DE102006045987A1

DE102006045987A1 - Verfahren zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut sowie Füllsystem

Info

Publication number: DE102006045987A1
Application number: DE102006045987A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Clüsserath; Manfred Michl
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2008-04-03
Also published as: BRPI0715263A2; WO2008037338A1; MX2009003149A; CN101588986A; JP2010504886A; EP2069227A1; US20090236007A1; RU2009115664A

Abstract

Verfahren zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem aus wenigstens zwei Komponenten bestehenden flüssigen Füllgut, wobei die Komponenten während des Füllens des jeweiligen Behälters miteinander vermischt werden, und zwar gesteuert durch Messen der dem Behälter zugeführten Menge wenigstens einer Komponente mit einem Durchflussmesser.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 oder 3 sowie auf ein Füllsystem entsprechend Oberbegriff Patentanspruch 18 oder 28.
Speziell bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, welches aus wenigstens zwei Komponenten, nämlich beispielsweise aus einer Grundkomponente und einer weiteren Komponente besteht, wobei die Komponenten während des Füllvorganges miteinander gemischt werden. Verfahren dieser Art sind insbesondere auch aus der Getränkeindustrie bekannt.
Bei einem bekannten Verfahren ( DE 43 24 799 A1 ) erfolgt das Mischen zweier, im gemischten Zustand das fertiges Füllgut bzw. Getränk bildenden Komponenten in einer in einem Gehäuse des jeweiligen Füllelementes ausgebildeten Dosierkammer. Über eine Dosierventilanordnung, die von zwei steuerbaren Dosierventilen gebildet ist, werden die flüssigen Komponenten der Dosierkammer in der für das Mischungsverhältnis notwenigen Menge bzw. in dem für das Mischungsverhältnis erforderlichen Volumen zugeführt, und zwar gesteuert durch einen in der Dosierkammer angeordneten Füllstandssensor. Nach dem Mischen der Komponenten in der Dosierkammer wird das so erhaltene fertige Getränk durch öffnen eines Flüssigkeitsventils in den jeweiligen Behälter eingebracht. Dieses Verfahren ist zum Füllen von Dosen bestimmt und ist zum Füllen von Behältern, insbesondere von Flaschen aus Glas mit stark schwankenden Leervolumina nicht geeignet, da eine konstante Füllhöhe mit diesem Verfahren nicht erreichbar ist.
Bekannt sind weiterhin Verfahren sowie Füllsysteme ( WO 94/04286 ; EP 0 775 668 B1 ), bei denen das Mischen der Komponenten mengen- oder volumengesteuert erfolgt, und zwar unter Verwendung jeweils eines eigenständigen Durchflussmessers für jede Komponente an jedem Füllelement. Insbesondere bei Füllmaschinen umlaufender Bauart mit hoher Leistung und mit einer Vielzahl von Füllelementen bedeutet dies einen erheblichen konstruktiven Aufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem durch Mischen von wenigstens zwei Komponenten erzeugten flüssigen Füllgut aufzuzeigen, welches (Verfahren) dieses Füllen mit einem reduzierten konstruktiven Aufwand ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 oder 3 ausgebildet. Ein Füllsystem zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem aus wenigstens zwei Komponenten bestehenden flüssigen Füllgut ist Gegenstand des Patentanspruchs 18 oder 28.
Bei einer grundsätzlichen Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Mischen der Komponenten in dem jeweiligen Behälter, wobei das Füllen des jeweiligen Behälters, d.h. die gesteuerte dosierte Abgabe der wenigstens zwei Komponenten in der für die gewünschte Mischung erforderlichen Menge oder in dem erforderlichen Volumen unter Verwendung eines einzigen, der jeweiligen Füllposition bzw. dem jeweiligen Füllelement zugeordneten Durchflussmessers. Da bei einer Füllmaschine mit einer Vielzahl von Füllsystemen oder Füllelementen jeweils nur ein derartiger Durchflussmesser für jedes Füllelement benötigt wird, ist ein Abfüllen eines auch von mehreren Komponenten in Mischung gebildeten flüssigen Füllgutes ohne erhöhten konstruktiven Aufwand bei insgesamt reduzierten Kosten möglich.
Bei der Erfindung erfolgt das Füllen mengen- oder volumengesteuert, d.h. unter Berücksichtigung der von dem jeweiligen Durchflussmesser gemessenen und dem jeweiligen Behälter zugeflossenen Menge der das Füllgut in Mischung bildenden Komponenten. Die Komponenten werden jeweils zeitlich nacheinander bzw. zeitlich versetzt in den jeweiligen Behälter eingeleitet. Die Mischung der Komponenten erfolgt im Behälter.
