DE10001482A1 - Füllelement - Google Patents

Abstract

Bei einem Füllelement für eine Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut ist wenigstens ein Gasweg teilweise von einem Gaskanal im Gehäuse und teilweise von einem Gaskanal gebildet, der in einem austauschbar am Gehäuse vorgesehenen Einsatz vorgesehen ist und der wenigstens ein den Gasfluß durch den Gasweg steuerndes Element aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Füllelemente zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, insbesondere zum Abfüllen von Getränken in Flaschen, Dosen oder dergleichen Behälter, sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Bekannt ist hierbei auch, für eine Füllung unter Druck (Druckfüllung) in dem jeweiligen Füllelement bzw. in dessen Gehäuse von Gaskanälen gebildete Gaswege, beispielsweise Spann- und Rückgaswege oder Gaswege für ein Spülen mit Inert-Gas, für eine Vakuum- oder Dampfbehandlung usw. vorzusehen. In diesen Gaswegen sind dann zumindest teilweise den Gasfluß (eventuell auch Dampffluß) und damit den Ablauf des Füllvorgangs steuernde Funktionselemente vorgesehen, und zwar beispielsweise passive, d. h. von außen nicht angesteuerte Funktionselemente, wie Düsen, unter Federwirkung stehende Ventile, auch Rückschlagventile, oder Sensoren, sowie eventuell auch aktive Funktionselemente, d. h. durch äußere Steuersignale angesteuerte Funktionselemente, wie beispielsweise Steuerventile.

Wird ein solches Füllelement auch zum Abfüllen eines Füllgutes mit einem hohen Feststoffanteil (z. B. Pulpe, Fasern usw.), beispielsweise zu dem in der Regel drucklosen Abfüllen von Frucht- und/oder Gemüsesäften verwendet, so können derartige Feststoffanteile bei Störungen im Füllbetrieb oder bei Handhabungsfehlern in die Funktionselemente gelangen, diese verstopfen und dadurch den Füllvorgang stören.

Vorgeschlagen wurde bereits (DE 33 35 898), den Gasfluß in einem Rückgasweg steuernde Rückgasdüsen an einem Schieber vorzusehen, der in das Gehäuse des Füllelementes einsteckbar und wieder entfernbar ist, so daß durch schnelle Zugänglichkeit ein problemloses Reinigen dieser Rückgasdüsen möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Füllelement der gattungsbildenden Art dahingehend zu verbessern, daß mit ihm zusätzlich zum Druckfüllen mit den gesteuerten Gaswegen auch ein besonders problemloses Abfüllen von flüssigem Füllgut möglich ist, welches einen hohen Anteil an Feststoffen enthält.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllelement entsprechend dem Patentanspruch 1 oder 3 ausgebildet.

Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Füllelementes besteht darin, daß zusätzlich zu einem Einsatz des ersten Typs, der die für die Gas - der Dampfflußsteuerung bei der Druckfüllung notwendigen Funktionselemente und dabei zumindest die hierfür notwendigen passiven Funktionselemente enthält, ein Einsatz eines zweiten Typs vorgesehen sein kann, der hinsichtlich seiner Geometrie und/oder Anschlüsse dem Einsatz des ersten Typs entspricht, der den Gasfluß steuernde Funktionselemente aber nicht aufweist und der für ein problemloses Abfüllen eines, einen hohen Anteil an Feststoffen aufweisenden flüssigen Füllgutes geeignet ist.

Unabhängig hiervon gestattet die erfindungsgemäße Ausbildung auch ein problemlose und schnelles Auswechseln oder Reinigen des jeweilgen Einsatzes.

Bei einer bevorzugten Ausführungsfarm der Erfindung ist der Eisatz aus einer Einleg- oder Entnahmeposition, in der dieser Einsatz in das betreffende Füllelement eingesetzt bzw. aus dem Füllelement entnommen werden kann, durch Schwenken in die Funktionsstellung bewegbar, in der der Einsatz dann funktionsmäßig mit dem Füllelement verbunden ist. Durch diese Art der Ausbildung ist ein schnelles und auch sicheres An- und Abkoppeln des Einsatzes möglich. Weiterhin ergibt sich hierdurch eine sehr vereinfachte Konstruktion, insbesondere auch hinsichtlich der notwendigen Dichtigkeit der Ankopplung mehrerer, im Einsatz ausgebildeter Gaskanäle an die zugehörigen Gaskanäle des Füllelementgehäuses bzw. deren Anschlüsse.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 jeweils in Rückansicht ein Füllelement einer Füllmaschine zum Füllen von Flaschen, Dosen oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut, und zwar bei am Gehäuse des Füllelementes verriegeltem Düsen- und/oder Ventil-Einsatz (Fig. 1) bzw. bei in die Einlege- oder Entnahmestellung ausgeklapptem Einsatz;

