DE102010008166A1 - Verfahren sowie Füllsystem zum volumen- und/oder mengengesteuerten Füllen von Behältern mit einem zumindest aus zwei Komponenten bestehenden Füllgut - Google Patents

Verfahren sowie Füllsystem zum volumen- und/oder mengengesteuerten Füllen von Behältern mit einem zumindest aus zwei Komponenten bestehenden Füllgut Download PDF

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Abstract

Verfahren sowie Füllsystem zum volumen- oder mengengesteuerten Füllen von Behältern mit einem aus wenigstens zwei unterschiedlichen Komponenten bestehenden Füllgut, von denen eine erste Komponente dem zu füllenden Behälter bei unmittelbarer Messung der Menge (Volumen) dieser Komponente zugeführt wird und das volumen- oder mengengesteuerte Einbringen wenigstens einer zweiten Komponente in den Behälter mittelbar durch Messen eines aus dem Volumenstrom der wenigstens einen zweiten Komponente resultierenden Volumenstroms der ersten Komponente erfolgt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Füllsystem gemäß Oberbegriff Patentanspruch 10.
  • Verfahren und Füllsysteme zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, welches aus wenigstens zwei Komponenten besteht, die getrennt volumen- und/oder mengengesteuert in den jeweiligen Behälter eingebracht werden, sind bekannt, insbesondere auch zum Abfüllen von Fruchtsäften, wobei dann eine Komponente beispielsweise flüssig und homogen und eine weitere Komponente beispielsweise einen hohen Anteil an Feststoffen, z. B. Fruchtfleisch und/oder Fruchtfaser aufweist.
  • Zum volumen- oder mengenmäßig gesteuerten Füllen werden vielfach Volumen- oder Mengenmesseinrichtungen oder Durchflussmesser, insbesondere berührungslos arbeitende elektronische Durchflussmesser, beispielsweise magnetisch induktive Durchflussmesser verwendet, die sich zwar für elektrisch leitende flüssige und homogene Komponenten sehr gut eignen und exakte, vom jeweiligen Volumenstrom abhängige Messsignale liefern, aber für inhomogene, insbesondere auch Feststoffe in hoher Konzentration enthaltende Komponenten nicht oder nur bedingt geeignet sind.
  • Zum volumen- oder mengengesteuerten Abfüllen eines aus zwei Komponenten bestehenden Füllgutes wurde in unserer eigenen, aber noch nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2009 049 583.5 bereits vorgeschlagen, für die zeitlich nacheinander in den jeweiligen Behälter einzubringenden Komponenten jeweils einen eigenen, mit einem Vorratsbehälter für die betreffende Komponente verbundenen Flüssigkeitsweg vorzusehen und nur in einem der Flüssigkeitswege, nämlich im Flüssigkeitsweg für eine erste flüssige und homogene Komponente einen Durchflussmesser anzuordnen, mit dem die beim Füllen in den jeweiligen Behälter eingebrachte Menge dieser Komponente unmittelbar und die in den jeweiligen Behälter eingebrachte Menge einer zweiten Komponente mittelbar gemessen wird. Letztes wird dadurch erreicht, dass die zweite Komponente vor dem Einbringen in den Behälter in eine Teillänge des Flüssigkeitskanals der ersten Komponente eingeleitet und hierbei auf dieser Teillänge die erste Komponente verdrängt wird, die dabei durch den Durchflussmesser in einen die erste Komponente führenden Kessel zurückfließt. Diese zurückfließende Menge der ersten Komponente wird mit dem Durchflussmesser gemessen. Das Einbringen der zweiten Komponente in den Behälter erfolgt nicht unmittelbar beim Messen, sondern nach dem Messen in einem weiteren Verfahrensschritt. Ein gewisser Nachteil besteht darin, dass es in dem ersten Flüssigkeitskanal bzw. in der dortigen Teillänge zu einem Vermischen der Komponenten kommen kann und dass der Durchflussmesser bei den Mengenmessungen der ersten und zweiten Komponente in entgegengesetzter Richtung durchströmt wird, was zu Messfehlern führen und/oder eine aufwendige Kalibrierung des jeweiligen Durchflussmessers bedingen kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches die genannten Nachteile vermeidet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Füllsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 10.