Hierbei ist es insbesondere auch möglich, zur Erzielung einer besseren Durchmischung der Komponenten in dem jeweiligen Behälter diesen mehrfach wechselweise mit den einzelnen Komponenten zu füllen. Die Beendigung des Füllvorgangs erfolgt dann beispielsweise ebenfalls volumengesteuert, d.h. dann wenn das Gesamtvolumen der in den jeweiligen Behälter eingebrachten Komponenten der gewünschten Füllmenge entspricht.
Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, den Füllvorgang füllhöhengesteuert zu beenden. Diese Vorgehensweise ist insbesondere dann von großem Vorteil, wenn Füllgüter durch eine Heißabfüllung in Behälter oder Flaschen aus Glas abgefüllt werden sollen, da die Leervolumina von Glasbehältern beispielsweise durch Fertigungstoleranzen stark schwanken und eine rein volumengesteuerte Füllung zu stark unterschiedlichen Füllhöhen führen würde, was vom Endverbraucher nicht akzeptiert wird.
Hierbei besteht auch die Möglichkeit, für wenigstens eine Teilfüllung des Behälters eine mengen- oder volumengesteuerte Füllung und dann für die zuletzt eingebrachte Komponente oder Teilfüllung eine füllhöhengesteuerte Füllung vorzunehmen, und zwar selbstverständlich unter Berücksichtigung des mittleren Leervolumens der Behälter und des angestrebten Mischungsverhältnisses, wobei dann beispielsweise nur für eine Komponente eine mengen- oder volumengesteuerte Füllung unter Verwendung des Durchflussmessers und für eine zweite Komponente eine füllhöhengesteuerte Füllung erfolgen.
Bei einer weiteren grundsätzlichen Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Mischen der Komponenten außerhalb des jeweiligen Behälters in einer Mischkammer des jeweiligen Füllsystems bzw. Füllelementes, bevor das flüssige Füllgut in den Behälter eingebracht wird. Die Besonderheit bei diesem Verfahren besteht aber darin, dass das Füllen des Behälters aus der Mischkammer füllhöhengesteuert erfolgt.
Hierbei wird durch, die Füllhöhe im jeweiligen Behälter bestimmende Mittel das den Auslass der Mischkammer bildende oder mit diesem Auslass in Verbindung stehende Flüssigkeitsventil des Füllelementes während des Füllens dann geschlossen, wenn die vorgegebene Füllhöhe im Behälter erreicht ist.
Die füllhöhenbestimmenden Mittel sind dabei z.B. wenigstens eine, zumindest während des Füllens in den betreffenden Behälter hineinreichende Sonde mit wenigstens einem Sondenkontakt oder aber ein Rückgasrohr bzw. dessen Anschnitt. Das Volumen der Mischkammer ist hierbei so ausgelegt, dass es auf jeden Fall geringfügig größer ist als das Leervolumen der zu verarbeitenden Flachen bzw. Behälter. Diese Ausführung stellt auch bei einem Mischen der Komponenten in einer Mischkammer außerhalb des jeweiligen Behälters eine konstante Füllhöhe des Füllgutes in den Behältern sicher, insbesondere auch bei solchen Behältern, deren Leervolumina stark schwanken.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 – 3 jeweils in vereinfachter Darstellung ein Füllelement einer Füllmaschine umlaufender Bauart, zusammen mit zwei Kessel für unterschiedliches Füllgut, bei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung;
4 in vereinfachter Darstellung dem jeweiligen Füllelement zugeordneten Durchflussmesser, zusammen mit einem in diesem Durchflussmesser integrierten 3/2-Wegeventil;
5 in einer Darstellung wie 1 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Füllsystems.
In der 1 ist ein 1 Füllelement eines Füllsystems einer Maschine umlaufender Bauart, die zum Füllen von Flaschen 2 oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut dient, welches sich aus zwei Komponenten zusammensetzt, die beim Füllen erst in der jeweiligen Flasche 2 miteinander gemischt werden. Eine Komponente ist beispielsweise als Zusatzkomponente ein flüssiger Geschmacksstoff, z.B. Sirup und die andere Komponente als Grundkomponente ein CO²-haltiges Wasser, beispielsweise Mineralwasser. Das Füllelement 1 ist zusammen mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente 1 am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufender angetriebenen Rotors 3 vorgesehen, auf dem sich u.a. auch zwei für sämtliche Füllelemente 1 gemeinsame Kessel 4 und 5 der Füllmaschine zur jeweils getrennten Aufnahme einer Komponente des flüssigen Füllgutes befinden, und zwar beispielsweise der Kessel 4 für die beizumischende Zusatzkomponente und der Kessel 5 für die Basis- oder Grundkomponente.
