EP2536655A1 - 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

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EP2536655A1
EP2536655A1 EP10795614A EP10795614A EP2536655A1 EP 2536655 A1 EP2536655 A1 EP 2536655A1 EP 10795614 A EP10795614 A EP 10795614A EP 10795614 A EP10795614 A EP 10795614A EP 2536655 A1 EP2536655 A1 EP 2536655A1
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EP
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component
volume
chamber
filling
container
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Dieter-Rudolf Krulitsch
Jonathan Lorenz
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KHS GmbH
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    • B67C3/20—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus with provision for metering the liquids to be introduced, e.g. when adding syrups
    • B67C3/206—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus with provision for metering the liquids to be introduced, e.g. when adding syrups using arrangements of cylinders and pistons

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a filling system according to the preamble of claim 10.
  • Method and filling systems for filling containers with a liquid product which consists of at least two components, the volume and volume controlled separately in the respective Containers are known, in particular for the filling of fruit juices, in which case one component, for example, liquid and homogeneous and another component, for example, a high proportion of solids, eg Pulp and / or fruit fiber has.
  • volume or volume controlled filling are often volume or flow measuring devices or flow meters, in particular
  • non-contact electronic flow meter for example, magnetic inductive flow meter used, which are very well suited for electrically conductive liquid and homogeneous components and provide accurate, dependent on the respective volume flow measurement signals, but not or only partially for inhomogeneous, especially solids in high concentration containing components are suitable.
  • Components each have their own, associated with a reservoir for the component in question fluid path and only in one of Fluid paths, namely in the fluid path for a first liquid and homogeneous component to arrange a flow meter, with which the introduced during filling in the respective container amount of this component directly and the introduced into the respective container amount of a second component is measured indirectly.
  • the latter is achieved in that the second component is introduced into a partial length of the liquid passage of the first component before introduction into the container and in this case the first component is displaced over this partial length, the first through the flow meter into one
  • a certain disadvantage consists in that the components may mix in the first liquid channel or in the partial length thereof and that the flow meter is flowed through in the opposite direction in the volume measurements of the first and second components, which leads to measurement errors and / or may require a complex calibration of the respective flow meter.
  • the object of the invention is to provide a method which avoids the disadvantages mentioned. To solve this problem, a method according to claim 1 is formed.
  • a filling system is the subject matter of claim 10.
  • measurement of the quantity or volume of the at least one second component in indirect form also takes place by measuring or detecting the volume flow of the first component resulting from the volume of the at least one second component. wherein the volume flow of the at least one second component allerding of the respective container immediately flowing volumetric flow of this component.
  • the flowmeter used for the measurement becomes one and the same when directly and indirectly measuring the quantity or volume of all components Flowed through the flow direction, in the flow direction in which the first component flows through the first liquid channel upon introduction into the respective container. This is made possible by the fact that the first fluid channel for the first component at least one first chamber and the second fluid channel for the second component at least one second
  • variable volume chamber Associated with variable volume chamber and that when introducing the second component into the respective container, a reduction of the volume of the second component associated at least one second chamber takes place, starting from an initial volume and associated with an increase in the volume of the first component at least a first chamber.
  • the amount (volume) of the first component measured by the flow meter in this case is equal to the quantity (volume) of the second component introduced into the container. If the volume-controlled or quantity-controlled introduction of several "second" components into each container is necessary, the above-described indirect measurement of the quantities (volumes) of the "second” components takes place, for example, with a time lag.
  • FIGS. 1 and 2 respectively show in a schematic representation a filling position of a filling system for filling containers with two components K1 and K2 of a filling material.
  • Fig. 1 shows a schematic functional representation of a part of a filling system 1, for example, a filling machine of rotating design for filling containers 2 with the different components K1 and K2. These are introduced during a filling process in the respective container 2 volume- and / or volume-controlled in a predetermined mixing ratio or each with a predetermined desired volume, and in such a way that each container 2 a
  • the component K1 is for example a liquid homogeneous or im
  • Substantially homogeneous component for example fruit juice.
  • the component K2 is, for example, an inhomogeneous component which, when the proportion of liquid is reduced, contains a high proportion of solids, e.g. in the form of pulp and / or fruit fibers, etc.
  • the filling system 1 comprises a plurality of filling positions, each with one
