DE10115452A1 - Füllkopf zum Füllen von Behältern mit einem fluidförmigen Medium - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Füllkopf, insbesondere einen Sicherheits-Schnellfüllkopf, zum Füllen von Behältern mit einem Medium. Der Behälter ist durch einen Ventilteller, der ein Abgabeventil umfaßt, geschlossen. Der Ventilteller wird mittels Clinchen an dem Behälter befestigt. Der Füllkopf ist so konstruiert, daß ein Füllen des Behälters vermieden wird, wenn der Füllkopf auf einen fehlerhaften Behälter aufgesetzt wird, bei dem der Ventilteller kein Abgabeventil aufweist und/oder nicht vorschriftsmäßig mittels Clinchen an dem Behälter befestigt ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Füllen von Behältern mit einem fluidförmigen Medium, wobei ein nichtgewünschtes Füllen von fehlerhaften Behältern vermieden wird, bei denen der Ventilteller nicht vorschriftsmäßig mittels Clinchen an dem Behälter befestigt ist und/oder kein Abgabeventil aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abfüllkopf zum Füllen von Behältern mit einem fluidförmigen Medium, insbesondere zum Füllen von Aerosolbehältern und entsprechenden Dosen, mit einem Ventilteller, der eine Ventilvorrichtung umfaßt, die in einem Ventildom befestigt ist, wobei der Ventilteller an dem Behälter mittels Clinchen befestigt ist.

Solche Behälter werden in mannigfaltigen Ausführungsformen sowohl im Haushalt als auch im gewerblichen Bereich eingesetzt. Sie können unterschiedliche Medien aufnehmen, die üblicherweise mit einem Überdruck in die entsprechenden Behälter gefüllt werden. Je nach Anwendungsgebieten werden sowohl Einkammersysteme als auch Mehrkammersysteme bei den Behältern eingesetzt. Mehrkammersysteme sind insbesondere erforderlich, wenn unterschiedliche Medien erst bei der Abgabe bzw. beim Spenden der Medien miteinander gemischt werden sollen, oder wenn ein Nutzmedium und ein davon getrenntes Druckmittel vorgesehen sind, wobei das abzugebende Nutzmedium in einer elastischen bzw. verformbaren Kammer gespeichert wird, während das Druckmedium in einer zweiten Kammer angeordnet ist, um auf die erste Kammer einen Druck auszuüben, damit beim Öffnen eines Ventils das Nutzmedium abgegeben werden kann.

Es werden zahlreiche unterschiedliche fluidförmige Medien in solche Behälter abgefüllt, wobei sowohl Flüssigkeiten als auch Gase vorgesehen sind. In Einzelfällen können auch fließfähige, kleine Festkörper in einem Nutzmedium enthalten sein. Die fluidförmigen Medien können unterschiedliche chemische Eigenschaften haben, sie können im wesentlichen unbedenklich sein, aber auch ätzende Eigenschaften aufweisen, brennbar sein, reizende und/oder toxische Stoffe enthalten.

Die zu füllenden Behälter werden in der Regel zuerst durch einen, als, Deckel dienenden Ventilteller verschlossen, in dessen Ventildom ein Abgabeventil in der Regel durch Crimpen befestigt ist und danach mittels Füllmaschinen und entsprechenden Füllköpfen mit dem fluidförmigen Medium gefüllt. Es ist wichtig, daß beim Füllvorgang ein geringstmöglicher Gasverlust auftritt und ein Füllen bei fehlerhaften bzw. nicht vollständig vorbereiteten Behältern vermieden wird.

Es sind Vorrichtungen mit Füllsperren bekannt, die bei einem im Ventilteller fehlenden Ventil das Füllen des betreffenden Behälters verhindern, ferner sind Vorrichtungen bekannt, die eine Gasabsaugung und/oder eine Frischluftzufuhr aufweisen. Ferner sind Vorrichtungen mit Alarmsystemen bekannt, die einen eventuellen Gasaustritt oder Gasverlust melden und gegebenenfalls den Füllvorgang stoppen.

