EP2536655B1

EP2536655B1 - Verfahren sowie füllsystem zum volumen- und/oder mengengesteuerten füllen von behältern mit einem zumindest aus zwei komponenten bestehenden füllgut

Info

Publication number: EP2536655B1
Application number: EP10795614.6A
Authority: EP
Inventors: Dieter-Rudolf Krulitsch; Jonathan Lorenz
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2030-12-07
Also published as: SI2536655T1; DE102010008166A1; PL2536655T3; US8915269B2; EP2536655A1; US20120241044A1; WO2011101012A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum volumen- oder mengengesteuerten Füllen von Behältern mit einem aus wenigstens zwei unterschiedlichen Komponenten bestehenden Füllgut, sowie auf ein Füllsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9. Ein solches Füllsystem ist aus dem DE 88 05 380 U bekannt.
Verfahren und Füllsysteme zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, welches aus wenigstens zwei Komponenten besteht, die getrennt volumen- und/oder mengengesteuert in den jeweiligen Behälter eingebracht werden, sind bekannt, insbesondere auch zum Abfüllen von Fruchtsäften, wobei dann eine Komponente beispielsweise flüssig und homogen und eine weitere Komponente beispielsweise einen hohen Anteil an Feststoffen, z.B. Fruchtfleisch und/oder Fruchtfaser aufweist.
Zum volumen- oder mengenmäßig gesteuerten Füllen werden vielfach Volumen- oder Mengenmesseinrichtungen oder Durchflussmesser, insbesondere berührungslos arbeitende elektronische Durchflussmesser, beispielsweise magnetisch induktive Durchflussmesserverwendet, 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 der nachveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2009 049 583 bereits vorgeschlagen, für die zeitlich nacheinander in den jeweiligen Behälter einzubringenden Komponenten jeweils einen eigenen, mit einem Vorratsbehälter für die betreffende Komponente verbundenen Flüssigkeitsweg vorzusehen und nur in einem der Flüssigkeitswege, nämlich im Flüssigkeitsweg für eine erste flüssige und homogene Komponente einen Durchflussmesser anzuordnen, mit dem die beim Füllen in den jeweiligen Behälter eingebrachte Menge dieser Komponente unmittelbar und die in den jeweiligen Behälter eingebrachte Menge einer zweiten Komponente mittelbar gemessen wird. Letztes wird dadurch erreicht, dass die zweite Komponente vor dem Einbringen in den Behälter in eine Teillänge des Flüssigkeitskanals der ersten Komponente eingeleitet und hierbei auf dieser Teillänge die erste Komponente verdrängt wird, die dabei durch den Durchflussmesser in einen die erste Komponente führenden Kessel zurückfließt, Diese zurückfließende Menge der ersten Komponente wird mit dem Durchflussmesser gemessen. Das Einbringen der zweiten Komponente in den Behälter erfolgt nicht unmittelbar beim Messen, sondern nach dem Messen in einem weiteren Verfahrensschritt. Ein gewisser Nachteil besteht darin, dass es in dem ersten Flüssigkeitskanal bzw. in der dortigen Teillänge zu einem Vermischen der Komponenten kommen kann und dass der Durchflussmesser bei den Mengenmessungen der ersten und zweiten Komponente in entgegengesetzter Richtung durchströmt wird, was zu Messfehlern führen und/oder eine aufwendig Kalibrierung des jeweiligen Durchflussmessers bedingen kann.
Die Patentanmeldung FR 2 925 022 offenbart ein Verfahren zum volumengesteuerten Füllen von Behältern mit einem aus zwei Komponenten bestehenden Füllgut, wobei die Menge an den zwei Komponenten Zusammen nacheinander in desselben Kammer gemessen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches die genannten Nachteils vermeidet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Füllsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 9.
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 Volumenstrom 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.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 und 2, die jeweils in schematischer Darstellung eine Füllposition eines Follsystems 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 Follmaschine 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. mitjeweils einem vorgegebenen Soll-Volumen eingebracht, und zwar auch derart, dass jeder Behälter 2 eine vorgegebene Gesamtmenge des Mischproduktes, beispielsweise eines Getränks oder eines Fruchtsaftes enthält.