Fig. 3 und 4 jeweils in Draufsicht das Füllelement der Fig. 1 bzw. der Fig. 2;

Fig. 5 das Füllelement der Fig. 1-4 in Seitenansicht;

Fig. 6 und 7 jeweils in vereinfachter Darstellung und im Schnitt zwei unterschiedliche Einsätze.

In den Figuren ist 1 ein Füllelement einer ansonsten nicht dargestellten Füllmaschine umlaufender Bauart zum Füllen von Behältern, beispielsweise Flaschen mit einem flüssigen Füllgut. Das Füllelement 1 ist in der dem Fachmann bekannten Weise zusammen mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente 1 am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden und in der Fig. 5 allgemein mit 2 bezeichneten Rotor befestigt. In diesem sind u. a. ein Ringkanal oder Kessel für das flüssige Füllgut sowie ein Ringkanal für ein unter Druck stehendes Inert-Gas, beispielsweise CO2-Gas für eine Druckfüllung von beispielsweise CO2-haltigen Getränken, ein als Rückgaskanal dienender Ringkanal usw. ausgebildet. Bei am Rotor 2 montiertem Füllelement 1 liegt dieses mit seiner Füllelementachse FA parallel zur Achse des Rotors 3 und damit parallel zur vertikalen Maschinenachse.

Das Füllelement 1, welches bei der dargestellten Ausführungsform als Kurzrohr- Füllelement ausgebildet ist, aber auch ein Füllelement eines anderen Typs sein kann, weist in einem Gehäuse 3 die üblichen Funktionselemente, wie Flüssigkeitsventil sowie durch nicht dargestellte Steuerventile gesteuerte Gaswege auf, die u. a. von Gaskanälen im Gehäuse 3 gebildet sind, von denen in der Fig. 1 ein Gaskanal 4 dargestellt ist. Die Gaswege dienen in bekannter Weise zur Steuerung der einzelnen Phasen des Füllvorgangs bei der Druckfüllung, beispielsweise Vorspannen, langsames Anfüllen, Schnellfüllen, anschließendes Langsamfüllen, Vorentlasten, Beruhigen, Restentlasten.

Für die Steuerzwecke sind in den Gaswegen verschiedene, den Gasfluß steuernde oder beeinflussende Elemente vorgesehen, beispielsweise Drosseln oder Düsen, die einen genau definierten Strömungsquerschnitt aufweisen, aber auch Rückschlagventile.

Bei dem dargestellten Füllelement 1 sind diese Funktionselementen an einem Düsen- und Ventilträger oder -einsatz 5 vorgesehen, der als langgestreckter Quader oder als Leiste ausgeführt ist und in welchem mehrere Gaskanäle ausgebildet sind, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform die Gaskanäle 6 und 7 (Fig. 6). Jeder Gaskanal 6 bzw. 7 endet mit seinen beiden Enden jeweils an einer Anschlußöffnung 8. Sämtliche Anschlußöffnungen 8 sind an einer gemeinsamen Seite, nämlich an der planen Unterseite 5' des Einsatzse 5 vorgesehen. Die elastischen Dichtungen 9 stehen etwas über die Unterseite 5' vor.

Weiterhin weist jede Anschlußöffnung eine Dichtung 9 auf, so daß bei am Füllelement 1 bzw. an dessen Gehäuse 3 verriegeltem Einsatz 5 die Kanäle 6 und 7 über die Anschlußöffnungen 8 und die Dichtungen 9 dicht mit den entsprechenden, im Gehäuse 3 ausgebildeten Gaskanälen 4 verbunden sind und mit diesen den jeweiligen Gasweg bilden.