Obwohl Vorrichtungen bekannt sind, die verhindern, daß ein Füllvorgang nicht gestartet wird, wenn in dem durch einen Ventilteller verschlossenen, zu füllenden Behälter ein Ventil nicht eingesetzt worden ist, besteht die Gefahr, daß im Falle eines Ventiltellers, in dem ein Ventil befestigt ist, der aber nicht durch Clinchen mit der Dose fest verbunden ist, ein Füllvorgang stattfindet, wobei nach dem Befüllen der Inhalt über den nicht durch Clinchen befestigten Ventilteller oder an diesem vorbei ausströmt oder sogar der nicht korrekt befestigte Ventilteller aufgrund des hohen Druckes des Mediums aus dem Behälter herausgedrückt wird, was zu einem hohen Medienverlust führt und je nach Medium auch entsprechende Gefahren birgt.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, einen Abfüllkopf, insbesondere einen Sicherheits-Schnellfüllkopf, zur Verfügung zu stellen, bei dem ein fehlerhaftes Füllen eines Behälters vermieden wird, bei dem ein Ventilteller, in dessen Dom ein Abgabeventil fehlt, oder der nicht mittels Clinchen sicher an dem Behälter befestigt ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Füllkopf nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst, die Ansprüche 2 bis 9 betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Abfüllkopfs, die Ansprüche 11 bis 12 besonders vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gemäß der Erfindung umfaßt der Füllkopf einen beweglichen Kolben, der zwischen einer Schließstellung in einer ersten Endposition und einem Öffnungsbereich beweglich ist, wobei sich der Öffnungsbereich über eine längere Distanz, in der der Kolben beweglich ist, bis zu einer zweiten Endposition erstreckt. Der Füllkopf weist einen ersten Anlagebereich zur Anlage an mindestens einem Element des Behälters (einem "Referenzelement"), beispielsweise an einer Schulter des Behälters, zum relativen Positionieren des Füllkopfs an dem Behälter auf. Der Füllkopf befindet sich in einer Füllstellung, wenn der erste Anlagebereich vollständig an dem vorgesehenen Element oder den vorgesehenen Elementen des Behälters anliegt. Der bewegliche Kolben des erfindungsgemäßen Füllkopfs weist einen zweiten Anlagebereich auf, der je nach Betriebsstellung und Zustand des zu füllenden Behälters an einer Oberfläche eines Ventildoms, in dem eine Ventilvorrichtung befestigt ist, anliegt.

Unter einem "Ventildom" ist ein Vorsprung in dem Behälter oder in einem Element des Behälters, beispielsweise dem oben genannten Ventilteller, zu verstehen, der zumindest über die ihn direkt umgebenden Bereiche des Ventiltellers vorsteht. Der Ventildom weist bevorzugt eine Oberfläche und Seitenflächen auf, die auch ineinander übergehen können, wobei in den Ventildom ein Abgabeventil eingesetzt ist, das bevorzugt mittels Crimpen in dem Ventildom befestigt ist.

Beim Crimpen des Ventildoms werden in die Seitenwandung des Ventildoms eine oder mehrere Crimp-Kerben eingedrückt, durch die das Abgabeventil zuverlässig in dem Ventildom sicher befestigt wird.

Aufgrund der mechanischen Verformung des Ventiltellers bei seiner Befestigung auf einem Öffnungsrand eines Behälters mittels Clinchen, wird der Ventildom angehoben, so daß die Oberfläche des Ventildoms relativ zu den ihn umgebenden Bereichen des Behälters, und damit auch relativ zu dem oben genannten mindestens einen Element des Behälters (dem "Referenzelement") zur Anlage des ersten Anlagebereichs des Füllkopfes, um einen Abstand x nach oben bzw. nach außen gedrückt wird.

Der Füllkopf ist gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß in der Füllstellung des Füllkopfes zwischen dem zweiten Anlagebereich des Kolbens, der aufgrund einer Federvorrichtung in seiner ersten Endstellung vorgespannt ist, und der Oberfläche des Doms ein Spalt verbleibt, wenn der Ventilteller nicht mittels Clinchen an dem Behälter befestigt ist. Da in diesem Fall in der Füllstellung keine Kraft auf den beweglichen Kolben ausgeübt wird, bleibt dieser aufgrund der Vorspannung der Federvorrichtung in seiner ersten Endstellung und damit in der Schlußstellung, so daß ein Füllvorgang verhindert wird, wenn der Ventilteller nicht vorschriftsmäßig an dem Behälter oder der Dose mittels Clinchen befestigt ist.

