DE102015122147A1

DE102015122147A1 - Füll-Verfahren für Pulver und hierzu geeignete Vorrichtung

Info

Publication number: DE102015122147A1
Application number: DE102015122147.0A
Authority: DE
Inventors: Uwe Sanwald; Walter Haaf; Simon Setzer
Original assignee: Gerhard Schubert GmbH
Current assignee: Gerhard Schubert GmbH
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-07-06
Anticipated expiration: 2035-12-18
Also published as: DE102015122147B4

Abstract

Um oben offene Behälter (99), wie etwa Kaffeekapseln, mit einem Pulver (100) nicht nur vollständig zu füllen, sondern sogar zu überfüllen, wird erfindungsgemäß nach dem vollständigen Füllen die Unterseite des Befüllstutzens gegenüber der Oberseite des Berges(100a) aus Pulver (100) verdreht, um diesen zu glätten und zu verdichten und die Gas-Aufnahmeöffnung (2), über die das aus dem Behälter verdrängte Gas beim Befüllvorgang abgeführt wird, mittels eines Ausstoßers verschlossen, der in einem Verbindungskanal zwischen Gasaufnahmeöffnung und Gaskanal dicht anliegend geführt ist und darin sich ablagernde Pulverpartikel bei jedem Schließvorgang ausstößt und deren Ablagerung verhindert, was zusätzlich durch eine regelmäßige aktive Spülung des Gaskanals unterstützt wird

