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Die
Erfindung bezieht sich zunächst
auf einen Apparat zum Mischen von Komponenten zur Herstellung von
Produkten, wie beispielsweise Lebensmitteln, Kosmetika und Pharmazeutika,
umfassend eine Mischkammer, die mit einem Einlaß für die Komponenten und einem
Auslaß für das Produkt
und Mischeinrichtungen zum Mischen der Komponenten nach ihrer Einführung in
die Mischkammer ausgestattet ist.
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Wenn
unter Verwendung eines solchen Apparats ein Produkt hergestellt
werden soll, werden die jeweiligen Komponenten in die Mischkammer durch
den Einlaß eingeführt und
die Mischeinrichtungen werden zum Mischen der Komponenten aktiviert. Wenn
das gewünschte
Produkt hergestellt worden ist, wird der Auslaß geöffnet und das Produkt wird entladen.
Bei der Herstellung eines weiteren Produktes, kann dieses Verfahren
wiederholt werden.
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In
vielen Fällen
wird dieser Apparat jedoch zur Herstellung zahlreicher unterschiedlicher
Produkte, die jeweils unterschiedliche Komponenten enthalten, verwendet.
Es wird zu erkennen sein, daß in
den meisten Fällen
eine gegenseitige Verschmutzung zwischen aufeinanderfolgenden Produkten
verhindert werden muß,
was bedeutet, daß vor
der Herstellung eines Produktes in der Mischkammer die Mischkammer
gereinigt und alle Rückstände des
vorhergehenden Produktes und der vorhergehenden Komponenten entfernt
werden sollten. Die Reinigung der Mischkammer führt jedoch zu einer Unterbrechung des
normalen Apparatbetriebes, wodurch seine Effizienz verringert und
die Komplexität
und die Kosten für
die Produkte und deren Herstellung erhöht werden.
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In
vielen Bereichen besteht ein Bedarf nach einem Apparat, mit dem
aufeinanderfolgend Produkte hergestellt werden können, ohne die Mischkammer
zwischen den aufeinanderfolgenden Mischvorgängen reinigen zu müssen. Einer
dieser Bereiche sind beispielsweise Profiküchen, in denen man Soßenspendemaschine
benötigt,
die portionsweise eine Vielzahl frischer Soßen in kurzen Zeitabständen abgeben
kann.
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Bekanntermaßen werden
Auskleidungen in Mischkammern bereitgestellt, wie in US-A-4 711 582 und US-A-4
951 843 offenbart. Folienmischbeutel sind aus DE-A-3 533 166 bekannt.
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Aus
der Sicht des obigen stellt die Erfindung in einem ersten Aspekt
einen Apparat zum Mischen von Komponenten zur Herstellung von Produkten, wie
zum Beispiel Lebensmitteln, Kosmetika und Pharmazeutika, bereit,
umfassend eine Mischkammer, die mit einem Einlaß für die Komponenten und einem
Auslaß für das Produkt
und Mischvorrichtungen zum Mischen der Komponenten nach ihrer Einführung in
die Mischkammer ausgestattet ist, wobei die Teile die mit den Komponenten
in Kontakt kommen, von einem Folienmaterial umgrenzt sind, das zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Misch-/Verarbeitungsvorgängen erneuert
werden kann. Durch die Erneuerung der Folie kann ein Mischvorgang
mit einer unkontaminierten Mischkammer begonnen werden.
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Das
Folienmaterial verhindert, daß die
Komponenten (aber auch das resultierende Produkt) mit dem Apparat
selbst, der von dem Folienmaterial getrennt ist, in Kontakt kommen.
Somit muß nach
Beendigung eines Mischvorganges nur das Folienmaterial erneuert
werden, ohne daß ein
irgendein Teil des Apparats gereinigt werden muß. Selbstverständlich ist in
einem Fall, wo zwei aufeinanderfolgende Mischvorgänge für die Herstellung
von ein und demselben Produkt vorgesehen sind, die Erneuerung des
Folienmaterials nicht notwendig, kann jedoch nach Bedarf durchgeführt werden.
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Im
Kontext der Erfindung bezieht sich der Ausdruck „unkontaminiert" auf im wesentlichen
frei von unerwünschten
Bestandteilen, insbesondere denen, die bei der vorhergehenden Produktherstellung in
demselben Apparat vorlagen. Ein Beispiel ist die Herstellung von
Dressings, wo ein weißes
Grunddressing bevorzugt nicht mit Ketchupbestandteilen kontaminiert
wird, wenn die weiße
Grundlage nach einer Ketchupsoße
hergestellt wird.