Ferner ist der Füllkopf erfindungsgemäß so ausgebildet, daß erst durch ein Anheben des Ventildoms um den Abstand x, das, wie oben beschrieben, durch den Clinchvorgang hervorgerufen wird, der zweite Anlagebereich des Kolbens an der Oberfläche des Ventildoms anliegt und der bewegliche Kolben durch die Oberfläche des Ventildoms gegen die Kraft der Vorspannfeder aus seiner ersten Endstellung in eine Öffnungsstellung gedrückt wird, so daß ein der Behälter gefüllt werden kann.

Der erfindungsgemäße Füllkopf stellt damit sicher, daß, selbst wenn sich der Füllkopf in der Füllstellung befindet, der Kolben nur dann aus seiner Schlußstellung in seine erste Endstellung in eine Offenstellung gedrückt wird, wenn der Ventilteller mit dem im Ventildom befestigten Abgabeventil vorschriftsmäßig durch Clinchen an dem Behälter befestigt ist, während bei einem nicht geclinchten Ventilteller und damit einem nicht zuverlässig befestigten Ventil der Kolben in der Schlußstellung bleibt und ein Füllvorgang verhindert wird.

Der erfindungsgemäße Füllkopf erfüllt daher erhöhte Sicherheitsanforderungen und verhindert insbesondere ein Füllen eines fehlerhaften Behälters, das mit einem hohen Medienverlust und möglichen Gefährdungen für die Umwelt verbunden wäre.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Füllkopf im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, wobei sein erster Anlagebereich bevorzugt im wesentlichen als ringförmige Fläche ausgebildet ist, die sich um eine Längsachse des Füllkopfes erstreckt und im wesentlichen senkrecht zu dessen Längsachse verläuft. Ein solchermaßen ausgebildeter Füllkopf eignet sich insbesondere für die weitverbreiteten, im wesentlichen zylinderförmigen Behälter, insbesondere Aerosoldosen, die vor allem im Haushalt eingesetzt werden.

Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei dem beweglichen Kolben um einen Servokolben, der im wesentlichen parallel zu der Längsachse des Füllkopfes zwischen einer ersten Endstellung (der Schließstellung) und einer zweiten Endstellung beweglich ist. Eine solche Ausführungsform erleichtert den Füllbetrieb, da der Füllkopf im wesentlichen in Richtung seiner Längsachse auf die zu füllende Dose aufgesetzt wird, so daß das Aufsetzen des Füllkopfes schnell und problemlos durchgeführt werden kann, und eine beschleunigte Massenproduktion ermöglicht.

Die Federvorrichtung, die den beweglichen Kolben in seiner ersten Endstellung, der Schlußstellung, vorspannt, ist bevorzugt eine Schraubenfeder. Es können jedoch auch andere Federvorrichtungen vorgesehen sein, insbesondere Federbleche, aber auch andere elastische Materialien. Die Federkraft kann der entsprechenden Anwendung, insbesondere den gewünschten Fülldrücken, angepaßt werden, so daß immer eine einwandfreie Funktion des erfindungsgemäßen Füllkopfs sichergestellt ist.

Der Füllkopf kann mittels eines Gewindes an einer Füllmaschine befestigt werden, so daß je nach Art des zu füllenden Behälters lediglich der Füllkopf ausgetauscht werden muß, die Füllmaschine aber für unterschiedliche Behälter eingesetzt werden kann. Anstelle des Gewindes können auch andere Befestigungsmittel eingesetzt werden, beispielsweise kann der Füllkopf mit einem Bajonettverschluß versehen sein, der ein schnelles und sicheres Anschließen des Abfüllkopfs an der Abfüllmaschine sicherstellt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Füllkopf mindestens einen Zuführkanal auf, der sich im wesentlichen in einem radialen Randbereich des Füllkopfes erstreckt. Dadurch kann die Zuführung eines Mediums im wesentlichen unabhängig von der geometrischen Ausgestaltung des beweglichen Kolbens ausgeführt werden, der sich bevorzugt im Bereich der Längsachse des Füllkopfes befindet.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Füllkopf mehrere Zuführkanäle auf, die in radialer Richtung gleichmäßig um den Umfang des Füllkopfes verteilt sind. Bevorzugt werden drei Zuführkanäle eingesetzt, die jeweils durch einen Umfangswinkel von 120° voneinander getrennt angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Füllen von Behältern mit einem fluidförmigen Medium mittels eines Füllkopfes, wie er oben beschrieben ist.