Im Kanal 6 ist eine Drossel bzw. Düse 10 vorgesehen. Im Kanal 7 ist eine Drossel bzw. Düse 11 in Serie mit einem Rückschlagventil 12 vorgesehen, welches in bekannter Weise einen Gasfluß nur in einer Richtung, d. h. von der mit dem Rückschlagventil 12 versehenen Anschlußöffnung 8 an die mit der Düse 11 versehene Anschlußöffnung 8 gestattet, in umgekehrter Richtung aber sperrt.

An einem Ende ist der Einsatz 5 mit einer Bohrung 13 versehen, die mit ihrer Achse senkrecht zur Ebene der Unterseite 5' sowie auch senkrecht zur Ebene der ebenfalls planen Oberseite 5" des Einsatzes 5 orientiert ist. Mit der Bohrung 13 ist der Einsatz 5 auf einen Zapfen 14 aufsetzbar, der an der den Rotor 2 bzw. der vertikalen Maschinenachse zugewandten Rückseite des Gehäuses 3 vorgesehen ist. Der Zapfen 14 ist mit seiner Achse parallel zur Maschinenachse bzw. zur Füllelementachse FA orientiert und mit seinem unteren Ende an einem rückwärtigen Vorsprung 3' des Gehäuses 3 befestigt, und zwar derart, daß dieser Zapfen 14 über eine von dem Vorsprung gebildete plane Gehäusefläche 15 vorsteht, die in einer Ebene senkrecht zur Füllelementachse FA liegt. Der Zapfen 14 ist an seinem oberen, freien Ende mit einem sich zu diesem Ende hin verjüngenden Abschnitt versehen.

Oberhalb der Fläche 15 ist am Gehäuse 3 ein Niederhalter oder Gleitbalken 16 befestigt, der eine plane Unterseite 16' bildet, die parallel zur Ebene der Gehäusefläche 15 liegt und von der Gehäusefläche 15 einen Abstand aufweist, der gleich oder nur geringfügig größer ist als der Abstand der Unterseite 5' von der Oberseite 5". Der Niederhalter 16 endet mit Abstand vom Zapfen 14, und zwar derart, daß der Einsatz 5 mit seiner Bohrung 13 auf den Zapfen 14 aufgesetzt werden kann, und zwar in einer Einlege- und Entnahmestellung, in der der Einsatz 5 mit seiner senkrecht zur Achse der Bohrung 13 verlaufenden Längsachse L senkrecht oder in etwa senkrecht über die Rückseite des Gehäuses 3 wegsteht, wie dies in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist.

Nach dem Aufsetzen auf den Zapfen 14 kann dann der Einsatz 5 um die Achse dieses Zapfens an die Rückseite des Gehäuses 3 in eine Betriebs- oder Funktionsstellung herangeschwenkt werden (Pfeil A), so daß der Einsatz 5 dann über den größeren Teil seiner Längserstreckung zwischen der Gehäusefläche 15 und der Unterseite 16' des Niederhalters 16 aufgenommen ist und jede Anschlußöffnung 8 mit einer Öffnung eines Gaskanales 4 im Gehäuse 3 in Verbindung steht und die Dichtungen 9 dichtend gegen die Gehäusefläche 15 anliegen. Durch eine Sperre 17 ist der Einsatz 5 in dieser Funktionsstellung zwischen den Flächen 16' und 15 gegen unerwünschtes Zurückschwenken (Pfeil B der Figur) verriegelbar.

Die Sperre 17 ist bei der dargestellten Ausführungsform als Fall-Sperre ausgebildet, und zwar mir einem Hebel 18, der an der dem Gehäuse 3 abgewandten Seite des Niederhalters 16 mit einem Ende mittels eines Gelenkbolzens 19 um eine Achse senkrecht zur Füllelementachse FA schwenkbar vorgesehen ist, und an seinem anderen Ende eine gabelförmige Ausnehmung 20 aufweist, die mit einem weiteren Bolzen 21 zusammenwirkt. Der Hebel 18 kann hierdurch nur eine begrenzte Schwenkbewegung ausführen, und zwar in der Weise, daß er in seiner abgesenkten Stellung, in der er sich aufgrund der Schwerkraft normalerweise befindet, den in der Betriebsstellung befindlichen Einsatz 5 überlappt und dadurch in dieser Betriebsstellung verriegelt, wie dies in den Fig. 1 und 5 gezeigt ist. Im verriegelten Zustand übergreift somit der Hebel 18 den betreffenden Einsatz 5 an seiner dem Gehäuse 3 abgewandten Rückseite 5'''. Die Zapfen 19 und 21 sind von Schrauben gebildet, mit denen der Gleitbalken bzw. Niederhalter 16 am Gehäuse 3 befestigt ist.