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Obgleich
sich oben auf „Mischen" bezogen wird, bezieht
sich die Erfindung auch auf andere Arten der Verarbeitung, wie beispielsweise
das Emulgieren, das Erwärmen,
das Abkühlen
usw. Daher kann die Mischkammer auch für diese anderen Arten der Verarbeitung
anstelle oder zusätzlich
zum Mischen werden verwendet. Ferner umfaßt die Bezeichnung „Komponenten" auch „Bestandteile".
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Die
Folie kann irgendein Material sein und ist bevorzugt ein flexibles
Material. Beispiele für
ein geeignetes Foliematerial sind Kunststoffe und Aluminiumfolie.
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Innerhalb
des allgemeinen Konzeptes der Erfindung wie oben angegeben, kann
eine Vielzahl unterschiedlicher Ausführungsformen des Apparats gemäß der Erfindung
in betracht gezogen werden.
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In
einer ersten Gruppe von Ausführungsformen
liefert die Erfindung einen Apparat, in dem die Mischkammer zwischen
zwei kooperierenden Formteilen definiert ist, wobei zwei Folienschichten
zwischen den Formteilen plaziert sind, wobei die Formteile aus einer
operativen Position, in der sie ineinander greifen, während die
Folienschichten zusammengeklemmt werden, in eine inoperative Position
bewegt werden können,
in der sie voneinander weg bewegt sind, so daß die Folienschichten in bezug
auf die Formteile verschoben werden können.
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In
der operativen Position der Formteile werden die beiden Folienschichten
dazwischen geklemmt und werden im allgemeinen der Form der Formteile
entsprechen. Die zu mischenden Komponenten werden zwischen den beiden
Folienschichten eingeführt
und somit nicht mit den Formteilen in Kontakt kommen.
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Es
ist anzumerken, daß die
Formteile genau genommen nicht ineinander greifen, da sich die Folienschichten
dazwischen befinden. Im Kontext dieser Beschreibung ist unter Formteilen,
die ineinander greifen jedoch zu verstehen, daß sie in eine Position bewegt
werden, in der die Folienschichten dazwischen verklemmt sind.
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Die
Erneuerung der Folienschichten zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Mischoperationen kann durch den Austausch der Folienschichten durch zwei
neue Folienschichten erfolgen. Obgleich ein solcher Vorgang in den
Umfang der vorliegenden Erfindung fällt, ist er nicht bevorzugt,
da komplizierte Handhabungsmittel für die Folienschichten erforderlich
sind. Daher sind in einer bevorzugten Ausführungsform des Apparates gemäß der Erfindung
die Folienschichten längliche
Folienschichten, die in bezug auf den Apparat zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Mischvorgängen
bewegt werden, und bei der Mittel zur Bewegung der Folien schichten
bereitgestellt werden, wie zum Beispiel Rollen zum Abwickeln und/oder
Aufwikkeln der Folienschichten.
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Die
Bewegung solcher länglichen
Folienschichten ist ziemlich einfach, beispielsweise unter Verwendung
der Rollen. Wenn die Formteile in eine inoperative Position bewegt
werden, in der sie nicht ineinandergreifen, wird die Aktivierung
der Rollen automatisch zur Erneuerung des Folienmaterials in der Nähe der Mischkammer
führen.
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Die
beiden Folienschichten können
separate Folienschichten sein, die in der operativen Position der
Formteile zusammengeklemmt werden. In einem solchen Fall werden
separate Mittel zur Bewegung der Folienschichten bereitgestellt,
wie zum Beispiel separate Rollen zum Abwickeln und/oder Aufwickeln der
Folienschichten. Es ist jedoch auch möglich, daß die beiden Folienschichten
ein einzelnes Folienelement sind, das längs auf sich selbst gefaltet
ist. In einem solchen Fall ist nur ein Mittel zur Bewegung des Folienelements
notwendig. Hier ist jedoch ein Faltmittel erforderlich.
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In
einer speziellen Ausführungsform
des Apparats gemäß der Erfindung
ist ein Formteil ein im wesentlichen festes Element mit einer Aussparung
in seiner dem anderen Formteil zugewandten Oberfläche, während das
andere Formteil ein flexibles Element ist, das die Aussparung in
der operativen Position überdeckt
und dichtend in die Teile des festen Elements, die die Aussparung
umgeben, eingreift, wobei die Mischeinrichtungen bewegliche Druckmittel
zum Pressen des flexiblen Elements in die Aussparung umfassen, wodurch
das Mischen der in der Mischkammer vorliegenden Komponenten bewirkt wird.
Eine solche Ausführungsform
ermöglicht
einen leichten Zugriff der Mischeinrichtungen zu der Mischkammer,
die im Grunde durch die Aussparung in dem festen Element definiert
ist.