Bei einem bevorzugten Verfahren treten Fülldrücke in einem Bereich von 30 und 60 bar, bevorzugt in einem Bereich von 40 bis 50 bar, auf, während Fülldrücke in dem Behälter bevorzugt in einem Bereich zwischen 2 und 10 bar, insbesondere zwischen 4 und 6 bar liegen. Die Füllungsmaschinen, an die der erfindungsgemäße Füllkopf angeschlossen werden kann, sind bevorzugt so ausgebildet, daß die Fülldrücke in weiten Bereichen einstellbar sind, so daß sie für unterschiedliche Anwendungen, Behälter und Medien verwendbar sind.

Die Füllmaschinen weisen bevorzugt Steuervorrichtungen und Sensoren auf, die den Füllvorgang und dessen Steuerung überwachen.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand schematischer Zeichnungen erläutert, die Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Füllkopfes darstellen. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Füllkopfs in einer Füllstellung auf einem Behälter, bei dem der Ventilteller nicht mittels Clinchen an dem Behälter befestigt ist;

Fig. 2 die Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Füllkopfs in einer Füllstellung auf einem Behälter, bei dem der Ventilteiler mittels Clinchen an dem Behälter befestigt ist und wobei sich der Kolben in einer ersten Betriebsstellung befindet;

Fig. 3 die Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Füllkopfs in einer Füllstellung auf einem Behälter, bei dem der Ventilteller mittels Clinchen an dem Behälter befestigt ist und der Kolben in einer zweiten Betriebsstellung befindet, die ein schnellstmögliches Füllen des Behälters gewährleistet; und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Füllkopfs in dem in Fig. 2 gezeigten Zustand.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Füllkopfs 10, mit einem Gehäuse 20, das mit einer Mutter 40 verbunden ist. Die Mutter 40 weist eine ringförmige Nut 42 auf, in der ein ringförmiges Dichtelement 44 angeordnet ist, so daß das Gehäuse 20 und die Mutter 40 so miteinander verbunden sind, daß auch bei hohen Fülldrücken kein Medium austreten kann.

Das Gehäuse 20 hat in seinem oberen Bereich einen Maschinenanschluß 22, der eine obere, zylinderförmige Ausnehmung 24 und eine untere, zylinderförmige Ausnehmung 26, die mit einem Gewinde 28 zum Anschließen an einer Füllmaschine versehen ist. Der Füllkopf 10 kann daher auf einen Füllstutzen einer Füllungsmaschine 200, (siehe Fig. 3) aufgesetzt werden.

Anschließend an die untere Ausnehmung 26 ist eine weitere, zylinderförmige Ausnehmung 30 vorgesehen, deren radiale Abmessung größer ist als die radiale Abmessung sowohl der oberen Ausnehmung 24 als auch der unteren Ausnehmung 26.

Von der Ausnehmung 30 erstreckt sich ein Zuführkanal 32 für ein Medium im wesentlichen parallel zu einer Längsachse 12 des Füllkopfes 10. Der Zuführkanal 32 und eine sich daran anschließende Ausnehmung 34 erstrecken sich bis zu einem als Scheibe ausgebildeten Dichtelement 46, bei dem in Fig. 1 gezeigten Zustand des Füllkopfes 10 an einer Dichtfläche 62 des Kolbens 60 anliegt, so daß der Zuführkanal 32 an dieser Stelle geschlossen ist und infolgedessen weder ein Füllvorgang stattfinden noch ein Medium austreten können.

Der bewegliche Kolben 60 wird bei dem in Fig. 1 gezeigten Zustand des Füllkopfes (hervorgerufen durch das nicht durchgeführte Clinchen des Ventiltellers und damit einen niedrigeren Ventildom 84 des Ventiltellers 82) durch eine als Schraubenfeder ausgebildete Federvorrichtung 64, die in einem Hohlraum 66 des Gehäuses 20 angeordnet ist, in seiner ersten Endstellung vorgespannt, die eine Schlußstellung ist. Die Dichtfläche 62 des Kolbens liegt an dem Dichtelement 46 in dieser Schlußstellung an, so daß, wie oben beschrieben, der Zuführkanal 32 bzw. die ringförmige Ausnehmung 34, in den der Zuführkanal 32 mündet, dicht geschlossen wird.