Description

I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft das schnelle Befüllen von kleinen, oben offenen Behältern, wie etwa Kaffeekapseln mit einem Pulver, wie etwa Kaffee, vorzugsweise über die offene Oberseite des Behälters hinaus, also durch Überfüllen.
II. Technischer Hintergrund
Das Befüllen eines Behälters mit einem Pulver mit einer so geringen Korngröße wie etwa Kaffee, insbesondere mit einer Korngröße von unter 0,5 mm, meist 0,2 mm bis 0,4 mm, bereitet generell Probleme, da beim losen Einfüllen Pulver aufwirbelt und sich in der Umgebung niederschlägt. Deshalb werden solche Füllvorgänge in aller Regel mit Hilfe eines dicht auf den Rand des oben offenen Behälters aufgesetzten Befüllstutzens durchgeführt, sodass während des Befüllvorganges kein freies Pulver nach außen gelangen kann.
Da das Befüllen durch loses Einfüllen des Pulvers bei Umgebungsdruck unakzeptabel langsam vor sich geht, und darüber hinaus dabei die genaue Dosierung auch nicht gewährleistet ist, wird das Pulver mit einer hohen Geschwindigkeit eingebracht, sozusagen eingeschossen, was die auftretenden Probleme noch verschärft:
Das Befüllen geschieht zwar in einem abgeschlossenen, entlüfteten und stattdessen mit einem Prozessgas, z.B. Stickstoff, begasten Raum, allerdings bei Umgebungsdruck. Das schnelle Einschießen des Pulvers in die Kapsel erzeugt einen Druckstoß, der so groß ist, dass bei nicht ausreichender Entlüftungsmöglichkeit sich der Rand des Behälters, beispielsweise der Kaffeekapsel, auf dem der Befüllstutzen aufsitzt, leicht verformt und dazwischen doch Pulver austreten und die Umgebung verschmutzten kann.
Bekannt ist es in diesem Zusammenhang, im Befüllstutzen selbst eine oder mehrere Entlüftungsöffnungen vorzusehen, die aber groß genug dimensioniert sein müssen, um diesen sehr schnell auftretenden Druckstoß zu egalisieren. Des Weiteren kann das aus diesem Behälter austretende Gas, in dem ja immer auch Pulver enthalten ist, den Entlüftungskanal mit der Zeit verstopfen, oder es können sich zumindest Ablagerungen von Pulver in dem Entlüftungskanal bilden, sodass das Pulver dort verkeimen kann.
Ein weiteres Problem stellt die Überfüllung des Behälters dar, die notwendig ist, damit am Ende des Füllprozesses der Behälter mit stark verdichtetem Kaffeepulver bis zu seiner offenen Oberseite hin – die natürlich durch eine Siegelfolie verschlossen wird – gefüllt ist, weshalb der beim Befüllen erzeugte überstehende Berg aus Pulver in einem nächsten Arbeitsschritt von einem Pressstempel mit hohem Druck flach gepresst wird auf das Niveau der offenen Oberseite des Behälters.
Da dieses Flachpressen in der Regel in einer der Füllstation nachgelagerten Pressstation erfolgt, besteht die Gefahr, dass beim Verfahren der gefüllten Kapsel von der Befüllstation zur Pressstation der lose aufgeschüttete Berg aus Pulver durch die Erschütterungen beim Verfahren teilweise seitlich abgleitet, sodass Pulver entweder auf den Rand der Kapsel gelangen kann, die jedoch für das dichte Anbringen der Siegelfolie nicht verschmutzt sein darf, oder sogar darüber hinaus in die Umgebung gelangen kann.
Bekannt ist es, dass zur Erzeugung des Berges aus Pulver der Befüllstutzen an seiner unteren Stirnfläche eine konkave Formgebung aufweist, welche den Berg formt.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Füllen, insbesondere Überfüllen, eines Behälters mit einem Pulver zur Verfügung zu stellen, bei dem die Füllvorgänge nur eine geringe Taktzeit benötigen und dennoch die Gefahr einer Verschmutzung der Umgebung durch das Pulver gering ist.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe gelöst, indem nach dem Füllen und vor dem Abheben des Befüll-Stutzens vom Behälter zumindest die Unterseite des Befüll-Stutzens um eine lotrecht zu der Unterseite stehende Längsrichtung des Befüll-Stutzens verschwenkt wird.
Da hierbei in der Regel diese Unterseite mit der Oberseite des im Behälter befindlichen Berges an Pulver in Kontakt steht, wird durch diese Oberseite des Berges geglättet und verfestigt und auch das Pulver gleichmäßig auf der Oberseite des Berges verteilt.
Wenn dabei die Unterseite des Befüll-Stutzens eine konkave Form aufweist, der Berg an Pulver erzeugt und dennoch an seiner Oberfläche geglättet und verfestigt werden.
Eine solche geglättete und verfestigte Oberfläche des Pulvers erleichtert die anschließende Handhabung, und verhindert insbesondere, dass beim anschließenden Abheben des Befüll-Stutzens durch die dabei entstehenden Luftbewegungen Pulver von der Oberseite des Berges rutscht und / oder der Unterseite des Befüll-Stutzens weggeweht wird und sich insbesondere auf der Oberseite des Randes des Behälters absetzt und dort ein späteres dichtes Aufsiegeln einer Siegelfolie erschwert oder gar verhindert.
Bevor dieses Verschwenken beginnt, wird vorzugsweise die Gasaufnahmeöffnung, in die hinein beim Einfüllen des Pulvers das im Behälter befindliche Gas verdrängt wurde, dicht verschlossen. Dadurch wird verhindert, dass bei dem Verdrehen des Befüll-Stutzens Pulver aus dem Behälter in die offene Gasaufnahmeöffnung hineingelangt und der sich daran anschließende Gaskanal verschmutzt.
Für den Fall, dass doch Pulver in den Gaskanal gelangt, wird vorzugsweise – zwischen zwei Füllvorgängen – der Gaskanal bei geschlossener Gasöffnung mit einem Prozessgas gespült und das zum Spülen verwendete Gas vorzugsweise anschließend dem Vorratsraum für Pulver zugeführt, sodass sich eventuell in dem Prozessgas enthaltenes Pulver in dem Vorratsraum absetzen kann und zum Befüllen von Behältern wieder zur Verfügung steht.
Vorzugsweise ist die Unterseite des Befüllstutzens rund, und diejenige Längsrichtung, um die die Unterseite verschwenkt wird, ist die durch das Zentrum der runden Unterseite in Längsrichtung verlaufende Längsachse. Beim Schließen der Gasaufnahmeöffnung wird vorzugsweise darauf geachtet, dass dies so durchgeführt wird, dass die die Gasaufnahmeöffnung verschließende Fläche bündig zur Unterseite des Befüllstutzens verläuft. Dies hat den Vorteil, dass an der verschlossenen Gasaufnahmeöffnung keine Kanten oder Schultern entstehen, an denen sich beim Verschwenken der Unterseite des Befüllstutzens relativ zum Pulver-Berg Pulver anlegen und haften bleiben kann.
Das Verschließen der Gas-Aufnahmeöffnung erfolgt vorzugsweise durch Vorwärtsfahren eines in den Befüllstutzen geführten Ausstoßers, bis dessen Stirnfläche die Gas-Aufnahmeöffnung dicht und bündig verschließt.
Vorzugweise wird das Verschwenken der Unterseite des Befüllstutzens gleichzeitig mit dem Verschließen der Pulver-Abgabeöffnung durchgeführt.
Das Öffnen oder Schließen der Pulverabgabeöffnung in der Unterseite des Befüllstutzens wird dadurch erreicht, dass zwei aufeinander liegende Böden, von denen der untere die Unterseite des Befüllstutzens bildet, und in denen sich jeweils mindestens eine Pulveröffnung befindet, relativ zueinander verschwenkbar sind, insbesondere um die Längsachse des Befüllstutzens. Durch Relativverdrehung können die Pulveröffnungen in den beiden Böden in eine teilweise oder vollständig sich überschneidende Lage gebracht werden, da sie sich exzentrisch zu der Schwenkachse befinden, wodurch die Pulver-Abgabeöffnung offen ist, oder in eine sich nicht überdeckende Lage, was einer geschlossenen Stellung der Pulver-Abgabeöffnung entspricht.
Die Böden können jeweils Bestandteil eines topfförmigen Füllrohres einerseits und einer um deren unteres Ende konzentrisch herum angeordneten, vorzugsweise ebenfalls topfförmigen, Funktionshülse andererseits sein.
Das Füllrohr besitzt vorzugsweise einen runden Innenquerschnitt – lotrecht zu seiner Längsachse – und zum Befüllen des Behälters wird eine im Inneren des Füllrohres geführte Schnecke relativ zum Füllrohr gedreht und dadurch das Pulver im Inneren des Füllrohres nach unten in Richtung Pulver-Abgabeöffnung vorwärts transportiert, insbesondere in den darunter befindlichen Behälter hinein.
Damit die richtige Füllmenge im Behälter erreicht wird, wird die Schnecke entweder um einen vorgegebenen Drehwinkel pro Füllvorgang gedreht oder so lange gedreht, bis für das Drehen der Schnecke eine vorgegebene Kraft aufgebracht werden muss, was beispielsweise gemessen werden kann anhand der Stromaufnahme des die Schnecke antreibenden Elektromotors.
Da nicht ausgeschlossen werden kann, dass sich zwischen dem Füllrohr und der umgebenden Funktionshülse Verschmutzungen sammeln, insbesondere Pulver, muss diese Einheit leicht demontierbar sein. Dies wird dadurch erreicht, dass ein die beiden Teile miteinander verbindendes Verbindungselement, vorzugsweise eine Klammer, entfernt wird, vorzugsweise quer zur Längsachse abgezogen wird, und anschließend die Funktionshülse in axialer Richtung vom unteren Ende des Füllrohres abgezogen werden kann, sodass beide Teile für eine Reinigung gut zugänglich sind.
Je nach Anwendungsfall kann es auch notwendig sein, dass das Innere des Behälters vor dem Befüllen mit Pulver mit einem bestimmten Prozessgas statt mit Luft gefüllt wird. In diesem Fall wird über eine zusätzlich vorhandene Luft-Zufuhröffnung in der Unterseite des Befüllstutzens Prozessgas in das Innere des Behälters eingebracht, womit begonnen wird entweder nach dem dichten Aufsetzen des Befüllstutzens auf dem Rand des Behälters oder bereits kurz vorher. Das durch das Einbringen des Prozessgases aus dem Behälter verdrängte, vorher dort vorhandene, Gas und auch das beim weiteren Spülen zu entfernende Prozessgas wird entweder – vorher und nachdem dichten Aufsetzen auch nachher – über die Kontaktstelle zwischen dem Behälter und dem Befüllstutzen ausgepresst, wofür das Prozessgas mit ausreichendem Druck eingebracht werden muss.
Die andere Möglichkeit besteht darin, die Gasaufnahmeöffnung zu öffnen und das verdrängte Gas hierüber abzuführen. Dann kann es jedoch vorkommen, dass das abgeführte Gas mit dem Pulver im Vorratsraum in Kontakt gerät, und falls dies nicht gewünscht ist, muss ein anderer Abführweg für das verdrängte Gas aus dem leeren Behälter vorgesehen werden, und das Gas darüber abgeführt werden.
Hinsichtlich des Befüllstutzens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in der Unterseite des Befüllstutzens, mit der dieser auf den zu füllenden Behälter aufgesetzt wird, eine Gas-Aufnahmeöffnung vorhanden ist, die mit einem Gaskanal, der sich im Befüllstutzen befindet, in Verbindung gebracht werden kann. Zu diesem Zweck ist in der Verbindung zwischen der Gas-Aufnahmeöffnung und dem Gaskanal ein Verschlusselement beweglich angeordnet, mit dessen Hilfe man die Gas-Aufnahmeöffnung vollständig verschließen kann, und zwar vorzugsweise so, dass die Verschlussfläche des Verschlusselementes im Schließzustand fluchtend zur Unterseite des Befüllstutzens liegt. Dadurch werden Ablagerungen von Pulver an Kanten oder in Ecken zum Verschlusselement hin vermieden.
Der Gaskanal ist ferner mit einem Gas-Abfuhr-Anschluss verbunden, über den Gas aus dem Behälter durch die Gas-Aufnahmeöffnung abgeführt werden kann. Als Verschlusselement dient vorzugsweise ein Ausstoßer, der im Befüllstutzen beweglich verschiebbar ist zwischen

– einer Schließstellung, mit der er die Verbindung zwischen der Gas-Aufnahmeöffnung und dem Gaskanal verschließt, und dabei insbesondere mit seiner Stirnfläche bündig zum Rest der Unterseite des Befüllstutzens die Gas-Aufnahmeöffnung verschließt, und
– einer Offenstellung, in der er die Verbindung zwischen Gas-Aufnahmeöffnung und Gaskanal nicht verschließt, und zu diesem Zweck vorzugsweise entsprechend weit von der Gas-Aufnahmeöffnung um einen Öffnungsabschnitt zurückgezogen ist.