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Unter
Verwendung dieser Ausführungsform kann
ein Spannrahmen bereitgestellt werden, der zu und weg von dem festen
Element bewegt werden kann, um das flexible Element dichtend mit
dem festen Element zu verbinden, wobei auch die Folienschichten
verbunden werden. Bei der Bewegung zu dem festen Element hin, sorgt
der Spannrahmen für eine
dichte Verbindung zwischen dem flexiblen Element und dem festen
Element (wiederum mit zwischengelagerten Folienschichten). So wird
eine geschlossene Mischkammer definiert, in der das Mischen stattfinden
kann.
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Vor
und nach dem Mischvorgang sollten eine Komponenteneinspeisung bzw.
eine Produktentladung stattfinden. Daher sind in einer Ausführungsform
des Apparats gemäß der Erfindung
Teile des Spannrahmens und/oder des festen Elements unabhängig von
dem Rest des Spannrahmens und/oder des festen Elements beweglich,
und definieren so einen Einlaß und/oder
Auslaß für die Mischkammer.
In einer inoperativen Position dieser Teile sind das feste Element
und das flexible Element an der Stelle dieser Teile nicht verbunden,
wodurch die Komponenten bzw. das Produkt hindurchlaufen können.
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Diese
Ausführungsform
ermöglicht
auch die Einführung
von Komponenten oder Bestandteilen während des Mischvorganges (oder
eines anderen Verarbeitungsvorgangs).
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Für die Ausführungsformen
der Erfindung, in denen der Vorgang ein anderer Verarbeitungsvorgang
als das Mischen ist, kann die Kammer mit nur einer Komponente oder
Zusammensetzung aus Bestandteilen, die verarbeitet werden, ausgestattet sein.
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Bevorzugt
ist das flexible Element ein verstärktes Element, beispielsweise
eine Schicht aus verstärktem
Kautschuk. Wenn das Druckmittel in das flexible Element eingreift,
um es in die Aussparung zu pressen, wird ein hoher Druck anliegen,
dem das flexible Element standhalten sollte.
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Es
ist anzumerken, daß auch
eine Folienschicht selbst die Rolle des flexiblen Elements übernehmen
kann, mit der Maßgabe,
daß die
Folienschicht stark genug ist, den auftretenden hohen Drücken standzuhalten.
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Es
ist zudem möglich,
daß das
flexible Element die Form eines Spiegelbildes der Aussparung hat.
Greift das Druckmittel in das flexible Element, wird sein Spiegelbild
mehr oder weniger gespiegelt, wodurch die Form der Aussparung erhalten
wird, woraufhin eine enge Paßform
zwischen den beiden Elementen erhalten wird. Eine solch enge Paßform wird das
richtige Mischen der Komponenten unterstützen.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
des Apparats gemäß der Erfindung
umfassen die Mischeinrichtungen eine Druckwalze, die unter Eingriff
in das flexible Element und Pres sen dieses in die Aussparung zu
dem festen Element bewegt werden kann, wobei die Druckwalze eine
Kontur, die fast mit der Kontur der Aussparung übereinstimmt, aufweist, wobei
die Druckwalze ferner zu und entlang der Aussparung bewegt werden
kann. In Abhängigkeit
des Ausmaßes
zu dem die Druckwalze in Richtung des festen Elements bewegt wird,
wird die Mischkammer in zwei Abschnitte unterteilt, die durch einen
engen Durchgang verbunden sind. Wenn die Druckwalze in einer solchen
Position entlang der Aussparung bewegt wird, wird der Druck in dem
Abschnitt der Mischkammer über
der Walze steigen, woraufhin die Komponenten durch den Durchgang gepreßt werden.
In diesem Durchgang werden Scherkräfte erzeugt, die zum Mischen
der Komponenten führen.
Die Prinzipien eines solchen Verfahrens sind allgemein bekannt und
müssen
im Kontext dieser Erfindung nicht weiter erläutert werden.
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Zur
Vermeidung von Reibung zwischen der Druckwalze und dem flexible
Element ist die Druckwalze in einer speziellen Ausführungsform
des Apparats gemäß der Erfindung
in zahlreiche konzentrische Scheiben unterteilt, die nebeneinander
positioniert sind.
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Obgleich
in den obigen Ausführungsformen mechanische
Mischeinrichtungen erläutert
worden sind, ist anzumerken, daß auch
nicht mechanische Mischeinrichtungen angewendet werden können, wie zum
Beispiel Druckluftdüsen.
Es wird zu erkennen sein, daß im
Kontext mechanischer Mischeinrichtungen viele Arten mechanischer
Verbindungselemente angewendet werden können. Ein Mischvorgang in der
Mischkammer kann jedoch auch stattfinden, wenn die Komponenten beispielsweise
unter Verwendung einer spritzenartigen Vorrichtung in die Mischkammer
eingeführt
werden. Die Mischkammer selbst kann dann mit Begrenzungs- oder Sperreinrichtungen
ausgestattet sein, die die Mischwirkung verstärken.
