EP2650253B1 - Mehrkomponenten-Füllmaschine zum Befüllen von Behältern mit Flüssigkeiten - Google Patents

Mehrkomponenten-Füllmaschine zum Befüllen von Behältern mit Flüssigkeiten Download PDF

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EP2650253B1
EP2650253B1 EP13159678.5A EP13159678A EP2650253B1 EP 2650253 B1 EP2650253 B1 EP 2650253B1 EP 13159678 A EP13159678 A EP 13159678A EP 2650253 B1 EP2650253 B1 EP 2650253B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filling
container
filled
station
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP13159678.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2650253A1 (de
Inventor
Sabine Grosch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP2650253A1 publication Critical patent/EP2650253A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2650253B1 publication Critical patent/EP2650253B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/023—Filling multiple liquids in a container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C7/00—Concurrent cleaning, filling, and closing of bottles; Processes or devices for at least two of these operations
    • B67C7/0006—Conveying; Synchronising
    • B67C7/0026—Conveying; Synchronising the containers travelling along a linear path

Definitions

  • the invention relates to a device and a corresponding method for filling containers with liquids, consisting of several components.
  • FIG. 2 of the document shows the EP1362825B9 a carousel with a line to the filling element for a base product and other lines (three in total) for each additional components.
  • the additional components as in Fig. 2 of the document, first mixed with the main component and then filled into the container to be filled.
  • the shows DE102006006288A1 a device for dosing highly viscous liquids.
  • a container to be filled is fixed at one position and successively different doser are brought into position to fill the liquid.
  • These dispensers are on a kind of carousel, which is arranged offset to the container to be filled.
  • US2988450 a pre-dose of flavors, colors or the like.
  • the container before or after the container has been filled with the base component in a filling carousel, for example, on a linear filler in succession other components are introduced into the container.
  • the base component in a filling carousel, for example, on a linear filler in succession
  • other components are introduced into the container.
  • For each individual filling tubes and filling stations are provided, between which the containers are moved back and forth.
  • the shows WO2005003017A1 a carousel filler, wherein a movement of the container between different Drventilauslässen is achieved by pivoting the container on the container carrier.
  • the DE 295 12 527 U1 a device according to the preamble of claim 1 for filling containers with different, paste-like dairy products.
  • different dairy products are filled into the container from a plurality of rotatably arranged nozzles of a double filler neck, which are retracted into the container.
  • the entire assembly is rotatably mounted so that the dairy products can be filled into the container in a particular shape. Regardless of how many different products the container is filled with, the double filler neck is inserted into the container for filling.
  • the invention has for its object to develop a device for filling with containers with optionally multi-component liquids, the filling should be as effective as possible and save both time and space.
  • the invention is characterized in that the filling of the liquids takes place at the filling machine, wherein the filling machine comprises at least two product reservoir, each with a liquid to be filled. Furthermore, a plurality of uniformly distributed filling stations for filling containers are preferably provided on the filling machine, wherein each of the filling stations has a Grezierbündel of at least two filling tubes.
  • the filling tubes in the filling tube bundle of a filling station are in particular arranged so that the position of the container relative to the filling station in the horizontal direction during filling can be maintained. This allows a very flexible, fast and space-saving control of the filling and thus allows a high throughput.
  • each of the filling stations furthermore has a rotator which can allow the filling tubes to rotate about an axis parallel to the axis of symmetry of the container to be filled. This makes it possible to position only individual filling tubes from the Grezierbündel over the container.
  • the Greendel has a diameter which is smaller than the diameter of the opening of the container to be filled. This allows a miniaturization of the filling station and thus a considerable space savings.
  • the device has shut-off valves on each supply line from the product supply containers to the filling tubes of each filling station, wherein the shut-off valves can close the supply lines. This ensures a precise dosage of the liquids to be filled.
  • each product reservoir contains another liquid to be filled.
  • the complexity of the filled liquid depends only on the number of product reservoir and each filled amount of the corresponding liquids, so that a high number of possible liquids to be filled can be achieved.
  • each of the filling stations has a motor, preferably an electric motor, the vertical distance of container to be filled and aparahrendem Can change the filling tube.
  • one of the filling tubes of each filling station has a larger diameter than the remaining filling tubes at the corresponding filling station.
  • the liquid to be created consists of a main component and a plurality of secondary components with fewer volume fractions
  • the main component can be filled by the larger filling tube in the same or shorter time, even if the volume fraction of the main component in the total volume is much larger.
  • the filling tube with the larger diameter is surrounded by the remaining filling tubes of the filling station.
  • the filling stations are suitable for moving during the filling process at the same speed as the containers to be filled. That is, the container is on the conveyor during filling and while the corresponding filling station, for example, partially retracted or positioned in the container, moved on and the filling station moves at the same speed with the container to be filled with.
  • the apparatus is characterized in that it is adapted to bring the container to be filled to a filling station moving at a speed, to move with and fill it by the filling station and from the filling station moving at the speed lead away, wherein the speed at any time, in particular while the container is introduced, filled and led away, is different from zero.
  • a method for filling containers with multicomponent liquids can be realized, wherein the filling of the containers takes place at a filling station by a filling tube bundle, which comprises at least two filling tubes, and each of these filling tubes is connected to a respective product reservoir. Further, the filling is done so that the horizontal position of the container with respect to the filling station remains unchanged throughout the filling. This allows effective time and space-saving filling of containers with multi-component liquids.