In dem der Ausstoßer in seiner Verschieberichtung, vorzugsweise der Längsrichtung, formschlüssig in die umgebende Führung des Ausstoßers passt, wird durch vorwärts schieben des Ausstoßers in die Schließstellung in der Führung vorhandenes Pulver von dem Ausstoßer herausgeschoben und fällt von der Unterseite des Behälterstutzens herab.
Vorzugsweise ist der Ausstoßer in einem Verbindungskanal geführt, der die Gas-Aufnahmeöffnung mit dem Gaskanal verbindet. Somit kann bei in der Offenstellung befindlichem Ausstoßer Gas über die Gas-Aufnahmeöffnung und den Gaskanal aus dem Behälter entfernt, entweder herausgepresst oder abgesaugt, werden, und falls sich dabei in dem Bereich, der der Öffnungsabschnitt des Ausstoßers ist, sich dabei ablagerndes Pulver mittels des Ausstoßers wieder herausbefördert wird.
In der Unterseite des Befüllstutzens kann sich zusätzlich wenigstens eine Gas-Zufuhröffnung befinden, die mit dem gleichen oder einem analogen weiteren Gaskanal in Verbindung steht oder zumindest in Verbindung gebracht werden kann. Dies bietet die Möglichkeit, nicht nur das beim Befüllen des Behälters durch das Pulver verdrängte Gas über die Gas-Aufnahmeöffnung abzuführen, sondern aktiv ein Gas, beispielsweise ein Inertgas, in den Behälter zuzuführen, diesen zu spülen, und über die Gas-Aufnahmeöffnung wieder abzuführen, was beispielsweise vor dem Füllen mit dem noch leeren Behälter durchgeführt werden kann.
Am Befüllstutzen kann auch ein Gas-Abfuhr-Anschluss vorhanden sein, der mit der Gas-Aufnahmeöffnung verbunden ist und über welchen das in die Gas-Aufnahmeöffnung gelangende Gas abgeführt, insbesondere dem Vorratsraum wieder zugeführt, werden kann.
Der Befüllstutzen besteht in der Regel aus mehreren Einzelteilen und erstreckt sich meist bevorzugt in einer Richtung, der Längsrichtung, welche insbesondere lotrecht auf der Unterseite des Befüllstutzens stehende Richtung ist.
In einer bevorzugten Bauform sind wenigstens einige der Einzelteile oder wenigstens bestimmte Flächen an diesen Einzelteilen, wie etwa die Innenumfangsfläche oder die Außenumfangsfläche, rotationssymmetrisch zu dieser Längsrichtung ausgebildet indem sie rotationssymmetrisch zu einer in Längsrichtung verlaufenden Längsachse ausgebildet sind.
Das Pulver gelangt in den Behälter aus dem darauf aufsitzenden Befüllstutzen, indem am unteren Ende des Befüllstutzens in axialer Richtung hintereinander und vorzugsweise aneinander anliegende Böden im Befüllstutzen vorhanden sind, die relativ zueinander um die in Längsrichtung verlaufende Längsachse sind. In jedem der Böden ist – exzentrische zur Längsachse – wenigstens eine dem jeweiligen Boden durchdringende Pulveröffnung vorhanden und so positioniert, dass durch Relativ-Verdrehung der beiden Böden zueinander um diese Längsachse die wenigstens je eine Pulveröffnung jedes der Böden zwischen einer sich nicht überdeckenden Schließstellung und einer sich wenigstens teilweise überdeckenden Füllstellung gebracht werden können. Bei der wenigstens teilweise sich überdeckenden Füllstellung ergibt sich dadurch ein freier Durchlass durch die beiden Böden und damit eine Pulver-Abgabeöffnung des Befüllstutzens, durch die hindurch das Pulver in den darunter angeordneten Behälter gelangt.
Vorzugsweise ist der eine Boden Bestandteil eines sich in Längsrichtung erstreckenden topfförmigen Füllrohres in dessen Innenraum das Pulver vorgehalten wird, und der andere Boden Bestandteil einer ebenfalls topfförmigen, den unteren Bereich des Füllrohres außen konzentrisch umgebenden Funktionshülse. Zumindest der Innenraum des Füllrohres ist rotationssymmetrisch ausgebildet, vorzugsweise auch sein Außenumfang und ebenso ist die außen umgebende Funktionshülse zumindest an ihrem Innenumfang rotationssymmetrisch ausgebildet, insbesondere auch an ihrem Außenumfang.
Die Unterseite des Bodens der Funktionshülse bildet somit die Unterseite oder untere Stirnfläche des Befüllstutzens.
Vorzugsweise ist in radialer Richtung zwischen der Funktionshülse und dem Füllrohr der Ausstoßer angeordnet, wobei der Ausstoßer insbesondere Teil einer ebenfalls konzentrisch um das Füllrohr herum und innerhalb der Funktionshülse angeordneten Ausstoßer-Hülse ist.
Der Ausstoßer, insbesondere die Ausstoßer-Hülse, ist in axialer Richtung, also der Längsrichtung, relativ zur Funktionshülse beweglich zwischen der Offenstellung und der Schließstellung, wobei der Ausstoßer oder insbesondere die Ausstoßer-Hülse bewegt wird mittels einer vorzugsweise an ihrem oberen Ende angreifenden oder einstückig damit ausgebildeten Ausstoßer-Basis.
Die Funktionshülse und Ausstoßer, insbesondere die Ausstoßer-Hülse, sind vorzugsweise drehfest miteinander verbunden.
Der Aufbau des Befüllstutzens umfasst einen Grundkörper, der drehfest mit der Funktionshülse sowie dem Ausstoßer oder der gesamten Ausstoßer-Hülse verbunden ist.
Der Gas-Abfuhranschluss und falls vorhanden auch der Gas-Zufuhranschluss sind vorzugsweise ebenfalls in diesem Grundkörper angeordnet. Die Funktionshülse ist im Betriebszustand nicht nur drehfest sondern auch in axialer, jedoch lösbar, mit dem Grundkörper verbunden. Vorzugsweise wird hierfür ein Verbindungselement, beispielsweise eine Halteklammer, benutzt, nach deren Entfernen die Funktionshülse axial gegenüber dem Grundkörper beweglich ist und von dem Grundkörper in axialer Richtung abgezogen werden kann und damit auch vom unteren Ende des Füllrohres.
Dadurch ist auf einfache Art und Weise zu Reinigungszwecken sowohl der untere Bereich des Füllrohres gut zugänglich als auch das Innere der Funktionshülse.
Vorzugsweise fällt das Pulver nicht nur schwerkraftbedingt aus dem Füllrohr in den darunter angeordneten Behälter, sondern wird aktiv in den Behälter geschoben, was insbesondere mittels einer im Innenraum des Füllrohres angeordneten Schnecke erfolgt, die drehbar und in Längsachse angeordnet ist und von einem Motor angetrieben wird. Die Schnecke kann sich auch über das obere Ende des Füllrohres hinaus erstrecken, indem sich von der oberen Öffnung des Füllrohres raus hinaus ein weiterer Teil des Vorratsraumes erstreckt, dessen Querschnitt sich auch nach oben konisch verbreitern kann und entsprechend dann auch die Schnecke konisch verbreitert würde.
Ebenso kann das Füllrohr – an seinem Innenumfang – statt zylindrisch nach oben sich konisch erweiternd ausgebildet sein, sodass dann die Außenkontur der Schnecke eine analoge Gestaltung aufweist.
