DE102013214616A1

DE102013214616A1 - Apparatus and method for dosing liquid or pasty product into containers

Info

Publication number: DE102013214616A1
Application number: DE102013214616.7A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Wick; Wolfgang Schmitt; Hans-Peter Stadel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Syntegon Technology GmbH
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2015-01-29
Also published as: WO2015010852A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) und ein Verfahren zum Dosieren von flüssigem oder pastösem Produkt (1) in Behälter (2), mit einem Produktspeicher (10), der mit einer ersten Einrichtung (23) zur Erzeugung eines ersten Überdrucks (P1) zusammenwirkt, die dazu ausgebildet ist, das in dem Produktspeicher (10) befindliche Produkt (1) mit Überdruck (P) zu beaufschlagen, und mit einer mit dem Produktspeicher (10) zumindest mittelbar verbundenen, durch eine Stelleinrichtung (32) betätigbare Dosiereinrichtung (31), die in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Stelleinrichtung (32) einen variablen Durchflussquerschnitt (35) für das Produkt (1) aufweist.The invention relates to a device (100) and a method for dosing a liquid or pasty product (1) into a container (2), comprising a product reservoir (10) provided with a first device (23) for generating a first overpressure (P1). cooperates, which is designed to pressurize the product (1) located in the product store (10) with overpressure (P), and to a metering device (31) which can be actuated at least indirectly by the product memory (10) and actuated by an adjusting device (32) ), which has a variable flow cross-section (35) for the product (1) as a function of the activation of the adjusting device (32).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von flüssigem oder pastösem Produkt in Behälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des Verfahrens.The invention relates to a device for dosing of liquid or pasty product in container according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for operating a device according to the invention and the use of the device or the method according to the invention.

In der Verpackungsindustrie wird beim Abfüllen bzw. Dosieren von pastösem Lebensmittel, wie beispielsweise Joghurt, in Behälter zur Zwischenspeicherung des Produkts unter Überdruck stehende Produktbehälter verwendet, die über Füllleitungen mit Dosiereinrichtungen verbunden sind, über die das mit Überdruck an den Dosiereinrichtungen anstehende Produkt in die Öffnungen der Behälter eindosiert wird. Je nach verwendetem Produkt kommen dabei verschiedene Dosiereinrichtungen zur Anwendung, die sich sowohl hinsichtlich ihres Aufbaus als auch ihrer Eignung für unterschiedliche Füllgüter unterscheiden. Beispielhaft, und nicht einschränkend, sind beispielsweise Quetschventile bekannt, die ein schlauchförmiges Element aufweisen, dessen Durchlassquerschnitt durch eine entsprechende Quetscheinrichtung verstellt werden kann. Derartige Quetschventile eignen sich insbesondere für flüssige Füllgüter. Dasselbe gilt für sogenannte Kolbendosierer, bei denen das Produkt mittels eines Stellkolbens in die Behälter abgegeben wird. Insbesondere für Füllgüter, die neben flüssigen bzw. pastösen Bestandteilen auch stückige Bestandteile enthalten, beispielsweise Joghurt, werden üblicherweise Dosiereinrichtungen unter Verwendung eines Dosierschiebers verwendet. Derartige Dosierschieber beeinflussen den Durchflussquerschnitt der Dosiereinrichtung in Abhängigkeit von der Stellung des Dosierschiebers. Alle Dosiereinrichtungen, bei denen der Durchflussquerschnitt für das Produkt veränderbar ist, also beispielsweise die angesprochenen Quetschventile sowie die Dosiereinrichtungen mit den Dosierschiebern, weisen die Charakteristik auf, dass bei einem relativ geringen Durchflussquerschnitt (unter der Voraussetzung eines konstanten Drucks) im Verhältnis zu einer Stellung mit großem Durchflussquerschnitt erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten des Produkts auftreten. Je nach Art und Eigenschaften des Produkts kann es insbesondere bei den erhöhten Durchflussgeschwindigkeiten zu einer Blasen- bzw. Schaumbildung des Produkts kommen, die beim Dosieren des Produkts in die Behälter unerwünscht ist und ggf. den Abfüllprozess verzögert und somit die Leistung der Abfüllanlage herabsetzt.In the packaging industry, when filling or dosing pasty foods, such as yoghurt, in containers for intermediate storage of the product, use is made of overpressure product containers, which are connected via filling lines to metering devices, via which the product present with overpressure at the metering devices into the openings the container is metered. Depending on the product used, different dosing devices are used, which differ in terms of their construction as well as their suitability for different filling goods. By way of example and not limitation, pinch valves are known, for example, which have a tubular element whose passage cross-section can be adjusted by a corresponding squeezing device. Such pinch valves are particularly suitable for liquid products. The same applies to so-called piston dispensers, in which the product is dispensed by means of a control piston in the container. In particular, for filling products which contain not only liquid or pasty constituents but also particulate components, for example yoghurt, dosing devices are usually used using a metering slide. Such metering slides influence the flow cross-section of the metering device as a function of the position of the metering slide. All metering devices in which the flow cross section for the product is variable, so for example, the mentioned pinch valves and the metering with the Dosierschiebern, have the characteristic that with a relatively small flow area (assuming a constant pressure) in relation to a position with large flow cross section increased flow velocities of the product occur. Depending on the nature and properties of the product, especially at the increased flow rates, the product may bubble or foam, which is undesirable when dispensing the product into the containers and, if applicable, delays the filling process and thus degrades the performance of the bottling plant.

