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Patent Searching and Data


Title:
METERING MACHINE FOR FILLING FREE-FLOWING MEDIA INTO CAVITIES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/041223
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a metering machine for filling free-flowing media into cavities (28) of a mould (26) that is to be filled. There is provision according to the invention that the metering machine (10) has at least one independent metering unit (12) which comprises two dispensers (2) with a respective dedicated drive (18) and a nozzle unit (16).

Inventors:
TSCHANNEN JOEL (CH)
Application Number:
PCT/EP2022/070084
Publication Date:
March 23, 2023
Filing Date:
July 18, 2022
Export Citation:
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Assignee:
NERA TECH AG (CH)
International Classes:
A23G1/00; A21C11/16; A23G1/20; A23G3/02; A23G3/34; A23G9/28; B65B1/30; B65B3/32; B65B25/00; B65B39/00; B65B43/48; B65B43/52; B65B43/56; B65B43/60; B65B59/00; B65B59/04; B65B65/00
Foreign References:
FR1185542A1959-07-31
US4882185A1989-11-21
US20160021911A12016-01-28
US20190084706A12019-03-21
DE102005004785A12006-09-14
Other References:
"Moulds and Moulding: Examples and Techniques", PMCA PRODUCTION CONFERENCE, XX, XX, 1 January 1996 (1996-01-01), pages 102 - 103, XP008082294
Attorney, Agent or Firm:
PATENT- UND RECHTSANWÄLTE BEHRMANN WAGNER PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
23

Patentansprüche

1. Dosiermaschine zum Abfüllen von fliessfähigen Medien in Kavitäten (28) einer zu füllenden Form (26), dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiermaschine (10) wenigstens eine eigenständige Dosiereinheit (12) aufweist, welche zwei Dispenser (2) mit jeweils eigenem Antrieb (18) und einer Düseneinheit (16) umfasst.

2. Dosiermaschine nach dem Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dosiereinheit (12) eine gemeinsame Düseneinheit (16) mit zwei koaxial angeordneten Düsenkanälen (22a, 22b) aufweist, um mittels der zwei Dispenser (14) zwei Fließmedien (24a, 24b) in einem Koextrusionsverfahren in die Kavität (28) der Form (26) zu füllen, wobei der Antrieb (18) der Dispenser (18) bevorzugt als Exzenterschneckenpumpe ausgebildet ist.

3. Dosiermaschine nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Düseneinheit (16) der zwei Dispenser (2) ein Gehäuse mit zwei trennbaren Gehäuseelementen, insbesondere entlang einer Vertikalebene (V-H) der Dosiereinheit (12), aufweist, um einen Zugang zu Düsenkanälen (22) zu ermöglichen.

4. Dosiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dosiereinheit (12) als autarke Dosiereinheit ausgebildet ist und die Dosiermaschine (10) mehrere, insbesondere wenigstens zwei oder drei autarke Dosiereinheiten (12) umfassen kann.

5. Dosiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiermaschnine (10) derart ausgebildet ist, dass mehrere Dispenser (14), insbesondere erste oder zweite Dispenser (14, 15a, 15b) mehrerer Dosiereinheiten (12), an einem gemeinsamen Massenbehälter (11) angeschlossen sind.

6. Dosiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispenser (14) derart ausgebildet sind, dass diese mit einem vorgesehenen Schnellverschluss (20) und vorzugsweise ohne Werkzeugeinsatz aus der Dosiermaschine (10) ausgebaut und/oder zu Reinigungszwecken demontiert werden können.

7. Dosiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiermaschine (10) und/oder mehrere Dosiereinheiten (14) derart ausgebildet sind, dass Abstände (d) zwischen den Dosiereinheiten (14) einem Kavitätenabstand (f) zwischen den Kavitäten (28) der zu füllenden Form (26) angepasst werden können.

8. Dosiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiermaschine (10) und/oder mehrere Dosiereinheiten (12) derart ausgebildet sind/ist, dass ein Anschluss (40) der Dispenser (14) zu einem Massebehälter (11 ) variierenden Abständen (d) der Dosiereinheiten (12) zueinander angepasst werden kann. Dosiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiermaschine (10) und/oder die wenigstens eine Dosiereinheit (12) derart ausgebildet sind/ist, dass eine zu füllende Form (26) mit Kavitäten (28) in 3-Achsen bewegt werden kann. Dosiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiermaschine (10) und/oder die wenigstens eine Dosiereinheit (12) derart ausgebildet sind, dass die zu füllende Form (26) oder ein Behälter von einer Entnahmeposition , insbesondere eine Entnahmestation (62), entnommen, in der Dosiermaschine (10) befüllt und auf eine Ablageposition, insbesondere eine Ablegestation (62), abgelegt werden kann. Dosiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiermaschine (10) und/oder die wenigstens eine Dosiereinheit (12) derart ausgebildet sind, dass unterschiedliche Gegenformen, Behälter oder sonstige Kavitäten (26) durch automatisch verstellbare Anschläge (60) in unterschiedlichen Größen verarbeitet werden können. Dosiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgesehene Ablege- und/oder Entnahmestation (62) mit einer Vibrationseinheit (64) und/oder einer Wärmestation ausgestattet sind. 26 Verfahren zum Betreiben einer Dosiermaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Dosiermaschine (10) wenigstens eine eigenständige Dosiereinheit (12) aufweist, welche zwei Dispenser (14) mit jeweils eigenem Antrieb (18) und eine Düseneinheit (16) umfasst, wobei fliessfähige Medien in die zwei Dispenser (14) gefüllt werden und mittels der Antriebe (18) durch die Düseneinheit (16) in eine Kavität (28) innerhalb einer Form (26) extrudiert werden. Verfahren nach dem Anspruch 13, wobei die gemeinsame Düseneinheit (16) der zwei Dispenser (14) zwei koaxial angeordneten Düsenkanäle

(22a, 22b) aufweist und wobei zwei Fließmedien (24a, 24b) durch Verwendung eines Koextrusionsverfahrens in eine Kavität (28) innerhalb der Form (26) gefüllt werden.