Falls eine Überfüllung des Behälters mit Pulver vorgesehen ist, also ein Berg aus Pulver in dem Behälter angeordnet werden soll, der über das Niveau der Öffnung des Behälters hinausgeht, besitzt der Befüllstutzen an seiner Unterseite eine konkave Ausnehmung, die insbesondere von einem außen umlaufenden Randbereich, insbesondere einem Hebel im Randbereich, konzentrisch umgeben ist.
Falls der Befüllstutzen den zuvor beschriebenen Aufbau mit der Funktionshülse als unterstem und unten äußerstem Element aufweist, gilt dies für die Unterseite der Funktionshülse.
Ferner ist vorzugsweise in der Unterseite des Befüllstutzens, also beispielweise in der Unterseite der Funktionshülse, ein oder mehrere nach unten vorstehende Vorsprünge beispielsweise ein ringförmig umlaufender Zentrier-Vorsprung, so dimensioniert und angeordnet, dass durch Hineinragen in die obere Öffnung des Behälters der Befüllstutzen automatisch auf dem Behälter zentriert werden kann.
c) Ausführungsbeispiele
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
1: den Befüllstutzen in perspektivischer Ansicht,
2a, b: den Befüllstutzen der 1 in zwei unterschiedlichen Seitenansichten,
2c: den Befüllstutzen in der Aufsicht von oben,
3a: den Befüllstutzen der 1 in einer ersten Funktionsstellung im Axialschnitt,
3b: eine Detailvergrößerung aus 3a, 4a: den Befüllstutzen in einer zweiten Funktionsstellung im Axialschnitt,
4b: eine Detailvergrößerung aus 4a,
5a: den Befüllstutzen in einer dritten Funktionsstellung im Axialschnitt,
5b: eine Detailvergrößerung aus 5a.
Der in den 1 sowie 2a bis c in Außenansichten dargestellte Befüllstutzen ist in wesentlichen Teilen rotationssymmetrisch ausgebildet um eine Längsachse 10‘, die axiale Richtung oder Längsrichtung, die vorzugsweise gleichzeitig die größte Erstreckungsrichtung des Befüllstutzens 1 ist.
Der konstruktive Aufbau und die Funktionsweise kann am besten anhand der Schnittdarstellungen der 3a, b, 4a, b und 5a, b wie folgt erläutert werden:
Wie beispielsweise 3a zeigt, umfasst der Befüllstutzen 1 einen Vorratsraum 1e, in dem das Pulver 100 bevorratet ist, welches durch eine Pulver-Abgabeöffnung 1b in der unteren Stirnfläche des Befüllstutzens 1 in einen darunter positionierten, oben offenen Behälter 99 abgegeben werden soll, um diesen zu füllen.
Im Vorratsraum 1e wird das Pulver 100 in Richtung Pulver-Abgabeöffnung 1b transportiert mit Hilfe einer um die Längsachse 10‘ drehbare Schnecke 12, die in den Innenumfang eines länglichen, topfförmigen Füllrohres 4 passt und sich vorzugsweise bis zu dessen Boden 4a erstreckt, wie besser in der Vergrößerung der 3b zu erkennen.
In 3a ist der den Innenraum des Füllrohres 4 hinaus nach oben verlängernde, sich dicht an das obere offene Ende des Füllrohres 4 anschließende Vorratsbehälter 17 dargestellt – der auch vollständig im Füllrohr 4 integriert sein könnte –, der sich nach oben in seinem Querschnitt erweitert, um mehr Volumen an Pulver aufnehmen zu können, weshalb auch der obere Teil der Schnecke 12 einen analog nach oben zunehmenden Durchmesser aufweist, da die Schnecke 12 vorzugsweise bis in den Vorratsbehälter 17 hineinragt.
Die Schnecke 12 ist von einem Schneckenmotor 18 angetrieben, der von der Steuerung angesteuert wird, auch die Bewegungen aller anderen beweglichen Komponententeile des Befüllstutzens 1 ansteuert.
Um die Außenumfangswände des unteren Teils des Füllrohres 4 liegt eine Ausstoßer-Hülse 13 am Außenumfang des Füllrohres 4 an, die Ausstoßer-Hülse 13 ist jedoch am oberen und unteren Ende offen, und erstreckt sich nicht radial nach innen unterhalb des Bodens des Füllrohres 4.
Um den Außenumfang der Ausstoßerhülse 13 herum ist – vorzugsweise konzentrisch – wiederum an deren Außenumfang anliegend eine topfförmige Funktionshülse 5 angeordnet, deren Boden 5b mit seiner Innenfläche an der Außenseite des Bodens 4b des Füllrohres 4 anliegt.
Die Ausstoßerhülse 13 ragt weiter nach oben als die Funktionshülse 5. In axialer Richtung von Ausstoßerhülse 13 und Funktionshülse 5 ist um den Außenumfang des Füllrohres 4 herum, aber vorzugsweise zu deren Außenumfang beabstandet, ein Grundkörper 20 angeordnet, der mittels Lagern 16 relativ zum Füllrohr 4 um dieses verdreht werden kann, um die Längsachse 10‘, während das Füllrohr 4 mit dem an seinem oberen Ende nach außen vorstehenden Flansch 4c an einem lediglich angedeuteten Bauteil der Umgebung längsfest und drehfest fixiert ist.
Zum Verdrehen des Grundkörpers 20 gegenüber dem Füllrohr 4 weist der Grundkörper 20 einen auf einer Seite radial weiter abstrebenden und über den übrigen Grundkörper 20 vorstehenden Schwenkhebel 20a auf, an dem nicht dargestellte Betätigungselemente angreifen können, um den gesamten Grundkörper 20 um die Längsachse 10‘ zu verschwenken.
Mit dem Grundkörper 20 sind sowohl die Ausstoßer-Hülse 13 als auch die Funktionshülse 5 drehfest verbunden. Längsfest, also in axialer Richtung 10, fest verbunden mit dem Grundkörper 20, ist hiervon jedoch nur die Funktionshülse 5, während die Ausstoßer-Hülse 13 in axialer Richtung über einen begrenzten Verfahrweg 22 hin und her verfahrbar ist, wobei sich ein am oberen Ende der Verschiebe-Hülse 13 etwas weiter radial nach außen erstreckender Ausstoßer-Flansch 13a befindet, über den nochmals weiter radial nach außen ein Ausstoßer-Flansch 15 vorsteht, und zwar zwischen dem oberen axialen Ende der Funktionshülse 5 und dem unteren axialen Ende des Grundkörpers 20, und um diesen Verfahrweg 22 hin und her bewegt werden kann.
Die drehfeste Verbindung zwischen Grundkörper 20, Ausstoßer-Hülse 13 und Funktionshülse 5 wird beispielsweise formschlüssig erreicht mittels des Führungsstiftes 21, der parallel zur Längsachse 10‘ verläuft, und in einem der Teile längsfest fixiert ist, vorzugsweise in der Ausstoßer-Hülse 13, über die der axial sowohl nach oben als auch nach unten vorsteht und mit den vorstehenden Enden in entsprechend dimensionierte Sacklochbohrungen in der Unterseite des Grundkörpers 20 sowie in der Oberseite der Funktions-Hülse 5 eintaucht. Dieser Führungsstift 21 dient gleichzeitig als Montagehilfe beim Aufsetzen der Funktionshülse 5 auf das untere Ende des Füllrohres 4, um diese beiden in einer definierten Drehlage miteinander zu verbinden.
Dementsprechend sind rotationssymmetrisch zur Längsachse 10‘ ausgebildet:

