DE9306625U1 - Füllvorrichtung für flexible Behälter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllvorrichtung für flexible Behälter.

In jüngster Zeit werden in zunehmendem Maße zur Verpackung von Flüssigkeiten flexible Behälter meistens in sogenannten Zweioder Mehrstoff-Verpackungen eingesetzt. In derartigen Verpackungen ist der flexible Behälter als Innenbehälter in einer stabilen Außenhülle angeordnet. Bei dem flexiblen Innenbehälter kann es sich z.B. um einen Beutel aus Polyäthylen handeln. Die stabile Außenhülle ist z.B. ein Karton aus Wellpappe.

Zwei- oder Mehrstoff-Verpackungen besitzen unter anderem den Vorteil, daß zumindest ihre Außenhülle, sofern sie aus Wellpappe besteht, problemlos recyclebar ist. Außerdem ist zu ihrer Herstellung im Vergleich zu freitragenden Kunststoffbehältern deutlich weniger Kunststoff erforderlich.

Allerdings ist die Befüllung derartiger Verpackungen nicht unproblematisch. Eichgesetzlich ist vorgeschrieben, daß (zumindest ab Behältern einer bestimmten Größe) die Füllmenge mittels Massebe-

Stimmung kontrolliert bzw dosiert wird. Eine Volumenmessung ist nicht zulässig.

In bekannten Abfüllautomaten wird die Befüllung daher gravimetrisch durch Wägung der Verpackungen überwacht. Allerdings muß bei der Befüllung berücksichtigt werden, daß die biegeschlaffen Einfüllstutzen der flexiblen Innenbehälter in Haltevorrichtungen aufgenommen und zu dem Füllorgan ausgerichtet sind. Der Innenbehälter wird dadurch entlastet, was möglicherweise zu verfälschten Ergebnissen der Wägung führen kann. Eine exakte Mengenbestimmung durch Wägung erfordert daher einen relativ hohen Meßaufwand (z.B. Bestimmung der Entlastung für jede Verpackung). Diese Schwierigkeiten treten natürlich erst recht auf, wenn flexible Behälter alleine (also keine Zwei- oder Mehrstoffverpackungen) abgefüllt werden sollen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Füllvorrichtung zu schaffen, die eine problemlose Mengenbefüllung flexibler Behälter mit hoher Exaktheit erlaubt.

Diese Aufgabe wird mittels einer Abfüllvorrichtung gelöst, die erfindungsgemäß mit einer in der Flüssigkeitszuleitung angeordneten Massestrommeßeinrichtung ausgestattet ist.

Massestrommeßeinrichtungen sind seit längerer Zeit bekannt. Bei derartigen Meßeinrichtungen wird die Flüssigkeit durch ein Meßrohr geführt, das z.B. eine Schwingbewegung durchführt. Dabei wird in Abhängigkeit von dem Massestrom der durch das Meßrohr geleiteten Flüssigkeit eine bestimmte Corioliskraft erzeugt, die der Schwingung des Meßrohres entgegenwirkt. Die Größe der Corioliskraft läßt sich durch optische Messung der Rohrschwingung, aber auch durch induktive Methoden ermitteln.

In derartigen Meßeinrichtungen kann der Massestrom beliebiger Flüssigkeiten ohne Kenntnis ihrer speziellen Dichteparameter etc. ermittelt werden.

Die Verwendung einer Massestrommeßeinrichtung bei der Dosierung von Flüssigkeiten in flexible Behälter besitzt eine Reihe von Vorteilen. Hauptvorteil ist, daß die Masse der eingefüllten Flüssigkeit direkt bestimmt wird. D.h. das Gewicht der Verpackung bzw. eine Entlastung des flexiblen Behälters durch die Halterungen, die den Einfüllstutzen aufnehmen, muß nicht mehr berücksichtigt werden. Gegenüber den herkömmlichen Abfüllvorrichtungen, die mit einer Waage arbeiten, gestaltet sich der Füllvorgang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung also wesentlich unkomplizierter.