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Der
Apparat gemäß der Erfindung
kann mit Mitteln zum Kühlen
und/oder Erwärmen
der Mischkammer ausgestattet sein, die beispielsweise als Kanäle in zumindest
einem Formteil enthalten sind, um das Kühl- oder Heizfluid zu zirkulieren.
So können
die Herstellungsbedingungen, was die Temperatur betrifft, kontrolliert
werden.
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Gemäß einer
zweiten Gruppe von Ausführungsformen
für den
Apparat gemäß der Erfindung, ist
die Mischkammer durch das Foliematerial selbst definiert, das eine
vorgeformte längliche
Bahn mit einer Reihe separater interner Hohlraumstrukturen definiert,
die alle mit einem Ein laß und
einem Auslaß für die Kommunikation
mit der Umgebung ausgestattet sind und alle so geformt sind, das
sie das Mischen der Komponenten, die durch den Einlaß eingeführt wurden,
unterstützen,
und wobei der Apparat bevorzugt ferner einen Träger für eine Hohlraumstruktur der
länglichen
Bahn aus Folienmaterial und Einrichtungen zum Bewegen des länglichen
Netzes in bezug auf den Träger
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mischvorgängen umfaßt, wohingegen die Mischeinrichtungen
bevorzugt bewegliche Druckmittel zum Eingreifen in die Hohlraumstruktur
während des
Pressens gegen den Träger
umfassen.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
des Apparates gemäß der Erfindung
definiert das Folienmaterial selbst die Mischkammer, ohne daß kooperierende
Formteile notwendig sind (wie es in den zuvor genannten Ausführungsformen
der Fall ist). Das Mischen in der Mischkammer kann erfolgen, während die
Komponenten vom Einlaß zum
Auslaß laufen.
Es ist jedoch auch möglich,
daß Mittel
für ein
selektives Öffnen
und Schließen
von Einlaß und/oder
Auslaß der
Hohlraumstrukturen bereitgestellt werden. Durch das richtige Aktivieren
dieser Mittel können
die Hohlraumstrukturen mit den Komponenten gefüllt, danach zur Definition
der Mischkammer, in der der Mischvorgang stattfindet, geschlossen,
und schließlich
zum Entladen des hergestellten Produktes geöffnet werden. Das Mischverfahren
kann jedoch auch ohne das Schließen der Mischkammer unter Verwendung
solcher Mittel durchgeführt
werden.
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Der
Träger,
der mit dem Druckmittel zum Eingreifen in die Hohlraumstrukturen
kooperiert, kann viele Formen annehmen. So ist es möglich, daß der Träger eine
im wesentlichen flache Form hat, in der sich das Druckmittel im
wesentlichen linear entlang des Trägers bewegen kann. In einer
anderen möglichen
Ausführungsform
definiert der Träger
jedoch einen Teil einer zylindrischen inneren Oberfläche, in der
sich das Druckmittel um eine Achse bewegen kann, die im wesentlichen
konzentrisch mit der zylindrischen Oberfläche ist.
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Das
Druckmittel zum Eingreifen in die Hohlraumstrukturen kann viele
verschiedene Formen annehmen und kann auf unterschiedlichste Weise
bewegt werden. Es wird zu erkennen sein, daß das Hauptziel eines solchen
Druckmittels die Verteilung der Komponenten in der Mischkammer ist,
um so das richtige Mischen zu fördern.
Ferner kann dieses Druckmittel zur Entladung des Produktes aus der Mischkammer,
sobald das Mischen beendet ist, verwendet werden.
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In
einer speziellen Ausführungsform
gibt es keinen Träger,
wohingegen das Druckmittel nur zur Einführung der Komponenten in die
Hohlraumstruktur dient. Das Mischen (die Verarbeitung) findet dann automatisch
statt.
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Unter
Berücksichtigung
dieser Ausführungsformen
des Apparats gemäß der Erfindung
können viele
zusätzliche
Mittel bereitgestellt werden, die den richtigen Betrieb des Apparates
fördern.
Daher werden die folgenden Möglichkeiten
genannt, ohne das dies alle sind: Mittel für die selektive Verbindung
des Einlasses mit Komponentenreservoirs und zur Verbindung des Auslasses
mit einer Produktentladeeinheit; eine Kontrolleinheit zur Kontrolle
des Betriebs des Apparats und einer Eingabeeinheit zur Auswahl eines
zu mischenden Produktes, die operativ mit der Kontrolleinheit verbunden
ist.