  • the method is characterized in that the filling tubes of each filling station rotate about an axis parallel to the axis of symmetry of the container to be filled. This makes it possible to ensure that only the required filling tube is positioned above the container in order to fill the corresponding component of the liquid.
  • the method is characterized in that at least one of the filling tubes is retracted into the container for filling. This makes it possible to avoid a loss of liquid outside the container after completion of the filling and a drop of the container to be filled during filling with the corresponding liquid component.
  • the method is characterized in that different liquids or raw materials of the multicomponent liquid are passed through different filling tubes. This minimizes the cleaning effort, as each filling tube is used only for exactly one liquid component.
  • the method is characterized in that a main component of the liquid to be filled is filled through a filling tube with a larger diameter. This allows a filling of this main component in a short time when using a main component, which has a higher volume fraction than the other components of the liquid
  • the method is characterized in that the filling stations move during the filling of a container to be filled at the same speed as the container to be filled. This allows a fast and trouble-free filling of the container.
  • the container to be filled brought to a moving at a speed filling station, moved with this filling station with the speed and filled by them and is led away from the moving at the speed of filling station, the speed at any time Filling, in particular while the container is brought in, filled and led away, is different from zero.
  • the speed at any time Filling in particular while the container is brought in, filled and led away, is different from zero.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the device for filling containers with a multi-component liquid.
  • the device comprises the filler 100 and a conveyor 140, on which the containers 150 to be filled are transported.
  • the filler 100 shown here is a linear filler. However, the essential features of the invention can also be readily transferred to any other arrangements, in particular carousel fillers.
  • the filler 100 further comprises the filling stations 101, a guide 120 for the filling stations and a liquid storage 110, which comprises the various product storage containers 111, 112, 113.
  • the product reservoirs 111, 112, 113 contain the desired components of the liquid to be filled. These may be, for example, water and additives such as syrup or generally different viscous liquids or liquids with lumpy proportions.
  • the filling stations 101 each comprise a holder 104 for attachment to the guide 120 and for connection to the product storage containers in the liquid storage 110 and a supply line 103, the filling tubes 105 and a filling head 106, which may optionally comprise further components, such as motors.
  • the case in which all product presentation containers 111, 112, 113 contain the same liquid can also be considered in the context of the invention.
  • the term then refers to the fact that a bottle-wise or batchwise filling of the same liquid takes place through different filling tubes 105.
  • the same liquid can then be filled at different flow rates depending on the diameters.
  • flow rates may also be optionally or additionally achieved by different fill pressures in the respective product presentation containers 111, 112, 113.
  • the containers 150 are moved on the conveyor 140 in the transport direction at a predetermined speed.
  • the filling stations 101 move at the guide 120 of the filler 100 at the same speed.
  • the system is preferably controlled so that a correct positioning of the filling stations 101 via a container 150 to be filled without further intervention, in particular changes in the speed profile of the filling stations 101, can be achieved. If the filling station 101 is positioned above the container 150 to be filled, the filling can take place through the filling tubes 105. Meanwhile, the container 150 to be filled is moved on the conveyor 140. After the container 150 to be filled with the filling station 101 has traveled a predetermined distance L and is completely filled, the filling station 101 is again removed from the filled container 150 and moved on the guide 120.
  • the filled container 150 is then conveyed by the conveyor 140 to possibly further process sections. If a carousel filler is used, a guide 120 and a movement of the filling stations 101 relative to the carousel filler is unnecessary. Likewise, the conveyor 140 would preferably be replaced by diverter stars that transfer the containers 150 to the fixedly positioned filling stations 101 on the carousel filler. This would also make a control of the speed profile of the bottles 150 on the one hand and the filling stations 101 on the other superfluous.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the supply of the filling tubes with the liquid components from the product reservoirs 211, 212 and 213 via the line 203.
  • an isolation of the individual liquid components from each other during the conduction through the line 203 can for example be provided in the line 203 separating chambers or via hoses introduced in line 203.
  • a separation of the individual components from the product reservoirs 211, 212 and 213 is provided so that it takes place continuously through the line 203 to the filling tubes 205, ie that no mixing of the components occurs before entering the container to be filled.
  • the valves 226, 227, 228 are preferably independently controllable, so that a supply of the liquid components from the product reservoirs 211, 212, 213 can be made independently and thus the exact volume fraction of each liquid component can be adjusted.
  • Fig. 3 shows a modification of the device, wherein only a Fernvorlag changinger 311 is provided, which is connected via the line 303 with the filling tubes 305.
  • This too can be understood in the sense of the invention as filling of a multicomponent liquid, since the filling continues to take place via different valves.
  • several product reservoirs may be provided with the same liquid. Since it is in each case the same liquid in the product presentation containers or in the product presentation container 311, a separation of the liquids in the line 303 is no longer necessary. However, it may prove expedient to carry out a separation in line 303 even in this case.
  • valves 326, 327 and 328 can either be opened alternately, for example with each new container another valve, or they are opened at the same time all at the same time. If the valves are opened alternately with each bottle or even alternately with each new production batch, a cleaning of the filling tubes 305 can be carried out even in the operating case of the device since the respectively unused filling tubes 305 or the filling tube 305 of the filling tube bundle used last can be cleaned, while another or the other filling tubes 305 are used to fill the containers.
  • Fig. 4 shows a detailed view of the filling process.
  • one of the filling tubes 405 ' is positioned out of the filling tube bundle above the opening of the container 450.
  • the entire filling tube bundle can be positioned above the opening. This depends on the configuration of the Grezierbündels and the size of the openings of the container to be filled 450.