  • Bei der Erfindung erfolgt ebenfalls die Messung der Menge bzw. des Volumens der wenigstens einen zweiten Komponente in mittelbarer Form durch Messung oder Erfassung des Volumenstroms der ersten Komponente, der aus dem Volumentrom der wenigstens einen zweiten Komponente resultiert, wobei der Volumenstrom der wenigstens einen zweiten Komponente allerding der dem jeweiligen Behälter unmittelbar zufließende Volumenstrom dieser Komponente ist. Der für die Messung verwendete Durchflussmesser wird beim direkten und mittelbaren Messen der Menge bzw. des Volumens aller Komponenten in ein und derselben Strömungsrichtung durchströmt, und zwar in derjenigen Strömungsrichtung, in der auch die erste Komponente den ersten Flüssigkeitskanal beim Einleiten in den jeweiligen Behälter durchströmt. Dies wird dadurch möglich, dass dem ersten Flüssigkeitskanal für die erste Komponente wenigstens eine erste Kammer und dem zweiten Flüssigkeitskanal für die zweite Komponente wenigstens eine zweite Kammer mit veränderbarem Volumen zugeordnet ist und dass beim Einbringen der zweiten Komponente in den jeweiligen Behälter eine Reduzierung des Volumens der der zweiten Komponente zugeordneten wenigstens einen zweiten Kammer erfolgt, und zwar ausgehend von einem Ausgangsvolumen und einhergehend mit einer Vergrößerung des Volumens der der ersten Komponente zugeordneten wenigstens einen ersten Kammer. Hierdurch strömt die erste Komponente durch den Durchflussmesser in die wenigstens eine erste Kammer nach. Die hierbei vom Durchflussmesser gemessene Menge (Volumen) der ersten Komponente ist gleich der in den Behälter eingebrachten Menge (Volumen) der zweiten Komponente. Ist das volumen- oder mengengesteuerte Einbringen mehrerer „zweiter” Komponenten in jeden Behälter notwendig, so erfolgt die vorstehend beschriebene mittelbare Messung der Mengen (Volumina) der „zweiten” Komponenten beispielsweise zeitversetzt.
  • Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 und 2, die jeweils in schematischer Darstellung eine Füllposition eines Füllsystems zum Füllen von Behältern mit zwei Komponenten K1 und K2 eines Füllgutes zeigen, näher erläutert.
  • Die 1 zeigt in schematischer Funktionsdarstellung einen Teil eines Füllsystems 1, beispielsweise einer Füllmaschine umlaufender Bauart zum Füllen von Behältern 2 mit den unterschiedlichen Komponenten K1 und K2. Diese werden während eines Füllprozesses in den jeweiligen Behälter 2 mengen- und/oder volumengesteuert in einem vorgegebenen Mischverhältnis bzw. mit jeweils einem vorgegebenen Soll-Volumen eingebracht, und zwar auch derart, dass jeder Behälter 2 eine vorgegebene Gesamtmenge des Mischproduktes, beispielsweise eines Getränks oder eines Fruchtsaftes enthält.
  • Die Komponente K1 ist beispielsweise eine flüssige homogene oder im Wesentlichen homogene Komponente, beispielsweise Fruchtsaft. Die Komponente K2 ist beispielsweise eine inhomogene Komponente, die bei reduziertem Anteil an Flüssigkeit einen hohen Anteil an Feststoffen enthält, z. B. in Form von Fruchtfleisch und/oder Fruchtfasern usw.
  • Das Füllsystem 1 umfasst eine Vielzahl von Füllpositionen mit jeweils einem Füllelement 3, welches in der dem Fachmann bekannten Weise bei Füllmaschinen umlaufender Bauart zusammen mit weiteren Füllelementen am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend angetriebenen Rotors vorgesehen ist. Das Füllelement 3, ist für das gesteuerte Einleiten und Beenden des Füllprozesses mit einem Ventil V1 (Flüssigkeitsventil) ausgebildet. Während des Füllprozesses ist der jeweilige Behälter 2 unter dem Füllelement 3 bzw. unter einer dortigen Abgabeöffnung angeordnet, und zwar bei der Darstellung der 1 für ein Freistrahlfüllen mit Abstand vom Füllelement 3. Für sämtliche Füllelemente 3 des Füllsystems sind zwei Kessel 4 und 5 gemeinsam vorgesehen, von denen der Kessel 4 während des Füllbetriebes die Komponente K1 mit einem Druck P1 und der Kessel 5 die Komponente K2 mit dem Druck P2 enthält. An der Abgabeöffnung des Füllelementes 3 weisen die dem Behälter 2 zufließenden Komponenten K1 und K2 den Fülldruck P3 auf, der bei dem Freistrahlfüllen gleich dem Umgebungsdruck ist. Der Druck in den Kesseln 4 und 5 ist so eingestellt, dass der Druck P1 kleiner ist als der Druck P2, aber größer als der Druck P3, also P3 > P1 > P2.