Description:
Dosiermaschine zum Abfüllen von fliessfähigen Medien in Kavitäten

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosiermaschine zum Abfüllen von fliessfähigen Medien in Kavitäten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Aktuelle Dosiermaschinen bestehen aus Dosiersträngen und Verteilerplatten mit Fülldüsen. Die aktuellen Lösungen steuern mit einem gemeinsamen Antrieb alle Dosierstränge pro Medium gleichzeitig an. Dies lässt keine Flexibilität bezüglich Volumen und Ausstossverhalten zu. Durch den gemeinsamen Antrieb, insbesondere ein gemeinsamer Antriebsstrang, sind die Abstände der Dosierstränge fix. Unterschiedliche Kavitätsabstände einer zu füllenden Form werden über jeweils eine entsprechende Verteilerplatte realisiert. Durch die gleichzeitige Ansteuerung aufgrund des gemeinsamen Antriebsstranges müssen Kanallängen innerhalb der Verteilerplatte für jede Kavität zwingend gleich sein. Dadurch wird die Verteilerplatte aufwendig und komplex.

Durch den gemeinsamen Antriebsstrang und Aufbau der aktuellen Dosiermaschinen ist die Anzahl Dosierstränge vorgegeben. Dies verhindert eine flexible Erweiterung der Giessmaschine hinsichtlich der Anzahl Kavitäten in der zu füllenden Form, welche gleichzeitig befüllt werden können.

Bei den bestehenden Dosiermaschinen wird jeweils die komplette Dosiereinheit mit Massebehälter bewegt. Das hohe Gewicht der gesamten Einheit führt zu aufwendigen Lösungen der Linearachsen. Somit sind 3- Achsen Lösungen nur für teure high-end Maschinen verhältnismässig.

Die DE 10 2005 004 785 A1 zeigt eine Dosiermaschine zum Abfüllen von fließfähigen Medien mit einem Dosierstrang, wobei der zusammengesetzte Dosierstrang einen ersten und einen zweiten Dispenser mit einem Kolbenantrieb aufweist, wobei die zwei Dispenser mit einer gemeinsamen Verteilerplatte verbunden sind. Die Verteilerplatte weist zwei separate Düseneinheiten mit identischen Fließkanälen auf, um den ersten und den zweiten Dispenser jeweils mit einer ersten und einer zweiten Düseneinheit zu verbinden. Hervorzuheben ist dabei, dass die zwei Düseneinheiten zum Befüllen separater Kavitäten ausgebildet sind, wobei die fließfähige Masse von dem ersten Dispenser aus einem ersten Massenbehälter durch eine erste Düseneinheit einer ersten Kavität zugeführt wird. Entsprechend wird eine zweite Kavität mit der separaten zweiten Düseneinheit befüllt. Die gemeinsame Verteilerplatte hat den Nachteil, dass ein Abstand der Düseneinheiten auf den Abstand zwischen zwei Kavitäten angepasst werden muss. Eine flexible Anpassung auf unterschiedliche Formen ist nicht möglich. Auch eine Erweiterung einer Form, sowie eine Erweiterung des Dosierstranges ist aufgrund der Ausgestaltung der Verteilerplatte und des kolbenartigen Antriebsstrangs nicht möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiermaschine vorzuschlagen, die bei Vermeidung der aus dem Stand der Technik bekannten Probleme besonders kostengünstig herstellbar und/oder bedienbar und flexibel erweiterbar ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Dosiermaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird eine Dosiermaschine zum Abfüllen von fliessfähigen Medien in Kavitäten einer zu füllenden Form beansprucht, insbesondere für Anwendungen in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie, wobei die Dosiermaschine wenigstens eine eigenständige Dosiereinheit aufweist, welche aus zwei Dispensern mit jeweils eigenem Antrieb und einer Düseneinheit besteht.

Mit anderen Worten weist die Dosiermaschine zumindest eine eigenständige Dosiereinheit mit einem ersten und einem zweiten Dispenser auf, wobei dem ersten Dispenser und dem zweiten Dispenser jeweils ein Antrieb zugeordnet ist, insbesondere ein erster und ein zweiter Einzelantrieb, und wobei der erste und der zweite Dispenser mit einer gemeinsamen Düseneinheit verbunden sind.

Bevorzugt wird die Dosiermaschine zum Abfüllen von fliessfähigen Medien in Gegenformen, Behälter oder sonstige Kavitäten verwendet. Weiter bevorzugt besteht die Dosiermaschine aus mehreren Dosiereinheiten sowie einem Handlingsystem für das Positionieren der zu füllenden Form mit Kavitäten. Dabei weist jede Dosiereinheit eine Düseneinheit auf, um vorzugsweise jeweils eine einzelne Kavität zu füllen.

Die Erfindung hat so überaschenderweise erkannt, dass unterschiedliche Kavitätsabstände schnell und einfach realisiert werden können. Insbesondere durch die Verwendung mehrerer eigenständiger Dosiereinheiten, deren Abstand zueinander anpassbar ist, kann die Dosiermaschine für zu füllende Formen mit unterschiedlichen Kavitätsabständen eingesetzt werden.