  • the positioning takes place via a motor 421, which controls the rotation of the filling tubes or of the filling tube bundle.
  • the vertical distance of the container to be filled 450 and the filling tubes 405 and the Grerohrbündels can be changed appropriately.
  • a sensor may be provided which registers the entry of a container to be filled 450 in the filling. Since the speed of the conveyor is known at all times, and hence the speed of the container 450 to be filled, the total filling through the filling tubes 405 from the Grezierbündel at the filling station can be controlled so that until the end of the distance L from Fig. 1 the entire filling is completed. With constant flow and always the same speed in the conveyor weighing cells are thus unnecessary. Alternatively, however, load cells can also be used to compensate for variations in the fill.
  • n filling tubes 405 are then used. Accordingly, in the case of the remaining filling tubes, the valves remain closed and the control takes place such that only the filling tubes 40 necessary for the filling tube 405 are positioned above the opening of the container 450 to be filled. This allows a considerable flexibility of the filling process at the same time very high throughput.
  • FIG. 5 is a schematic representation of the Greeks each filling station shown.
  • Each Artrohrbündel consists essentially of the filling tubes 505. These are attached to the filling head 506, which is connected via connecting elements with the line 503.
  • the filling tubes 505 are not introduced simultaneously but alternately into the container 550 to be filled. They are arranged at a distance d from one another so that the filling tubes 505 not currently used for filling do not impede the filling process, in particular the retraction of the filling tube 505 'used. In this case, the Grezierbündel must be movably mounted.
  • the simplest possible connection to the rigid conduit 503, through which, as described herein, the components of the fluids are provided in separate chambers 530, may be via the use of flexible tubing 522. If the motor 521, which is arranged in the filling head 506, turns the filling tube bundle, then the tubes 522 move accordingly.
  • the motor 521 can be omitted and the connection of line 503 and filling tubes 505 need not necessarily be done with flexible hoses 522 but can also be ensured by rigid connections.
  • a further central filling tube may be provided with an optionally larger diameter than the remaining filling tubes, which is mounted in the middle of the filling head 506. This can be used to fill a major component that has a greater volume fraction than the other components in the liquid. As indicated, the main component may be passed through the central circular aperture 531 within the conduit 503 through the bundle of fillets. During filling, this stuffing tube can then be permanently inserted into the container 550 to be filled, whereas the other filling tubes 505 can be brought by rotation into a suitable position, if provided.
  • the minor components may be added to the mixture.
  • the main component can be filled into the container 550 throughout the filling process, whereas the secondary components are filled alternately for a period of time during filling.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zum Befüllen von Behältern mit Flüssigkeiten, bestehend aus mehreren Komponenten.
    • Hintergrund
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits Rundläufermaschinen für Mehrkomponentenprodukte bekannt.
  • So zeigt beispielsweise die EP1362825B9 ein Karussell mit einer Leitung zum Füllelement für ein Basisprodukt und weitere Leitungen (insgesamt drei) für jeweils weitere Zusatzkomponenten. Dabei werden die Zusatzkomponenten, wie in Fig. 2 des Dokuments ersichtlich, zunächst mit der Hauptkomponente gemischt und dann in den zu befüllenden Behälter abgefüllt.
  • Ferner zeigt die DE102006006288A1 eine Vorrichtung zum Dosieren hochviskoser Flüssigkeiten. Dabei wird ein zu befüllender Behälter an einer Position fixiert und es werden nacheinander unterschiedliche Dosierer in Position gebracht, um die Flüssigkeit abzufüllen. Dabei befinden sich diese Dosierer an einer Art Karussell, welches versetzt zum zu befüllenden Behälter angeordnet ist.
  • Ebenso zeigt die US2988450 eine Vordosage von Aromen, Farben oder Ähnlichem. Dabei werden bevor oder nachdem der Behälter mit der Basiskomponente in einem Füllkarussell befüllt wurde, beispielsweise an einem Linearfüller hintereinander weitere Komponenten in den Behälter eingeführt. Dafür sind jeweils einzelne Füllrohre und Füllstationen vorgesehen, zwischen denen die Behälter hin- und herbewegt werden.
  • Darüber hinaus zeigt die WO2005003017A1 einen Karussellfüller, wobei durch ein Verschwenken des Behälters auf dem Behälterträger eine Bewegung des Behälters zwischen unterschiedlichen Füllventilauslässen erreicht wird.
  • Ferner offenbart die DE 295 12 527 U1 eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zum Befüllen von Behältern mit unterschiedlichen, pasteusen Molkereiprodukten. Dazu werden aus mehreren drehbar angeordneten Düsen eines Doppelfüllstutzens, die in den Behälter eingefahren werden, unterschiedliche Molkereiprodukte in den Behälter gefüllt. Die gesamte Anordnung ist drehbar gelagert, sodass die Molkereiprodukte in einer bestimmten Form in den Behälter gefüllt werden können. Unabhängig davon, mit wie vielen unterschiedlichen Produkten der Behälter gefüllt wird, wird der Doppelfüllstutzen zum Befüllen in den Behälter eingeführt.
    • Aufgabe
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Befüllen mit Behältern mit gegebenenfalls mehrkomponentigen Flüssigkeiten zu entwickeln, wobei die Befüllung möglichst effektiv und sowohl zeit- als auch platzsparend erfolgen soll.
    • Lösung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 9 gelöst.