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Die
Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Mischen von
Komponenten zur Herstellung von Produkten, wie beispielsweise Lebensmitteln,
Kosmetika und Pharmazeutika, wobei die Komponenten in eine Mischkammer
eingeführt
werden, die mit einem Einlaß für die Komponenten
und einem Auslaß für das Produkt
ausgestattet ist, wonach Mischeinrichtungen für das Mischen der Komponenten
in der Mischkammer sorgen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Teile
der Mischkammer, die mit den Komponenten in Kontakt kommen werden,
von einem Folienmaterial umgeben sind, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mischvorgängen das
Folienmaterial erneuert wird, so daß der folgende Mischvorgang
mit einer unkontaminierten Mischkammer begonnen werden kann. Durch das
Verfahren gemäß der Erfindung
können
unterschiedliche Produkte nacheinander gemischt werden, ohne daß sie gegenseitig
kontaminiert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens ist das Folienmaterial ein längliches Folienmaterial, das
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mischvorgängen bewegt wird.
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Bevorzugt
umfaßt
das Verfahren die folgenden Schritte:
- – Öffnen des
Auslasses und Entladen des gemischten Produktes nach der Beendigung
eines vorhergehenden Misch- oder anderen Verfahrensvorganges;
- – anschließend Erneuerung
des Folienmaterials und Schließen
des Auslasses;
- – Öffnen des
Einlasses und Einführen
der zu mischenden oder zu verarbeitenden Komponenten;
- – Schließen des
Einlasses und Aktivieren der Mischeinrichtungen, bis der Misch-
oder Verarbeitungsvorgang beendet ist;
- – Wiederholen
der obigen Schritte für
jedes weitere zu mischende Produkt.
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Es
ist anzumerken, daß die
Erneuerung des Folienmaterials ein wichtiger Schritt zur Verhinderung
einer gegenseitigen Verschmutzung der unterschiedlichen Produkte
ist. Wenn sich jedoch zwei aufeinanderfolgende Mischvorgänge auf
ein und dasselbe Produkt beziehen, ist eine Erneuerung des Folienmaterials
nicht unbedingt notwendig.
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Soll
das oben angegebene Verfahren mit einem Apparat gemäß der ersten
Gruppe der oben erörterten
Ausführungsformen
durchgeführt
werden, umfaßt
der Erneuerungsschritt des Folienmaterials bevorzugt zuerst das
Trennen der Formteile, gefolgt vom Verschieben der Folienschichten
in bezug auf die Formteile und schließlich das erneute Verbinden der
Formteile miteinander.
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Soll
das oben angegebene Verfahren mit einem Apparat gemäß der zweiten
Gruppe der oben erörterten
Ausführungsformen
durchgeführt
werden, umfaßt
der Erneuerungsschritt des Folienmaterials bevorzugt zuerst das
Wegbewegen des Druckmittels von dem Träger, gefolgt vom Verschieben
der länglichen
Bahn in bezug auf den Träger
und schließlich das
erneute Bewegen des Druckmittels zu dem Träger hin.
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Nachstehend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. In diesen Zeichnungen:
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zeigen
die 1–5 eine
Ausführungsform
des Apparates gemäß der Erfindung
in fünf
aufeinanderfolgenden Schritten während
der Durchführung
eines Mischvorganges;
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zeigt 6 schematisch
eine alternative Ausführungsform
des Apparates gemäß der Erfindung;
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zeigen
die 7–10 Beispiele
für Hohlraumstrukturen
einer länglichen
Bahn gemäß der Erfindung.
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Vor
der ausführlichen
Beschreibung der Zeichnungen ist folgendes anzumerken. In 1 wird
eine Ausführungsform
für den
Apparat gemäß der Erfindung
teilweise in Seitenansicht und teilweise in einem Längsquerschnitt
gezeigt. Nur die Teile des Apparats, die zum Verständnis der
Erfindung wesentlich sind, werden veranschaulicht. In den entsprechenden 2–5 sind
nur die Teile des Apparats gezeigt, die zum Verständnis des
jeweiligen Schrittes während
des Mischvorganges wesentlich sind.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
für einen Apparat
zum Mischen von Komponenten zur Herstellung von Produkten, wie beispielsweise
Lebensmitteln, Kosmetika und Pharmazeutika. Der Apparat umfaßt zwei
kooperierende Formteile 1 und 2. In der veranschaulichten
Ausführungsform
ist Formteil 1 stationär,
wohingegen Formteil 2 mittels einer Antriebsvorrichtung 3 hin
zu und weg von dem stationären
Formteil 1 bewegt werden kann.
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Das
stationäre
Formteil 1 ist ein im wesentlichen festes Element mit einer
Aussparung 4 in seiner dem beweglichen Formteil 2 zugewandten
Oberfläche.