Weiter vorteilhaft können die Dispenser individuell über den Einzelantrieb angesteuert werden. Durch diese Flexibilität besteht die Möglichkeit mit jedem Dispenser eigene Massen mit unterschiedlichen Fliesseigenschaften zu dosieren und/oder durch individuelle Ansteuerung beliebig miteinander zu kombinieren. Vorzugsweise ist der Antrieb der Dispenser, insbesondere der Einzelantrieb, als eine Exzenterschneckenpumpe ausgebildet, um einen kontinuierlichen Fluss des Fließmediums zu ermöglichen. Weiter vorteilhaft benötigen solche Exzenterschneckenpumpe, insbesondere gegenüber Kolbenaktutatorsystemen, keine Ventile und sind nicht hinsichtlich des zu fördernden Volumens beschränkt. Insbesondere können die Antriebe individuell eingestellt werden, um so die Reproduzierbarkeit eines gegossenen Endprodukts zu erhöhen. Des Weiteren können mittels der individuellen Einstellung der Antriebe auch Düseneinheiten mit unterschiedliche dimensionierten Düsenkanälen verwendet werden, wobei abweichende Flusswiderstände in den Düsenkanälen von den Einzelantrieben ausgeglichen werden können.

Weiter vorteilhaft kann die Anzahl der Dosiereinheiten beliebig erweitert werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die wenigstens eine Dosiereinheit eine gemeinsame Düseneinheit mit zwei koaxial angeordneten Düsenkanälen auf, um mittels der zwei Dispenser zwei Fließmedien, insbesondere zwei unterschiedliche Fließmedien, in einem Koextrusionsverfahren in die Form zu füllen. Vorzugsweise wird ein erstes Fließmedium in den ersten Dispenser und ein zweites Fließmedium in den zweiten Dispenser gefüllt, die jeweils einem der Düsenkanäle zugeordnet sind. Mit einer solchen Dosiereinheit kann vorteilhafterweise die Kavität mit zwei ineinander umhüllende Fließmedien aufgefüllt werden. Dabei ist bevorzugt, dass das durch einen äußeren Düsenkanal fließende erste Fließmedium Innenwände der Kavität ausfüllt und dass das durch einen inneren Düsenkanal fließende zweite Fließmedium einen Kern oder eine Füllung innerhalb des ersten Fließmediums ausbildet. Insbesondere kann mit einer solchen Dosiereinheit ein mehrschichtiges Produkt hergestellt werden, zum Beispiel eine befüllte Praline. Insbesondere für Koextrusionsverfahren ist der Antrieb der Dispenser bevorzugt als Exzenterschneckenpumpe ausgebildet, um auch unterschiedliche Fließmedien zu befördern. Vorteilhafterweise kann ein Fördervolumen und/oder ein Volumendurchsatz mit einem solchen Antrieb leicht angepasst werden, um vorzugsweise Schichten eines Produkts genau einstellen zu können, insbesondere auch sehr dünne äußere Schichten. Weiter bevorzugt können, wie oben bereits beschrieben, unterschiedliche Flusswiderstände der Düsenkanäle durch eine individuelle Ansteuerung der Exzenterschneckenpumpe ausgeglichen werden. Ganz besonders bevorzugt weist die Dosiermaschine eine entsprechende Steuereinheit auf, um die Antriebe entsprechend den verwendeten Fließkanälen und/oder Fließmedien zu steuern.

Besonders bevorzugt weist die gemeinsame Düseneinheit der zwei Dispenser ein Gehäuse mit zwei trennbaren Gehäuseelementen, insbesondere entlang einer Vertikalebene der Düseneinheit, auf, um einen Zugang zu Düsenkanälen zu ermöglichen. Ganz besonders bevorzugt sind die zwei Gehäuseelemente entlang einer Symmetrieebene trennbar. Vorteilhafterweise können im geöffneten Zustand des Gehäuses die Düsenkanäle besonders leicht gereinigt werden, sowie Düseneinsätze innerhalb der Düsenkanäle eingesetzt oder ausgetauscht werden.

Die Düsenkanäle innerhalb der Düseneinheit sind bevorzugt derart ausgebildet, dass ein Winkel zwischen einzelnen Kanalabschnitten weniger als 90°, besonders bevorzugt weniger als 60°, beträgt. Mit einer derartigen Anordnung der Fließkanäle können Fließmedien mit unterschiedlichen Viskositätseigenschaften in einer Düseneinheit befördert werden. Mit anderen Worten ist für die Verwendung von Fließmedien mit unterschiedlicher Viskosität vorteilhafterweise kein Wechsel auf Düseneinheiten mit angepasster Kanalgeometrie erforderlich. Vorzugsweise für Koextrusionsverfahren sind in der Düseneinheit zwei Einsatzelemente ausgebildet, die im montierten Zustand koaxial ineinandergreifen. Besonders bevorzugt weisen die Düsenkanäle der Düseneinheit an einem Übergang zu den Einsatzelementen eine Ringnut auf, um die Einsatzelemente in Flussrichtung zu fixieren und/oder abzudichten. Die Einsatzelemente weisen bevorzugt einends eine verstärkte Wandstärke auf, insbesondere zum Eingriff in das Gehäuse der Düseneinheit. Andernends sind die Einsatzelemente vorzugsweise mit einer geringeren Wandstärke verjüngt, insbesondere um einen koaxialen Eingriff zu ermöglichen. Vorzugsweise weist ein inneres Einsatzelement endseitige Abstützvorsprünge auf einer Außenseite des inneren Einsatzelements auf, um eine Führung und Ausrichtung des inneren Einsatzelements innerhalb des äußeren Einsatzelements zu ermöglichen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können aufgrund einer autarken Arbeitsweise der Dosiereinheiten je nach Maschinengrösse weitere Dosiereinheiten ergänzt werden. Dies ist insbesondere deshalb möglich, da die Dosiereinheiten mit Dispensern nicht mit einer gemeinsamen Verteilerplatte verbunden sind. Dabei können mehrere Dosiereinheiten mit jeweils einer Düseneinheit nebeneinander angeordnet werden. Vorzugsweise kann so auch ein Abstand zwischen den Dosiereinheit einfach angepasst werden.

Besonders bevorzugt beträgt eine Anzahl der nebeneinander angeordneten Dosiereinheiten zwischen 1 und 7 oder 1 und 9.