In einem Füllelementgehäuse 6 jedes Füllelementes ist ein Flüssigkeitskanal 7 ausgebildet, dessen Einlass 8 über einen Durchflussmesser 9 und eine Anschlussleitung 10 mit den Ausgängen zweier durch eine elektrische Steuereinrichtung 11 ansteuerbare Dosierventile 12 und 13 verbunden ist. Die Dosierventile 12 und 13, die eine Steuerventileinrichtung zur Steuerung des Mischungsverhältnisses der beiden Komponenten in der jeweiligen Flasche 2 bilden und die von der Steuereinrichtung 11 jeweils zwischen einem in der Ausgangsstellung geschlossenen Zustand und einen geöffneten Zustand in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise gesteuert werden, sind mit ihren Eingängen an jeweils einem Kessel angeschlossen, und zwar das Dosierventil 12 an den Kessel 4 und das Dosierventil 13 an dem Kessel 5.
Jedem Füllelement 1 der Füllmaschine sind also ein Durchflussmesser 9 sowie die die beiden Dosierventile 12 und 13 aufweisende Ventilanordnung 14 zugeordnet.
Der Durchflussmesser 9 ist als MID ausgebildet, d.h. als berührungslos arbeitender, magnetisch induktiver Durchflussmesser, der in an sich bekannter Weise in einem von dem Füllgut durchströmten Messkanal ein Magnetfeld erzeugt, welches durch das diesen Messkanal durchströmende elektrisch leitende Füllgut eine elektrische Spannung induziert, die proportional zur Durchflussmenge ist und als die Durchflussmenge bestimmendes Messsignal ausgewertet wird.
Jedem Füllelement 1 ist am Rotor 3 auch ein Behälterträger 19 zugeordnet, an dem die jeweilige Flasche 2 mit einem in der Nähe der Flaschenmündung 2.1 ausgebildeten Flansch 2.2 hängend gehalten ist, und zwar derart, dass die Flaschenmündung 2.1 der Abgabeöffnung 15 beabstandet gegenüberliegt.
Im Flüssigkeitskanal 7, der mit seinem in der 1 unteren Ende an einer mit einer Gassperre versehenen Abgabeöffnung 15 mündet, ist ein Flüssigkeitsventil 16 vorgesehen, dessen Ventilkörper 16.1 mit einer Bestätigungseinrichtung 18 und gesteuert durch die Steuereinrichtung 11 betätigt wird, so dass das Flüssigkeitsventil 16 am Beginn des Füllvorgangs öffnet und am Ende des Füllvorgangs schließt.
Zur Erzielung des gewünschten Mischungsverhältnisses der beiden Komponenten des flüssigen Füllgutes in der jeweiligen Flasche werden die Dosierventil 12 und 13 unter Berücksichtigung der von dem Durchflussmesser 9 gemessenen Mengen durch die Steuereinrichtung 11 geöffnet, wobei bei geöffnetem Dosierventil 12 bzw. 13 das andere Dosierventil 13 bzw. 12 geschlossen ist. Im einfachsten Fall erfolgt die Steuerung so, dass am Beginn jedes Füllvorgangs und bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 16 beispielsweise das Dosierventil 12 geöffnet wird und nach einer gewissen Zeitspanne unter Berücksichtigung der von dem Durchflussmesser 9 gemessenen Flüssigkeitsmenge, des Volumens der Flasche 2 sowie des gewünschten Mischungsverhältnisses der Komponenten wieder geschlossen wird. Anschließend wird die Flasche 2 durch Öffnen des Dosierventils 13 mit der zweiten Komponente (beispielsweise Grundkomponente) aufgefüllt, bis in die Flasche 2 die erforderliche Füllgutmenge eingebracht ist und ein entsprechendes Signal des Durchflussmessers 9 über die Steuereinrichtung 11 volumengesteuertes Schließen des Dosierventils 13 sowie auch des Flüssigkeitsventils 16 bewirkt. Hierbei wird bevorzugt das Flüssigkeitsventil 16 vor dem Dosierventil 13 geschlossen, um ein Leerlaufen des Anschluss- oder Verbindungskanals 10 zu vermeiden und für den Beginn jedes Füllvorgangs eine eindeutige, jeweils identische Ausgangssituation zu erreichen.