Das bewegliche Formteil 2 umfaßt ein flexibles Element 5,
zum Beispiel ein verstärktes
Element wie eine verstärkte
Kautschukschicht, angebracht an einem Spannrahmen 6 in
einer nicht genau gezeigten Weise. Ein Oberteil 7 des Spannrahmens 6 kann
in bezug auf den Rest des Spannrahmens 6 mittels eines
Antriebs 8 bewegt werden.
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Das
Formteil 2 umfaßt
ferner eine Führung 9 für einen
Schlitten 10, der eine Druckwalze 11 trägt. Die
Position der Druckwalze 11 in bezug auf den Schlitten 10 kann
so geändert
werden, daß die Druckwalze 11 zu
und weg von dem stationären Formteil 1 bewegt
werden kann.
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Das
stationäre
Formteil 1 umfaßt
Kanäle 12 zur
Zirkulation eines Kühl-/Heizfluids,
wobei die Kanäle
mit einer Quelle für
das Kühl-/Heizfluid,
nicht im Detail gezeigt, verbunden sind.
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Ein
Unterteil 13 des stationären Formteils 1 ist
in bezug auf den Rest des Formteils 1 mittels eines Antriebs 14 beweglich.
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Rollenmechanismen 15 und 16 werden
bereitgestellt, die, kooperierend mit den Führungsrollen 17, 18,
die Führung
zweier Folienschichten 19 und 20 zwischen dem
stationären
Formteil 1 und dem flexiblen Element 5 des beweglichen
Formteils 2 übernehmen.
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Unter
den Führungsrollen 17 und 18 befinden
sich Sammelbehälter
für Abfallmaterial 19.
An der Oberseite des Apparats befindet sich eine Zulaufeinheit 20 und
an der Unterseite ist eine Entladungseinheit 21 zu erkennen.
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Schließlich gibt
es noch eine Kontrolleinheit 22 zur Kontrolle des Betriebes
des Apparats und eine Eingabeeinheit 23 (wie eine Tastatur
oder dergleichen) zur Auswahl von Variablen wie einem zu mischenden
Produkt. Eine Leitung 24 verbindet die Eingabeeinheit 23 operativ
mit der Kontrolleinheit 22, wohingegen Ausgabeleitungen 25 die
Kontrolleinheit 22 mit mehreren Teilen des Apparats wie
den Antriebsvorrichtungen 3, 8, 14 und
den nicht veranschaulichten Antriebsvorrichtungen für die Rollenmechanismen 15 und 16 verbinden.
Die Kontrolleinheit 22 kann auch andere Teile des Apparats
wie beispielsweise den Betrieb der Zulaufeinheit 20 sowie den
Zulauf des Kühl-/Heizfluids
durch die Kanäle 12 kontrollieren.
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1 zeigt
die Situation, in der das stationäre Formteil 1 und
das bewegliche Formteil 2 durch die Antriebsvorrichtung 3 getrennt
wurden. Zudem hat die Aktivierung der Rollenmechanismen 15 und 16 die
Folienschichten 29 und 30, wie durch die Pfeile 31 gezeigt,
so bewegt, daß frische
Folienschichtteile zwischen die Formteile 1 und 2 eingebracht
werden können.
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Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf 2 die Antriebsvorrichtung 3 so
aktiviert, daß sie Formteil 2 mit
dem flexiblen Element 5 so bewegt, daß es sich gegenüber dem
stationären
Formteil 1 (Pfeil 26) befindet. Im Ergebnis erreicht
das bewegliche Formteil 2 eine Position, in der sein flexibles
Element 5 dichtend in die Teile des Formteils 1 eingreift, die
die Aussparung 4 umgeben (natürlich mit beiden Folienschichten 29 und 30 dazwischen).
So wird die Aussparung 4 eine dichte Mischkammer definieren. Während der
Bewegung von Formteil 2 haben sich der Spannrahmen 6 und
sein Oberteil 7 gemeinsam bewegt. Das Unterteil 13 des
stationären
Formteils 1 hat sich nicht bewegt.
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3 zeigt
den nächsten
Schritt. Das Oberteil 7 des Spannrahmens 6 ist
von dem stationären Formteil 1 durch
dessen Antriebsvorrichtung 8 (Pfeil 27) wegbewegt
worden. Im Ergebnis sind auch das flexible Element 5 und
die Folienschicht 30 von dem jeweiligen Teil des Formteils 1 wegbewegt
worden. Hierbei wird ein Einlaß für die Komponenten 28,
eingebracht durch die Zulaufeinheit 20, erzeugt.
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Es
ist anzumerken, daß in
einer nicht genau gezeigten Weise der Apparat Vorrichtungen umfassen
kann, die die Zulaufeinheit 20 mit Komponentenreservoirs,
nicht gezeigt, verbinden. So können
in Abhängigkeit
der Daten, die in die Eingabeeinheit 23 eingegeben werden,
geeignete zum Erhalt des gewünschten
Produktes zu mischende Komponenten eingebracht werden.