Darüber hinaus ist es aus der DE 10 2010 042 624 A1 bekannt, bei einem Verfahren zum Betreiben einer Abfüllanlage während einer Phase des Hochfahrens der Abfüllanlage im Gegensatz zu einer Phase des Normalbetriebs (Abfüllbetrieb) unterschiedliche Betriebsparameter, beispielsweise Drücke, vorzusehen, die zusätzlich ggf. je nach Betriebsphase unterschiedliche Toleranzen aufweisen können.In addition, it is from the DE 10 2010 042 624 A1 In a method for operating a bottling plant during a startup phase of the bottling plant, in contrast to a phase of normal operation (bottling operation), different operating parameters, for example pressures, are provided, which additionally may have different tolerances depending on the operating phase.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Dosieren von flüssigem oder pastösem Produkt in Behälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die beim Stand der Technik auftretende Problematik der Blasen- bzw. Schaumbildung des Produkts zumindest reduziert bzw. vollständig verhindert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass Mittel zur zusätzlichen Beaufschlagung des Produktspeichers mit einem zweiten Überdruck und/oder Unterdruck vorgesehen sind, und dass die Mittel in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Stelleinrichtung der Dosiereinrichtung betätigbar sind. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass der üblicherweise konstant gehaltene sogenannte Vorlaufdruck im Produktspeicher durch die zusätzlichen Mittel beeinflussbar ist, wobei die Mittel in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Stelleinrichtung für die Dosiereinrichtung und somit insbesondere von dem Durchflussquerschnitt für das Produkt in der Dosiereinrichtung ansteuerbar sind. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, beispielsweise für den Fall, dass die zusätzlichen Mittel nur eine Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Überdrucks aufweisen, die erste Einrichtung mit einem relativ geringen Überdruck zu betreiben, bei der, selbst in der kritischsten Stellung der Dosiereinrichtung, keine Blasen- bzw. Schaumbildung auftritt. Durch die zweite, zusätzliche Einrichtung zur Erzeugung des (zusätzlichen) Überdrucks lässt sich in diesem Fall bei Stellungen der Dosiereinrichtung mit relativ großem Durchflussquerschnitt ein erhöhter Überdruck auf das Produkt erzeugen, der zu einer erhöhten Durchflussmenge bzw. einer verbesserten Abfüllleistung führt. Alternativ ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, auch nur eine Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks zu verwenden, sodass der durch die erste Einrichtung erzeugte, relativ hohe Überdruck im Produktspeicher durch eine entsprechende Ansteuerung der Einrichtung zur Erzeugung des Unterdrucks in den für die Blasen- bzw. Schaumbildung kritischen Phasen reduziert wird. In besonders bevorzugter Ausgestaltung umfasst die Erfindung eine Kombination sowohl einer zusätzlichen Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Überdrucks als auch eine Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks. Eine derartige Vorrichtung ermöglicht es, die jeweils maximal mögliche Abfüllleistung in Abhängigkeit der Stellung der Dosiereinrichtung zu erzielen, wobei eine besonders hohe Reaktionsgeschwindigkeit bzw. Flexibilität der Vorrichtung ermöglicht wird.Starting from the illustrated prior art, the invention has the object, a device for dosing of liquid or pasty product in container according to the preamble of claim 1 such that the problems occurring in the prior art, the bubble or foaming of the product at least reduced or completely prevented. This object is achieved in a device with the features of claim 1, characterized in that means for additional loading of the product memory with a second pressure and / or negative pressure are provided, and that the means are actuated in response to the control of the adjusting device of the metering device. In other words, this means that the so-called flow pressure usually kept constant in the product memory can be influenced by the additional means, wherein the means are controllable in dependence on the control of the adjusting device for the metering device and thus in particular of the flow cross section for the product in the metering device , This results in the possibility, for example in the event that the additional means have only one device for generating a second overpressure, to operate the first device with a relatively low overpressure, in which, even in the most critical position of the metering device, no blistering or foaming occurs. By means of the second, additional device for generating the (additional) overpressure, in this case an elevated overpressure on the product can be produced at positions of the metering device with a relatively large flow cross section, which leads to an increased flow rate or an improved filling performance. Alternatively, it is conceivable within the scope of the invention to use only one device for generating a negative pressure, so that the relatively high overpressure generated by the first device in the product memory by a corresponding control of the device for generating the negative pressure in the for the bladder or Foaming critical phases is reduced. In a particularly preferred embodiment, the invention comprises a combination of both an additional device for generating a second overpressure and a device for generating a negative pressure. Such a device makes it possible to achieve the maximum possible filling capacity as a function of the position of the metering device, with a particularly high Reaction speed or flexibility of the device is made possible.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Dosieren von flüssigem oder pastösem Füllgut in Behälter sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the device according to the invention for dosing of liquid or pasty contents in containers are listed in the subclaims.