Um das Vermischen der beiden Komponenten des flüssigen Füllgutes in der jeweiligen Flasche zu verbessern, kann der Füllvorgang auch so gesteuert sein, dass durch mehrfaches Öffnen und Schließen der Dosierventile 12 und 13 jeweils Teilmengen der erforderlichen Gesamtmengen der Komponenten des flüssigen Füllgutes in die Flasche eingebracht werden, wobei dann die von dem Durchflussmesser 9 erfassten Teilmengen der Komponenten in der Steuereinrichtung 11 aufsummiert und hierbei die Einhaltung des gewünschten Mischungsverhältnisses überwacht und gesteuert werden.
Weisen die Flaschen 2 beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen unterschiedliches Volumen auf, wie dies in der Regel bei Glasflaschen der Fall ist, und ist daher mit einem volumengesteuerten Füllen eine konstante oder im Wesentlichen konstante Füllhöhe nicht erreichbar, so erfolgt bevorzugt durch eine beispielsweise in die jeweilige Flasche 2 eingeführte und in der 1 sehr schematisch mit 20 angedeutete Sonde eine Überwachung der Füllhöhe und eine Beendigung des Füllvorgangs, d.h. ein Schließen des Flüssigkeitsventils 16 erst bei Erreichen der gewünschten Füllhöhe, also ein füllhöhengesteuertes Schließen. Die Einstellung der Füllhöhe erfolgt dabei beispielsweise unter Verwendung derjenigen Komponente des flüssigen Füllgutes, die ohnehin am Schluss des Füllvorgangs in die jeweilige Flasche 2 eingebracht wird, d.h. bei dem vorbeschriebenen Beispiel der Grundkomponente aus dem Kessel 5.
Die 2 zeigt als weiteres Beispiel ein Füllelement 1a einer Füllmaschine umlaufender Bauart. Das Füllelement 1a, welches Wiederum zusammen mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente an dem Rotor 3 dieser Maschine vorgesehen ist, unterscheidet sich in dem hier interessierenden Umfange von dem Füllelement 1 im Wesentlichen nur dadurch, dass es mit einem langen Füllrohr 21 ausgebildet ist, welches an seinem oberen Ende in den wiederum im Füllelementgehäuse 6a vorgesehenen und das Flüssigkeitsventil 16a aufweisenden Flüssigkeitskanal 7 mündet und mit seinem unteren Ende die Abgabeöffnung 21.1 bildet. Während des Füllvorgangs ist die jeweilige Flasche 2 über einen als Flaschenteller ausgebildeten Behälterträger 22 mit ihrer Mündung 2.1 in Dichtlage gegen die Unterseite des Füllelementes 1a bzw. gegen eine dortige Dichtung 23 angepresst und steht über einen das Füllrohr 21 umschließenden Ringspalt mit einem Rückgasweg in Verbindung.
Durch Öffnen des Flüssigkeitsventils 16a und durch gesteuertes Öffnen und Schließen der Dosierventile 12 und 13 unter Berücksichtigung der vom Durchflussmesser 9 für die Komponenten gemessenen Flüssigkeitsmenge erfolgt das Einbringen und Vermischen dieser Komponenten in die bzw. in der jeweiligen Flasche 2, und zwar im gewünschten Mischungs- bzw. Mengenverhältnis. Das Füllrohr 21 ist bei dieser Ausführungsform mit wenigstens einem Sondenkontakt 24 versehen, mit dem die Füllguthöhe bestimmt wird, d.h. eine der beiden Komponenten, nämlich die zuletzt in die Flasche 2 eingebrachte Komponente wird über das Füllelement 1a solange zugeführt, bis der Sondenkontakt 24 zum Schließende des Flüssigkeitsventils 16 und zum anschließenden Schließen auch des Dosierventils 12 bzw. 13 anspricht und so die erforderliche Füllguthöhe erreicht wird.