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Während des
Zulaufs der Komponenten 28 wird die Folienschicht 29 eine
Form haben, die der Form der Aussparung 4 entspricht und
so eine Mischkammer erzeugen, die mit der geeigneten Menge der Komponenten
gefüllt
werden kann.
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Während dieses
Einfüllens
von Komponenten in die Mischkammer wird das Unterteil 13 des
stationären
Formteils 1 das Dichthalten der entsprechenden Teile des
Spannrahmens 6 fortsetzen (in den Figuren ist der Abstand
zwischen kooperierenden Teilen der Formteile 1 und 2 übertrieben
dargestellt).
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Während der
Schritte gemäß der 1, 2 und 3 ist
die Position der Druckwalze 11 nicht geändert worden.
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Wenn
die geeignete Menge an Komponenten in die Mischkammer, definiert
zwischen den Formteilen 1 und 2 (inklusive der
Folienschichten 29 und 30 dazwischen), gefüllt worden
ist, wird die Antriebsvorrichtung 8 zur Bewegung des Oberteils 7 des
Spannrahmens 6 in Richtung des stationären Formteils 1 (Pfeil 32)
erneut aktiviert. Im Ergebnis wird die Mischkammer vollständig abgedichtet.
Als nächstes
wird die Druckwalze 11 in Richtung des stationären Formteils 1 bewegt
(Pfeil 33), wodurch das flexible Element 5 in
Richtung des Bodens der Aussparung 4 gepreßt wird.
Diese Bewegung der Druckwalze 11 wird von der Kontrolleinheit 22 so
kontrolliert, daß ein
geeigneter Zwischenraum zwischen dem flexiblen Element 5 (korrekter,
der darauf befindlichen Folienschicht 30) und dem Boden
der Aussparung 4 (korrekter, der darauf befindlichen Folienschicht 29)
erzeugt wird.
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In
dieser Situation bewegt sich der Schlitten 10 entlang der
Führung 9 hoch
und runter (Pfeil 34). Dies führt zum Aufbau von Druck in
der Mischkammer unter der Druckwalze 11. Durch diesen Druckaufbau
werden die Komponenten 28 durch den oben erwähnten Zwischenraum
fließen
und die erzeugten Scherkräfte
werden das richtige Mischen der Komponenten unterstützen.
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Auf
dem Boden der Aussparung 4 und/oder um die Druckwalze 11 herum
kann/können
ein Kanal oder Kanäle
zur Verbesserung der Mischwirkung bereitgestellt werden.
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Die
Auf- und Abbewegung der Druckwalze 11 kann so oft wie gewünscht wiederholt
werden. Während
dieser Bewegung der Druckwalze 11 kann kein Material aus
der Mischkammer entweichen.
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Wenn
der Mischvorgang beendet ist, wird die Druckwalze 11 in
die in 4 gezeigte Position bewegt, das heißt, eine
Position weg vom Unterteil 13 des stationären Formteils 1.
Dann wird dieses Unterteil 13 mittels der Antriebsvorrichtung 14 in
die in 5 gezeigte Position gebracht (Pfeil 34).
Die Druckwalze 11 wird weiter in Richtung des stationären Formteils 1 bewegt,
bis der oben erwähnte
Zwischenraum vollständig
oder nahezu vollständig
geschlossen ist. In dieser Situation wird der Schlitten 10 entlang
der Führung 9 nach
unten bewegt (Pfeil 35), woraufhin das Produkt 28' (erhalten als
ein Ergebnis des durchgeführten
Mischvorganges der Komponenten 28) in die Entladeeinheit 21 entladen
wird.
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Wenn
die Mischkammer auf diese Weise vollständig entleert würde, kehrt
der Apparat in die in 1 gezeigte Position zurück. Die
Rollenmechanismen 15 und 16 werden erneut zur
Erneuerung der Folienschichten 29 und 30 im Bereich
der Aussparung 4 aktiviert. Während einer solchen Bewegung der
Folienschichten 29 und 30 kann jegliches Abfallmaterial.
das an diesen Schichten haftet, in Sammelbehälter für Abfallmaterial 19 fallen,
was durch Kooperation zwischen den Führungsrollen 17 bzw. 18 unterstützt wird.
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Es
ist anzumerken, daß in
dem gezeigten Apparat die Folienschichten 29 und 30 zwei
längliche Folienschichten
umfassen. Es ist jedoch auch denkbar, daß jede Folienschicht ein kurzes
Stück Folienmaterial
ist und daß nach
einem Mischvorgang ein solch kurzes Stück Folienmaterial durch ein
komplett neues kurzes Stück
Folienmaterial ersetzt wird. Dann gibt es zwar keinen kontinuierlichen
Zulauf von neuem Folienmaterial, dafür aber einen stetigen Zulauf separater
Längen
von Folienmaterial.