In bevorzugter Ausgestaltung ist es bei einer zweiten Einrichtung zur Erzeugung des Unterdrucks vorgesehen, dass diese mit dem Produktspeicher über eine Verbindungsleitung unter Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung verbunden ist. Durch eine entsprechende Betätigung der Ventileinrichtung lässt sich dadurch die Höhe des in dem Produktspeicher wirkenden Unterdrucks einstellen.In a preferred embodiment, it is provided in a second device for generating the negative pressure that it is connected to the product memory via a connecting line with the interposition of a valve device. By a corresponding actuation of the valve device can thereby adjust the height of the negative pressure acting in the product memory.

In analoger Weise ist es beim Vorhandensein einer dritten Einrichtung zur Erzeugung des zweiten Überdrucks vorgesehen, dass diese mit dem Produktspeicher über eine Verbindungsleitung unter Zwischenschaltung einer weiteren Ventileinrichtung verbunden ist. In an analogous manner, it is provided in the presence of a third device for generating the second overpressure, that this is connected to the product memory via a connecting line with the interposition of a further valve device.

Um die Vorrichtung unterschiedlichsten Anwendungsfällen anzupassen, ist es vorgesehen, dass die Einrichtung zur Erzeugung des Unterdrucks und/oder die Einrichtung zur Erzeugung des zweiten Überdrucks jeweils einen Druckspeicher umfassen/umfasst, dessen Druck regelbar ist. Dadurch kann ein bestimmter Basisdruck an diesen Einrichtungen eingestellt werden, der ausreichend ist, um in dem Produktspeicher den gewünschten Druckabfall bzw. die gewünschte Drucksteigerung zu erzielen.In order to adapt the device to a wide variety of applications, it is provided that the device for generating the negative pressure and / or the device for generating the second overpressure each comprise / comprises a pressure accumulator whose pressure can be regulated. Thereby, a certain base pressure can be set at these devices, which is sufficient to achieve in the product memory the desired pressure drop or the desired pressure increase.

Eine weitere, konstruktiv bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die dritte Einrichtung zur Erzeugung des zweiten Überdrucks mit der ersten Einrichtung zur Erzeugung des ersten Überdrucks gekoppelt ist, derart, dass die beiden Einrichtungen über eine gemeinsame Druckleitung mit dem Produktspeicher verbunden sind. Eine derartige Ausbildung ist hinsichtlich des vorrichtungstechnischen Aufwands von Vorteil, da die beiden Einrichtungen zur Erzeugung des Überdrucks gemeinsame Bauteile bzw. Leitungen verwenden.Another, structurally preferred embodiment of the invention provides that the third means for generating the second overpressure is coupled to the first means for generating the first overpressure, such that the two means are connected via a common pressure line with the product memory. Such a design is in terms of device complexity of advantage, since the two means for generating the overpressure common components or lines use.

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei dem ein unter durch eine erste Einrichtung erzeugter erster Überdruck stehender und mit Produkt gefüllter Produktspeicher durch Ansteuerung einer Stelleinrichtung einer Dosiereinrichtung mit variablem Durchflussquerschnitt Produkt in die Behälter abgibt, ist es vorgesehen, dass der auf das Produkt wirkende Druck in dem Produktspeicher in Abhängigkeit von der Stellung der Stelleinrichtung der Dosiereinrichtung verändert wird.In a method for operating a device according to the invention, in which a product store standing under a first overpressure generated by a first device and filled with product discharges product into the containers by actuating an adjusting device of a metering device with a variable flow cross section, it is provided that the product acting pressure in the product memory in dependence on the position of the adjusting device of the metering device is changed.

Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass der Druck im Bereich großer Durchflussquerschnitte der Dosiereinrichtung gegenüber dem durch die erste Einrichtung erzeugten ersten Überdruck erhöht wird. Dadurch wird eine erhöhte Durchflussleistung bzw. Abfüllleistung der Vorrichtung erzielt, ohne dass dabei die Gefahr besteht, dass sich Blasen bzw. Schaum im Produkt bildet. Zusätzlich bzw. alternativ ist es vorgesehen, dass der Druck im Bereich geringer Durchflussquerschnitte der Dosiereinrichtung gegenüber dem durch die erste Einrichtung erzeugten ersten Überdruck erniedrigt wird. Dadurch wird die angesprochene Blasen- bzw. Schaumbildung sicher verhindert.In particular, it is provided that the pressure in the area of large flow cross-sections of the metering device is increased relative to the first overpressure generated by the first device. As a result, an increased flow rate or filling performance of the device is achieved, without causing the risk that bubbles or foam forms in the product. Additionally or alternatively, it is provided that the pressure in the region of small flow cross-sections of the metering device is lowered relative to the first overpressure generated by the first device. As a result, the mentioned bubbles or foaming is reliably prevented.

Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass der Druck beim Schließen der Dosiereinrichtung erniedrigt wird. Eine derartige Lösung beinhaltet die Möglichkeit, dass beim Öffnen der Dosiereinrichtung, bei der ebenfalls relativ geringe Durchflussquerschnitte ausgebildet sind, den Druck nicht zu erniedrigen. Dies vor dem Hintergrund, dass der Abfüllvorgang eine gewisse Zeit erfordert und somit auftretende Blasen- bzw. Schaumbildung im Produkt Zeit hat, sich bis zum Ende des Abfüllvorgangs zu reduzieren bzw. aufzulösen.In particular, it may be provided that the pressure during closing of the metering device is lowered. Such a solution includes the possibility that when opening the metering device, in which also relatively small flow cross-sections are formed, the pressure does not decrease. This against the background that the filling process requires a certain amount of time and thus the formation of bubbles or foam in the product has time to reduce or dissolve until the end of the filling process.

Insbesondere ist die Erfindung zum Dosieren von zur Schaum- oder Blasenbildung neigenden Produkten in Behälter, wie beispielsweise Joghurt oder Ähnlichem, mit Vorteil anwendbar.In particular, the invention is advantageously applicable to the dosing of products prone to foaming or bubbling into containers such as yoghurt or the like.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:This shows in:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Dosieren von flüssigem oder pastösem Produkt in Behälter, 1 a schematic representation of a device according to the invention for dosing of liquid or pasty product in containers,

2 und 3 ein Dosierventil unter Verwendung eines Dosierschiebers bei unterschiedlichen Stellungen des Dosierschiebers, jeweils im Längsschnitt und 2 and 3 a metering valve using a metering slide at different positions of the metering, in each case in longitudinal section and

4 den zeitlichen Verlauf eines Abfüllvorgangs von Produkt in einen Behälter unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1. 4 the time course of a filling process of product into a container using a device according to the invention according to 1 ,

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zum Dosieren von flüssigem oder pastösem Produkt 1 in Behälter 2 dargestellt. Bei dem Produkt 1 handelt es sich insbesondere um ein zur Blasen- bzw. Schaumbildung neigendes Produkt 1, beispielsweise, jedoch nicht einschränkend, um Joghurt oder Ähnliches. Die Vorrichtung 100 umfasst einen Produktspeicher 10 in Form eines Zwischenspeichers, der über eine Zuführleitung 11 mit einem Ventil 12 mit einem Vorratstank 13 für das Produkt 1 verbunden ist. Der beispielhaft mittels eines Deckelelements 14 hermetisch abgeschlossene Produktspeicher 10 umfasst darüber hinaus eine Füllstandsmesseinrichtung 15, die den in dem Produktspeicher 10 herrschenden Füllpegel 16 des Produkts 1 erfasst und bei einem Unterschreiten eines vorgegebenen Minimalwerts ein Nachfüllen von Produkt 1 in den Produktspeicher 10 aus dem Vorratstank 13 ermöglicht. Dieses Nachfüllen erfolgt bis zu einem maximalen Füllpegel 16 des Produkts 1 in dem Produktspeicher 10.In the 1 is a device according to the invention 100 for dosing liquid or pasty product 1 in containers 2 shown. For the product 1 it is in particular a product which tends to bubble or foam 1 . for example, but not limited to yogurt or the like. The device 100 includes a product memory 10 in the form of a buffer, via a supply line 11 with a valve 12 with a storage tank 13 for the product 1 connected is. The example by means of a cover element 14 hermetically sealed product storage 10 also includes a level measuring device 15 that in the product memory 10 prevailing filling level 16 of the product 1 detected and when falling below a predetermined minimum value refilling of product 1 in the product memory 10 from the storage tank 13 allows. This refilling takes place up to a maximum filling level 16 of the product 1 in the product memory 10 ,

In den oberhalb des Füllpegels 16 befindlichen Kopfraum 17 des Produktspeichers 10 ragt ein Druckrohr 18 mit integrierter Druckmesseinrichtung 19 hinein, das über eine Druckleitung 21 und ein regelbares Ventil 22 mit einer ersten Einrichtung 23 zur Erzeugung eines ersten Überdrucks verbunden ist. Die erste Einrichtung 23 ist insbesondere als Druckluftspeicher 24 ausgebildet, in der unter einem Überdruck P₁ stehende Sterilluft gespeichert ist, die in Abhängigkeit von der Stellung des Ventils 22 in den Produktspeicher 10 einleitbar ist, wobei der in dem Kopfraum 17 herrschende Druck P mittels der Druckmesseinrichtung 19 erfasst wird. Bei vollständig geöffnetem Ventil 22 entspricht der Druck P dem Druck P₁ in dem Druckluftspeicher 24.In the above the filling level 16 located headspace 17 of the product memory 10 a pressure tube protrudes 18 with integrated pressure measuring device 19 into it, via a pressure line 21 and a controllable valve 22 with a first device 23 connected to generate a first overpressure. The first device 23 is especially as compressed air storage 24 formed in the standing under an overpressure P ₁ sterile air is stored, which depends on the position of the valve 22 in the product memory 10 which is in the headspace 17 prevailing pressure P by means of the pressure measuring device 19 is detected. When the valve is fully open 22 the pressure P corresponds to the pressure P ₁ in the compressed air reservoir 24 ,