Die 3 zeigt als weitere Ausführungsform der Erfindung ein Füllsystem mit einem Füllelement 1b, welches wiederum mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente am Umfang eines Rotors einer Füllmaschine umlaufender Bauart vorgesehen ist, die zum Füllen der Flaschen 2 mit dem von den beiden flüssigen Komponenten gebildeten Füllgut unter Gegendruck dient. Die jeweilige Flasche 2 ist dabei während des Füllens mit ihrer Flaschenmündung 2.1 in Dichtlage gegen die an der Unterseite des Füllelementgehäuses 6 ausgebildete und ein Rückgasrohr 25 ringförmig umschließende Abgabeöffnung bzw. gegen eine dortige Dichtung 27 angepresst, und zwar mit dem Behälterträger 28, an dem die Flasche 2 mit ihrem Flansch 2.2 hängend gehalten ist. Das Rückgasrohr 27 bildet u.a. den Ventilkörper des Flüssigkeitsventils 16 und steht mit seinem oberen Ende über von Steuerventilen 29 gesteuerten Gaswegen und einen für sämtliche Füllelemente 1b der Füllmaschige gemeinsamen ringförmigen Gaskanal 30 mit in den Kesseln 4 und 5 ausgebildeten Gasräumen 4.1 bzw. 5.1 sowie auch mit einem weiteren beispielsweise zur Atmosphäre führenden Gaskanal 31 in Verbindung.
Die gesteuerte Abgabe der beiden Komponenten des flüssigen Füllgutes und das Mischen dieser Komponenten in der jeweiligen Flasche 2 erfolgt bei dieser Ausführungsform in gleicher Weise, wie dies für das Füllsystem der 1 beschrieben wurde, und zwar durch gesteuertes Öffnen und Schließen der Dosierventile 12 und 13 in Abhängigkeit von der von dem Durchflussmesser 9 gemessenen Durchflussmenge, wobei allerdings die Füllguthöhe durch das Rückgasrohr 25 bestimmt wird, d.h. das Zufließen der am Ende des Füllprozesses in die jeweilige Flasche 2 eingebrachten flüssigen Komponente wird dann beendet, wenn das untere, offene Ende des Rückgasrohres 25 in den beim Füllen in der jeweiligen Flasche 2 aufsteigenden Spiegel des flüssigen Füllgutes eintaucht.
Allen vorbeschriebenen Ausführungsformen bzw. Füllsystemen ist somit u.a. gemeinsam:
Das Mischen der Komponenten des flüssigen Füllgutes erfolgt in der jeweiligen Flasche 2.
Für jedes Füllsystem oder Füllelement 1, 1a, 1b ist nur ein einziger Durchflussmesser 9 erforderlich.
Zur Erzielung des Mischverhältnisses zwischen den Komponenten werden die Dosierventile 12 und 13 der Ventilanordnung 14 in Abhängigkeit von der jeweiligen, vom Durchflussmesser 9 gemessenen Durchflussmenge sowie auch unter Berücksichtigung des Volumens der jeweiligen Flasche 2 gesteuert.
In der Darstellung der 1 – 3 ist der Anschluss 10 der Übersichtlichkeit halber jeweils relativ lang ausgebildet. In der praktischen Ausführung der Füllsysteme bzw. der Füllmaschinen sind die Dosierventile 12 und 13 aber mit ihren Ausgängen möglichst dicht am Einlass des Durchflussmessers 9 angeordnet, so dass sich für den Strömungsweg zwischen den Dosierventilen 12 und 13 und dem Durchflussmesser 9 ein geringes Restvolumen ergibt, was wesentlich zur Verbesserung der Genauigkeit beim Mischen der beiden Komponenten beiträgt.
Die 4 zeigt in vereinfachter Darstellung einen Durchflussmesser 31 mit einem integrierten 3/2-Wegeventil 32, dessen Eingänge 33 und 34 mit jeweils einer Kammer 4 bzw. 5 in Verbindung stehen und über welches somit die Kammern 4 und 5 wahlweise mit dem Durchflussmesser 31 bzw. mit dem an diesen Durchflussmesser anschließenden oder den Durchflussmesser aufweisenden Flüssigkeitskanal 7 des betreffenden Füllelementes 1, 1a bzw. 1b verbunden werden können. In dem in der 4 dargestellten Zustand des Dosierventils 32 ist die Verbindung zu beiden Kammern 4 und 5 gesperrt.