  • Die Unteransprüche beinhalten zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Abfüllung der Flüssigkeiten an der Füllmaschine erfolgt, wobei die Füllmaschine wenigstens zwei Produktvorlagebehälter mit jeweils einer abzufüllenden Flüssigkeit umfasst. Ferner sind an der Füllmaschine vorzugsweise eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten Füllstationen zum Befüllen von Behältern vorgesehen, wobei jede der Füllstationen ein Füllrohrbündel aus mindestens zwei Füllrohren aufweist. Dabei sind die Füllrohre im Füllrohrbündel einer Füllstation insbesondere so angeordnet, dass die Position des Behälters in Bezug auf die Füllstation in horizontaler Richtung während des Befüllens beibehalten werden kann. Das erlaubt eine sehr flexible, schnelle und platzsparende Steuerung der Befüllung und erlaubt damit einen hohen Durchsatz.
  • Erfindungsgemäß verfügt jede der Füllstationen weiterhin über einen Rotator der die Füllrohre um eine zur Symmetrieachse des zu befüllenden Behälters parallele Achse rotieren lassen kann. Dadurch ist es möglich, nur einzelne Füllrohre aus dem Füllrohrbündel über dem Behälter zu positionieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das Füllrohrbündel einen Durchmesser auf, der kleiner als der Durchmesser der Öffnung des zu befüllenden Behälters ist. Das erlaubt eine Miniaturisierung der Füllstation und damit eine erhebliche Platzersparnis.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung Absperrventile an jeder Zuleitung von den Produktvorlagebehältern zu den Füllrohren jeder Füllstation auf, wobei die Absperrventile die Zuleitungen verschließen können. Dadurch wird eine genaue Dosage der abzufüllenden Flüssigkeiten gewährleistet.
  • In einer weiteren Ausführungsform enthält jeder Produktvorlagebehälter eine andere abzufüllende Flüssigkeit. Damit ist die Komplexität der abgefüllten Flüssigkeit nur abhängig von der Anzahl der Produktvorlagebehälter und der jeweils abgefüllten Menge der entsprechenden Flüssigkeiten, womit eine hohe Vielzahl von möglichen abzufüllenden Flüssigkeiten erreicht werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform verfügt jede der Füllstationen über einen Motor, vorzugsweise einen Elektromotor, der den vertikalen Abstand von zu befüllendem Behälter und einzufahrendem Füllrohr verändern kann. Durch das Einfahren der Füllrohre und gegebenenfalls des ganzen Füllrohrbündels kann ein Verlust von Flüssigkeit, die nach Ende des Befüllens noch eventuell in den Füllrohren verbleibt und langsamer austritt, vermieden werden. Außerdem kann gleichzeitig ein Umfallen des Behälters während des Befüllens verhindert werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist eines der Füllrohre jeder Füllstation einen größeren Durchmesser als die übrigen Füllrohre an der entsprechenden Füllstation auf. Ist beispielsweise vorgesehen, dass die zu erstellende Flüssigkeit aus einer Hauptkomponente und mehreren Nebenkomponenten mit weniger Volumenanteilen besteht, so kann die Hauptkomponente durch das größere Füllrohr in gleicher oder kürzerer Zeit abgefüllt werden, auch wenn der Volumenanteil der Hauptkomponente am Gesamtvolumen wesentlich größer ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Füllrohr mit dem größeren Durchmesser von den übrigen Füllrohren der Füllstation umgeben. Eine solche Anordnung gestattet es gerade beim Hereinfahren der Füllrohre in den zu befüllenden Behälter, dass keine Störungen durch gegebenenfalls asymmetrisch verteilte Füllrohre entstehen.
  • Weiterhin sind die Füllstationen entsprechend einer Ausführungsform geeignet, sich während des Befüllvorgangs mit derselben Geschwindigkeit zu bewegen wie die zu befüllenden Behälter. Das heißt der Behälter wird auf dem Förderer während des Befüllens und während die entsprechende Füllstation beispielsweise teilweise in den Behälter eingefahren oder über diesem positioniert ist, weiterbewegt und die Füllstation bewegt sich mit derselben Geschwindigkeit mit dem zu befüllenden Behälter mit.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sie geeignet ist, den zu befüllenden Behälter an eine sich mit einer Geschwindigkeit bewegene Füllstation heranzuführen, mit dieser Füllstation mit der Geschwindigkeit mitzubewegen und durch sie zu befüllen und von der sich mit der Geschwindigkeit weiterbewegenden Füllstation wegzuführen, wobei die Geschwindigkeit zu jeder Zeit, insbesondere während der Behälter herangeführt, befüllt und weggeführt wird, von null verschieden ist.
  • Unter Verwendung beispielsweise dieser Vorrichtung lässt sich ein Verfahren zum Befüllen von Behältern mit mehrkomponentigen Flüssigkeiten verwirklichen, wobei die Befüllung der Behälter an einer Füllstation durch ein Füllrohrbündel, welches zumindest zwei Füllrohre umfasst, erfolgt und jedes dieser Füllrohre mit jeweils einem Produktvorlagebehälter verbunden ist. Ferner erfolgt die Befüllung so, dass die horizontale Position des Behälters in Bezug auf die Füllstation während der gesamten Befüllung unverändert bleibt. Das gestattet ein effektives zeit- und platzsparendes Befüllen von Behältern mit mehrkomponentigen Flüssigkeiten.
  • Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Füllrohre jeder Füllstation um eine Achse parallel zur Symmetrieachse des zu befüllenden Behälters rotieren. Damit lässt sich erreichen, dass jeweils nur das benötigte Füllrohr über dem Behälter positioniert wird, um die entsprechende Komponente der Flüssigkeit abzufüllen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Füllrohre zum Befüllen in den Behälter eingefahren wird. Damit lässt sich ein Verlust von Flüssigkeit außerhalb des Behälters nach Beendigung des Befüllens sowie ein Umfallen des zu befüllenden Behälters während des Befüllens mit der entsprechenden Flüssigkeitskomponente vermeiden.
  • In einer Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass sich unterscheidende Flüssigkeiten oder Grundstoffe der mehrkomponentigen Flüssigkeit durch verschiedene Füllrohre geleitet werden. Das minimiert den Reinigungsaufwand, da jedes Füllrohr nur für genau eine Flüssigkeitskomponente verwendet wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass eine Hauptkomponente der abzufüllenden Flüssigkeit durch ein Füllrohr mit größerem Durchmesser abgefüllt wird. Das gestattet bei der Verwendung einer Hauptkomponente, die einen höheren Volumenanteil als die anderen Komponenten der Flüssigkeit besitzt, eine Abfüllung auch dieser Hauptkomponente mit geringem Zeitaufwand
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass sich die Füllstationen während des Befüllens eines zu befüllenden Behälters mit derselben Geschwindigkeit wie der zu befüllende Behälter bewegen. Das ermöglicht ein schnelles und möglichst störungsfreies Befüllen der Behälter.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der zu befüllende Behälter an eine sich mit einer Geschwindigkeit bewegende Füllstation herangeführt, mit dieser Füllstation mit der Geschwindigkeit mitbewegt und durch sie befüllt und von der sich mit der Geschwindigkeit weiterbewegenden Füllstation weggeführt wird, wobei die Geschwindigkeit zu jeder Zeit der Befüllung, insbesondere während der Behälter herangeführt, befüllt und weggeführt wird, von null verschieden ist. So kann eine zeitsparende Befüllung der zu befüllenden Behälter gewährleistet werden, indem unnötige Stopps während des Befüllprozesses vermieden werden.
    • Kurzbeschreibung der Abbildungen
    • Fig. 1:
    Schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Befüllen von Behältern.
    Fig. 2:
    Schematische Darstellung der Komponentenzuteilung aus unterschiedlichen Produktvorläuferbehältern.
    Fig. 3:
    Schematische Darstellung der Zuteilung der Flüssigkeit bei Verwendung nur einer Flüssigkeitskomponente.
    Fig. 4:
    Schematische Darstellung des Befüllvorgangs.
    Fig. 5:
    Schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Füllrohrbündels.
    Detaillierte Beschreibung
  • Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einer mehrkomponentigen Flüssigkeit. Dabei umfasst die Vorrichtung den Füller 100 und einen Förderer 140, auf dem die zu befüllenden Behälter 150 transportiert werden. Der hier dargestellte Füller 100 ist ein Linearfüller. Die wesentlichen Merkmale der Erfindung lassen sich aber auch ohne weiteres auf beliebige andere Anordnungen übertragen, insbesondere auf Karussellfüller. Der Füller 100 umfasst des Weiteren die Füllstationen 101, eine Führung 120 für die Füllstationen sowie einen Flüssigkeitsspeicher 110, der die diversen Produktvorlagenbehälter 111, 112, 113 umfasst. Die Produktvorlagebehälter 111, 112, 113 beinhalten die gewünschten Komponenten der abzufüllenden Flüssigkeit. Dabei kann es sich beispielsweise um Wasser und Zusätze wie Sirup oder generell unterschiedlich viskose Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten mit stückigen Anteilen handeln. Ferner umfassen die Füllstationen 101 jeweils eine Halterung 104 zur Befestigung an der Führung 120 und zur Verbindung mit den Produktvorlagebehältern im Flüssigkeitsspeicher 110 sowie eine Zuleitung 103, die Füllrohre 105 und einen Füllkopf 106, der gegebenenfalls weitere Bestandteile, wie Motoren, umfassen kann. Als ein Spezialfall einer "mehrkomponentigen" Flüssigkeit ist im erfindungsgemäßen Sinn aber auch der Fall anzusehen, in dem alle Produktvorlagebehälter 111, 112, 113 dieselbe Flüssigkeit enthalten. Dabei bezieht sich der Ausdruck dann darauf, dass eine flaschenweise oder chargenweise Abfüllung derselben Flüssigkeit durch unterschiedliche Füllrohre 105 stattfindet. Durch die Verwendung von Füllrohren mit unterschiedlichen Durchmessern kann dann dieselbe Flüssigkeit mit unterschiedlichen, von den Durchmessern abhängigen Fließgeschwindigkeiten abgefüllt werden. Die unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten können jedoch auch wahlweise oder zusätzlich durch unterschiedliche Abfülldrücke in den jeweiligen Produktvorlagebehältern 111, 112, 113 erreicht werden.