Vom Bodenbereich des Produktspeichers 10 geht eine Füllleitung 25 aus, die zum Behälter 2 führt. In der Füllleitung 25 ist eine Durchflussmesseinrichtung 26 geschaltet, die mit einer Steuereinrichtung 30 der Vorrichtung 100 verbunden ist. Stromabwärts der Durchflussmesseinrichtung 26 schließt sich eine Dosiereinrichtung 31 mit einer Stelleinrichtung 32 an, die von der Steuereinrichtung 30 ansteuerbar ist. Entsprechend der Darstellung der 2 und 3 kann die Dosiereinrichtung 31 beispielhaft, jedoch nicht einschränkend, einen Dosierschieber 33 umfassen, der innerhalb eines sich ändernden Querschnitts der Füllleitung 25 in Richtung des Doppelpfeils 34 auf- und abbeweglich angeordnet ist, wobei die Bewegung des Dosierschiebers 33 durch die Stelleinrichtung 32 erfolgt. Der Dosierschieber 33 gibt in der in der 3 dargestellten, geöffneten bzw. angehobenen Position einen ringförmigen Durchflussquerschnitt 35 für das Produkt 1 in Richtung zum Behälter 2 frei, wobei der Durchflussquerschnitt 35 in der in der 3 gezeigten, vollständig angehobenen Position des Dosierschiebers (Abfüllposition) ein Maximum aufweist. In der in der 2 dargestellten, abgesenkten Position des Dosierschiebers 33 ist demgegenüber die Füllleitung 25 in Richtung zum Behälter 2 geschlossen, d.h., dass der Durchflussquerschnitt 35 null beträgt. In Abhängigkeit von der Stellung des Dosierschiebers 33 variiert daher der Durchflussquerschnitt 35 für das Produkt 1 zwischen einem Minimum und einem Maximum, wobei sich dementsprechend auch die Durchflussgeschwindigkeit des Produkts 1, bezogen auf einen gleichen Druck P, verändert, derart, dass bei relativ geringem Durchflussquerschnitt 35 die höchsten Strömungsgeschwindigkeiten des Produkts 1 erzielt werden. Derartige, relativ hohe Strömungsgeschwindigkeiten des Produkts 1 treten typischerweise beim Öffnen bzw. Schließen des Dosierschiebers 33 auf, wenn dieser den Durchflussquerschnitt 35 freigibt bzw. verschließt.From the bottom of the product storage 10 goes a filling line 25 out to the container 2 leads. In the filling line 25 is a flow measuring device 26 Switched with a control device 30 the device 100 connected is. Downstream of the flowmeter 26 closes a metering device 31 with an adjusting device 32 on, by the controller 30 is controllable. According to the presentation of the 2 and 3 can the metering device 31 by way of example, but not limitation, a metering slide 33 include within a changing cross section of the filling line 25 in the direction of the double arrow 34 is arranged movable up and down, wherein the movement of the metering slide 33 through the adjusting device 32 he follows. The metering slide 33 there in the 3 illustrated, opened or raised position an annular flow cross-section 35 for the product 1 towards the tank 2 free, with the flow cross section 35 in the in the 3 shown, fully raised position of the metering (filling) has a maximum. In the in the 2 shown, lowered position of the metering slide 33 In contrast, the filling line 25 towards the tank 2 closed, ie, that the flow cross section 35 is zero. Depending on the position of the metering slide 33 therefore varies the flow area 35 for the product 1 between a minimum and a maximum, and accordingly the flow rate of the product 1 , based on an equal pressure P, changed, such that at relatively low flow cross-section 35 the highest flow rates of the product 1 be achieved. Such, relatively high flow rates of the product 1 typically occur when opening or closing the metering slide 33 on, if this the flow cross-section 35 releases or closes.