– die äußere Hüllkurve der Schnecke 12,
– die Innenumfangsflächen des Füllrohres 4,
– die Außenumfangsflächen des Füllrohres 4,
– die Innenumfangsflächen der Funktionshülse 5
– die Innenumfangsflächen, vorzugsweise auch die Außenumfangsflächen, der Ausstoßer-Hülse 13.

Am unteren Ende des Befüllstutzens 1 ist ersichtlich, dass die nach unten weisende Außenseite des Bodens 5a der Funktions-Hülse 5 eine konkave Unterseite 5a1 bildet mit einer Bodenfläche, die von einer Ringflanke 5c, die schräg nach oben zur Bodenfläche nach innen ansteigt, umgeben ist, wobei die Ringflanke 5c wiederum von einem sich daran radial nach außen anschließenden Randbereich 5d konzentrisch umgeben ist. Auch die Unterseite des Bodens 5a, also die konkave Unterseite 5a1, sowie die Ringflanke 5c und der Randbereich 5d sind vorzugsweise rotationssymmetrisch zur Längsachse 10‘ ausgebildet, und angepasst in ihrer Größe an die obere Öffnung 99b des topfförmigen, also oben offenen Behälters 99, auf dem der Befüllstutzen 1 beim Befüllen mit seiner Unterseite 1c aufsitzt.
Falls die Öffnung 99b des Behälters 99 nicht rotationssymmetrisch, sondern zum Beispiel polygon gestaltet wäre, würde dies vorzugsweise auch für die Unterseite 1c des Befüllstutzens und damit insbesondere auch für die nach unten weisende Außenseite des Bodens 5a der Funktionshülse 5 gelten.
Für eine Zentrierung auf dem Behälter 99 ragt aus dem Randbereich 5d des Bodens 5a der Funktions-Hülse 5 ein ringförmiger Vorsprung 1a des Befüllstutzens, ausgebildet als ringförmiger Vorsprung 5e, an der Funktionshülse 5 über den umgebenden Randbereich 5d weiter nach unten und ist so dimensioniert, dass er bei Einführen in den Behälter 99 mit seinem Außenumfang genau in den Innenumfang der Öffnung 99b des Behälters 99 passt als Zentrier-Vorsprung.
Wie im Querschnitt der 3c dargestellt, befindet sich im Boden 4a des Füllrohres 4 eine Durchgangsöffnung, die Pulveröffnung 4b, die in diesem Fall eine etwa elliptische Form, jedenfalls exzentrisch zur Längsachse 1‘ angeordnet, besitzt. In dem in dieser Blickrichtung von oben nach unten darunter liegenden Boden 5b, der das Füllrohr 4 umgebenden Funktions-Hülse 5 – wobei die Ausstoßer-Hülse 13 dazwischen angeordnet ist – befindet sich vorzugsweise in der gleichen radialen Entfernung und in gleicher Gestaltung und Größe ebenfalls in dem Boden 5b eine Durchgangsöffnung als Pulveröffnung 5b.
In der Darstellung der 3c sind diese beiden Pulveröffnungen 4b, 5b bezüglich der Längsachse 10‘ diametral aneinander gegenüberliegend angeordnet, wie auch in den 3a, b ersichtlich.
Durch Relativverdrehung von Füllrohr 4 und Funktions-Hülse 5 gegeneinander können diese beiden ihren Zwischenwinkel verringern und beispielsweise im 90-Grad-Winkel zueinander um die Längsachse 10‘ angeordnet sein, wie es in 4a, b der Fall ist, oder auch durch Weiterverdrehen in Deckung zueinander, also fluchtend übereinander, angeordnet werden, wie es in der Funktionsstellung der 5a, b der Fall ist.
In dieser Stellung, also gemäß der 4a, b, wird dadurch eine offene Pulverabgabeöffnung 1b erreicht, durch die hindurch Pulver aus dem Vorratsraum 1e des Füllrohres 4 in den darunter angeordneten Behälter 99 fallen kann und von der Schnecke 12 eingeschoben werden kann.
Erfindungsgemäß kann somit die Pulver-Abgabeöffnung 1b des Befüllstutzens 1 geöffnet und geschlossen werden durch Verdrehen einer Dreheinheit, bestehend aus Grundkörper 20, Ausstoßer-Hülse 13 und Funktions-Hülse 5 um einen Drehwinkel 19 relativ zur drehfest an einem Bauteil der Umgebung montierten Füllrohr 4.
Obwohl der Befüllstutzen 1 mit seiner Verdreheinheit, genauer mit der Unterseite des Bodens 5a der Funktionshülse 5, auf der Oberseite, genauer dem die obere Öffnung 99b des Behälters 99 umgebenden Randbereiches 99a aufsitzt und verdreht wird, dreht sich dabei der Behälter 99 nicht mit, und ist zu diesem Zweck vorzugsweise formschlüssig in einer nicht dargestellten Aufnahme gehalten.
Dadurch wird beim Verdrehen die Unterseite des Bodens 5a der Funktionshülse 5 relativ zu der Oberseite des Berges 100a aus Pulver im Behälter 99 Kreisbogen-förmig entlang gezogen, wodurch die Oberseite des Berges 100a geglättet und auch etwas verfestigt wird.
Dadurch wird nach dem Abheben des Befüllstutzens, also Beenden des Befüllens, vermieden, dass lediglich lose auf der Oberseite des Berges liegende Pulverkörner durch Luftbewegungen leicht weggetragen werden, und die Umgebung verschmutzen, insbesondere den um die Öffnung umlaufenden Randbereich 99a des Behälters 99, auf den ja danach eine Siegelfolie dicht aufgesiegelt werden soll, wofür Verschmutzungen hinderlich sind.
Da bei einem solchen Behälter 99, beispielsweise wenn es sich um eine Kaffee-Kapsel handelt, das Pulver 100 den Behälter 99 vollständig ausfüllen soll und sogar dabei vorverpresst sein soll, muss ein Überfüllen stattfinden, also beim relativ losen Einfüllen – die Schnecke 12 übt nur unwesentlich Druck auf das Pulver aus, welches sich bereits im Behälter 99 befindet – muss nicht nur der gesamte Innenraum des Behälters 99 bei dem Befüllvorgang mit Pulver angefüllt werden, sondern es muss sogar ein über die Oberkante der Öffnung hinausragender Berg an Pulver 100 erzeugt werden, weshalb die Unterseite des Bodens 5a der Funktionshülse 5 und damit die Unterseite 1c des gesamten Befüllstutzens 1 konkav ausgebildet ist, um diesen Berg aufnehmen zu können.
Die konkave Unterseite 5a1 besteht daher aus einer gegenüber dem umlaufenden Randbereich 1d nach oben zurück versetzten, vorzugsweise ebenen Kreisfläche, die mit dem umlaufenden Randbereich 1d über eine schrägstehende Ringflanke 5c verbunden ist.
Die Pulver-Abgabeöffnung 1b und analog auch die Pulveröffnung 5b der Funktionshülse 5 und analog auch die Pulveröffnung 4b des Füllrohres 4 befinden sich vorzugsweise nicht im Bereich der Ringflanke 5c, sondern radial innerhalb, also im Bereich des flachen Bodens.
Da bei einem über die Oberseite der Öffnung des Behälters 99 hinausragenden Berg 100a an Pulver 100 das Wegwehen von Pulver-Partikeln besonders leicht vonstattengehen kann und sogar ein Abrutschen des Berges 100a auf den seitlich umlaufenden Randbereich 99b des Behälters 99 möglich ist, wenn der gefüllte Behälter bewegt wird, ist gerade in diesem Fall das sogenannte Abdrehen, also Glätten und Verfestigen der Oberfläche des Berges 100a, besonders wichtig.
Zu diesem Zweck erfolgt das Verdrehen der Funktionshülse 5 gegenüber dem Füllrohr 4 vorzugsweise nicht nur so weit, dass sich die beiden Pulveröffnungen 4a, b von Füllrohr 4 einerseits und Funktionshülse 5 andererseits nicht mehr überschneiden, sondern weiter, um einen möglichst großen Verdrehwinkel zu bewirken, der ein besonders intensives Abdrehen bewirkt.
Eine weitere Wirkung des Abdrehens besteht darin, dass auf diese Art und Weise keine Partikel des Pulvers 100 im Behälter 99 an der Unterseite des Befüllstutzens 1, also in diesem Fall der Unterseite 5a1 der Funktionshülse 5, anhaften und mit bewegt werden, wenn der Befüllstutzen 1 nach dem Füllen von dem Behälter 99 abgehoben wird.
Ein Grund für eine weitere erfinderische Besonderheit liegt darin, dass bei dem Füllen des Behälters 99 mit Pulver 100 – währenddessen der Befüllstutzen 1 mit der Unterseite der Funktionshülse 5 ja dicht auf dem Randbereich 99a des Behälters 99 aufsitzt – das durch das in den Behälter 99 gelangende Pulver 100 verdrängte Gas, welches sich zuvor in dem Behälter 99 befand – sei es Luft oder ein Prozessgas, welches die Umgebung der Füllstation füllt – aus dem Behälter entweichen können muss. Hierfür ist in der Unterseite 5a ₁ der Funktionshülse 5 eine Gas-Aufnahme-Öffnung 2 angeordnet, die geöffnet und geschlossen werden kann, und während des Befüllvorganges geöffnet ist, sodass das aus dem Behälter verdrängte Gas durch die Gas- Aufnahme-Öffnung 2 und einen damit in Verbindung stehenden Gaskanal 6 abgeführt werden kann.
Bei den bekannten Lösungen, die dies bereits praktizieren, bestand das Problem darin, dass zusammen mit dem verdrängten und abgeführten Gas auch Pulverpartikel mitgerissen wurden, und sich innerhalb kurzer Zeit in dem abführenden Gaskanal 6 ansammelten, was zum einen zu einem zunehmenden Zusetzen des Gaskanals bis zum endgültigen Verstopfen führen kann, vor allem aber ein hygienisches Problem darstellt, da das Pulver Restfeuchtigkeit enthält, ein organisches Pulver ist und somit beispielsweise Schimmelbildung oder eine andere Art der Verkeimung einsetzt.
Wie in den Figuren ersichtlich, ist in diesem Fall die – wenigstens eine vorhandene – Gas-Aufnahmeöffnung 2 im Bereich der schrägstehenden Ringflanke 5c der konkaven Unterseite 5a1 der Funktionshülse 5 angeordnet, und sie steht in Verbindung mit einem Gaskanal 6 in Form eines Ringkanals, der in dem Innenumfang der Funktionshülse 5 ausgebildet ist.
Die Gas-Aufnahmeöffnung 2 steht mit diesem ringförmigen Gaskanal 6 in Verbindung über einen in axialer Richtung verlaufenden Verbindungskanal 6.1, wie am besten in 4c zu erkennen:
Im Umfangsbereich dieses Verbindungskanals 6.1 steht über das ringförmige untere Ende der Ausstoßer-Hülse 13 ein stiftförmiger Fortsatz, der Ausstoßer 3, vor, dessen Querschnitt passgenau in den Verbindungskanal 6.1 passt. Durch die Axialbeweglichkeit der Ausstoßer-Hülse 13 kann diese hin und her bewegt werden zwischen