Der Hohlraum 66, in dem sich der Kolben 60 bewegt und in dem die Federvorrichtung 64 angeordnet ist, ist mittels eines als Dichtmanschette ausgebildeten Dichtelements 68 gegen den Zuführkanal 32 bzw. die an diesen anschließende, ringförmige Ausnehmung 34 abgedichtet, so daß Medium oder Gas nicht in den Hohlraum 66 gelangen kann.

Der Hohlraum 66 ist über einen Kanal 70 mit dem Außenbereich verbunden, so daß beim Bewegen des Kolbens 60 innerhalb des Hohlraums 66 ein Druckausgleich stattfinden kann. Das Dichtelement 68 stellt sicher, daß kein Medium, mit dem ein Behälter 80 gefüllt werden soll, über den Hohlraum 66 und den Kanal 70 entweichen kann.

Ferner weist die Mutter 40 in ihrem unteren Bereich eine weitere, ringförmige Nut 48 auf, in die eine ringförmige Ventildichtung 50 eingesetzt ist, so daß ein exaktes und einfaches Aufsetzen des Füllkopfes auf den Behälter möglich ist. Die abgerundeten Kanten im unteren Bereich des Füllkopfes dienen hier zusätzlich als Zentrierhilfe für eine exakte Positionierung.

Der nur zum Teil gezeigte Behälter 80 umfaßt eine Schulter 86. In den Behälter ist bereits ein Ventilteller 82, der einen mittig angeordneten, zylindrischen Ventildom 84 aufweist, eingesetzt. Das Abgabeventil 100 ist bereits mittels Crimpen in dem durch Crimp-Kerben 94 befestigt. Der Ventilteller 82 ist jedoch noch nicht mittels Clinchen auf dem Behälter befestigt.

Die ringförmige Schulter 86 bildet das Gegenelement zu einem ersten Anlagebereich 52 des Füllkopfs 10, der in Form einer Stufe an der Mutter 40 vorgesehen ist.

Durch eine Anlage des ersten Anlagebereichs 52 des Füllkopfs 10 an der ringförmigen Schulter 86 des Behälters 80 wird die Füllstellung des Füllkopfs 10, also die relative Stellung des Füllkopfs 10 zu dem Behälter 80, festgelegt.

Der zylindrische Ventildom 84 weist einen auslaufenden Fußbereich 88 auf, so daß ein gleichmäßiger Übergang des Ventildoms 84 in einen Boden 90 des Ventiltellers 82, erzielt wird, der von der ringförmigen Schulter 86 umgeben ist.

Das Abgabeventil 100 hat einen Ventilschaft 102, der in einem Ventilgehäuse 104 axial beweglich angeordnet ist. Das Abgabeventil 100 ist bei dem in Fig. 1 gezeigten Behälter 80, wie oben erwähnt, fest mit dem Ventildom 84 mittels Crimpen verbunden.

Wie insbesondere in der Teilausschnittsvergrößerung in Fig. 1 sichtbar ist, bildet sich zwischen einem zweiten Anlagebereich 72 des Kolbens 60 und einer Oberfläche 92 des Ventildoms 84 ein Spalt 110 aus, der hier eine Dicke von etwa 0,3 bis 0,4 mm aufweist. Es ist jedoch auch möglich, den Füllkopf so auszulegen, daß bei einem nicht geclinchten Ventilteller 82 nur ein Spalt von 0,2 mm oder sogar 0,1 mm auftritt, solange sichergestellt ist, daß der Ventildom 84 keine Kraft auf den Kolben 60 ausübt.

Die Oberfläche 92 des Ventildoms 84 drückt daher nicht gegen den zweiten Anlagebereich 72 des Kolbens 60, so daß der Kolben 60 auch nicht gegen die Federkraft der Federvorrichtung 64 aus seiner ersten Einstellung gedrückt wird, die eine Schlußstellung darstellt. Der Zuführkanal 32 und die Ausnehmung 34 (Fig. 2), in die der Zuführkanal mündet, sind daher durch die Dichtfläche 62 des Kolbens 60 und das Dichtelement 46 geschlossen.