Die Vorrichtung 100 umfasst darüber hinaus Mittel 50 zur zusätzlichen Beaufschlagung des Produktspeichers 10 mit einem Unterdruck und/oder einem zweiten Überdruck. Die Mittel 50 weisen eine Einrichtung 51 zur Erzeugung eines Unterdrucks auf, wobei die Einrichtung 51 einen unter Unterdruck stehenden (pneumatischen) Speicher 52 umfasst, der über ein regelbares Ventil 53 mit einer Unterdruckquelle 54 verbunden ist. Die Regelung des Ventils 53 erfolgt über den in dem Speicher 52 mittels einer Messeinrichtung 55 erfassten Unterdruck P₂. Der Speicher 52 ist wiederum über eine Verbindungsleitung 56 mit dem von der Steuereinrichtung 30 ansteuerbaren Ventil 57 mit dem Kopfraum 17 im Produktspeicher 10 verbunden, sodass bei entsprechend gestalteten Ventilen 53 und 57 eine Druckreduzierung des Kopfraums 17 im Produktspeicher 10 ermöglicht wird, die zur Folge hat, dass der Druck P gegenüber einer nicht aktivierten Einrichtung 51 verringert wird.The device 100 also includes funds 50 for additional loading of the product memory 10 with a negative pressure and / or a second overpressure. The means 50 have a facility 51 for generating a negative pressure, wherein the device 51 a negative pressure (pneumatic) reservoir 52 includes, which has a controllable valve 53 with a vacuum source 54 connected is. The regulation of the valve 53 via the in the memory 52 by means of a measuring device 55 detected negative pressure P ₂ . The memory 52 is in turn via a connecting line 56 with that of the controller 30 controllable valve 57 with the headspace 17 in the product memory 10 connected, so with appropriately designed valves 53 and 57 a pressure reduction of the headspace 17 in the product memory 10 is enabled, which has the consequence that the pressure P against a non-activated device 51 is reduced.

Weiterhin umfassen die Mittel 50 eine dritte Einrichtung 59 zur Erzeugung eines (zusätzlichen) Überdrucks, wobei die dritte Einrichtung 59 einen Speicher 61 aufweist. Der Speicher 61 ist über ein regelbares Ventil 62 in Abhängigkeit von einem in dem Speicher 61 mittels einer Messeinrichtung 63 erfassten Überdruck P₃, ansteuerbar, wobei das Ventil 62 wiederum mit einer Überdruckquelle 64 (für sterile Luft) gekoppelt ist. Der Speicher 61 ist über eine weitere Leitung 65 unter Zwischenschaltung eines Ventils 66 mit dem Ventil 22 gekoppelt, derart, dass bei einer entsprechenden Stellung der Ventile 22 und 66 der von der dritten Einrichtung 59 bereitgestellte, zusätzliche Überdruck P₃ über die Druckleitung 21 in den Kopfraum 17 des Produktspeichers 10 wirkt, sodass der zusätzliche Druck P₃ eine Erhöhung des in dem Kopfraum 17 erfassten Drucks P bewirkt, der zu dem von der ersten Einrichtung 23 erzeugte Überdruck P₁ addiert wird.Furthermore, the means include 50 a third facility 59 for generating an (additional) overpressure, wherein the third device 59 a memory 61 having. The memory 61 is via a controllable valve 62 depending on one in the memory 61 by means of a measuring device 63 detected overpressure P ₃ , controllable, the valve 62 again with an overpressure source 64 (for sterile air) is coupled. The memory 61 is over another line 65 with the interposition of a valve 66 with the valve 22 coupled, such that at a corresponding position of the valves 22 and 66 that of the third institution 59 provided, additional pressure P ₃ via the pressure line 21 in the headspace 17 of the product memory 10 acts, so that the additional pressure P _{3 is} an increase in the headspace 17 detected pressure P, which leads to that of the first device 23 generated overpressure P _{1 is} added.

Obwohl in der 1 nicht dargestellt, sind die Ventile 22, 53, 57, 62 und 66 mit der Steuereinrichtung 30 der Vorrichtung 100 verbunden bzw. werden von dieser angesteuert, und zwar in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Dosiereinrichtung 31 bzw. von deren Durchflussquerschnitt 35.Although in the 1 not shown, are the valves 22 . 53 . 57 . 62 and 66 with the control device 30 the device 100 connected or are controlled by this, in response to the control of the metering device 31 or from the flow cross-section 35 ,

Anhand der 4 wird nachfolgend der Abfüllvorgang einer bestimmten Menge an Produkt 1 in einen Behälter 2 beschrieben. Hierbei ist jeweils über den zeitlichen Verlauf durch den Graph A die Durchflussmenge Q in % an Produkt 1 durch die Füllleitung 25 im Bereich deren Auslass zum Behälter 2 dargestellt. Durch den Graph B ist der Druckverlauf des Drucks P in dem Kopfraum 17 des Produktspeichers 10 dargestellt. Der Graph C stellt die Öffnungsstellung der Dosiereinrichtung 31 bzw. des Dosierschiebers 33 dar. Der Graph D gibt die Stellung des Ventils 22 wieder, während der Graph E die Stellung des Ventils 66 repräsentiert und der Graph F die Stellung des Ventils 57. Based on 4 is subsequently the filling process of a certain amount of product 1 in a container 2 described. Here, in each case over the time course through the graph A, the flow rate Q in% of product 1 through the filling line 25 in the area of their outlet to the container 2 shown. By the graph B is the pressure curve of the pressure P in the headspace 17 of the product memory 10 shown. Graph C represents the open position of the metering device 31 or of the metering slide 33 The graph D indicates the position of the valve 22 again, while the graph E the position of the valve 66 and the graph F represents the position of the valve 57 ,