Die 5 zeigt in vereinfachter Darstellung ein Füllelement 1c eines Füllsystems, bei dem das Mischen der beiden Komponenten außerhalb der jeweiligen Flasche 2 in einer Mischkammer 36 des Füllelementes 1c erfolgt, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform füllhöhengesteuert durch einen in der Mischkammer 36 angeordneten Sensor 37. Die Mischkammer 36 ist mit ihrem Eingang 38 über die Dosierventile 12 und 13 mit dem jeweiligen Kessel 4 bzw. 5 verbunden. Zum Mischen der beiden, das flüssige Füllgut bildenden Komponenten werden diese Dosierventile 12 und 13 wiederum zeitlich nacheinander gesteuert durch das Signal des Sensors 37 geöffnet und geschlossen, sodass in der Mischkammer 36 das Mischen der Komponenten mit dem gewünschten Mischverhältnis erreicht wird. Im Anschluss daran wird dann das am Ausgang der Mischkammer 36 vorgesehene Flüssigkeitsventil 16c geöffnet. Um trotz Verwendung der Mischkammer 36 eine eindeutige Füllhöhe in der jeweiligen Flasche 2 zu erreichen, wird das Flüssigkeitsventil 16c füllhöhengesteuert geschlossen, und zwar durch eine während des Füllens in der Flasche 2 angeordnete und mit wenigstens einem Sondenkontakt versehene Sonde 39.
Bei der in der 5 dargestellten Ausführungsform ist das Füllelement 1c, welches wiederum mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente am Umfang eines Rotors einer Füllmaschine umlaufender Bauart vorgesehen ist, für eine Freistrahlfüllung ausgebildet. Selbstverständlich kann das Füllelement auch für andere Füllverfahren ausgeführt sein, beispielsweise für ein Füllen mit langem Füllrohr oder für ein Füllen unter Gegendruck, wobei im letzten Fall die Füllhöhe in der Flasche 2 bzw. das Schließen des Flüssigkeitsventils 16c wiederum durch ein dem Rückgasrohr 25 entsprechendes Rückgasrohr gesteuert werden.
Weiterhin ist es auch bei dieser Ausführungsform möglich, das Mischen der Komponenten in der Mischkammer 36 volumengesteuert vorzunehmen, und zwar beispielsweise dadurch, dass am Einlass 38 der Mischkammer 36 ein dem Durchflussmesser 9 entsprechender Durchflussmesser vorgesehen ist, oder der Einlass 38 der Mischkammer 36 über den Durchflussmesser 32 mit integriertem Drei-Zwei-Wegeventil 32 an die Kessel 4 bzw. 5 angeschlossen ist.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
So kann beispielsweise das Füllsystem bzw. die entsprechende Füllmaschine auch so ausgebildet sein, dass mehr als zwei Kessel verwendet sind, von denen dann wiederum ein Kessel die Grund- oder Basiskomponente des abzufüllenden Füllguts, beispielsweise des abzufüllenden Getränks und die anderen Kessel die der Basiskomponente beizumischenden flüssigen Zusatzkomponenten enthalten.
Weiterhin ist es möglich, während des Füllbetriebes der Füllmaschine einzelne Füllsysteme bestehend aus dem jeweiligen Füllelement, dem Durchflussmesser und den Dosierventilen so zu steuern, dass nur ein Teil der Behälter bzw. Flaschen mit Basiskomponente und mit einer Zusatzkomponente und ein anderer Teil der Behälter oder Flaschen die Basiskomponente und mit einer anderen Zusatzkomponente oder aber nur mit der Basiskomponente allein gefüllt wird.

1, 1a, 1b, 1c: Füllelement
2: Flasche oder Behälter
2.1: Flaschenmündung
2.2: Flaschenflansch
3: Rotor
4, 5: Kessel
4.1, 5.1: Gasraum
6, 6a, 6b: Füllelementgehäuse
7: Flüssigkeitskanal
8: Einlass
9: Durchflussmesser, MID-Durchflussmesser
10: Anschluss
11: Steuereinrichtung
12, 13: Dosierventil
14: Ventil- oder Dosiereinheit
15: Abgabeöffnung
16, 16a, 16b, 16c: Flüssigkeitsventil
16.1: Ventilkörper
18: Betätigungseinrichtung für Ventilkörper 16.1
19: Behälterträger
20: Sonde
21: Füllrohr
21.1: Abgabeöffnung
22: Behälterträger
23: Dichtung
24: Sondenkontakt
25: Rückgasrohr
26: Abgabeöffnung
27: Dichtung
28: Behälterträger
29: Rückgaswegsteuerventilanordnung
30, 31: Rückgaskanal
32: Durchflussmesser
33: 3/2-Wegeventil oder Dosierventil
34, 35: Ventileingang
36: Mischkammer
37: Sensor in der Mischkammer 36
38: Einlass der Mischkamme 36
39: Sonde

Claims

Verfahren zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem aus wenigstens zwei Komponenten bestehenden flüssigen Füllgut, wobei die Komponenten während des Füllens des jeweiligen Behälters (2) miteinander vermischt werden und das Mischungsverhältnis der Komponenten durch Messen der dem jeweiligen Behälter (2) zugeführten Menge wenigstens einer Komponente mit einem Durchflussmesser (9, 32) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen der Komponenten im jeweiligen Behälter (2) erfolgt, und dass das Mischen der Komponenten während des Füllens derart erfolgt, dass wenigstens eine Komponente dem jeweiligen Behälter (2) unter Verwendung des Durchflussmessers (9, 32) füllmengen- oder volumengesteuert zugeführt wird, und dass die am Ende des Füllens dem Behälter (2) zugeführte Komponente füllhöhengesteuert in dem Behälter (2) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei Komponenten die am Beginn des Füllens eingebrachte Komponente füllmengen- oder volumengesteuert zugeführt wird.