Die Komponente K1 ist beispielsweise eine flüssige homogene oder im Wesentlichen homogene Komponente, beispielsweise Fruchtsaft. Die Komponente K2 ist beispielsweise eine inhomogene Komponente, die bei reduziertem Anteil an Flüssigkeit einen hohen Anteil an Feststoffen enthält, z.B. in Form von Fruchtfleisch und/oder Fruchtfasern usw.
Das Füllsystem 1 umfasst eine Vielzahl von Füllpositionen mit jeweils einem Füllelement 3, welches in der dem Fachmann bekannten Weise bei Füllmaschinen umlaufender Bauart zusammen mit weiteren Füllelementen am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend angetriebenen Rotors vorgesehen ist. Das Füllelement 3, Ist für das gesteuerte Einleiten und Beenden des Füllprozesses mit einem Ventil V1 (Flüssigkeitsventil) ausgebildet. Während des Füllprozesses ist der jeweilige Behälter 2 unter dem Füllelement 3 bzw. unter einer dortigen Abgabeöffnung angeordnet, und zwar bei der Darstellung der 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 zufließende 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 11, beispielsweise in Form eines magnetisch induktiven Durchfiussmessers sowie ein Ventil V2. Im Bereich zwischen dem Durchflussmesser 11 und dem Ventil V2 ist der Flüssigkeitskanal 7 mit einer Erweiterung oder ersten Kammer 7.1 ausgebildet.
In dem Flüssigkeitskanal 8 sind in Strömungsrichtung von dem Kessel 5 an das Füllelement 3 bzw. an die Einmündung 9 aufeinanderfolgend ein Steuerventil V4 und ein Steuerventil V3 vorgesehen. Zwischen den beiden Ventilen V4 und V3 ist der Flüssigkeitskanal 8 mit einer Erweiterung oder zweiten Kammer 8,1 ausgebildet, die bei der dargestellten Ausführungsform von dem Innenraum eines in die Kammer 7.1 hineinreichenden Balgs 12 gebildet ist. Der Balg 12 bzw. dessen bewegliche und/oder verformbare Wandungen trennen die beiden Kammern 7.1 und 8.1 fluid- oder flüssigkeitsdicht. Die Kammer 8.1 besitzt somit ein veränderbares Volumens In der Weise, dass sich das Volumen der Kammer 7.1 gegenläufig zum Volumen der Kammer 8.1 verändert.
Es versteht sich von selbst, dass anstatt des Balgs 12, auch andere Ausgestaltungen von Kammern deren Volumen in einem umgekehrten Verhältnis voneinander abhängt, Anwendung finden können.
So ist es beispielsweise alternativ möglich, eine Kolben-Zylinder-Anordnung vorzusehen, welche diese Funktion aufweist. Dazu wäre ein Zylinder mit einem vorzugsweise fliegend gelagertem Kolben vorzusehen, wobei der Kolben auf der einen Seite mit der ein Komponente und auf der anderen Seite mit der anderen Komponente beaufschlagt ist. Bedingt durch diese Anordnung bildet der Kolben somit die Trennung oder Trennebene zwischen beiden Komponenten, wobei die Volumina der beiden Kammern 7.1 und 8.1 ebenfalls in einem umgekehrten Verhältnis voneinander abhängen. Da der Kolben darüber hinaus leicht durch Druckunterschiede zwischen den beiden Komponenten verschiebbar ist, lassen sich die Kammervolumina leicht anpassen oder in der gewünschten Weise verändern.
Das Füllsystem 1 bietet den Vorteil, dass mit Hilfe des einzigen Durchflussmessers 11 ein mengen- und/oder volumenmäßiges Dosieren bzw. Einbringen der Komponenten K1 und K2 in den jeweiligen Behälter 2 möglich ist, wobei der Durchflussmesser 11 bei der Messung nur in einer einzigen Durchflussrichtung von der Komponente K1 durchströmt wird, nämlich in der Strömungsrichtung vom Kessel 4 an das Füllelement 3. Mit Hilfe des Durchflussmessers 11 werden unmittelbar die Menge (Volumen) der dem jeweiligen Behälter 2 zugeführten Komponente K1 und mittelbar auch die Menge (Volumen) der dem jeweiligen Behälter 2 zugeführten Komponente K2 erfasst.
Die Arbeitsweise des Füllsystems 1 lässt sich, wie folgt, beschreiben:

1.1. Ausgangszustand des Füllsystems 1

In dieser Teilphase des Füllprozesses weisen die Ventile folgenden Zustand auf:

V1:: Geschlossen
V2:: Geschlossen
V3:: Geschlossen
V4:: Geöffnet

Die beiden Kessel 4 und 5 sind mit den Komponenten K1 und K2 gefüllt sowie mit dem Druck P1 und P2 beaufschlagt, Der Balg 12 liegt mit einem Bodenabschnitt 13 gegen einen Bereich der Kammer 7.1 gebildeten Anschlag 14 an, so dass die Kammer 8.1 ihr größtes Volumen (Ausgangsvolumen) aufweist. Die Flüssigkeitskanäle 7 und 8 sowie deren Kammern 7.1 und 8.1 sind vollständig mit der zugehörigen Komponente K1 bzw. K2 gefüllt.

1.2. Füllen der Komponente K2 beim Füllsystems 1

V1:: Geöffnet
V2:: Geschlossen
V3:: Geöffnet
V4:: Geschlossen

Durch den Druck P1 der Komponente K1 im Flüssigkeltskanal 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 Volumenstromes der Komponente K1 aus dem Kessel 4 in die Kammer 7.1, wobei die dabei vom Durchflussmesser 11 gemessene Menge (Volumen) gleich der aus der Kammer 8.1 in dem Behälter 2 eingebrachten Menge der Komponente K2 ist. Der Durchflussmesser 11 liefert somit ein Messsignal, welches der in dieser Teilphase des Füllprozesses in den Behälter 2 eingebrachten Menge (Volumen) der Komponente K2 entspricht.
Sobald das erforderliche Soll-Volumen der Komponente K2 in den Behälter 2 eingebracht ist, wird gesteuert durch das Signal des Durchflussmessers 11 diese Teilphase des Füllprozesses beendet.

1.3. Füllen der Komponente K1 beim Füllsystems 1

In dieser Teilphase des Follprozesses weisen die Ventile folgenden Zustand auf:

V1:: Geöffnet
V2:: Geöffnet
V3:: Geschlossen
V4:: Geschlossen

Über die geöffneten Ventile V1 und V2 strömt die Komponente K1 solange in den Behälter 2, bis das Soll-Volumen für die Komponente K1 erreicht ist. Die Überwachung erfolgt wiederum durch den Durchflussmesser 11. Nach Erreichen des Soll-Volumens für die Komponente K1 werden die Ventile V1 und V2 gesteuert durch das Messsignal des Durchflussmessers 11 geschlossen. Der Füllprozess ist damit beendet. Der gefüllte Behälter 2 kann dann von dem Füllelement 3 bzw. von der dieses Füllelement aufweisenden Füllposition entnommen werden.

1.4. Wiederbefollen der Kammer 8.1 beim Füllsystems 1

Nach Beendigung des Füllprozesses wird die Flüssigkeits-Verbindungs- und Dosierstrecke 6 für das Füllen eines weiteren Behälters 2 vorbereitet. Der Zustand der Ventile in dieser Vorbereiturtgsphase ist:

Bedingt durch den gegenüber dem Druck P1 größeren Druck P2 strömt die Komponente K2 aus dem Kessel 5 in die Kammer 8.1 bzw. in den Balg 12, so dass schließlich die Kammer 8.1 wieder ihr maximales Ausgangsvolumen aufweist und der Bodenabschnitt 13 gegen den Anschlag 14 anliegt. Die hierbei aus der Kammer 7.1 verdrängte Menge (Volumen) der Komponente K1 fließt über den Flüssigkeitskanal 7 zurück In den Kessel 4, ohne dass eine Messung dieser Menge (Volumen) durch den Durchflussmesser 11 erfolgt. Mit dem Erreichen des maximalen Ausgangsvolumens der Kammer 8.1 ist der Ausgangszustand wieder hergestellt, so dass mit dem Füllen des nächsten Behälters 2 begonnen werden kann.
Die Fig. 2 zeigt als weitere Ausführungsform ein Füllsystem 1a, welches sich von dem Füllsystem 1 wesentlich nur dadurch unterscheidet, dass die jeweilige Füllposition zwei getrennte Auslässe oder Abgabeöffnungen für die Komponenten K1 und K2 aufweist, wobei diese Auslässe entweder, wie in 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 6 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 Füllsystems 1 a

V1:: Geschlossen
V3:: Geschlossen
V4:: Geöffnet

Die beiden Kessel 4 und 5 sind mit den Komponenten K1 und K2 gefüllt sowie mit dem Druck P1 und P2 beaufschlagt. Der Balg 12 liegt mit einem Bodenabschnitt 13 gegen einen Bereich der Kammer 7.1 gebildeten Anschlag 14 an, so dass die Kammer 8.1 ihr größtes Volumen (Ausgangsvolumen) aufweist. Die Flüssigkeitskanäle 7 und 8 sowie deren Kammern 7.1 und 8.1 sind vollständig mit der zugehörigen Komponente K1 bzw. K2 gefüllt.