  • Über eine Flüssigkeits-Verbindungs- und Dosierstruktur, die in der 1 allgemein mit 6 bezeichnet ist, ist das Füllelement 3 an beide Kessel 4 und 5 angeschlossen. Innerhalb des Füllsystems 1 ist für jedes Füllelement 3 bzw. für jede Füllposition eine eigenständige Flüssigkeits-Verbindungs- und Dosierstruktur 6 vorgesehen, die jeweils im wesentlichen aus zwei Flüssigkeitswegen oder -kanälen 7 und 8 besteht, von denen der Flüssigkeitskanal 7 an den Kessel 4 für die Komponente K1 und der Flüssigkeitskanal 8 an den Kessel 5 für die Komponente K2 angeschlossen ist und die in Strömungsrichtung der Komponenten K1 und K2 an einer Einmündung 9 in einen gemeinsamen Flüssigkeitskanal des Füllelementes 3 münden, der in der 1 die Fortsetzung des Flüssigkeitskanals 7 ist.
  • In dem Flüssigkeitskanal 7 sind in Strömungsrichtung vom Kessel 4 an das Flüssigkeitsventil 3 aufeinander folgend vorgesehen eine Drossel 10 zur Reduzierung des Volumenstroms der Komponente K1 bei geöffneten Ventilen V1 und V2, ein Durchflussmesser 11, beispielsweise in Form eines magnetisch induktiven Durchflussmessers sowie ein Ventil V2. Im Bereich zwischen dem Durchflussmesser 11 und dem Ventil V2 ist der Flüssigkeitskanal 7 mit einer Erweiterung oder ersten Kammer 7.1 ausgebildet.
  • In dem Flüssigkeitskanal 8 sind in Strömungsrichtung von dem Kessel 5 an das Füllelement 3 bzw. an die Einmündung 9 aufeinanderfolgend ein Steuerventil V4 und ein Steuerventil V3 vorgesehen. Zwischen den beiden Ventilen V4 und V3 ist der Flüssigkeitskanal 8 mit einer Erweiterung oder zweiten Kammer 8.1 ausgebildet, die bei der dargestellten Ausführungsform von dem Innenraum eines in die Kammer 7.1 hineinreichenden Balgs 12 gebildet ist. Der Balg 12 bzw. dessen bewegliche und/oder verformbare Wandungen trennen die beiden Kammern 7.1 und 8.1 fluid- oder flüssigkeitsdicht. Die Kammer 8.1 besitzt somit ein veränderbares Volumen in der Weise, dass sich das Volumen der Kammer 7.1 gegenläufig zum Volumen der Kammer 8.1 verändert.
  • Es versteht sich von selbst, dass anstatt des Balgs 12, auch andere Ausgestaltungen von Kammern deren Volumen in einem umgekehrten Verhältnis voneinander abhängt, Anwendung finden können.
  • So ist es beispielsweise alternativ möglich, eine Kolben-Zylinder-Anordnung vorzusehen, welche diese Funktion aufweist. Dazu wäre ein Zylinder mit einem vorzugsweise fliegend gelagertem Kolben vorzusehen, wobei der Kolben auf der einen Seite mit der ein Komponente und auf der anderen Seite mit der anderen Komponente beaufschlagt ist. Bedingt durch diese Anordnung bildet der Kolben somit die Trennung oder Trennebene zwischen beiden Komponenten, wobei die Volumina der beiden Kammern 7.1 und 8.1 ebenfalls in einem umgekehrten Verhältnis voneinander abhängen. Da der Kolben darüber hinaus leicht durch Druckunterschiede zwischen den beiden Komponenten verschiebbar ist, lassen sich die Kammervolumina leicht anpassen oder in der gewünschten Weise verändern.
  • Das Füllsystem 1 bietet den Vorteil, dass mit Hilfe des einzigen Durchflussmessers 11 ein mengen- und/oder volumenmäßiges Dosieren bzw. Einbringen der Komponenten K1 und K2 in den jeweiligen Behälter 2 möglich ist, wobei der Durchflussmesser 11 bei der Messung nur in einer einzigen Durchflussrichtung von der Komponente K1 durchströmt wird, nämlich in der Strömungsrichtung vom Kessel 4 an das Füllelement 3. Mit Hilfe des Durchflussmessers 11 werden unmittelbar die Menge (Volumen) der dem jeweiligen Behälter 2 zugeführten Komponente K1 und mittelbar auch die Menge (Volumen) der dem jeweiligen Behälter 2 zugeführten Komponente K2 erfasst.