Problematisch an diesen Geräten war bislang allerdings, daß sie für nicht oder nur begrenzt eichbar gehalten wurden. Massestrommeßeinrichtungen wurden daher bislang hauptsächlich zur Durchflußmessung eingesetzt. Ein Einsatz zur Dosierung bei der Abfüllung von Flüssigkeiten erschien bislang nicht möglich. Anmelderseits konnte nun jedoch gezeigt werden, daß derartige Meßeinrichtungen eichfähig sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen geschützt.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß die Steuereinrichtung ein Steuersignal erzeugt, sobald die durch die Massestrommeßeinrichtung durchgeleitete Flüssigkeitsmenge einen vorher festgelegten Sollwert erreicht. Mittels des Steuersignals kann ein in der Flüssigkeitszuleitung, zweckmäßigerweise am Austrittsende des Füllorganes angeordnetes Ventil angesteuert (geschlossen werden). Genauso gut ist es aber möglich, alternativ oder zusätzlich eine zur Flüssigkeitsförderung in der Zuleitung angeordnete Pumpe mit dem Steuersignal abzuschalten. Unabhängig davon, welche der beiden Varianten verwirklicht wird, kann mittels einer derartig ausgestalteten Steuereinrichtung exakt und verzögerungsfrei dosiert werden.

Eine weitere Ausgestaltung betrifft gemäß Anspruch 3 die von Zeit zu Zeit oder bei Produktwechsel erforderliche Entlüftung der Flüssigkeitszuleitung. Es läßt sich auch bei gut abdichtenden Leitungsverbindungen etc. nicht ausschließen, daß sich insbesondere

bei taktweiser Abfüllung Luftblasen in der Flüssigkeitszuleitung ansammeln. Solange die Luftblasen einen bestimmten Durchmesser nicht überschreiten, beeinträchtigen sie die Massestrommeßeinrichtung nicht. Ab einer bestimmten Größe, insbesondere wenn die Luftblasen den gesamten Rohrquerschnitt ausfüllen, kann es jedoch dazu kommen, daß die Massestrommeßeinrichtung, die auf derartige Dichteschwankungen nicht eingerichtet ist, auf Störung schaltet. Von Zeit zu Zeit ist es daher erforderlich, die Flüssigkeitszuleitung durchzuspülen, um darin angesammelte Luftblasen zu entfernen. Ein Problem besteht darin, die dabei aus dem Füllorgan austretende Flüssigkeit zu entsorgen. Diesem Problem begegnet die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 in besonders vorteilhafter und einfach zu bedienender Weise.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß in den flexiblen Behältern gegebenenfalls fabrikationsbedingte Undichtigkeiten enthalten sein können. Insbesondere wenn kritische Flüssigkeiten abgefüllt werden, müssen undichte Behälter vorher aussortiert werden. In diesem Zusammenhang ermöglicht die Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 eine besonders einfache Dichtigkeitsprüfung der Behälter.

Anspruch 5 schließlich sieht vor, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung in einen Rundschalttisch integriert ist, auf dem die Behälter weiteren unterschiedlichen Behandlungsschritten unterzogen werden. Zweckmäßigerweise werden die Behälter auf einem derartigen Tisch taktweise z.B. im Uhrzeigersinn zunächst einer Dichtigkeitsprüfeinrichtung, dann der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Befüllung und dann einer Einrichtung zugeführt, in der die Behälter verschlossen werden. Denkbar sind jedoch noch weitere Behandlungsschritte, wie z.B. eine Etikettiervorrichtung etc.

Im folgenden soll die Erfindung anhand einer Abbildung näher erläutert werden.

Die Abbildung zeigt eine Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel 10 für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abfüllen von Flüssigkeiten.

Man erkennt einen Tisch 11, auf dem eine Zwei- oder Mehrstoff-Verpackung 12 angeordnet ist. Die Zwei- oder Mehrstoff-Verpackung 12 besteht aus einer festen Außenhülle, in diesem Fall ein Karton 13, in der ein flexibler Kunststoffbeutel 14 angeordnet ist. Der flexible Innenbeutel 14 ist mit einem biegeschlaffen Einfüllstutzen 15 versehen, der in einer Halterung 16 aufgenommen und so ausgerichtet ist, daß die nicht erkennbare Öffnung des Innenbeutels 14 zu einem Füllorgan 17 ausgerichtet ist. Das Füllorgan 17 enthält im wesentlichen ein in einem Gehäuse 18 höhenverstellbar gelagertes Rohr 19. Je nach gewünschter Füllart Über- bzw. Unterspiegelfüllung läßt sich das Rohr 19 (wie durch die Strichelung angedeutet) unterschiedlich tief in den flexiblen Innenbeutel 14 einführen. Mittels eines Ventiles 20, das über eine Steuerung 21 angesprochen wird, läßt sich die Flüssigkeitszufuhr regeln.