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Überdies
sind in der gezeigten Ausführungsform
des Apparats die beiden Folienschichten 29 und 30 separate
Folienschichten. Es ist jedoch auch möglich, daß nur eine Folienschicht verwendet
wird, die vor dem Eintritt in den Zwischenraum zwischen den Formteilen 1 und 2,
längs auf
sich selbst gefaltet wird.
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Anstelle
der Kanäle 12 zur
Zirkulation eines Kühl-/Heizfluids
können
zur Veränderung
der Temperatur der Komponenten in der Mischkammer auch andere Vorrichtungen
eingesetzt werden, zum Beispiel eine Mikrowellenvorrichtung, eine
RF-Heizvorrichtung oder eine IR-Vorrichtung.
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Während in
der Ausführungsform
des Apparats, der in den 1–5 gezeigt
ist, die Mischkammer im Grunde durch die Kooperation zwischen den
Formteilen 1 und 2 definiert ist, ist es auch
möglich,
daß die
Mischkammer durch das Folienmaterial selbst definiert wird. Solch
ein Apparat wird schematisch in 6 gezeigt.
Das Folienmaterial, das von einer Rolle 36 abgewickelt
wird, umfaßt
eine vorgeformte längliche
Bahn 37. Diese Bahn 37 ist mit einer Reihe separater
interner Hohlraumstrukturen 38 ausgestattet. Jede Hohlraumstruktur 38 ist
mit einem Einlaßabschnitt 39 und
einem Auslaßabschnitt 40 ausgestattet.
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In
dieser Ausführungsform
umfaßt
der Apparat ferner einen Träger 41 und
ein Druckmittel 42 (in diesem speziellen Fall eine Druckwalze),
das hin zu und weg von dem Träger 41 (Pfeil 43)
und entlang des Trägers 41 hin
und her bewegt werden kann (Pfeil 44).
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Schließlich umfaßt der in 6 gezeigte
Apparat Vorrichtungen 45 und 46, die zum selektiven Öffnen und
Schließen
des Einlaßabschnittes 39 bzw. des
Auslaßabschnittes 40 der
Hohlraumstrukturen 38 bewegt werden können.
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Der
in 6 gezeigte Apparat arbeitet in der folgenden Art
und Weise. Die Rolle 36 wickelt die Bahn 37 solange
ab, bis eine Hohlraumstruktur 38 an dem Träger 41 positioniert
ist. Die Vorrichtung 46 wird mit der Bahn 37 in
Kontakt gebracht, wodurch der Auslaßabschnitt 40 der
Hohlraumstruktur 38 geschlossen wird. Die Vorrichtung 45 wird
zur Öffnung des
Einlaß abschnittes 39 der
Hohlraumstruktur 38 nach unter bewegt und in einer nicht
genau dargestellten Art und Weise werden die zu mischenden Komponenten
in die Hohlraumstruktur 38 eingeführt. Als nächstes wird die Vorrichtung 45 erneut
mit der Bahn 37 in Kontakt gebracht, wodurch der Einlaßabschnitt 39 geschlossen
wird. Danach wird das Druckmittel 42 mit der Bahn 37 in
Kontakt gebracht, bis zwischen dem Druckmittel 42 und Träger 41 ein
geeigneter Zwischenraum entstanden ist. Dann wird das Druckmittel 42 entlang
des Trägers 41 bewegt
(Pfeil 44), woraufhin die in den Hohlraumstrukturen 38 enthaltenen
Komponenten durch den Zwischenraum gepreßt und gemischt werden.
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Ist
der Mischvorgang beendet, wird die Vorrichtung 46 wieder
angehoben und das Produkt wird aus der Hohlraumstruktur 38 (beispielsweise
mittels des Druckmittels 42 in der zuvor in Verbindung
mit der Ausführungsform,
die in den 1–5 gezeigt
ist, beschriebenen Art und Weise) entladen.
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Als
nächstes
lösen sich
die Vorrichtungen 45 und 46 und das Druckmittel 42 von
der Bahn 37, die dann so verschoben wird, daß eine neue
darauffolgende Hohlraumstruktur 38 an dem Träger 41 positioniert
wird, woraufhin der nächste
Mischvorgang stattfinden kann. Die Hohlraumstrukturen 38 können verschiedene
Formen haben, was das Mischen der Komponenten unterstützt. Die 7–10 zeigen Beispiele
für solche
Hohlraumstrukturen.
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Die
Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen,
die im Umfang der Erfindung, wie sie durch die anhängenden
Ansprüche
definiert ist, stark variiert werden können, beschränkt.