2.2. Füllen der Komponente K2 beim Füllsystems 1a

V1:: Geschlossen
V3:: Geöffnet
V4:: Geschlossen

Der jeweilige Behälter 2 ist hierbei zunächst unter der Abgabeöffnung des Füllelementes 3a.2 angeordnet.
Durch den Druck P1 der Komponente K1 im Flüssigkeitskanal 7 und in der Kammer 7.1 erfolgen ein Zusammendrücken des Balgs 12 und damit eine zunehmende Reduzierung des Volumen der Kammer 8.1 sowie ein Einbringen die Komponente K2 über das geöffnete Ventil V3 in den unter dem Füllelement 3a.2 bereitstehenden Behälter 2. Gleichzeitig vergrößert sich das Volumen der Kammer 7.1 mit der Folge eines Volumenstroms der Komponente K1 aus dem Kessel 4 in diese Kammer, wobei die dabei vom Durchflussmesser 11 gemessene Menge (Volumen) gleich der aus der Kammer 8.1 in dem Behälter 2 eingebrachten Menge der Komponente K2 ist. Der Durchflussmesser 11 liefert somit ein Messsignal, welches der In dieser Teilphase des Füllprozesses in den Behälter 2 eingebrachten Menge (Volumen) der Komponente K2 entspricht.
Sobald das erforderliche Soll-Volumen der Komponente K2 in den Behälter 2 eingebracht ist, wird gesteuert durch das Signal des Durchflussmessers 11 diese Teilphase des Füllprozesses beendet.

2.3. Füllen der Komponente K1 beim Füllsystems 1a

V1:: Geöffnet
V3:: Geschlossen
V4:: Geschlossen

Zum Einbringen der Komponente K1 in den Behälter 2 wird dieser unter dem Füllelement 3a.1 angeordnet, was durch entsprechendes Bewegen des jeweiligen Behälters 2 und/oder der Füllelemente 3a.1 und 3a.2 der betreffenden Füllposition erfolgen kann.
Über das geöffnete Ventile V1 strömt die Komponente K1 solange in den Behälter 2, bis das Soll-Volumen für die Komponente K1 erreicht ist. Die Überwachung erfolgt wiederum durch den Durchflussmesser 11. Nach Erreichen des Soll-Volumens für die Komponente K1 wird das Ventile V1 gesteuert durch das Messsignal des Durchflussmessers 11 geschlossen. Der Füllprozess ist damit beendet. Der gefüllte Behälter 2 kann dann von dem Füllelement 3a.1 bzw. von der dieses Füllelement aufweisenden Füllposition entnommen werden.

2.4. Wiederbefüllen der Kammer 8.1 beim Füllsystems 1a

Nach Beendigung des Füllprozesses wird die Flüssigkeits-Verbindungs- und Dosierstrecke 6a für das Füllen eines weiteren Behälters 2 vorbereitet. Der Zustand der Ventile in dieser Vorbereitungsphase ist:

V1:: Geschlossen
V3:: Geschlossen
V4:: Geöffnet

Bedingt durch den gegenüber dem Druck P1 größeren Druck P2 strömt die Komponente K2 aus dem Kessel 5 in die Kammer 8.1 bzw. in den Balg 12, so dass schließlich die Kammer 8.1 wieder ihr maximales Ausgangsvolumen aufweist und der Bodenabschnitt 13 gegen den Anschlag 14 anliegt. Die hierbei aus der Kammer 7.1 verdrängte Menge (Volumen) der Komponente K1 fließt über den Flüssigkeitskanal 7 zurück in den Kessel 4, ohne dass eine Messung dieser Menge (Volumen) durch den Durchflussmesser 11 erfolgt. Mit dem Erreichen des maximalen Ausgangsvolumens der Kammer 8.1 ist der Ausgangszustand wieder hergestellt, so dass mit dem Füllen des nächsten Behälters 2 begonnen werden kann.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind.
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 voneinander getrennten Zylinderräumen, von denen dann einer die Kammer 7.1 und der andere die Kammer 8.1 bildet.
Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, den Flüssigkeitskanal 8 mit der Kammer 8.1, deren Volumenänderung einen entsprechenden Volumenstrom in dem den Durchflussmesser 11 aufweisenden Flüssigkeitskanal 7 erzeugt, mehrfach vorzusehen, um so unter Verwendung eines einzigen Durchflussmessers mehr als zwei Komponenten eines Mischproduktes, beispielsweise eines Mischgetränkes in Behälter 2 mengen- und/oder volumengesteuert abzufallen.