Besonders bevorzugt weist die Düseneinheit zwei seitliche Einlassabschnitte zur Aufnahme der Dispenser auf. Vorzugsweise ist ein Auslassabschnitt der Düseneinheit entlang einer Vertikalrichtung, insbesondere in Schwererichtung, ausgebildet. Die Einlassabschnitte sind vorzugsweise derart ausgerichtet, dass die Dispenser mit einer Erstreckungsachse mit einem Winkel, vorzugsweise zwischen 15° und 30°, oberhalb einer Horizontalebene an der Düseneinheit anordnenbar sind. Dadurch ergibt sich insbesondere eine gespreizte oder V-förmige Anordnung der Dispenser an der Düseneinheit. Vorzugsweise kann so ein Massefluss innerhalb der Dosiereinheit mittels der Schwerkraft in Richtung des Auslassabschnitts begünstigt werden.

Weiter bevorzugt kann die Dosiereinheit mit den zwei Dispensern bevorzugt spiegelsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene angeordnet und/oder ausgebildet sein. Insbesondere können die Dispenser vorzugsweise identisch ausgebildet sein, um so ein Auswechseln und/oder eine Erweiterung zu vereinfachen. Vorzugsweise kann die Dosiermaschine so als ein Baukastensystem aufgebaut werden und leicht an unterschiedliche Formen angepasst werden.

Außerdem sind in diesem Zusammenhang die Einlassabschnitte bevorzugt derart angeordnet, dass die Erstreckungsachsen der Dispenser parallel zu einer Vertikalebene der Düseneinheit ausgerichtet sind. Vorteilhafterweise kann so die Dosiereinheit räumlich besonders platzsparend ausgebildet werden. Zudem können mehrere Dosiereinheiten entlang einer Längsrichtung der Dosiermaschine, insbesondere in Normalenrichtung zu der Vertikalebene, besonders platzsparend nebeneinander, insbesondere unmittelbar nebeneinander, angeordnet werden.

Zusätzlich ist es denkbar, dass paarweise nebeneinander angeordnete Dosiereinheiten unterschiedlich ausgerichtete Dispenser aufweisen, insbesondere mit einem unterschiedlichen Winkel oberhalb der Horizontalebene der Düseneinheit, um ein zumindest teilweises Überlappen entlang der Längsrichtung und eine noch platzsparendere Anordnung mehrere Dosiereinheiten zueinander zu ermöglichen. Vorteilhafterweise kann die Dosiermaschine mit einer derartigen Anordnung mehr Dosiereinheiten bei gleichbleibendem Bauraum aufweisen.

Weiter bevorzugt können mehrere Dispenser an einem gemeinsamen Massenbehälter angeschlossen werden, um in einfacher Weise ein Fließmedium mehreren Dispensern unterschiedlicher Dosiereinheiten gleichzeitig zuführen zu können. Besonders bevorzugt weist die Dosiermaschine zumindest ein Massebehälter auf, der entlang der Längsrichtung der Dosiermaschine ausgerichtet ist und mit entlang der Längsrichtung nebeneinander angeordneter Dispenser zumindest zweier Dosiereinheiten verbunden ist. Ganz besonders bevorzugt ist ein erster Massebehälter mit mehreren ersten Dispensern und ein zweiter Massebehälter mit mehreren zweiten Dispensern unterschiedlicher Dosiereinheiten verbunden, um vorzugsweise mittels mehrerer Dosiereinheiten eine parallele Koextrusion mit zwei, insbesondere zwei unterschiedlichen, Fließmedien durchführen zu können.

Besonders bevorzugt können die Dispenser mit einem Schnellverschluss ohne Werkzeug aus der Dosiermaschine ausgebaut und zur Reinigung demontiert werden. Vorteilhafterweise kann so auch die Anzahl an Dosiereinheiten der Dosiermaschine besonders leicht und in kurzer Zeit angepasst werden, insbesondere um in flexibler Weise die Dosiermaschine auf variierende Formen mit unterschiedlicher Kavitätenanzahl und/oder - abstand anzupassen.

Vorzugsweise können die Abstände der Dosiereinheit einfach dem Kavitätenabstand angepasst werden. Besonders bevorzugt werden die Dosiereinheiten mit jeweils einer Düseneinheit auf einem Montageelement entsprechend dem Kavitätenabstand angeordnet, wobei ein Klemmmittel die Dosiereinheiten im montierten Zustand fixiert. Das Montageelement kann vorzugsweise als eine Montageplatte und/oder zumindest eine Führungsstange ausgebildet sein, die im montierten Zustand die Düseneinheiten der Dosiereinheiten beabstandet zueinander anordnet. Besonders bevorzugt kann das zuvor beschriebene Montageelement vordefinierte Positionieraussparungen aufweisen, um die Dosiereinheiten formschlüssig aufzunehmen. Alternativ oder zusätzlich kann bevorzugt sein, dass die Düseneinheiten verschiebbar auf der zumindest einen Führungsstange angeordnet sind. Durch ein Verschieben entlang der Längsrichtung kann ein Abstand zwischen den Dosiereinheiten variiert und dem Kavitätenabstand einer zu füllenden Form angepasst werden.

Außerdem ist bevorzugt, dass der Anschluss der Dispenser zum Massebehälter den variierenden Abständen der Dosiereinheiten angepasst werden kann. Besonders bevorzugt weist die Dosiereinheit dazu ein Anschlusselement, insbesondere einen Anschlussschlauch auf, um einen Versatz zwischen einer Einfüllöffnung der Dosiereinheit und einer Ausfüllöffnung des Massebehälters zu überbrücken.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die zu füllende Form mit Kavitäten in 3-Achsen bewegt werden, insbesondere mittels des zuvor genannten Handlingsystems, besonders bevorzugt eines 3-Achsen Portals, was in Kombination mit den individuell ansteuerbaren Dispensern beliebige Kombinationsmöglichkeiten zulässt.