  • Zur Befüllung der zu befüllenden Behälter 150 werden die Behälter 150 auf dem Förderer 140 in Transportrichtung mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt. Die Füllstationen 101 bewegen sich an der Führung 120 des Füllers 100 mit derselben Geschwindigkeit. Die Anlage ist vorzugsweise so gesteuert, dass eine korrekte Positionierung der Füllstationen 101 über einen zu befüllenden Behälter 150 ohne weitere Eingriffe, insbesondere Veränderungen des Geschwindigkeitsprofils der Füllstationen 101, erreicht werden kann. Ist die Füllstation 101 über dem zu befüllenden Behälter 150 positioniert, so kann die Befüllung durch die Füllrohre 105 erfolgen. Währenddessen wird der zu befüllende Behälter 150 auf dem Förderer 140 weiterbewegt. Nachdem der zu befüllende Behälter 150 mit der Füllstation 101 eine vorgegebene Strecke L zurückgelegt hat und vollständig befüllt ist, wird die Füllstation 101 wieder vom befüllten Behälter 150 entfernt und an der Führung 120 weiterbewegt. Der befüllte Behälter 150 wird dann mit dem Förderer 140 zu möglicherweise weiteren Prozessabschnitten befördert. Wird ein Karussellfüller verwendet, ist eine Führung 120 sowie eine Bewegung der Füllstationen 101 relativ zum Karussellfüller unnötig. Ebenso würde der Förderer 140 vorzugsweise ersetzt durch Umlenksterne, die die Behälter 150 den fest positionierten Füllstationen 101 am Karussellfüller übertragen. Damit wäre auch eine Steuerung des Geschwindigkeitsprofils der Flaschen 150 einerseits und der Füllstationen 101 andererseits überflüssig.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Versorgung der Füllrohre mit den Flüssigkeitskomponenten aus den Produktvorlagebehältern 211, 212 und 213 über die Leitung 203. Dabei erfolgt eine Isolierung der einzelnen Flüssigkeitskomponenten voneinander während des Leitens durch die Leitung 203. Das kann beispielsweise über in der Leitung 203 vorgesehene Trennkammern oder aber über in der Leitung 203 eingebrachte Schläuche erzielt werden. In jedem Fall ist eine Trennung der einzelnen Komponenten aus den Produktvorlagebehältern 211, 212 und 213 so vorgesehen, dass sie durch die Leitung 203 bis hin zu den Füllrohren 205 ununterbrochen erfolgt, d.h. dass keine Mischung der Komponenten vor Eintritt in den zu befüllenden Behälter geschieht. Zum schließlichen Befüllen sind Ventile 226, 227, 228 vorgesehen, durch deren Öffnung/Schließung der Befüllvorgang geregelt wird. Die Ventile 226, 227, 228 sind vorzugsweise unabhängig voneinander steuerbar, sodass eine Zufuhr der Flüssigkeitskomponenten aus den Produktvorlagebehältern 211, 212, 213 unabhängig voneinander erfolgen kann und somit der genaue Volumenanteil jeder Flüssigkeitskomponente eingestellt werden kann.
  • Fig. 3 zeigt eine Modifikation der Vorrichtung, wobei nur ein Produktvorlagebehälter 311 vorgesehen ist, der über die Leitung 303 mit den Füllrohren 305 verbunden ist. Auch das kann im erfindungsgemäßen Sinn als Abfüllen einer mehrkomponentigen Flüssigkeit verstanden werden, da die Abfüllung weiterhin über unterschiedliche Ventile erfolgt. Alternativ können auch mehrere Produktvorlagebehälter mit derselben Flüssigkeit vorgesehen sein. Da es sich jeweils um dieselbe Flüssigkeit in den Produktvorlagebehältern bzw. in dem Produktvorlagebehälter 311 handelt, ist eine Trennung der Flüssigkeiten in der Leitung 303 nicht mehr notwendig. Es kann sich jedoch als zweckmäßig erweisen, auch in diesem Fall eine Trennung bereits in der Leitung 303 vorzunehmen. Im Falle der Abfüllung nur einer Flüssigkeitskomponente können die Ventile 326, 327 und 328 entweder abwechselnd geöffnet werden, beispielsweise bei jedem neuen Behälter ein anderes Ventil, oder sie werden bei der Befüllung alle gleichzeitig geöffnet. Öffnet man die Ventile abwechselnd bei jeder Flasche oder sogar abwechselnd bei jeder neuen Produktionscharge, lässt sich eine Reinigung der Füllrohre 305 selbst im Betriebsfall der Vorrichtung durchführen, da die jeweils nicht genutzten Füllrohre 305, oder das zuletzt verwendete Füllrohr 305 des Füllrohrbündels gereinigt werden kann, während ein anderes oder die anderen Füllrohre 305 zur Befüllung der Behälter genutzt werden.
  • Fig. 4 zeigt eine Detailansicht des Befüllvorgangs. Dabei wird an der Füllstation 400 eines der Füllrohre 405' aus dem Füllrohrbündel über der Öffnung des Behälters 450 positioniert. Es kann hier entweder nur ein ausgewähltes Füllrohr 405' oder nicht erfindungsgemäß auch das gesamte Füllrohrbündel über der Öffnung positioniert werden. Das hängt von der Ausgestaltung des Füllrohrbündels und der Größe der Öffnungen des zu befüllenden Behälters 450 ab. Die Positionierung erfolgt über einen Motor 421, der die Rotation der Füllrohre bzw. des Füllrohrbündels steuert. Über einen weiteren, hier nicht eingezeichneten Motor, kann zweckmäßig der vertikale Abstand des zu befüllenden Behälters 450 und der Füllrohre 405 bzw. des Füllrohrbündels verändert werden. Das kann entweder durch Höhenverstellung des Füllrohrbündels oder einzelner Füllrohre 405 oder des zu befüllenden Behälters 450 erfolgen. Auch eine Kombination beider Bewegungen ist denkbar. Ist entweder das Füllrohr 405' oder alternativ, nicht erfindungsgemäß das gesamte Füllrohrbündel, in Position über der Öffnung des zu befüllenden Behälters 450 gebracht bzw. in ihn eingefahren, erfolgt über die Leitung 403 und Öffnung eines oder mehrerer der Ventile 426, 427, 428 die Befüllung des zu befüllenden Behälters 450 mit den vorgesehenen Flüssigkeitskomponenten oder der vorgesehenen Flüssigkeit. Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung des Anfangs und Endes der Befüllung über eine Wiegezelle oder eine Sonde oder Durchflussmesser bzw. Positions- oder Zeitmessungen des zu befüllenden Behälters 450 mit geeigneten Sensoren, die in dieser Abbildung nicht eingezeichnet sind und je nach Ausgestaltung an zweckmäßigen Positionen der Füllstation und/oder des Füllers und des Förderers angebracht werden müssten.