  • Die Arbeitsweise des Füllsystems 1 lässt sich, wie folgt, beschreiben:
  • 1.1. Ausgangszustand des Füllsystems 1
  • In dieser Teilphase des Füllprozesses weisen die Ventile folgenden Zustand auf:
    V1: Geschlossen
    V2: Geschlossen
    V3: Geschlossen
    V4: Geöffnet
  • Die beiden Kessel 4 und 5 sind mit den Komponenten K1 und K2 gefüllt sowie mit dem Druck P1 und P2 beaufschlagt. Der Balg 12 liegt mit einem Bodenabschnitt 13 gegen einen Bereich der Kammer 7.1 gebildeten Anschlag 14 an, so dass die Kammer 8.1 ihr größtes Volumen (Ausgangsvolumen) aufweist. Die Flüssigkeitskanäle 7 und 8 sowie deren Kammern 7.1 und 8.1 sind vollständig mit der zugehörigen Komponente K1 bzw. K2 gefüllt.
  • 1.2. Füllen der Komponente K2 beim Füllsystems 1
  • In dieser Teilphase des Füllprozesses weisen die Ventile folgenden Zustand auf:
    V1: Geöffnet
    V2: Geschlossen
    V3: Geöffnet
    V4: Geschlossen
  • Durch den Druck P1 der Komponente K1 im Flüssigkeitskanal 7 und in der Kammer 7.1 erfolgen ein Zusammendrücken des Balgs 12 und damit eine zunehmende Reduzierung des Volumen der Kammer 8.1 sowie ein Einbringen die Komponente K2 über die geöffneten Ventile V3 und V1 in den unter dem Füllelement 3 bereitstehenden Behälter 2. Gleichzeitig vergrößert sich das Volumen der Kammer 7.1 mit der Folge eines Volumenstroms der Komponente K1 aus dem Kessel 4 in die Kammer 7.1, wobei die dabei vom Durchflussmesser 11 gemessene Menge (Volumen) gleich der aus der Kammer 8.1 in dem Behälter 2 eingebrachten Menge der Komponente K2 ist. Der Durchflussmesser 11 liefert somit ein Messsignal, welches der in dieser Teilphase des Füllprozesses in den Behälter 2 eingebrachten Menge (Volumen) der Komponente K2 entspricht.
  • Sobald das erforderliche Soll-Volumen der Komponente K2 in den Behälter 2 eingebracht ist, wird gesteuert durch das Signal des Durchflussmessers 11 diese Teilphase des Füllprozesses beendet.
  • 1.3. Füllen der Komponente K1 beim Füllsystems 1
  • In dieser Teilphase des Füllprozesses weisen die Ventile folgenden Zustand auf:
    V1: Geöffnet
    V2: Geöffnet
    V3: Geschlossen
    V4: Geschlossen
  • Über die geöffneten Ventile V1 und V2 strömt die Komponente K1 solange in den Behälter 2, bis das Soll-Volumen für die Komponente K1 erreicht ist. Die Überwachung erfolgt wiederum durch den Durchflussmesser 11. Nach Erreichen des Soll-Volumens für die Komponente K1 werden die Ventile V1 und V2 gesteuert durch das Messsignal des Durchflussmessers 11 geschlossen. Der Füllprozess ist damit beendet. Der gefüllte Behälter 2 kann dann von dem Füllelement 3 bzw. von der dieses Füllelement aufweisenden Füllposition entnommen werden.