Vom Zeitpunkt t₀ bis zum Zeitpunkt t₁ findet kein Abfüllen von Produkt 1 in den Behälter 2 statt. Dies ist erkennbar an dem Graph C, der zeigt, dass die Dosiereinrichtung 31 geschlossen ist bzw. der Dosierschieber 33 seine abgesenkte Position aufweist sowie dem Graph A der Durchflussmenge Q. Weiterhin erkennt man, dass durch die beiden geschlossenen Ventile 57 und 66 bei geöffnetem Ventil 22 in dem Produkttank 10 der Druck P herrscht, der durch die erste Einrichtung 23 erzeugt wird. P entspricht somit P₁. Zum Zeitpunkt t₁ beginnt die Dosiereinrichtung 31 sich zu öffnen, d.h., dass der Dosierschieber 33 aus seiner abgesenkten Position in eine angehobene Position bewegt wird. Dadurch steigt auch die Durchflussmenge Q (Graph A) mit gewisser zeitlicher Verzögerung bis zu einem ersten maximalen Wert an, nachdem die Dosiereinrichtung 31 vollständig geöffnet ist. Zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ stellt sich eine konstante Durchflussmenge Q durch die Füllleitung 25 ein. Zum Zeitpunkt t₃ wird das Ventil 66 geöffnet, wodurch der Druck P im Kopfraum 17 sich erhöht, da dieser nunmehr sich aus der Summen der beiden Teildrücke P₁ und P₃ ergibt. Infolge dessen steigt auch die Durchflussmenge Q durch die Füllleitung 25 an. Dieser Zustand hat sich zum Zeitpunkt t₄ stabilisiert und reicht bis zum Zeitpunkt t₅. Zwischen den Zeitpunkten t₄ und t₅ wird eine maximale Durchflussmenge Q durch die Füllleitung 25 erzielt, die größer ist als die Durchflussmenge Q, die alleine durch die Beaufschlagung des Kopfraums 17 durch den von der ersten Einrichtung 23 erzeugten Überdruck P₁ erzeugt wird. Zum Zeitpunkt t₅ wird sowohl das Ventil 22 als auch das Ventil 66 geschlossen, während das Ventil 57 geöffnet wird. Das bewirkt, dass der Kopfraum 17 des Produktbehälters 10 über die Druckleitung 21 nicht mehr mit dem Überdruck P₁ und P₃ beaufschlagt wird. Gleichzeitig hat der Kopfraum 17 über die Verbindungsleitung 56 Verbindung zu dem Speicher 52 bzw. der Unterdruckquelle 54, sodass eine rasche Druckabsenkung im Kopfraum 17 stattfindet. Gleichzeitig ist der Zeitpunkt t₅ identisch mit dem Zeitpunkt, bei dem durch eine entsprechende Ansteuerung durch die Steuereinrichtung 30 die Dosiereinrichtung 31 bzw. der Dosierschieber 33 geschlossen wird. Durch die Verbindung des Kopfraums 17 des Produktspeichers 10 mit dem Speicher 52 bzw. der Unterdruckquelle 54 findet ein besonders schneller Abbau des Drucks P in dem Kopfraum 17 statt, derart, dass zu dem Zeitpunkt, bei dem die Dosiereinrichtung 31 lediglich noch einen geringen Durchflussquerschnitt 35 für das Produkt 1 aufweist, auch ein relativ geringer Druck P in der Dosiereinrichtung 31 herrscht, der in jedem Fall geringer ist als der Druck P, der durch die erste Einrichtung 23 erzeugbar ist. Im vorliegenden Fall herrscht vor dem nahezu vollständigen Verschließen der Dosiereinrichtung 31 in dem Kopfraum 17 sogar ein Unterdruck, der im folgenden Verlauf (siehe Graph A) nach dem Schließen der Dosiereinrichtung 31 zu einem gewissen Rücksaugen in der Füllleitung 25 stromaufwärts der Dosiereinrichtung 31 führen kann.From time t ₀ to time t ₁ is no bottling of product 1 in the container 2 instead of. This can be seen in the graph C, which shows that the metering device 31 is closed or the metering slide 33 its lowered position and the graph A of the flow Q. Furthermore, it can be seen that through the two closed valves 57 and 66 with the valve open 22 in the product tank 10 the pressure P prevails through the first device 23 is produced. P thus corresponds to P ₁ . At time t ₁ , the metering device starts 31 to open, that is, the metering slide 33 is moved from its lowered position to a raised position. As a result, the flow rate Q (graph A) increases with a certain time delay up to a first maximum value after the metering device 31 is completely open. Between the times t ₂ and t ₃ , a constant flow rate Q through the filling line 25 one. At time t ₃ , the valve 66 open, reducing the pressure P in the headspace 17 increases, since this now results from the sums of the two partial pressures P ₁ and P ₃ . As a result, the flow rate Q through the filling line increases 25 at. This state has stabilized at time t ₄ and extends until time t ₅ . Between times t ₄ and t ₅ , a maximum flow rate Q through the filling line 25 achieved, which is greater than the flow rate Q, the only by the admission of the head space 17 by the one from the first institution 23 generated overpressure P _{1 is} generated. At time t ₅ , both the valve 22 as well as the valve 66 closed while the valve 57 is opened. That causes the headspace 17 of the product container 10 via the pressure line 21 no longer with the pressure P ₁ and P _{3 is} applied. At the same time has the headspace 17 over the connecting line 56 Connection to the memory 52 or the vacuum source 54 , so a rapid pressure drop in the headspace 17 takes place. At the same time, the time t _{5 is} identical to the time at which by a corresponding control by the control device 30 the metering device 31 or the metering slide 33 is closed. Through the connection of the headspace 17 of the product memory 10 with the memory 52 or the vacuum source 54 finds a particularly rapid degradation of the pressure P in the headspace 17 instead, such that at the time when the metering device 31 only a small flow cross section 35 for the product 1 also has a relatively low pressure P in the metering device 31 in any case, less than the pressure P passing through the first device 23 can be generated. In the present case prevails before the almost complete closing of the metering device 31 in the headspace 17 even a negative pressure in the following course (see graph A) after closing the metering device 31 to a certain suck back in the filling line 25 upstream of the metering device 31 can lead.