  • So kann bei stets gleichen abzufüllenden Flüssigkeitskomponenten und -mengen vorzugsweise am Beginn der in Fig. 1 darstellten Strecke L ein Sensor vorgesehen sein, der das Einlaufen eines zu befüllenden Behälters 450 in den Befüllbereich registriert. Da die Geschwindigkeit des Förderers zu jeder Zeit bekannt ist und damit auch die Geschwindigkeit des zu befüllenden Behälters 450, kann die gesamte Befüllung durch die Füllrohre 405 aus dem Füllrohrbündel an der Füllstation so gesteuert sein, dass bis zum Ende der Strecke L aus Fig. 1 die gesamte Befüllung abgeschlossen ist. Bei gleichbleibendem Durchfluss und stets gleicher Geschwindigkeit im Förderer werden somit Wiegezellen überflüssig. Alternativ können jedoch auch Wiegezellen benutzt werden, um Schwankungen in der Befüllung zu kompensieren.
  • Darüber hinaus erlaubt es eine geeignete Steuerung der Füllstationen und insbesondere des Füllrohrbündels, beispielsweise flaschenweise andere Flüssigkeiten abzufüllen. So kann vorgesehen sein, dass ein Gesamtkontingent von n Produktvorlagebehältern vorgesehen ist und eine dementsprechend gleich große Anzahl von n Füllrohren 405 an jeder Füllstation angebracht ist. Je nach abzufüllender mehrkomponentiger Flüssigkeit werden dann nur m < n Füllrohre 405 verwendet. Bei den übrigen Füllrohren bleiben die Ventile demnach geschlossen und die Steuerung erfolgt so, dass nur die m nötigen Füllrohre 405 über der Öffnung des zu befüllenden Behälters 450 positioniert werden. Das gestattet eine erhebliche Flexibilität des Abfüllvorgangs bei gleichzeitig sehr hohem Durchsatz.
  • In Fig. 5 ist eine schematische Darstellung des Füllrohrbündels einer jeden Füllstation dargestellt. Jedes Füllrohrbündel besteht im Wesentlichen aus den Füllrohren 505. Diese sind befestigt an dem Füllkopf 506, der über Verbindungselemente mit der Leitung 503 verbunden ist.
  • Es ist vorgesehen, dass die Füllrohre 505 nicht gleichzeitig sondern abwechselnd in die zu befüllenden Behälter 550 eingeführt werden. Sie sind in einem Abstand d zueinander angeordnet so dass die momentan zur Befüllung nicht verwendeten Füllrohre 505 den Füllvorgang, insbesondere das Einfahren des verwendeten Füllrohrs 505' nicht behindern. In diesem Fall muss das Füllrohrbündel beweglich gelagert sein. Eine möglichst einfache Verbindung mit der starren Leitung 503, durch die, wie hier beschrieben, in getrennten Kammern 530 die Komponenten der Flüssigkeiten bereitgestellt werden, kann über die Verwendung flexibler Schläuche 522 erfolgen. Dreht der Motor 521, der im Füllkopf 506 angeordnet ist, das Füllrohrbündel, so bewegen sich die Schläuche 522 entsprechend mit.
  • Ist eine Drehbarkeit der Füllrohre 505 nicht vorgesehen, so kann auch der Motor 521 entfallen und die Verbindung von Leitung 503 und Füllrohren 505 muss nicht mehr zwingend mit beweglichen Schläuchen 522 erfolgen sondern kann auch durch starre Verbindungen gewährleistet werden.
  • Unabhängig davon ob bewegliche oder fest positionierte Füllrohre 505 vorgesehen sind, kann zusätzlich zu diesen ein weiteres zentrales Füllrohr mit einem gegebenenfalls größeren Durchmesser als die übrigen Füllrohre vorgesehen sein, das in der Mitte des Füllkopfes 506 angebracht ist. Das kann zum Abfüllen einer Hauptkomponente, die einen größeren Volumenanteil als die übrigen Komponenten an der Flüssigkeit hat, genutzt werden. Wie angedeutet, kann die Hauptkomponente durch die zentrale kreisförmige Öffnung 531 innerhalb der Leitung 503 durch das Füllrohrbündel geführt werden. Während des Befüllens kann dieses Füllrohr dann permanent in den zu befüllenden Behälter 550 eingeführt sein, wohingegen die anderen Füllrohre 505 jeweils durch Drehung in eine passende Position gebracht werden können, sofern das vorgesehen ist. Ungeachtet von beweglich oder unbeweglich angeordneten Füllrohren 505 können durch Öffnung der entsprechenden Ventile die Nebenkomponenten dem Gemisch zugesetzt werden. Somit kann die Hauptkomponente über den gesamten Befüllvorgang in den Behälter 550 eingefüllt werden, wohingegen die Nebenkomponenten abwechselnd für einen Zeitabschnitt während des Befüllens eingefüllt werden.