– einer Offenstellung, in der die Ausstoßer-Hülse 13 und damit der Ausstoßer 3 relativ zur Funktions-Hülse 5 so weit nach oben verschoben ist, dass der Ausstoßer 3 den Verbindungskanal 6.1 freigibt, also die Gasabgabe-Aufnahmeöffnung 2 mit dem Ringkanal, dem Gaskanal 6, in Verbindung steht und
– einer Schließstellung, in der die Ausstoßer-Hülse 13 weiter nach unter verfahren ist, sodass der Ausstoßer 3 den Verbindungskanal 6.1 verschließt und insbesondere die entsprechend geformte vordere Stirnfläche des Ausstoßers 3 die Gas-Aufnahmeöffnung 2 bündig mit dem der umgebenden Fläche der konkaven Unterseite 5a ₁ der Funktionshülse 5 verschließt, wie in den 3a, b dargestellt.

Somit zeigen die 3a, b die Ausgangsstellung des Befüllstutzens, in dem

– sich die Pulveröffnungen 4b, 5b von Füllrohr 4 und Funktions-Hülse 5 nicht überdecken und
– der Ausstoßer 3 die Gas-Aufnahmeöffnung 2 bündig verschließt,
– der Befüllstutzen 1 sitzt dabei bereits dicht auf der Oberseite des Behälters 99.

Für das Befüllen werden – gemäß der 4a, b, c – einerseits die beiden Pulveröffnungen 4b, 5b in Deckung zueinander gebracht und damit die Pulverabgabeöffnung 1b des Befüllstutzens 1 geöffnet, sodass Pulver in den Behälter 99 gelangt, und gleichzeitig befindet sich auch spätestens ab Beginn des Befüllvorganges der Ausstoßer 3 und damit die Ausstoßer-Hülse 13 – nach oben verfahren um den Verfahrweg 22 – in der Offenstellung, sodass das verdrängte Gas in den Gaskanal 6 gelangen kann, entweder hineingepresst durch die zunehmend im Behälter 99 vorliegende Menge an Pulver oder aktiv abgesaugt durch den Gaskanal 6.
Zu diesem Zweck steht der Gaskanal mit einem Gas-Abfuhr-Anschluss 9 in Verbindung, der sich an der Außenseite des Grundkörpers 20 befindet und an den entsprechende Schlauchleitungen oder eine Pumpe angeschlossen werden können. Das über den Gaskanal 6 abgesaugte Gas wird vorzugsweise wieder dem Vorratsraum 1e zugeführt, damit sich dort in dem Gas enthaltene Pulveranteile absetzen können und wiederverwendet werden können, und wird erst dann – gegebenenfalls nach Filterung – in die Umgebung entlassen, oder einem Gaskreislauf für Prozessgas wieder zugeführt.
Noch vor Einsetzen der Drehbewegung der Funktionshülse 1 nach Beenden des Füllvorganges für das Schließen der Pulver-Abgabeöffnung 1b und gleichzeitig dem Abdrehen des Berges 100a aus Pulver 100 wird die Gas-Aufnahmeöffnung 2 verschlossen, indem der Ausstoßer 3 seine Schließstellung einnimmt, wobei die in dem Verbindungskanal 6.1 noch befindliche, zum Beispiel an den Seitenwände abgelagerte, Pulver-Partikel aus dem Verbindungskanal 6.1 ausschiebt in Richtung Behälter 99, da der Ausstoßer 3 möglichst spielfrei in dem Verbindungskanal 6.1 geführt ist.
Der Gaskanal 6 kann zusätzlich mit einem Gas-Zufuhranschluss 8, der sich ebenfalls auf der Außenseite des Grundkörpers 20 befindet, in Verbindung stehen. Dadurch kann hierüber dem Gaskanal 6 Gas zugeführt werden, welches über den Gasabfuhranschluss 9 abgeführt wird, und durch dieses Spülen des ringförmigen Gaskanals 6, was unter beträchtlichem Druck stattfindet, kann der Gaskanal 6 gereinigt werden, indem in dem Gaskanal 6 abgelagerte Pulver-Partikel mitgerissen werden.
Anstelle einer Spülung nur des Gaskanals 6 kann – wie in den 5a, b darstellt – die Spülung auch so erfolgen, dass auch der Verbindungskanal 6.1 durch die Spülung zusätzlich gereinigt wird:
In diesem Fall befindet sich in der Unterseite 5a ₁ der Funktionshülse 5 eine Gas-Zufuhröffnung 2‘, die vorzugsweise direkt mit dem Gas-Zufuhranschluss 8 in Verbindung steht, also nicht über den Gaskanal 6.
Dadurch kann ein Gas über den Gaszufuhranschluss 8 und die Gas-Zufuhröffnung 2 zunächst in den bereits am Befüllstutzen 1 dicht ansitzenden, noch leeren Behälter 99 eingebracht und von dort über die geöffnete Gas-Aufnahmeöffnung 2 und den Gaskanal 6 abgeführt werden.
Die beschriebenen Spülvorgänge werden entweder nach jedem Füllvorgang oder nach einer festgelegten Anzahl von Füllvorgängen oder nach nach anderen Kriterien festgelegten zeitlichen Abständen durchgeführt zwischen zwei Füllvorgängen, wobei für die zweite Variante der Befüllstutzen 1 bereits dicht auf einem leeren Behälter 99 aufsitzen muss, für die erste Variante ist dies nicht notwendig.
Es versteht sich von selbst, dass in der konkaven Unterseite 5a1 nicht nur eine, sondern mehrere Gas-Aufnahmeöffnungen 2 mit entsprechend jeweils einem Verbindungskanal 6.1 und einem Ausstoßer 3 vorhanden sein können, und auch bei Vorhandensein einer Gas-Zufuhröffnung 2‘ hiervon mehrere vorhanden sein können.
Bezugszeichenliste