Bevorzugt kann die zu füllende Form oder Behälter von einer Entnahmeposition entnommen, in der Maschine befüllt und auf eine Ablageposition abgelegt werden. Besonders bevorzugt kann die Ablageoder Entnahmeposition aufgrund des 3-Achse Portals flexibel positioniert werden.

Vorzugsweise können unterschiedliche Gegenformen, Behälter oder sonstige Kavitäten durch automatisch verstellbare Anschläge in unterschiedlichen Grössen verarbeitet werden. Vorzugsweise weist die Ablage- oder Entnahmestation zwei gegeneinander horizontal verstellbare Ablageeinheiten mit Aschlägen auf, um die auf den Ablageeinheiten aufliegende Form mittels den Anschlägen, insbesondere seitlich, zu fixieren.

Vorteilhafterweise sind mindestens eine der Ablege- oder Entnahmestationen mit einer Vibrationseinheit und/oder einer Wärmestation ausgestattet.

Besonders bevorzugt können auch bei kompakten Basic Maschinen alle drei voran genannten Achsen abgedeckt werden. Mit anderen Worten kann vorteilhafterweise durch die Verwendung eines 3-Achsen Portals für die Positionierung der Ablege- oder Entnahmestation eine ortsfeste Dosiermaschine verwendet werden. Eine aufwändige und kostenintensive Bewegungseinrichtung der Dosiermaschine selbst, insbesondere für einen Gießkopf der Dosiermaschine, ist somit nicht erforderlich.

Vorzugsweise ermöglicht eine Kombination der voran genannten Ausführungsformen eine hohe Flexibilität und dadurch neue Anwendungsmöglichkeiten der genannten Dosiermaschinen.

Weiter betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben einer Dosiermaschine, insbesondere eine zuvor beschriebene Dosiermaschine, wobei die Dosiermaschine wenigstens eine eigenständige Dosiereinheit aufweist, welche zwei Dispenser mit jeweils eigenem Antrieb und eine Düseneinheit umfasst und wobei fliessfähige Medien in die zwei Dispenser gefüllt werden und mittels der Antriebe durch die Düseneinheit in eine Kavität innerhalb einer Form extrudiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist die gemeinsame Düseneinheit der zwei Dispenser zwei koaxial angeordnete Düsenkanäle auf, wobei zwei Fließmedien durch Verwendung eines Koextrusionsverfahrens in die Form gefüllt werden.

Bevorzugt kann die zuvor beschriebene Dosiermaschine für Abfüllprozesse in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie verwendet werden. Insbesondere für Kleinserienprodukte stellt die Dosiermaschine eine kostengünstige und gleichzeitig präzise Abfüllmöglichkeit dar, die zudem, insbesondere im Vergleich zu Großanlagen, leicht reinigbar, austauschbar und flexibel erweiterbar ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der lediglich schematischen Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des kompletten Dosiersystems,

Fig. 2a: eine persepktivische Ansicht einer autarken Dosiereinheit,

Fig. 2b: eine Querschnittsansicht einer zu füllenden Form mit Kavität,

Fig. 3: eine perspektivische Ansicht gespreizter Dosiereinheiten,

Fig. 4: eine perspektivische Ansicht gespreizter und zueinander winklig angeordneter Dosiereinheiten,

Fig. 5a bis Fig. 5d : Ansichten auf ein Gehäuse der Düseneinheit im geöffneten Zustand,

Fig. 6a: eine perspektivische Ansicht eines Portals mit 3-Achsen und

Universalgreifer,

Fig. 6b: eine Detailansicht auf eine Kavität gemäß der Fig. 4a,

Fig. 7a, 7b: Formengreifer für unterschiedliche Formenformate.

Gleiche Elemente beziehungsweise Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.

Die Fig. 1 zeigt ein komplettes Dosiersystem mit Massebehälter 11 und Dosiereinheiten 12 bestehend aus Dispenser 14 mit Dispenserantrieb 18 und Düseneinheit 16. Insbesondere wird in der Fig. 1 eine Dosiermaschine 10 mit mehreren, insbesondere vier, parallel nebeneinander ausgerichteten Dosiereinheiten 12 entlang einer Längsrichtung L dargestellt. Dabei handelt es sich bei der dargestellten Dosiermaschine 10 lediglich um eine beispielhafte Ausführungsform, wobei die Anzahl der Dosiereinheiten 12 und/oder ein Abstand d entlang der Längsrichtung L zwischen den Dosiereinheiten 12 beliebig variierbar ist. Insbesondere kann die Dosiereinheit 12 so einer beispielsweise in der der Fig. 6a gezeigten zu füllenden Form 26 mit Kavitäten 28 angepasst werden. Insbesondere kann der Abstand d dem in der Fig. 6b dargestellten Kavitätenabstand f angepasst werden.

Eine solche Variation der Dosiermaschine 10 ist insbesondere deshalb möglich, da die Dosiereinheiten 12 mit Dispensern 14 nicht mit einer gemeinsamen Verteilerplatte zum gleichzeitigen Befüllen mehrerer Kavitäten 28 verbunden sind. Vorzugsweise weist die Dosiereinheit 12 mit zwei Dispensern 14 eine Düseneinheit 16 zum Befüllen einer einzelnen Kavität 28 auf, wobei zum gleichzeitigen Befüllen mehrerer Kavitäten 28 mehrere Dosiereinheit 12 entsprechend der Fig. 1 miteinander im Baukastenprinzip verbunden werden können.

Die Dosiereinheit 12 in der Fig. 2a zeigt eine autarke Einheit bestehend aus Dispenser 14 mit Düseneinheit 16 und dem Dispenserantrieb 18, sowie Schnellspanner 20 für eine einfache Montage und Demontage. Vorzugsweise weist die Dosiereinheit 12 zwei Dispenser 14, insbesondere einen ersten und einen zweiten Dispenser 15a, 15b, mit jeweils eigenständigen Antrieben 18, auf, wobei die zwei Dispenser 14 mit der gemeinsamen Düseneinheit 16 verbunden sind.