Ein weiter oben bereits angesprochenes Problem ist, daß sich in eventuell vorhandenen Krümmungen der Flüssigkeitszuleitung während eines taktweisen Füllbetriebs möglicherweise (große) Luftblasen bilden können. Eine Möglichkeit, die Ausbildung von derartigen Blasen zu verringern, besteht darin, wie gezeigt, die Flüssigkeitsleitung 22 im wesentlichen zu dem Füllorgan 17 absteigend auszubilden. Aber auch hier ist von Zeit zu Zeit eine Entlüftung erforderlich. Die Entlüftung könnte theoretisch über ein nicht dargestelltes Ventil (an einer Rohrschleife) vorgenommen werden. Problematisch hieran wäre jedoch, daß bei der Entlüftung das aus dem Ventil spritzende Luft-Flüssigkeitsgemisch zu ungewollten Verschmutzungen der Anlage führen würde. Bevorzugt ist daher, wie oben angedeutet, zwischen zwei Befüllungen einen verrohrten Entlüftungstrichter unter dem Füllorgan 17 anzuordnen und die Leitung in diesen Trichter freizuspülen.

Bis hierhin besteht Übereinstimmung mit bereits aus dem Stand der Technik bekannten Abfüllvorrichtungen. Erfindungsgemäß ist demgegenüber nun vorgesehen, daß die Masse der abzufüllenden Flüssigkeit ermittelt wird, bevor sie in das Füllorgan gelangt.

In der konkreten Ausgestaltung bedeutet dies, daß die über eine Leitung 22 mittels einer Pumpe 23 zugeführte Flüssigkeit zunächst in eine Massestrommeßeinrichtung 24 geleitet wird. Der Ausgang der Massestrommeßeinrichtung 24 ist über einen flexiblen Schlauch 25 mit dem Füllorgan 17, genauer gesagt, mit dem höhenverstellbaren Rohr 19, verbunden.

In der Massestrommeßeinrichtung 24 wird nach dem weiter oben beschriebenen Coriolisprinzip die Masse (das Gewicht) der durchgeleiteten Flüssigkeit ermittelt. Es läßt sich also mit Hilfe der erfindungsgemäßen Konstruktion exakt messen, wieviel Flüssigkeit in die Zwei- oder Mehrstoff-Verpackungen 12 gelangt.

Für eine genaue Dosierung reicht es aus, der Massestrommeßeinrichtung 24 entsprechende Sollwertvorgaben einzugeben. Erreicht die durch die Massestrommeßeinrichtung 24 geführte Flüssigkeitsmenge den Sollwert, so wird ein Steuersignal erzeugt, das in Variante a.) über die Einheit 21 das Ventil 20 des Füllorganes 17 schließt oder in Variante b.) die Pumpe 23 stoppt. Auf diese Weise kann die Dosierung exakt und verzögerungsfrei vorgenommen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   Vorrichtung zur Abfüllung von Flüssigkeiten in flexible Behälter, in der über eine Zuleitung und ein geeignetes Füllorgan die Flüssigkeit in die Behälter eingeleitet wird, mit einer Meßeinrichtung, die das Gewicht der in die Behälter eingeleiteten Flüssigkeit ermittelt, und einer Steuereinrichtung, die bei Erreichen des gewünschten Füllgewichtes die Flüssigkeitszufuhr zu den Behältern unterbricht, dadurch gekenn zeichnet, daß als Meßeinrichtung eine Massestrommeßeinrichtung (24) vorgesehen ist, die in die Flüssigkeitszuleitung (22, 25) integriert ist.

   Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung, sobald die durch die Massestrommeßeinrichtung geleitete Flüssigkeitsmenge einen vorher festgelegten Sollwert erreicht, ein Steuersignal erzeugt, das die Schließung eines in der Flüssigkeitszuleitung angeordneten Ventils veranlaßt und/oder eine in der Zuleitung enthaltene Pumpe abschaltet.

   Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Ableitrohr verbundener Entlüftungstrichter vorgesehen ist, der zur Entlüftung der Flüssigkeitszuleitung unter dem Füllorgan anordenbar ausgebildet ist.

   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Prüfung der Dichtigkeit der Behälter vorgesehen ist, die die Behälter vor der Befüllung aufbläst und dann den in den Behältern herrschenden Druck über einen definierten Zeitraum mißt.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß sie als eine Station eines Rundschalttisches ausgebildet ist, auf dem die Behälter taktweise unterschiedlichen weiteren Behandlungsschritten zugeführt werden.