1: Befüllstutzen
1a: Zentrier-Vorsprung
1b: Pulver-Abgabeöffnung
1c: Unterseite
1d: Randbereich
1e: Vorratsraum
2: Gas-Aufnahmeöffnung
2‘: Gas-Zufuhröffnung
3: Ausstoßer
3a: Stirnfläche
4: Füllrohr
4a: Boden
4b: Pulveröffnung
4c: Flansch
5: Funktionshülse
5a: Boden
5a1: konkave Unterseite
5b: Pulveröffnung
5c: Ringflanke
5d: Randbereich
5e: Zentrier-Vorsprung
6: Gaskanal
6.1: Verbindungskanal
7: Grundkörper
8: Gas-Zufuhr-Anschluss
9: Gas-Abfuhr-Anschluss
10: axiale Richtung, Längsrichtung
10‘: Längsachse
11: Querrichtung
12: Schnecke
13: Ausstoßer-Hülse
13a: Ausstoßer-Flansch
14: Halteklammer
15: Durchgangsöffnung
16: Lager
17: Vorratsbehälter
18: Schnecken-Motor
19: Schwenkwinkel
20: Grundkörper
20a: Schwenkhebel
21: Führungsstift
22: Verfahrweg
99: Behälter
99a: Randbereich
99b: Öffnung
100: Pulver
100a: Berg
101: Prozessgas, Gas