Besonders bevorzugt weist die Düseneinheit 16 gemäß der Fig. 2a zwei seitliche Einlassabschnitte 30 zur Aufnahme der Dispenser 14 auf. Vorzugsweise ist ein Auslassabschnitt 32 der Düseneinheit 16 entlang einer Vertikalrichtung V, insbesondere in Schwererichtung g, ausgebildet. Die Einlassabschnitte 30 sind vorzugsweise derart ausgerichtet, dass die Dispenser 14 mit einer Erstreckungsachse E mit einem Winkel a, insbesondere zwischen 15° und 30°, oberhalb einer Horizontalebene H-L an der Düseneinheit 16 anordnenbar sind. Dadurch ergibt sich insbesondere eine gespreizte oder V-förmige Anordnung der Dispenser 14 an der Düseneinheit 16. Vorzugsweise kann so ein Massefluss innerhalb der Dosiereinheit 12 mittels der Schwerkraft g in Richtung des Auslassabschnitts 32 begünstigt werden.

In diesem Zusammenhang kann die Dosiereinheit 12 mit den zwei Dispensern 14 bevorzugt spiegelsymmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene L-V der Dosiereinheit 12 angeordnet und/oder ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die zwei Dispenser 14 als identische Bauteile ausgebildet, um so ein Auswechseln und/oder eine Erweiterung gemäß der Fig. 1 zu vereinfachen. Außerdem sind in diesem Zusammenhang die Einlassabschnitte 30 bevorzugt derart angeordnet, dass die Erstreckungsachse E der Dispenser 14 parallel zu einer Vertikalebene V-H der Düseneinheit 16 ausgerichtet sind. Vorteilhafterweise kann so die Dosiereinheit 12 räumlich besonders platzsparend ausgebildet werden.

Wie die Fig. 1 weiter zeigt, können mehrere Dosiereinheiten 12 entlang der Längsrichtung L, insbesondere in Normalenrichtung zu der Vertikalebene V-H, besonders platzsparend mit dem Abstand d nebeneinander, insbesondere auch unmittelbar nebeneinander, angeordnet werden.

Besonders bevorzugt werden die Dosiereinheiten 12 mit jeweils einer Düseneinheit 16 auf einem Montageelement 34 angeordnet, insbesondere entsprechend einem Abstand f der beispielsweise in der Fig. 6b dargestellten Kavitäten 28 der zu füllenden Form 26, wobei vorzugsweise ein Klemmmittel 36 die Dosiereinheiten 12 im montierten Zustand fixiert. Das Montageelement 34 ist in der Fig. 1 vorzugsweise als eine Montageplatte 38 ausgebildet, die im montierten Zustand die Düseneinheiten 16 der Dosiereinheiten 12 beabstandet zueinander anordnet.

Vorteilhafterweise mittels des Schnellspanners 20 kann die Anzahl Dosiereinheiten 12 und/oder ein Abstand d zwischen Dosiereinheiten 12 der Dosiermaschine 10 besonders leicht und in kurzer Zeit angepasst werden, insbesondere um in flexibler Weise die Dosiermaschine 10 auf variierende Formen 26 mit unterschiedlicher/m Kavitätenanzahl und/oder - abstand f anzupassen.

Gemäß der Fig. 1 weist die Dosiermaschine 10 bevorzugt weiter zwei Massebehälter 11 auf, die entlang der Längsrichtung L mit mehreren Dosiereinheiten 12 verbunden sind, um Fließmedien den Dispensern 14 der Dosiereinheiten 12 zuzuführen. Dabei ist bevorzugt ein Massebehälter 11 mit jeweils den ersten Dispensern 14, 15a und ein weiterer Massebehälter 11 mit jeweils den zweiten Dispensern 14, 15b der mehreren Dosiereinheiten 12 verbunden. Vorzugsweise kann so in besonders einfacher Weise ein Medium gleichzeitig mehreren Dispensern 14 zugeführt werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Düseneinheit 16 mit zwei koaxial angeordneten Düsenkanälen 22a, 22b ist in der Fig. 2b gezeigt, um mittels der zwei Dispenser 14 zwei Fließmedien 24a, 24b, insbesondere zwei unterschiedliche Fließmedien 24a, 24b, in einem

Koextrusionsverfahren in eine Kavität 28 innerhalb der Form 26 zu füllen. Vorzugsweise wird ein erstes Fließmedium 24a in den ersten Dispenser 14, 15a und ein zweites Fließmedium 24b in den zweiten Dispenser 14, 15b gefüllt, wobei die Dispenser 15a, 15b jeweils einem der Düsenkanäle 22a, 22b zugeordnet sind. Dabei ist es bevorzugt, dass das durch einen äusseren Düsenkanal 22b fließende erste Fließmedium 24b Innenwände der Kavität 28 ausfüllt und dass das durch einen inneren Düsenkanal 22a fließende zweite Fließmedium 24a einen Kern oder eine Füllung innerhalb des ersten Fließmediums 24a ausbildet. Insbesondere kann mit einer solchen Dosiereinheit 12 ein mehrschichtiges Produkt hergestellt werden, zum Beispiel eine befüllte Praline. In diesem Zusammenhang ist es zudem bevorzugt, dass die zwei Fließmedien 24a, 24b jeweils durch die zwei Massebehälter 11 gemäß der Fig. 1 den zwei Dispensern 14, 15a, 15b zugeführt werden.