Verfahren zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem aus wenigstens zwei Komponenten bestehenden flüssigen Füllgut, wobei die Komponenten während des Füllens des jeweiligen Behälters (2) miteinander vermischt werden und das Mischungsverhältnis der Komponenten durch Messen der dem jeweiligen Behälter (2) zugeführten Menge wenigstens einer Komponente mit einem Durchflussmesser (9, 32) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen der Komponenten im jeweiligen Behälter (2) erfolgt, und dass zur Steuerung des Mischungsverhältnisses für die wenigstens zwei Komponenten ein gemeinsamer Durchflussmesser (9, 32) verwendet wird, der jeweils zeitlich nacheinander von diesen Komponenten durchströmt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen der Komponente während des Füllens dadurch erfolgt, dass sämtliche Komponenten dem jeweiligen Behälter (2) unter Verwendung des gemeinsamen Durchflussmessers (9, 32) füllmengen- oder volumengesteuert zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen der Komponenten während des Füllens derart erfolgt, dass wenigstens eine Komponente dem jeweiligen Behälter (2) unter Verwendung des Durchflussmessers (9, 32) füllmengen- oder volumengesteuert zugeführt wird, und dass die am Ende des Füllens dem Behälter (2) zugeführte Komponente füllhöhengesteuert in dem Behälter (2) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Füllens des jeweiligen Behälters zur Verbesserung der Durchmischung der Komponenten im jeweiligen Behälter (2) das Einbringen der Komponenten mehrfach wechselweise erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Füllsystems mit wenigstens einem Füllelement (1, 1a, 1b) mit einer Abgabeöffnung (15, 21.1, 26), die über einen, den einzigen Durchflussmesser (9, 32) aufweisenden Flüssigkeitsweg sowie eine Steuer- oder Dosierventileinheit (14, 33) gesteuert und wechselweise mit Kammern oder Kesseln (4, 5) für jeweils eine Komponente verbindbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn und/oder das Ende des Füllens des jeweiligen Behälters (2) durch ein in einem für sämtliche Komponenten gemeinsamen Teil des Flüssigkeitsweges des Füllelementes bzw. Füllsystems angeordnetes Flüssigkeitsventil (16, 16a, 16b) gesteuert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines als Magnet-Induktions-Durchflussmesser (MID) ausgebildeten Durchflussmesser (9, 32).
Verfahren zum Füllen der Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem aus wenigstens zwei Komponenten bestehenden flüssigen Füllgut unter Verwendung eines Füllsystems mit wenigstens einem Füllelement (1c), wobei die Komponenten vor dem Füllen der Behälter (2) in einer Mischkammer (36) des Füllelementes (1c) miteinander vermischt und erst nach dem Vermischen das Füllen der Behälter (2) mit dem flüssigen Füllgut erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen des jeweiligen Behälters (2) mit dem flüssigen Füllgut aus der Mischkammer (36) füllhöhengesteuert erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen des jeweiligen Behälters (2) mit dem flüssigen Füllgut aus der Mischkammer (36) unter Verwendung von in den Innenraum des Behälters (2) hineinreichenden die Füllhöhe bestimmenden Mitteln erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die die Füllhöhe bestimmenden Mittel von wenigstens einer zumindest einen Sondenkontakt aufweisenden Sonde oder einem Rückgasrohr oder dessen Anschnitt gebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 – 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Mischkammer (36) wenigstens gleich dem Leervolumen eines Behälters (2) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 – 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Mischkammer (36) gleich oder nur geringfügig größer ist als das Leervolumen eines Behälters (2).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Behälter (2) durch Freistrahlfüllen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Behälter (2) jeweils unter Verwendung eines Füllsystems oder Füllelementes (1b) mit Füllrohr (21) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Behälter (2) jeweils unter Verwendung eines Einkammer- oder Mehrkammerfüllsystems unter Gegendruck erfolgt.