  • 1.4. Wiederbefüllen der Kammer 8.1 beim Füllsystems 1
  • Nach Beendigung des Füllprozesses wird die Flüssigkeits-Verbindungs- und Dosierstrecke 6 für das Füllen eines weiteren Behälters 2 vorbereitet. Der Zustand der Ventile in dieser Vorbereitungsphase ist:
    V1: Geschlossen
    V2: Geschlossen
    V3: Geschlossen
    V4: Geöffnet
  • Bedingt durch den gegenüber dem Druck P1 größeren Druck P2 strömt die Komponente K2 aus dem Kessel 5 in die Kammer 8.1 bzw. in den Balg 12, so dass schließlich die Kammer 8.1 wieder ihr maximales Ausgangsvolumen aufweist und der Bodenabschnitt 13 gegen den Anschlag 14 anliegt. Die hierbei aus der Kammer 7.1 verdrängte Menge (Volumen) der Komponente K1 fließt über den Flüssigkeitskanal 7 zurück in den Kessel 4, ohne dass eine Messung dieser Menge (Volumen) durch den Durchflussmesser 11 erfolgt. Mit dem Erreichen des maximalen Ausgangsvolumens der Kammer 8.1 ist der Ausgangszustand wieder hergestellt, so dass mit dem Füllen des nächsten Behälters 2 begonnen werden kann.
  • Die 2 zeigt als weitere Ausführungsform ein Füllsystem 1a, welches sich von dem Füllsystem 1 wesentlich nur dadurch unterscheidet, dass die jeweilige Füllposition zwei getrennte Auslässe oder Abgabeöffnungen für die Komponenten K1 und K2 aufweist, wobei diese Auslässe entweder, wie in 2 angedeutet, von zwei eigenständigen Füllelementen 3a.1 und 3a.2 oder aber von wenigstens zwei getrennten Abgabeöffnungen ein und desselben Füllelementes gebildet sind.
  • Die Flüssigkeits-Verbindungs- und Dosierstruktur 6a, die wiederum für jede Füllposition des Füllsystems 1a gesondert vorgesehen ist, unterscheidet sich demnach von der Flüssigkeits-Verbindungs- und Dosierstruktur 6 dadurch, dass die beiden Flüssigkeitskanäle 7 und 8 nicht miteinander verbunden sind, sondern der Flüssigkeitskanal 7 über das Ventil V1 mit der Abgabeöffnung des Füllelementes 3a.1 und der Flüssigkeitskanal 8 über das Ventil V3 mit der Abgabeöffnung des Füllelementes 3a.2 in Verbindung stehen. Das Ventil V2 ist entfallen.
  • Die Arbeitsweise des Füllsystems 1a entspricht weitestgehend der Arbeitsweise des Füllsystems 1 und lässt sich, wie folgt, beschreiben:
  • 2.1. Ausgangszustand des Füllsystems 1a
  • In dieser Teilphase des Füllprozesses weisen die Ventile folgenden Zustand auf:
    V1: Geschlossen
    V3: Geschlossen
    V4: Geöffnet
  • Die beiden Kessel 4 und 5 sind mit den Komponenten K1 und K2 gefüllt sowie mit dem Druck P1 und P2 beaufschlagt. Der Balg 12 liegt mit einem Bodenabschnitt 13 gegen einen Bereich der Kammer 7.1 gebildeten Anschlag 14 an, so dass die Kammer 8.1 ihr größtes Volumen (Ausgangsvolumen) aufweist. Die Flüssigkeitskanäle 7 und 8 sowie deren Kammern 7.1 und 8.1 sind vollständig mit der zugehörigen Komponente K1 bzw. K2 gefüllt.
  • 2.2. Füllen der Komponente K2 beim Füllsystems 1a
  • In dieser Teilphase des Füllprozesses weisen die Ventile folgenden Zustand auf:
    V1: Geschlossen
    V3: Geöffnet
    V4: Geschlossen
  • Der jeweilige Behälter 2 ist hierbei zunächst unter der Abgabeöffnung des Füllelementes 3a.2 angeordnet.
  • Durch den Druck P1 der Komponente K1 im Flüssigkeitskanal 7 und in der Kammer 7.1 erfolgen ein Zusammendrücken des Balgs 12 und damit eine zunehmende Reduzierung des Volumen der Kammer 8.1 sowie ein Einbringen die Komponente K2 über das geöffnete Ventil V3 in den unter dem Füllelement 3a.2 bereitstehenden Behälter 2. Gleichzeitig vergrößert sich das Volumen der Kammer 7.1 mit der Folge eines Volumenstroms der Komponente K1 aus dem Kessel 4 in diese Kammer, wobei die dabei vom Durchflussmesser 11 gemessene Menge (Volumen) gleich der aus der Kammer 8.1 in dem Behälter 2 eingebrachten Menge der Komponente K2 ist. Der Durchflussmesser 11 liefert somit ein Messsignal, welches der in dieser Teilphase des Füllprozesses in den Behälter 2 eingebrachten Menge (Volumen) der Komponente K2 entspricht.