Eine gespreizte Dosiereinheit 12 in der Fig. 3 zeigt flexible Anschlüsse oder Anschlusselemente 40 zwischen dem Massebehälter 11 und dem Dispenser 14 sowie variabel einstellbaren Düseneinheiten 16. Besonders bevorzugt kann mittels des Anschlusselements 40, insbesondere ein Anschlussschlauch, ein Versatz zwischen einer Einfüllöffnung 42 der Dosiereinheit 12 und einer Ausfüllöffnung 44 des Massebehälters 11 überbrück werden. Insbesondere für variierende Abstände d zwischen mehreren Dosiereinheiten 12 ist der flexible Anschluss 40 vorteilhaft.

Alternativ oder zusätzlich zu dem in der Fig. 1 gezeigten Montageelement 34 zum Fixieren mehrere Dosiereinheiten 12 kann es gemäß der Fig. 3 bevorzugt sein, dass die Düseneinheit 16 der Dosiereinheiten 12 jeweils zumindest eine Führungsbohrung 46, bevorzugt die drei dargestellten Führungsbohrungen, aufweist. Durch diese zumindest eine Führungsbohrung 46 kann vorzugsweise zumindest eine Führungsstange 47 angeordnet werden, um die Dosiereinheiten 12 zueinander auszurichten. Durch ein Verschieben entlang der Längsrichtung L kann dann entlang der zumindest einen Führungsstange 47 der Abstand d zwischen den Dosiereinheiten 12 variiert und einem Kavitätenabstand f, insbesondere gemäß der Fig. 6b, einer zu füllenden Form 26 angepasst werden.

Eine besonders kompakte Ausführungsform der Dosiermaschine 10 ist in der Fig. 4 dargestellt, wobei paarweise nebeneinander angeordnete Dosiereinheiten 12 unterschiedlich ausgerichtete Dispenser 14 aufweisen, insbesondere mit einem unterschiedlichen Winkel a oberhalb der Horizontalebene H-L der Düseneinheit 12, um ein zumindest teilweises Überlappen entlang der Längsrichtung L und eine noch platzsparendere Anordnung mehrere Dosiereinheiten 12 zueinander zu ermöglichen.

In der Fig. 5a bis Fig. 5d ist eine bevorzugte Ausführungsform der gemeinsamen Düseneinheit 16 im Detail dargestellt. Besonders bevorzugt weist die Düseneinheit 16 ein Gehäuse 70 mit zwei trennbaren Gehäuseelementen 71a, 71 b auf, um einen Zugang zu den Düsenkanälen 22a, 22b der Düseneinheit 16 zu ermöglichen. Ganz besonders bevorzugt sind die zwei Gehäuseelemente 71a, 71b entlang oder parallel zu der Vertikalebene V-H der Dosiereinheit 12, trennbar ausgebildet, wobei vorzugsweise die Düsenkanäle 22a, 22b entlang einer Kanalachse T getrennt werden. Weiter bevorzugt sind die zwei Gehäuseelemente 71a, 71 b entlang einer Symmetrieebene trennbar.

Insbesondere in der Fig. 5a und teilweise in der Fig. 5b sind die zwei Gehäuseelemente 71a, 71 b in einem geöffneten Zustand dargestellt. Dabei ist erkennbar, dass im geöffneten Zustand des Gehäuses 70 die Düsenkanäle 22a, 22b freigelegt sind und so besonders leicht gereinigt werden können. Weiter ist im Detail der Einlassabschnitt 30 zur Aufnahme des Dispensers 14 gemäß der Fig. 2a und der Auslassabschnitt 32 zur Ausgabe der Fließmedien 24a, 24b, insbesondere gemäß der Fig.2b, dargestellt.

Die in der Fig. 5b dargestellten Düsenkanäle 21 a, 21 b, insbesondere zwei Zuführkanäle 74a, 74b, innerhalb der Düseneinheit 16 sind bevorzugt derart ausgebildet, dass ein Winkel zwischen einzelnen Kanalabschnitten, insbesondere ein Krümmungswinkel entlang der Kanalachse T, weniger als 90° beträgt. Mit einer derartigen Anordnung der Düsenkanäle 22a, 22b können die in der Fig. 2b gezeigten Fließmedien 24a, 24b auch mit möglicherweise unterschiedlichen Viskositätseigenschaften in der Düseneinheit 16 befördert werden, insbesondere ohne dass Viskositätseigenschaften ein Extrusionsverhalten wesentlich beeinflusst.

Wie in der Fig. 5c und der Fig. 5d dargestellt ist, werden innerhalb der Düseneinheit 16 zwei Einsatzelemente 72a, 72b verwendet, um eine Koextrusion durch die zwei Düsenkanäle 22a, 22b zu gewährleisten. Insbesondere durch die Möglichkeit des trennbaren Gehäuses 70 können die Einsatzelemente 72a, 72b in zwei Zuführkanäle 74a, 74b der Düsenkanäle 22a, 22b eingesetzt oder ausgetauscht werden. Zur Ausbildung der zwei koaxial angeordneten Düsenkanälen 22a, 22b greift ein inneres Einsatzelement 72a entlang der Kanalachse T in ein äußeres Einsatzelement 72a, 72b ein. Zur Aufnahme der Einsatzelemente 72a, 72b weisen die Düsenkanäle 22a, 22b, insbesondere die Zuführkanäle 74a, 74b, der Düseneinheit an einem Übergang zu den Einsatzelementen 72a, 72b vorzugsweise eine Ringnut 76 auf, um die Einsatzelemente 72a, 72b in Flussrichtung oder entlang der Kanalachse T zu fixieren und/oder abzudichten. Die Einsatzelemente 72a, 72b weisen bevorzugt einends zum Eingriff in die Ringnut 76 eine verstärkte Wandstärke auf. Andernends sind die Einsatzelemente 72a, 72b vorzugsweise mit einer geringeren Wandstärke verjüngt, insbesondere um einen koaxialen Eingriff zu ermöglichen. Vorzugsweise weist ein inneres Einsatzelement 72a endseitige Abstützvorsprünge 78 auf einer Außenseite des inneren Einsatzelements 72a auf, um eine Führung und Ausrichtung des inneren Einsatzelements 72a innerhalb des äußeren Einsatzelement 72b zu ermöglichen.