  • Filling element 3 which is provided in the manner known to those skilled in filling machines rotating design together with other filling elements on the circumference of a rotating machine axis rotatably driven around a vertical axis.
  • the filling element 3 is designed for the controlled initiation and termination of the filling process with a valve V1 (liquid valve).
  • V1 liquid valve
  • Dispense opening arranged, in the representation of FIG. 1 for a
  • the component K1 with a pressure P1 and the boiler 5 contains the component K2 with the pressure P2.
  • the components K1 and K2 flowing to the container 2 have the filling pressure P3, which in the case of the free-jet filling is equal to the ambient pressure.
  • the pressure in the boilers 4 and 5 is set so that the pressure P1 is less than the pressure P2, but greater than the pressure P3, ie P3>P1> P2.
  • a separate liquid connection and metering structure 6 is provided for each filling element 3 or for each filling position, each consisting essentially of two liquid paths or channels 7 and 8, of which the liquid channel 7 to the boiler 4 for the component K1 and the liquid channel 8 is connected to the boiler 5 for the component K2 and that open in the flow direction of the components K1 and K2 at a junction 9 in a common liquid channel of the filling element 3, in Fig. 1, the continuation of the liquid channel. 7 is.
  • Liquid valve 3 sequentially provided a throttle 10 for
  • a flow meter 1 for example in the form of a magnetic inductive flow meter and a valve V2.
  • Flow meter 1 and the valve V2 is the fluid channel 7 with a
  • Extension or first chamber 7.1 formed.
  • a control valve V4 and a control valve V3 are successively provided in the flow direction of the boiler 5 to the filling element 3 and to the junction 9.
  • the liquid channel 8 is formed with an extension or second chamber 8.1, which is formed in the illustrated embodiment of the interior of a reaching into the chamber 7.1 bellows 12.
  • the bellows 12 or its movable and / or deformable walls separate the two chambers 7.1 and 8.1 fluid-tight or liquid-tight.
  • the chamber 8.1 thus has a variable volume in such a way that the volume of the chamber 7.1 changes in opposite directions to the volume of the chamber 8.1. It goes without saying that instead of the bellows 12, other embodiments of chambers whose volume in an inverse relationship depends on each other, may find application.
  • a piston-cylinder arrangement which has this function.
  • a cylinder should be provided with a preferably cantilevered piston, wherein the piston is acted upon on one side with the one component and on the other side with the other component. Due to this arrangement, the piston thus forms the separation or separation plane between the two components, wherein the volumes of the two chambers 7.1 and 8.1 also in a reverse
  • the filling system 1 has the advantage that with the help of the single flow meter 1 1 a volume and / or voiumen ownedes dosing or introducing the
  • Components K1 and K2 in the respective container 2 is possible, wherein the flow meter 1 1 is flowed through in the measurement only in a single flow direction of the component K1, namely in the flow direction from the boiler 4 to the filling element 3.
  • the flow meter 1 1 uses the flow meter 1 1 to detect the amount (volume) of the component K1 fed to the respective container 2 and, indirectly, also the quantity (volume) of the component K2 fed to the respective container 2 are detected immediately.
  • the operation of the filling system 1 can be described as follows:
  • valves In this sub-phase of the filling process, the valves have the following status: V1: Closed
  • V4 Open The two boilers 4 and 5 are filled with the components K1 and K2 and acted upon by the pressure P1 and P2.
  • the bellows 12 abuts against a stop 14 formed with a bottom section 13 against a region of the chamber 7.1, so that the chamber 8.1 has its largest volume (initial volume).
  • Liquid channels 7 and 8 and their chambers 7.1 and 8.1 are completely filled with the associated component K1 or K2.
  • valves In this sub-phase of the filling process, the valves have the following status: V1: Open
  • V4 Closed By the pressure P1 of the component K1 in the liquid channel 7 and in the chamber 7.1 a compression of the bellows 12 and thus an increasing reduction of the volume of the chamber 8.1 and introducing the component K2 via the open valves V3 and V1 in the under the filling element 3rd
  • the volume of the chamber 7.1 increases with the result of a volume flow of the component K1 from the boiler 4 into the chamber 7.1, wherein the case of the flow meter 1 1 measured amount (volume) equal to that from the chamber 8.1 in the container 2 introduced amount of the component K2.
  • the flowmeter 1 1 thus provides a measurement signal which corresponds to the amount (volume) of the component K 2 introduced into the container 2 in this partial phase of the filling process.
  • valves In this sub-phase of the filling process, the valves have the following status: V1: Open
  • the component K1 flows into the container 2 until the setpoint volume for the component K1 has been reached.
  • Dosierumble 6 prepared for filling a further container 2.
  • the condition of the valves in this preparation phase is:
  • valves In this sub-phase of the filling process, the valves have the following status: V1: Closed
  • the volume of the chamber 7.1 increases with the result of a volume flow of the component K1 from the boiler 4 in this chamber, wherein the case of the flow meter 1 1 measured amount (volume) gieich from the chamber 8.1 in the container. 2 introduced amount of the component K2.
  • the flowmeter 1 1 thus provides a measurement signal which corresponds to the amount (volume) of the component K 2 introduced into the container 2 in this partial phase of the filling process.
  • valves In this sub-phase of the filling process, the valves have the following status: V1: Open
  • V4 Closed To introduce the component K1 in the container 2, this is under the