  • Sobald das erforderliche Soll-Volumen der Komponente K2 in den Behälter 2 eingebracht ist, wird gesteuert durch das Signal des Durchflussmessers 11 diese Teilphase des Füllprozesses beendet.
  • 2.3. Füllen der Komponente K1 beim Füllsystems 1a
  • In dieser Teilphase des Füllprozesses weisen die Ventile folgenden Zustand auf:
    V1: Geöffnet
    V3: Geschlossen
    V4: Geschlossen
  • Zum Einbringen der Komponente K1 in den Behälter 2 wird dieser unter dem Füllelement 3a.1 angeordnet, was durch entsprechendes Bewegen des jeweiligen Behälters 2 und/oder der Füllelemente 3a.1 und 3a.2 der betreffenden Füllposition erfolgen kann.
  • Über das geöffnete Ventile V1 strömt die Komponente K1 solange in den Behälter 2, bis das Soll-Volumen für die Komponente K1 erreicht ist. Die Überwachung erfolgt wiederum durch den Durchflussmesser 11. Nach Erreichen des Soll-Volumens für die Komponente K1 wird das Ventile V1 gesteuert durch das Messsignal des Durchflussmessers 11 geschlossen. Der Füllprozess ist damit beendet. Der gefüllte Behälter 2 kann dann von dem Füllelement 3a.1 bzw. von der dieses Füllelement aufweisenden Füllposition entnommen werden.
  • 2.4. Wiederbefüllen der Kammer 8.1 beim Füllsystems 1a
  • Nach Beendigung des Füllprozesses wird die Flüssigkeits-Verbindungs- und Dosierstrecke 6a für das Füllen eines weiteren Behälters 2 vorbereitet. Der Zustand der Ventile in dieser Vorbereitungsphase ist:
    V1: Geschlossen
    V3: Geschlossen
    V4: Geöffnet
  • Bedingt durch den gegenüber dem Druck P1 größeren Druck P2 strömt die Komponente K2 aus dem Kessel 5 in die Kammer 8.1 bzw. in den Balg 12, so dass schließlich die Kammer 8.1 wieder ihr maximales Ausgangsvolumen aufweist und der Bodenabschnitt 13 gegen den Anschlag 14 anliegt. Die hierbei aus der Kammer 7.1 verdrängte Menge (Volumen) der Komponente K1 fließt über den Flüssigkeitskanal 7 zurück in den Kessel 4, ohne dass eine Messung dieser Menge (Volumen) durch den Durchflussmesser 11 erfolgt. Mit dem Erreichen des maximalen Ausgangsvolumens der Kammer 8.1 ist der Ausgangszustand wieder hergestellt, so dass mit dem Füllen des nächsten Behälters 2 begonnen werden kann.
  • Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
  • So ist es insbesondere möglich, die Kammern 7.1 und 8.1 mit dem variablen Volumen auch auf andere Weise zu realisieren, beispielsweise allgemein durch einen geschlossenen Raum, der durch eine bewegliche Wand in die Kammern 7.1 und 8.1 unterteilt ist oder durch wenigstens eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit wenigstens einem in einem Zylinder axial verschiebbaren Kolben und mit zwei z. B. durch diesen Kolben von einander getrennten Zylinderräumen, von denen dann einer die Kammer 7.1 und der andere die Kammer 8.1 bildet.
  • Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, den Flüssigkeitskanal 8 mit der Kammer 8.1, deren Volumenänderung einen entsprechenden Volumenstrom in dem den Durchflussmesser 11 aufweisenden Flüssigkeitskanal 7 erzeugt, mehrfach vorzusehen, um so unter Verwendung eines einzigen Durchflussmessers mehr als zwei Komponenten eines Mischproduktes, beispielsweise eines Mischgetränkes in Behälter 2 mengen- und/oder volumengesteuert abzufüllen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1, 1a
    Füllsystem
    2
    Behälter
    3, 3a.1, 3a.2
    Füllelement
    4, 5
    Kessel
    6, 6a
    Flüssigkeits-Verbindungs- und Dosierstruktur
    7, 8
    Flüssigkeitskanal
    7.1, 8.1
    Kammer
    9
    Einmündung des Flüssigkeitskanals 8 in den Flüssigkeitskanal 7
    10
    Drossel
    11
    Durchflussmesser
    12
    Balg
    13
    Bodenabschnitt
    14
    Anschlag
    K1, K2
    Komponente
    P1, P2, P3
    Druck
    V1–V4
    Ventil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009049583 [0004]

Claims (16)

  1. Verfahren zum volumen- oder mengengesteuerten Füllen von Behältern (2) mit einem aus wenigstens zwei unterschiedlichen Komponenten (K1, K2) bestehenden Füllgut, von denen eine erste Komponente (K1) dem zu füllenden Behälter (2) bei unmittelbarer Messung der Menge (Volumen) dieser Komponente zugeführt wird und das volumen- oder mengengesteuerte Einbringen wenigstens einer zweiten Komponente (K2) in den Behälter (2) mittelbar durch Messen eines aus dem Volumenstrom der wenigstens einen zweiten Komponente resultierenden Volumenstroms der ersten Komponente (K1) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom der wenigstens einen zweiten Komponente (K2) unmittelbar der dem jeweiligen Behälter zufließende Volumenstrom ist, und/oder dass eine für die Messung verwendete Mengen- oder Volumenmesseinrichtung (11), vorzugsweise Durchflussmesser beim unmittelbaren Messen der Menge der ersten Komponente (K1) und beim mittelbaren Messen der Menge der wenigstens einen zweiten Komponente (K2) in ein und derselben Strömungsrichtung durchströmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eine Füllsystems (1, 1a), welches zum volumen- oder mengengesteuerten Einbringen der ersten und der wenigstens einen zweiten Komponente (K1, K2) in den jeweiligen Behälter (2) einen ersten Flüssigkeitskanal (7) für die erste Komponente (K1) mit wenigstens einer ersten im Volumen veränderbaren Kammer (7.1) und einen getrennten zweiten Flüssigkeitskanal (8) für die wenigstens eine zweite Komponente (K2) mit wenigstens einer zweiten im Volumen veränderbaren Kammer (8.1) aufweist, wobei zur Erzeugung des aus dem Volumenstrom der wenigstens einer zweiten Komponente (K2) resultierenden Volumenstrom der ersten Komponente (K1) die wenigstens eine zweite Komponente (K2) aus der wenigstens einen zweiten Kammer (8.1) unter Reduzierung des Volumens dieser Kammer (8.1) in den Behälter (2) eingebracht wird und die Reduzierung des Volumens der wenigstens einen zweiten Kammer (8.1) eine Vergrößerung des Volumens der wenigstens einen ersten Kammer (7.1) und damit einen Volumenstrom der ersten Komponente in die erste Kammer und durch die Mengen- oder Volumenmesseinrichtung (11) bewirkt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einer zweiten Kammer (8.1) wenigstens eine erste Kammer (7.1) zugeordnet ist, und dass die Volumenänderung der zweiten Kammer (8.1) eine gegenläufige Volumenänderung der zugeordneten ersten Kammer (7.1) bewirkt.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste und/oder zweite Kammer (K1, K2) von dem Innenraum eines Balgs (12) oder eines balgartigen Elementes und/oder von einem Zylinderraum einer Kolben-Zylinder-Anordnung gebildet ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der ersten und der wenigstens einen zweiten Komponente in den jeweiligen Behälter (2) über ein gemeinsames Füllelement (3) oder über gesonderte Füllelemente (3a.1, 3a.2) und/oder über gesonderte Abgabeöffnungen erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (K1) mit einem ersten Druck (P1) beaufschlagt ist, und dass die Änderung des Volumens der wenigstens einen zweiten Kammer (8.1) beim Einbringen der wenigstens einen zweiten Komponente in den Behälter (2) zumindest unterstützt durch den ersten Druck (P1) der ersten Komponente erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Füllprozesses zur Vorbereitung eines weiteren Füllprozesses der wenigstens einen zweiten Kammer (8.1) die zweite Komponente (K2) unter einem Druck (P2) zugeführt wird, und zwar unter Vergrößerung des Volumens dieser Kammer auf ihr Ausgangsvolumen und durch Verdrängen der ersten Komponente aus der wenigstens einen ersten Kammer (7.1).