Füllsystem zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem aus wenigstens zwei Komponenten bestehenden flüssigen Füllgut, wobei die Komponenten während des Füllens des jeweiligen Behälters (2) miteinander vermischt werden, mit wenigstens einem Füllelement (1, 1a, 1b) mit einer Abgabeöffnung (15, 21.1, 26,) zur Abgabe des flüssigen Füllgutes (1, 1a, 1b) in den jeweiligen Behälter (2), wobei die Abgabeöffnung (15, 21.1, 26) über einen Flüssigkeitsweg (7, 10) und eine Dosierventilanordnung (14, 33) mit Kesseln oder Kammern (4, 5) für jeweils eine Komponente dem Mischungsverhältnis der Komponenten im Behälter (2) entsprechend verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Flüssigkeitsweg (7, 10) ein für sämtliche Komponenten gemeinsamer Durchflussmesser (9, 32) vorgesehen ist.
Füllsystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dosierventilanordnung (14, 33) derart steuerbar ist, dass während des Füllens eines Behälters (2) die Komponenten zeitlich nacheinander über den Flüssigkeitsweg (7, 10) und die Abgabeöffnung (15, 21.1, 26) dem jeweiligen Behälter (2) zufließen.
Füllsystem nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch Mittel für eine füllmengen- oder volumengesteuerte Beendigung des Füllens in Abhängigkeit von einem Messsignal des gemeinsamen Durchflussmessers (9, 32).
Füllsystem nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch Mittel (20, 24, 27) für eine füllhöhengesteuerte Beendigung des Füllens.
Füllsystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für die füllhöhengesteuerte Beendigung des Füllens von wenigstens einer Sonde (20) oder von wenigstens einem Sondenkontakt (24) gebildet sind.
Füllsystem nach Anspruch 21 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für die füllhöhengesteuerte Beendigung des Füllens von einem Rückgasrohr (25) oder von einem Anschnitt des Rückgasrohres gebildet sind.
Füllsystem nach einem der Ansprüche 18 – 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsweg zumindest teilweise von einem Flüssigkeitskanal (7) mit einem Flüssigkeitsventil (16, 16a, 16b) gebildet ist.
Füllsystem nach einem der Ansprüche 18 – 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierventilanordnung (14) für jede Komponente wenigstens ein steuerbares Dosierventil (12, 13) aufweist.
Füllsystem nach einem der Ansprüche 18 – 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierventilanordnung von einem für sämtliche Komponenten gemeinsamen Umschaltventil, beispielsweise von einem Drei-Zwei-Wegeventil (33) mit einem einzigen Ventilkörper gebildet ist.
Füllsystem nach einem der Ansprüche 18 – 26, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dosierventil (33) der Dosierventilanordnung in den Durchflussmesser (32) integriert ist. 28 Füllsystem zum Füllen der Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem aus wenigstens zwei Komponenten bestehenden flüssigen Füllgut mit wenigstens einem Füllelement (1c), wobei die Komponenten vor dem Füllen der Behälter (2) in einer Mischkammer (36) des Füllelementes (1c) miteinander vermischt und erst nach dem Vermischen das Füllen der Behälter (2) mit dem flüssigen Füllgut erfolgt, gekennzeichnet durch Mittel, mit denen das Füllen des jeweiligen Behälters (2) mit dem flüssigen Füllgut aus der Mischkammer (36) füllhöhengesteuert erfolgt.
Füllsystem nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch in den Innenraum des jeweiligen Behälters (2) hineinreichende die Füllhöhe bestimmende Mitteln.
Füllsystem nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die die Füllhöhe bestimmenden Mittel von wenigstens einer zumindest einen Sondenkontakt aufweisenden Sonde oder einem Rückgasrohr oder dessen Anschnitt gebildet sind.
Füllsystem nach einem der Ansprüche 28 – 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Mischkammer (36) wenigstens gleich dem Leervolumen eines Behälters (2) ist.
Füllsystem nach einem der Ansprüche 28 – 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Mischkammer (36) gleich oder nur geringfügig größer ist als das Leervolumen eines Behälters (2).
Füllsystem nach einem der Ansprüche 18 – 32, dadurch gekennzeichnet, dass es Bestandteil einer Füllmaschine umlaufender Bauart mit einer Vielzahl von Füllsystemen bzw. Füllelementen (1, 1a, 1b) an einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor (3) ist.