 20 und 25 und
den radial inneren Vorkammern 33a, 34a, 35a und 36a der
Düsen 33, 34, 35 und 36 ist
eine Steuerhülse 38 angeordnet,
die über
Dichtungen 41 und 42 gegenüber dem Düsenkopf 29 abgedichtet
ist und an diesem drehbar gelagert ist. Die Steuerhülse 38 weist
einen umlaufenden Zahnkranz 38a auf, über den sie in Drehung versetzt
werden kann.
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In
der Steuerhülse 38 sind
zwei erste Durchlässe
bzw. Durchgangsbohrungen 39 ausgebildet, die diametral
gegenüberliegend
angeordnet sind und über
die in einer vorbestimmten Drehstellung der Steuerhülse 38 die
erste Produktkammer 20 über zwei
der Öffnungen 20a mit
zwei Düsen 34, 35 bzw. deren
Vorkammern 34a, 35a verbunden ist.
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Darüber hinaus
besitzt die Steuerhülse 38 zwei
zweite Durchlässe
bzw. Durchgangsbohrungen 40, die ebenfalls diametral gegenüberliegend
angeordnet sind und gegenüber
den ersten Durchgangsbohrungen 39 um 90° in Umfangsrichtung versetzt sind.
Mittels der zweiten Durchgangsbohrungen 40 kann die zweite
Produktkammer 25 an zwei diametral gegenüberliegenden Öffnungen 25a mit
den zugeordneten Düsen
bzw. deren Vorkammern verbunden werden.
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In
der in den 11 und 12 dargestellten
Stellung ist die erste Produktkammer 20 über die beiden
ersten Durchgangsbohrungen 39 mit den Düsen 34 und 35 verbunden,
so dass das erste Produkt P1 in diese beiden
Düsen einfließen kann.
Gleichzeitig ist die zweite Produktkammer 25 über die
zweiten Durchgangsbohrungen 40 mit den beiden anderen Düsen 33 und 36 verbunden,
so dass das zweite Produkt P2 aus der zweiten
Produktkammer 25 in diese beiden Düsen einfließen kann.
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Wenn
die Steuerhülse 38 gedreht
wird, werden die genannten Verbindungen zwischen den Produktkammern 20 und 25 und
den jeweiligen Düsen unterbrochen
und bei Drehung der Steuerhülse 38 um
90° werden
dann die beiden Düsen 34 und 35,
die vorher mit der ersten Produktkammer 20 verbunden waren,
nunmehr über
die zweiten Durchgangsbohrungen 40 mit der zweiten Produktkammer 25 verbunden,
während
gleichzeitig die beiden anderen Düsen 33 und 36,
die vorher mit der zweiten Produktkammer 25 verbunden waren,
nunmehr über
die ersten Durchgangsbohrungen 39 mit der ersten Produktkammer 20 verbunden
werden. Auf diese Weise wird bei Drehung der Steuerhülse 38 erreicht,
dass jede Düse
abwechselnd mit der ersten Produktkammer 20 und der zweiten
Produktkammer 25 verbunden wird, so dass durch jede Düse eine
abwechselnde Folge des ersten Produkts P1 und
des zweiten Produkts P2 abgegeben wird.
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Wie 11 zeigt,
besitzt die Steuerhülse 38 einen
sich konisch verjüngenden
Querschnitt, was es ermöglicht,
die Steuerhülse 38 nach
Beendigung eines Füllvorgangs
in axialer Richtung aus dem Düsenkopf 39 herauszuheben
und somit in eine Reinigungsstellung zu bringen, in der der Düsenkopf
und die Steuerhülse
mit Reinigungsflüssigkeit
durchspült werden.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die einzelnen Merkmale der anhand der
Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele
auch einzeln zu neuen Ausführungsbeispielen
kombiniert werden können,
solange von dem Grundgedanken der Erfindung Gebrauch gemacht wird.