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

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 bzw. des Volumens 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, wobei der Volumenstrom der wenigstens einen zweiten Komponente (K2) unmittelbar der dem jeweiligen Behälter zufließende Volumenstrom ist, und/oder wobei eine für die Messung verwendete Mengen- oder Volumenmesseinrichtung (11), vorzugsweise ein 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, wobei ein Füllsystem (1, 1a) verwendet wird, 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 einen zweiten Komponente (K2) resultlerenden Volumenstroms der ersten Komponente (K1) die wenigstens eine zweite Komponente (K2) aus der wenigstens einen zweiten Kammer (8.1) unter Reduzierung des Volumens dieser Kammer (8.1) in den Behälter (2) eingebracht wird und die Reduzierung des Volumens der wenigstens einen zweiten Kammer (8.1) eine Vergrößerung des Volumens der wenigstens einen ersten Kammer (7.1) und damit einen Volumenstrom der ersten Komponente in die erste Kammer und durch die Mengen- oder Volumenmesseinrichtung (11) bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 1, 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.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 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.
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.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 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.
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).
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 Volumenmesselnrichtung (11) gemessen und der Flüssigkeitskanal (8) bei Erreichen eines in den Behälter (2) eingebrachten Soll-Volumens der zweiten Komponente wieder geschlossen wird, und dass anschließen durch Öffnen des ersten Flüssigkeitskanals (7) die erste Komponente (K1) gesteuert durch die Mengen- oder Volumenmesseinrichtung (11) mit dem erforderlichen Soll-Volumen in den Behälter (2) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druck (P1) größer als der Fülldruck (P3), aber kleiner als der zweite Druck (P2) ist.
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 bzw. des Volumens 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, wobei im ersten Flüssigkeitskanal (7) für die erste Komponente (K1) eine erste im Volumen veränderbaren Kammer (7.1) und in einem getrennten zweiten Flüssigkeitskanal (8), über den die wenigstens eine zweite Komponente (K2) in den Behälter einbringbar ist, eine zweite im Volumen veränderbare Kammer (8.1) vorgesehen sind, dass jeweils einer zweiten Kammer (8.1) wenigstens eine erste Kammer (7.1) zugeordnet ist, und dass die Volumenänderung der zweiten Kammer (8.1) eine gegenläufige Volumenänderung der zugeordneten wenigstens einen ersten Kammer (7.1) derart bewirkt, dass ein Volumenstrom der ersten Komponente in die wenigstens eine erste Kammer (7.1) und durch die Mengen- oder Volumenmesseinrichtung (11) erfolgt, 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 dass bei einem gemeinsamen Füllelement (3) oder bei gesonderten Füllelementen 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.
Füllsystem nach Anspruch 9, 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.
Füllsystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengen- oder Volumenmesseinrichtung (11) im ersten Flüssigkeitskanal (7) in Strömungsrichtung der ersten Komponente (K1) vor der wenigstens einen ersten Kammer (7.1) vorgesehen ist.
Füllsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, 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 Flüssigkeftskanals (7, 8) gebildet sind.
Füllsystem nach einem der Ansprüche, 9 bis 12, 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.
Füllsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flüssigkeitskanal (7) und der wenigstens eine zweite Flüssigkeitskanal (8) jeweils an eine die erste Komponente (K1) unter einem ersten Druck (P1) bzw. die zweite Komponente (K2) unter einem zweiten Druck (P2) führende Quelle, beispielsweise in Form jeweils eines Kessels (4, 5) angeschlossen sind, und dass der erste Druck (P1) größer als der Fülldruck (P3), aber kleiner als der zweite Druck (P2) ist.