Durch Anheben oder Schwenken des Hebels 18 entsprechend dem Pfeil C der Fig. 2 wird der Einsatz 5 entriegelt und kann dann in die Einsetz- und Entnahmestellung geschwenkt vom Zapfen 14 abgezogen werden (Pfeil D) und durch einen anderen Einsatz, beispielsweise auch durch einen Einsatz 5a ausgetauscht werden.

Dieser Einsatz 5a, der in den Fig. 7 dargestellt ist, entspricht hinsichtlich seiner äußeren Geometrie und der Geometrie der Gaskanäle 6 und 7 und deren Anschlußöffnungen 8 dem Einsatz 5, weist allerdings in den Gaskanälen 6 und 7 die Düsen 10 und 11 sowie das Rückschlagventil 12 und andere Gaskanal-Steuerelemente nicht auf.

Durch die wahlweise Verwendung der Einsatz 5 oder 5a ist es möglich, eine vorhandene Füllmaschine bzw. deren Füllelemente von einer Druckfüllung unter Verwendung der Eisätze 5 auf eine drucklose Füllung unter Verwendung der Einsätze 5a schnell und problemlos umzurüsten. Die Einsätze 5a eignen sich insbesondere auch für eine drucklose Füllung von Behältern mit einem Füllgut, welches feste Bestandteile enthält, beispielsweise Pulpe oder Fasern, die die Düsen 10 und 11 sowie das Rückschlagventil 12 und andere nicht dargestellte Druckgaskanalsteuerelemente verunreinigen und damit den Füllvorgang beeinträchtigen könnten.

Weiterhin werden die Einsätze 5a auch für die Reinigung einer Füllmaschine bzw. deren Füllelemente 1, beispielsweise für die CIP-Reinigung verwendet.

Der Einsatz 5a ist in gleicher Weise, wie dies vorstehend für den Einsatz 5 beschrieben wurde, mit seiner Bohrung 13 auf den Zapfen 14 des jeweiligen Füllelementes 1a aufsetzbar und dann durch Schwenken entsprechend dem Pfeil A in die Betriebsstellung bewegbar, so daß er zwischen den beiden Flächen 15 und 16' aufgenommen und durch die Sperre 17 verriegelt ist und die Gaskanäle 6 und 7 mit den zugehörigen Gaskanälen 4 im Gehäuse 3 verbunden sind.

Um die Handhabung bzw. das Austauschen der Einsätze 5/5a zu erleichtern, sind diese im Bereich ihres der Bohrung 13 entferntliegenden Endes jeweils mit einer stabförmigen Handhabe 22 versehen, die über die Rückseite 5''' des Einsatzse 5 bzw. 5a wegsteht.

Das Gehäuse 3 ist beispielsweise aus Metall gefertigt. Der Niederhalter 16 besteht beispielsweise aus Kunststoff. Für die Herstellung der Einsätze 5, 5a eignet sich beispielsweise Metall oder Kunststoff.

Bezugszeichenliste

1

Füllelement

2

Rotor

3

Gehäuse

3

' Gehäusevorsprung

4

Gaskanal

5

,

5

a Einsatz oder Düsen- und/oder Ventilträger

5

Unterseite

5

" Oberseite

5

''' Rückseite

6

,

7

Gaskanal

8

Anschlußöffnung

9

Dichtung

10

,

11

Düse

12

Rückschlagventil

13

Bohrung

14

Zapfen

15

Gehäusefläche

16

Gleitbalken oder Niederhalter

16

' Unterseite

17

Sperre

18

Hebel

19

Gelenkbolzen

20

Ausnehmung

21

Bolzen

22

Handhabe
A, B, C, D Pfeil
L Längserstreckung
FA Füllelementachse

Claims (15)

1. Füllelement für eine Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, wobei das Füllelement (1) wenigstens einen Gasweg aufweist, der teilweise von einem Gaskanal im Gehäuse und einem Gaskanal (6, 7) gebildet ist, der in einem austauschbar am Gehäuse (3) vorgesehenen Einsatz (5) eines ersten Typs vorgesehen ist und wenigstens ein den Gasfluß durch den Gasweg steuerndes Steuerelement (10, 11, 12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Einsatz (5) des ersten Typs ein Einsatz (5a) eines zweiten Typs vorgesehen ist, der den Gasfluß steuernde Steuerelemente (10, 11, 12) nicht aufweist und anstelle des Einsatzes (5) des ersten Typs am Füllelement (1) verwendbar ist.

2. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (5, 5a) zum Verbinden mit dem wenigstens einen Gaskanal des Füllelementgehäuse aus einer Einbring- oder Entnahmestellung in eine Funktionsstellung schwenkbar ist.

3. Füllelement für eine Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, wobei das Füllelement (1) wenigstens einen Gasweg aufweist, der teilweise von einem Gaskanal im Gehäuse und einem Gaskanal (6, 7) gebildet ist, der in einem austauschbar am Gehäuse (3) vorgesehenen Einsatz (5) vorgesehen ist und wenigstens ein den Gasfluß durch den Gasweg steuerndes Steuerelement (10, 11, 12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (5) zum Verbinden mit dem wenigstens einen Gaskanal des Füllelementgehäuse aus einer Einbring- oder Entnahmestellung in eine Funktionsstellung schwenkbar ist.

4. Füllelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu einem Einsatz (5) des ersten Typs, der wenigstens ein den Gasfluß durch den Gasweg steuerndes Steuerelement (10, 11, 12) aufweist, ein Einsatz (5a) eines zweiten Typs vorgesehen ist, der den Gasfluß steuernde Steuerelemente (10, 11, 12) nicht aufweist und anstelle des Einsatzes (5) des ersten Typs am Füllelement (1) verwendbar ist.

5. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Einsätze (5, 5a) quader- oder leistenartig ausgebildet sind

6. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Füllelementgehäuse (3) ein Gelenkzapfen (14) vorgesehen ist, auf den der jeweilige Einsatz (5, 5a) mit einer Gelenköffnung (13) aufsetzbar ist und um den der Einsatz (5) aus der Einbring- und Entnahmestellung in die Funktionsstellung schwenkbar ist.

7. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (5) des ersten Typs zumindest sämtliche passiven Funktionselemente zur Steuerung des Gasflusses der Gaswege des Füllelementes (1) aufweist.

8. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Gaskanal (6, 7) im Einsatz (5, 5a) des ersten und des zweiten Typs zumindest beidendig jeweils eine Anschlußöffnung (8) bildet, über die dieser Gaskanal (6, 7) beim Überführen des Einsatzes (5, 5a) in die Funktionsstellung an den zugehörigen Gaskanal (4) im Füllelementgehäuse (3) angekoppelt wird.

9. Füllelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Anschlußöffnungen (8) an einer gemeinsamen Seite (5') des Einsatzes (5, 5a) vorgesehen sind.

10. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Einsatz (5, 5a) in der Funktionsstellung zwischen einer ersten Fläche (15) des Füllelementgehäuses (3) und einer zweiten Fläche (16') angeordnet ist, und daß die im Füllelementgehäuse (3) vorgesehenen Gaskanäle (4) an der ersten Fläche (15) münden der gegenüberliegend die Anschlußöffnungen (8) des jeweiligen, in der Funktionsstellung befindlichen Einsatzes (5, 5a) vorgesehen sind.

11. Füllelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche (16') von einer Fläche eines Gleitbalkens oder Niederhalters (16) gebildet ist.

12. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußöffnungen (8) des jeweiligen Einsatzes (5) an einer Fläche (5') vorgesehen sind, die senkrecht zu derjenigen Achse liegt, um die der Einsatz aus der Einbring- oder Entnahmestellung in die Funktionsstellung schwenkbar ist.

13. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sperre, vorzugsweise eine Fallsperre (17) zum Verriegeln des Einsatzes (5, 5a) in der Funktionsstellung.

14. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück oder der Niederhalter (16) aus Kunststoff gefertigt sind.

15. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Einsatz (5, 5a) aus Metall oder Kunststoff gefertigt ist.