Claims (13)

  1. Füllmaschine (100) zur Abfüllung von Flüssigkeiten, insbesondere Getränken und/oder Lebensmitteln, mit
    wenigstens zwei Produktvorlagebehältern (111, 112) für jeweils eine abzufüllende Flüssigkeit, und
    mit einer Füllstation, vorzugsweise einer Vielzahl von gleichmäßig verteilten Füllstationen (101) zum Befüllen von Behältern (150), wobei
    jede Füllstation (101) ein Füllrohrbündel aus mindestens zwei, mit einem Abstand (d) beabstandet zueinander angeordneten Füllrohren (105) aufweist, und
    wobei die Füllrohre (105) im Füllrohrbündel einer Füllstation (101) so angeordnet sind, dass die Position des Behälters (150) in Bezug auf die Füllstation (101) in horizontaler Richtung während des Befüllens beibehalten werden kann;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jeder Füllstation (101) ein Rotator (421) zugeordnet ist, der die Füllrohre (105) um eine zur Symmetrieachse des zu befüllenden Behälters (150) parallele, beabstandete Achse rotieren kann;
    wobei der Rotator (421) geeignet ist, einzelne Füllrohre (105) aus dem Füllrohrbündel abwechselnd über einer Öffnung des zu befüllenden Behälters (150) zu positionieren.
  2. Vorrichtung aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllrohrbündel einen Durchmesser aufweist, der kleiner als der Durchmesser der Öffnung des zu befüllenden Behälters (150) ist.
  3. Vorrichtung aus Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Absperrventil (226, 227, 228) an jeder Zuleitung vorgesehen ist, das die Zuleitung verschließen kann.
  4. Vorrichtung aus einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Produktvorlagebehälter (111, 112) eine andere abzufüllende Flüssigkeit enthält.
  5. Vorrichtung aus einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Füllstation (101) über einen Motor, vorzugsweise einen Elektromotor verfügt, der den vertikalen Abstand von zu befüllendem Behälter (150) und einzufahrendem Füllrohr (405') verändern kann.
  6. Vorrichtung aus einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Füllrohre der Füllstation (101) einen größeren Durchmesser als die übrigen Füllrohre (105) aufweist, wobei vorgesehen sein kann, dass das Füllrohr mit größerem Durchmesser von den übrigen Füllrohren (105) der Füllstation (101) umgeben ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Füllstationen (101) während des Befüllens eines zu befüllenden Behälters (150) mit derselben Geschwindigkeit wie der zu befüllende Behälter (150) bewegen können.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung geeignet ist, einen zu befüllenden Behälter (150) an eine sich mit einer Geschwindigkeit bewegende Füllstation (101) heranzuführen und mit der Füllstation (101) mit der Geschwindigkeit weiterzubefördern, den zu befüllenden Behälter (150) während der Weiterbeförderung durch die Füllstation (101) zu befüllen und den befüllten Behälter von der sich mit der Geschwindigkeit weiterbewegenden Füllstation (101) zu entfernen, wobei die Geschwindigkeit zu jeder Zeit, insbesondere während der Behälter herangeführt, befüllt und weggeführt wird, von null verschieden ist.
  9. Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten, insbesondere Getränken und/oder Lebensmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass:
    die Befüllung an einer Füllstation (101) durch ein Füllrohrbündel aus zumindest zwei, im Abstand (d)
    zueinander angeordneten Füllrohren (105) erfolgt, die jeweils mit einem Produktvorlagebehälter (111, 112) verbunden sind, und dass
    die Befüllung so erfolgt, dass die horizontale Position des Behälters (150) in Bezug auf die Füllstation (101) während der gesamten Befüllung unverändert bleibt;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Füllrohre (105) mittels eines der Füllstation (101) zugeordneten Rotators (421) um eine zur Symmetrieachse des zu befüllenden Behälters (150) parallele, beabstandete Achse rotiert werden;
    wobei der Rotator (421) einzeine Füllrohre (105) aus dem Füllrohrbündel abwechselnd über einer Öffnung des zu befüllenden Behälters (150) positioniert.
  10. Verfahren aus Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Füllrohre (105) zum Befüllen in den Behälter eingefahren wird.
  11. Verfahren aus Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich unterscheidende Flüssigkeiten/Grundstoffe der abzufüllenden Flüssigkeit durch verschiedene Füllrohre (105) geleitet werden, wobei vorgesehen sein kann, dass die Hauptkomponente der abzufüllenden Flüssigkeit durch ein Füllrohr mit größerem Durchmesser abgefüllt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Füllstationen (101) während des Befüllens eines zu befüllenden Behälters (150) mit derselben Geschwindigkeit wie der zu befüllende Behälter bewegen.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zu befüllende Behälter an eine sich mit einer Geschwindigkeit bewegene Füllstation (101) herangeführt, mit dieser Füllstation (101) mit der Geschwindigkeit mitbewegt und durch sie befüllt und von der sich mit der Geschwindigkeit weiterbewegenden Füllstation (101) weggeführt wird, wobei die Geschwindigkeit zu jeder Zeit, insbesondere während der Behälter herangeführt, befüllt und weggeführt wird, von null verschieden ist.
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