Die soweit beschriebene Vorrichtung 100 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise denkbar, die Leitung 65 unmittelbar mit dem Kopfraum 17 des Produktspeichers 10 zu verbinden, und nicht über das Ventil 22 und die Druckleitung 21.The device described so far 100 can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. So it is conceivable, for example, the line 65 immediately with the headspace 17 of the product memory 10 to connect, and not over the valve 22 and the pressure line 21 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010042624 A1 [0003]

Claims

Contraption ( 100 ) for dosing liquid or pasty product ( 1 ) in containers ( 2 ), with a product memory ( 10 ), with a first facility ( 23 ) cooperates to generate a first overpressure (P ₁ ) which is adapted to be stored in the product reservoir (P ₁ ). 10 ) ( 1 ) with overpressure (P), and with one with the product memory ( 10 ) at least indirectly connected by an adjusting device ( 32 ) actuatable dosing device ( 31 ), which depends on the activation of the actuating device ( 32 ) a variable flow area ( 35 ) for the product ( 1 ), characterized in that means ( 50 ) for additional loading of the product memory ( 10 ) are provided with a second overpressure (P ₃ ) and / or a negative pressure (P ₂ ), and that the means ( 50 ) as a function of the activation of the actuating device ( 32 ) are operable.

Device according to claim 1, characterized in that the means ( 50 ) a second device ( 51 ) for generating the negative pressure (P ₂ ) associated with the product memory ( 10 ) via a connecting line ( 56 ) with the interposition of a valve device ( 57 ) connected is.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the means ( 50 ) a third facility ( 59 ) for generating the second overpressure (P ₃ ) associated with the product memory ( 10 ) via a connecting line ( 65 ) with the interposition of at least one further valve device ( 66 ) connected is.

Device according to claim 2 or 3, characterized in that the device ( 51 ) for generating the negative pressure (P ₂ ) and / or the device ( 59 ) for generating the second overpressure (P ₃ ) each have a pressure accumulator ( 52 . 61 ), wherein its pressure (P ₂ , P ₃ ) is controllable.

Device according to claim 3 or 4, characterized in that the third device ( 59 ) for generating the second overpressure (P ₃ ) with the first device ( 23 ) is coupled to generate the first overpressure (P ₁ ), such that the two devices ( 23 . 59 ) via a common pressure line ( 21 ) with the product memory ( 10 ) are connected.

Method for operating a device ( 100 ) for dosing liquid or pasty product ( 1 ) in containers ( 2 ) according to any one of claims 1 to 5, in which an under-ground is defined by a first device ( 23 ) produced first positive pressure (P ₁ ) standing product memory ( 10 ) by controlling an actuating device ( 32 ) a metering device ( 31 ) with variable flow area ( 35 ) the product ( 1 ) into the containers ( 2 ), characterized in that the product ( 1 ) acting pressure (P) in the product memory ( 10 ) depending on the position of the adjusting device ( 32 ) is changed.

A method according to claim 6, characterized in that the pressure (P) in the region of large flow cross sections ( 35 ) of the metering device ( 31 ) compared to the first ( 23 ) increased first pressure (P ₁ ) is generated.

A method according to claim 6 or 7, characterized in that the pressure (P) in the region of low flow cross-sections ( 35 ) of the metering device ( 31 ) compared to the first ( 23 ) is lowered first generated overpressure (P ₁ ).

A method according to claim 8, characterized in that the pressure (P) when closing the metering device ( 31 ) is lowered.

Use of a device ( 100 ) according to any one of claims 1 to 5 or a method according to any one of claims 6 to 9 for dosing foaming or bladder-prone product ( 1 ) in containers ( 2 ).