Weiter ist hervorzuheben, dass die Detailaufnahme der Fig. 2b einen Düsenaustrittsbereich, insbesondere einen Auslassabschnitt 32, gemäß der Fig. 5c und der Fig. 2a vergrößert darstellt, wobei aus einem Vergleich der Fig. 2b mit der Fig. 5c verdeutlicht wird, dass der äußere Düsenkanal 22b zwischen dem inneren und dem äußeren Einsatzelement 72a, 72b ausgebildet ist. Der innere Düsenkanal 22a wird hingegen unmittelbar durch das innere Einsatzelement 72a ausgebildet.

Weiter ist insbesondere der Fig. 5c zu entnehmen, dass eine Länge und ein Flussquerschnitt der Düsenkanäle 22a, 22b, insbesondere der Zuführkanäle 74a, 74b, unterschiedlich ausgebildet sein können und sich diese Kanäle zur Umsetzung einer Koextrusion auch hinsichtlich eines Flusswiderstands unterscheiden können. Vorzugsweise wird zum Ausgleich eines solchen Flusswiderstands der Dispenser 14 mit unterschiedlichen Antrieben 18, insbesondere Exzenterschneckenpumpen, verwendet. Vorteilhafterweise können solche Antriebe 18 ein Fließmedium innerhalb eines Dispensers 14 individuell fördern und so unterschiedliche Flusswiderstände und/oder Viskositäten ausgleichen, und/oder gewünschte Austrittsvolumen für eine zu extrudierende Schicht einstellen.

In der Fig. 6a ist eine beispielhafte Form 26 mit mehreren Kavitäten 28 dargestellt, wobei ein Kavitätenabstand f vergrößert in der Fig. 6b gezeigt ist. Das in der Fig. 6a dargestellte Portal 48 besteht aus einer X-Achse 50 für die links-rechts Bewegung, insbesondere entlang der Längsrichtung L, eine Y-Achse 52 für die Bewegung in die Tiefe, insbesondere die Horizontalrichtung H, und einer Z-Achse 54 für die Höhe, insbesondere die Vertikalrichtung V. Auf der Z-Achse 54 ist ein Universalgreifer 56 montiert, um die zu bewegende Form 26, Behälter oder sonstige Kavität zu greifen. Der in der Fig. 6b im Detail dargestellte Kavitätenabstand f kann je nach Form 26 oder Behälter unterschiedlich sein.

Der Universalgreifer 56 in der Fig. 7a und der Fig. 7b zeigt eine komplexere Ausführungsform, welche ein Entnehmen und Ablegen der Behälter/Formen 26 ermöglicht. Durch die verstellbaren Anschläge 60 können unterschiedliche Grössen an Behälter/Formen 26 gegriffen werden.

Vorzugsweise weist eine Ablage- oder Entnahmestation 62 zwei gegeneinander horizontal verstellbare Ablageeinheiten mit Aschlägen 60 auf, wobei eine der Ablageeinheiten vorzugweise als Universalgreifer 56 zur Verstellung der Anschläge 60 ausgebildet ist, um die auf der Ablage- oder Entnahmestation 62 aufliegende Form 26 gegen Seitenanschläge 61 , insbesondere seitlich, zu fixieren. Wie in der Fig. 7a dargestellt, kann vorzugsweise eine Auflagefläche 66 der Ablage- oder Entnahmestation 62 mittels einer Vielzahl an Stangenkörpern ausgebildet sein, wobei die Stangenkörper der zwei Ablageinheiten ineinandergreifen. Die Anschläge 60 sind dabei vorzugsweise als Klemmstücke auf den Stangenkörpern ausgebildet. Für die Fixierung unterschiedlicher Formen 26 können die Anschläge 60, insbesondere auch die Seitenanschläge 61 , vorzugsweise entlang einer Erstreckungsachse der Stangenkörper justiert werden.

Eine Ablage- oder Entnahmestation 62 kann, wie in der Fig. 7b dargestellt, mit einer Vibrationseinheit 64 versehen werden.

Bezugszeichenliste

10 Dosiermaschine

11 Massebehälter

12 Dosiereinheit

14 Dispenser

15a, 15b erster und zweiter Dispenser

16 Düseneinheit

18 Antrieb

20 Schnellspanner

22a, 22b zwei coaxiale Düsenkanäle

24a, 24b zwei Fließmedien

26 Form

28 Kavität

30 Einlassabschnitt

32 Auslassabschnitt

34 Montageelement

36 Klemmmittel

38 Montageplatte

40 Anschlusselemente

42 Einfüllöffnung der Dosiereinheit

44 Ausfüllöffnung des Massebehälters

46 Führungsbohrung

47 Führungsstangen

48 Portal

50 X-Achse des Portals

52 Y-Achse des Portals

54 Z-Achse des Portals

56 Universalgreifer

60 Anschlag

61 Seitenanschlag 62 Ablage- oder Entnahmestation

64 Vibrationseinheit

66 Auflagefläche

70 Gehäuse der Düseneinheit

71a,b Gehäuseelemente

72a, b inneres und äußeres Einsatzelement

74a, 74b Zuführkanäle

76 Ringnut d Abstand zwischen Dosiereinheiten

E Erstreckungsachs des Dispensers f Abstand zwischen Kavitäten g Schwererichtung

L Längsrichtung

V Vertikalrichtung

H Horizontalrichtung

V-H Vertikalebene

H-L Horizontalebene

L-V Symmetrieebene der Dosiereinheit a Winkel Dispenser zur Horizontalebene der Düseneinheit

T Kanalachse der Düsenkanäle