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  • Basic Packing Technique (AREA)
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Abstract

Verfahren sowie Füllsystem (1) 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 (k1) 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 (k2) Komponente resultierenden Volumenstroms der ersten Komponente (k1) erfolgt.

Description

Verfahren sowie Füllsystem zum volumen- und/oder mengengesteuerten Füllen von Behältern mit einem zumindest aus zwei Komponenten
bestehenden Füllgut
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 Volumenoder 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 Messfehiern 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 Figuren 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 Fig. 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 Misch Produktes, 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 Fig. 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 Fig. 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 Fig. 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 1 1 , beispielsweise in Form eines magnetisch induktiven Durchflussmessers sowie ein Ventil V2. Im Bereich zwischen dem
Durchflussmesser 1 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 1 1 ein mengen- und/oder voiumenmäßiges Dosieren bzw. Einbringen der
Komponenten K1 und K2 in den jeweiligen Behälter 2 möglich ist, wobei der Durchflussmesser 1 1 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 1 1 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 Füllsvstems 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 1 3 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 1 1 gemessene Menge (Volumen) gleich der aus der Kammer 8.1 in dem Behälter 2 eingebrachten Menge der Komponente K2 ist. Der Durchflussmesser 1 1 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 1 1 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 1 1 . Nach Erreichen des Soll-Volumens für die Komponente K1 werden die Ventile V1 und V2 gesteuert durch das Messsignal des Durchflussmessers 1 1 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 Füllsvstems 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 1 1 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 Fig. 2 zeigt als weitere Ausführungsform ein Füllsystem 1 a, 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 Fig. 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 1 a 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 1 a entspricht weitestgehend der Arbeitsweise des Füllsystems 1 und lässt sich, wie folgt, beschreiben: 2.1 . Ausgangszustand des Füllsvstems 1 a
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 1 a
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 1 1 gemessene Menge (Volumen) gieich der aus der Kammer 8.1 in dem Behälter 2 eingebrachten Menge der Komponente K2 ist. Der Durchflussmesser 1 1 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 1 1 diese Teilphase des Füllprozesses beendet.
2.3. Füllen der Komponente K1 beim Füllsystems 1 a
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 1 1 . Nach Erreichen des Soll- Volumens für die Komponente K1 wird das Ventile V1 gesteuert durch das
Messsignal des Durchflussmessers 1 1 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 Füllsvstems 1 a
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 1 1 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 1 1 aufweisenden Flüssigkeitskanal 7 erzeugt, mehrfach vorzusehen, um so unter Verwendung eines einzigen Durchfiussmessers 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

Claims

Patentansprüche
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 (1 1 ), 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 , 1 a), 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 (1 1 ) 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 (1 1 ) 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 (1 1 ) 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 (1 1 ) erfolgen.
1 1 . 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 1 1 , 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 (1 1 ) 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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