Claims

Verfahren zum Füllen, insbesondere Überfüllen, eines oben offenen Behälters (99), der eine obere Öffnung (99b) aufweist, mit einem Pulver (100) mittels eines Befüllstutzens (1), der das Pulver (100) dem Behälter (99) zuführt, wobei die Unterseite (1c) des Befüllstutzens (1) eine Pulver-Abgabeöffnung (1b) aufweist, die geöffnet und geschlossen werden kann, indem: a) der Befüllstutzen (1) mit seinem umlaufenden Randbereich (1d) der Unterseite (1c) bei geschlossener Pulver-Abgabeöffnung (1b) an den Randbereich (99a) des Behälters (99) angenähert und dicht aufgesetzt wird, b) innerhalb des Randbereiches (1d) eine mit einem Gaskanal (6) in Verbindung bringt Ware Gas-Aufnahmeöffnung (2) in der Unterseite (1c) des Befüllstutzens (1) geöffnet wird, c) die Pulver-Abgabeöffnung (1b) geöffnet und hierüber Pulver (100) vom Befüllstutzen (1) in den Behälter (99) eingebracht wird und das aus dem Inneren des Behälters (99) verdrängte Gas in die Gas-Aufnahmeöffnung (2) hinein gedrückt wird, d) die Pulver-Abgabeöffnung (1b) verschlossen wird und e) der Befüllstutzen (1) von dem Behälter (99) abgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass d1) im Schritt d) zumindest die Unterseite (1c) des Befüllstutzens (1) vor dem Abheben vom Behälter (99) um die lotrecht zur Unterseite (1c) stehende Längsrichtung (10) verschwenkt wird, insbesondere zum Glätten und Verfestigen der mit der Unterseite (1c) in Kontakt stehenden Oberseite des Berges (100a) des im Behälter (99) befindlichen Pulvers (100) durch die Unterseite (1c) des Befüllstutzens (1), d2) vor oder während Schritt d1) die Gas-Aufnahmeöffnung (2) dicht verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Füllvorgängen der Gaskanal (6) bei geschlossener Gas-Aufnahmeöffnung (2) mit Prozessgas (101) gespült wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (1c) rund ist und die Längsrichtung (10) die durch das Zentrum der Unterseite (1c) verlaufende Längsachse (10') ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasöffnung (2) so geschlossen wird, dass eine die Gas-Aufnahmeöffnung (2) verschließende Fläche bündig zur Unterseite (1c) des Befüllstutzens (1) verläuft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließen der Gas-Aufnahmeöffnung (2) erfolgt durch Vorwärtsfahren, insbesondere axiales Vorwärtsfahren, eines in dem Befüllstutzen (1) geführten Ausstoßers (3), bis dessen Stirnfläche (3a) die Gas-Aufnahmeöffnung (2) dicht und bündig verschließt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d1) das Verschwenken um die Längsrichtung (10) gleichzeitig mit dem Verschließen der Pulver-Abgabeöffnung (1b) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) das in die Gas-Aufnahmeöffnung (2) hinein verdrängte Gas über den Gaskanal (6) abgesaugt und mit dem darin enthaltenen Pulver (100) dem Vorratsraum (1e) des Befüllstutzens (1) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen oder Schließen der Pulver-Abgabeöffnung (1b) des Befüllstutzens (1) bewirkt wird durch Verdrehen einer Funktionshülse (5) gegenüber einem darin aufgenommenen Füllrohr (4) um die Längsrichtung (10), so dass sich die wenigstens eine in dem Boden (4a) des Füllrohres (4) befindliche Pulveröffnung (4b) mit der wenigstens einen im Boden (5a) befindlichen Pulveröffnung (5b) wenigstens teilweise überschneiden oder nicht überschneiden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllrohr (4) einen runden Querschnitt quer und lotrecht zur Längsachse (10') aufweist und zum Befüllen des Behälters (99) eine darin geführte Schnecke (13) gedreht wird, insbesondere die Längsachse (10'), und die Schnecke (13) insbesondere Kraft- oder Drehwinkel-gesteuert betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Demontieren zu Reinigungs-Zwecken ein Verbindungs-Element, insbesondere eine Klammer (14), entfernt und anschließend die Funktionshülse (5) in axialer Richtung von dem Füllrohr (4) abgezogen wird. (Behälter spülen)
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Füllvorgängen Einbringen von Prozessgas (101) in den Behälter (99) über eine Gas-Zufuhröffnung (2') in der Unterseite (1c) des Befüllstutzens (1) begonnen wird zum Spülen Behälter (99), insbesondere bevor der Befüllstutzen (1) dicht auf dem Behälter (99) aufsitzt und insbesondere – entweder nach dem Aufsitzen das im Behälter (99) vorhandene und zu verdrängenden Gas über die Kontaktstelle zwischen dem Behälter (99) und dem Befüllstutzen (1) ausgepresst wird – oder das im Behälter (99) vorhandene und zu verdrängenden Gas über die Gas-Aufnahmeöffnung (2) abgesaugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Spülen das aus dem Behälter (99) abgesaugte Gas und/oder Prozessgas (101) dem Vorratsraum (1e) zugeführt wird.
Befüllstutzen (1) zum Füllen, insbesondere Überfüllen, eines Behälters (99), der eine obere Öffnung (99b) aufweist, mit einem Pulver (100), wobei – der Befüllstutzen (1) in einem Vorratsraum (1e) das Pulver (100) enthält oder mit einem Vorratsraum (1e), der sich außerhalb des Befüllstutzens (1) befindet, in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass a) in der Unterseite (1c) des Befüllstutzens (1) wenigstens eine Gas-Aufnahmeöffnung (2) vorhanden ist, die mit einem Gaskanal (6) in Verbindung gebracht werden kann, b) in dem Befüllstutzen (1) ein Verschlusselement beweglich angeordnet ist, welches die Gas-Aufnahmeöffnung (2) gegenüber dem Gaskanal (6) so verschließen kann, dass seine Verschluss-Fläche fluchtend zur Unterseite (1c) des Befüllstutzens (1) liegt, c) einem Gas-Abfuhr-Anschluss (9), der mit dem Gaskanal (6) verbunden ist. (Gasführung)
Befüllstutzen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Befüllstutzen (1) ein Ausstoßer (3) als Verschlusselement verschieblich geführt ist zwischen – einer Schließstellung, in der er mit seiner Stirnfläche (3a) die Gas-Aufnahmeöffnung (2) dicht und insbesondere mit seiner Stirnfläche (3a) bündig zur Unterseite (1c) des Befüllstutzens (1) verschließt, und – einer Offenstellung, in der seine Stirnfläche (3a) um einen Öffnungs-Abschnitt (6a) von der Gas-Aufnahmeöffnung (2) zurückgezogen ist, so dass die Gas-Aufnahmeöffnung (2) mit dem Gaskanal (6) verbunden ist.
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gas-Aufnahmeöffnung (2) mit dem Gaskanal (6) über einen Verbindungs-Kanal (6.1) verbunden ist und der Ausstoßer (3) in dem Verbindungs-Kanal (6.1) verschieblich geführt ist.
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Unterseite (1c) des Befüllstutzens (1) wenigstens eine Gas-Zufuhröffnung (2‘) vorhanden ist, die mit dem Gaskanal (6) in Verbindung gebracht werden kann.
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Befüllstutzen (1) wenigstens einen Gasabfuhr-Anschluss (9) umfasst, welcher mit der Gas-Aufnahmeöffnung (2) verbunden ist und/oder wenigstens einen Gaszufuhr-Anschluss (8) aufweist, der mit der Gas-Zufuhröffnung (2‘) verbunden ist. (Pulverführung)
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der aus mehreren Einzelteilen bestehende Befüllstutzen (1) sich in Längsrichtung (10) erstreckt und insbesondere wenigstens einige Einzelteile oder wenigstens Flächen an diesen Einzelteilen zu einer in Längsrichtung (10) verlaufenden Längsachse (10') rotationssymmetrisch ausgebildet sind.
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Befüllstutzen (1) – an seinem unteren Ende zwei in axialer Richtung aneinander anliegende Böden (4a, 5a) aufweist, die relativ zueinander verdrehbar sind um eine in Längsrichtung (10) verlaufende Längsachse (10') und – in den Böden (4a, 5a) exzentrisch zur Längsachse (10') angeordnet und die Böden (4a, 5a) durchdringend jeweils wenigstens eine Pulveröffnung (4b, 5b) so positioniert vorhanden ist, das – durch Relativ-Verdrehung der Böden (4a, 5a) zueinander sich die beiderseitigen Pulveröffnungen (4b, 5b) zwischen einer sich nicht überdeckenden Schließstellung und einer sich wenigstens teilweise überdeckenden Füllstellung, in der der dadurch entstehende freie Durchlass durch beide Böden (4a, 5a) eine Pulver-Abgabeöffnung (1b) bildet, hin und her gedreht werden können.
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass – der Boden (4a) Bestandteil eines sich in Längsrichtung (10) erstreckenden, topfförmigen Füllrohres (4) ist, in dessen Innenraum das Pulver (100) vorgehalten wird, – der Boden (5a) Bestandteil einer der das Füllrohr (4) außen konzentrisch umgebenden, topfförmigen Funktions-Hülse (5) ist.
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Funktions-Hülse (5) und dem Füllrohr (4) der Ausstoßer (3), insbesondere als Teil einer Ausstoßer-Hülse (13) angeordnet ist und relativ wenigstens zur Funktions-Hülse (5) in axialer Richtung (10) beweglich geführt ist.
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausstoßer (3), insbesondere die Ausstoßer-Hülse (13), axial mittels einer Ausstoßer-Basis (15) bewegbar ist. (Konstruktiver Aufbau)
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Befüllstutzen (1) einen Grundkörper (20) umfasst, welcher drehfest mit der Funktions-Hülse (5) sowie dem Ausstoßer (3), insbesondere der Ausstoßer-Hülse (13) zu einer Dreheinheit verbunden ist und in dem der Gasabfuhr-Anschluss (9) und insbesondere der Gaszufuhr-Anschluss (8) angeordnet sind und insbesondere der Ausstoßer (3), insbesondere die Ausstoßer-Hülse (13), zur Funktions-Hülse (5) und dem Grundkörper (20) in axialer Richtung (10) beweglich ist.
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktions-Hülse (5) mittels eines Verbindungselementes, insbesondere einer Halteklammer (14), formschlüssig am Grundkörper (20) befestigt ist.
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass – im Innenraum des Füllrohres (4) eine Schnecke (12) drehbar um die Längsachse (10') angeordnet ist, und/oder – der Innenraum des Füllrohres (4) das untere Ende des Vorratsraumes (1e) ist.
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (1c, 5a1) des Befüllstutzens (1), insbesondere des Bodens (5a), konkav ausgebildet ist und die konkave Ausnehmung von einem Randbereich (1d) konzentrisch umgeben ist.
Befüllstutzen nach einem der Ansprüche 13 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (1c, 5a1) des Befüllstutzens (1), insbesondere des Bodens (5a), wenigstens einen, insbesondere ringförmig umlaufenden, nach unten vorstehenden Zentrier-Vorsprung (1a) aufweist, der geeignet ist, durch Hineinragen in die obere Öffnung (99b) des Behälters (99) den Befüllstutzen (1) auf dem Behälter (99) zu zentrieren.