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn eines jeden Füllprozesses die wenigstens eine zweite Kammer (8.1) und der zweite Flüssigkeitskanal (8) vollständig mit der mit dem zweiten Druck (P2) beaufschlagten zweiten Komponente (K2) gefüllt werden, dass dann zum Füllen des jeweiligen Behälters (2) der zweite Flüssigkeitskanal (8) zum Einleiten der zweiten Komponente (K2) mit einem gegenüber dem zweiten Druck (P2) reduziertem Fülldruck (P3) in dem zu füllenden Behälter (2) geöffnet und hierbei der aus dem Volumenstrom der zweiten Komponente resultierende Volumenstrom der ersten Komponente mit der Mengen- oder Volumenmesseinrichtung (11) gemessen und der Flüssigkeitskanal (8) bei Erreichen eines in den Behälter (2) eingebrachten Soll-Volumens der zweiten Komponente wieder geschlossen wird, und dass anschließend durch Öffnen des ersten Flüssigkeitskanals (7) die erste Komponente (K1) gesteuert durch die Mengen- oder Volumenmesseinrichtung (11) mit dem erforderlichen Soll-Volumen in den Behälter (2) eingebracht wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druck (P1) größer als der Fülldruck (P3), aber kleiner als der zweite Druck (P2) ist.
  10. Füllsystem zum volumen- oder mengengesteuerten Füllen von Behältern (2) mit einem aus wenigstens zwei unterschiedlichen Komponenten (K1, K2) bestehenden Füllgut, von denen eine erste Komponente (K1) dem zu füllenden Behälter (2) über einen ersten Flüssigkeitskanal (7) bei unmittelbarer Messung der Menge (Volumen) dieser Komponente zugeführt wird und das volumen- oder mengengesteuerte Einbringen wenigstens einer zweiten Komponente (K2) in den Behälter (2) mittelbar durch Messen eines aus dem Volumenstrom der wenigstens einen zweiten Komponente resultierenden Volumenstroms der ersten Komponente (K1) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Flüssigkeitskanal (7) für die erste Komponente (K1) eine erste im Volumen veränderbaren Kammer (7.1) und in einem getrennten zweiten Flüssigkeitskanal (8), über den die wenigstens eine zweite Komponente (K2) in den Behälter einbringbar ist, eine zweite im Volumen veränderbare Kammer (8.1) vorgesehen sind, dass jeweils einer zweiten Kammer (8.1) wenigstens eine erste Kammer (7.1) zugeordnet ist, und dass die Volumenänderung der zweiten Kammer (8.1) eine gegenläufige Volumenänderung der zugeordneten wenigstens einen ersten Kammer (7.1) derart bewirkt, dass ein Volumenstrom der ersten Komponente in die wenigstens eine erste Kammer (7.1) und durch die Mengen- oder Volumenmesseinrichtung (11) erfolgen.
  11. Füllsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste und/oder zweite Kammer (K1, K2) von dem Innenraum eines Balgs (12) oder eines balgartigen Elementes und/oder von einem Zylinderraum einer Kolben-Zylinder-Anordnung gebildet ist.
  12. Füllsystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an Füllpositionen jeweils ein für die Komponenten (K1, K2) gemeinsames Füllelement (3) oder gesonderte Füllelemente (3a.1, 3a.2) und/oder gesonderte Abgabeöffnungen vorgesehen sind, und/oder dass bei einem gemeinsamen Füllelement (3) und/oder bei einer gemeinsamen Abgabeöffnung für die erste Komponente (K1) und die wenigstens eine zweite Komponente (K2) in den Flüssigkeitskanälen (7, 8) jeder Komponente vor der Abgabeöffnung ein eigenständig steuerbares Ventil (V2, V3) vorgesehen ist.
  13. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengen- oder Volumenmesseinrichtung (11) im ersten Flüssigkeitskanal (7) in Strömungsrichtung der ersten Komponente (K1) vor der wenigstens einen ersten Kammer (7.1) vorgesehen ist.
  14. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste und/oder zweite Kammer (7.1, 8.1) von einem Teilabschnitt und/oder einer Erweiterung des ersten oder zweiten Flüssigkeitskanals (7, 8) gebildet sind.
  15. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Flüssigkeitskanal (8) in Strömungsrichtung der zweiten Komponente (K2) vor der wenigstens einen zweiten Kammer (8.1) ein eigenständig steuerbares drittes Ventil (V4) vorgesehen ist.
  16. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flüssigkeitskanal (7) und der wenigstens eine zweite Flüssigkeitskanal (8) jeweils an eine die erste Komponente (K1) unter dem ersten Druck (P1) bzw. die zweite Komponente (K2) unter dem zweiten Druck (P2) führende Quelle, beispielsweise in Form jeweils eines Kessels (4, 5) angeschlossen sind, und/oder dass der erste Druck (P1) größer als der Fülldruck (P3), aber kleiner als der zweite Druck (P2) ist.
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