Da der Zufuhrkanal 32 und die Ausnehmung 34 dicht geschlossen sind, wird ein Füllen eines Behälters 80, bei dem nicht mittels Clinchen ein Ventilteller 82 befestigt worden ist, zuverlässig verhindert, so daß ein nicht gewünschtes Füllen eines fehlerhaften Behälters oder ein ungewolltes Austreten eines Mediums vermieden werden. Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform des Füllkopfes 10, jedoch ist der Füllkopf 10 in diesem Fall auf einen Behälter 80' aufgesetzt, bei dem der Ventilteller 82' mittels Clinchmarken 85 an dem Behälter 80' sicher befestigt ist. Die schon in Fig. 1 sichtbaren Crimp-Kerben 94 sind deutlich zu sehen, die in die vorher genannte, etwa zylindrische Ventildomwand des Ventildoms 84' des Ventiltellers 82 eingedrückt sind. Bei dieser Ausführungsform sind insgesamt 6 Crimp-Kerben 94 gleichmäßig um den Umfang des Ventildoms 84' verteilt. Die Größe der Crimp-Kerben 94 ist relativ zu dem Ventilteller 82 nicht maßstabsgetreu dargestellt.

Wie im Vergleich mit Fig. 1 deutlich zu erkennen ist, ist durch das Anbringen der Clinchmarken 85 an dem Ventilteller 82 der Ventildom 84 gegenüber der Schulter 86' des Behälters 80' angehoben, so daß sich die Oberseite 92' des Ventildoms 84' relativ nach oben verlagert hat. Die Oberseite 92' des Ventildoms 84' befindet sich nun etwa auf gleicher Höhe mit der oberen Kante der Schulter 86' des Behälters 80', an dem der erste Anlagebereich 52 des Füllkopfes 10 anliegt, während in Fig. 1 deutlich sichtbar die Oberseite 92 des Ventildoms 84 niedriger liegt als die Oberkante der Schulter 86 des Behälters 80.

Bei dieser Ausführungsform des Behälters 80' beträgt die durch das Clinchen hervorgerufene Anhebung der Oberseite 92' des Ventildoms 84 in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse 12 des Füllkopfs 10 etwa x = 0,8 mm (in der Darstellung in Fig. 2 nach oben).

Wie deutlich in Fig. 2 im Vergleich zur Fig. 1 ersichtlich ist, entsteht durch das Anheben des Ventildoms 84' kein Spalt zwischen der Oberseite 92' des Ventildoms 84' und dem zweiten Anlagebereich 72 des Kolbens 60. Vielmehr ist die durch das Clinchen hervorgerufene Anhebung des Ventildoms 84' so groß, daß nicht nur der Spalt überbrückt wird, der bei dem in Fig. 1 gezeigten Zustand auftritt. Darüber hinaus wird der Kolben 60 gegen die Vorspannung der Federvorrichtung 64 in Richtung der Längsachse 12 des Füllkopfs 10 in Fig. 2 um einen Abstand von etwa 0,4 bis 0,5 mm nach oben gedrückt.

Dadurch wird die Dichtfläche 62 des Kolbens 60 von dem Dichtelement 46 abgehoben, so daß der Zuführkanal 32 und die ringförmige Ausnehmung 34 mit zumindest einem Randbereich des Ventildoms 84' verbunden werden. Die ringförmige Ausnehmung 34 wiederum ist über einen Durchbruch (74, siehe Fig. 3) mit der Ausnehmung 36 in der Umgebung des Ventilschafts 102 verbunden, so daß nun ein fluidförmiges Medium von der Füllmaschine 200 (siehe Fig. 3), durch die obere Ausnehmung 24, die untere Ausnehmung 26, die Ausnehmung 30, den Zuführkanal 32, die Ausnehmung 34, den Durchbruch 74 und die Ausnehmung 36 auf dann bekannte Weise entweder durch den Ventilschaft 102 und/oder an dem Ventilschaft 102 vorbei in den Behälter 80' gefüllt werden kann.

Während Fig. 2 den Zustand des Abfüllkopfs 10 direkt nach dem Aufsetzen auf den Behälter 80' zeigt, stellt Fig. 3 einen zweiten Betriebszustand dar, bei dem ein fluidförmiges Medium in den Behälter 80' gefüllt wird. Durch das einströmende, fließfähige Medium wird der Kolben 60 noch weiter, entgegen der Federkraft der Federvorrichtung 64, nach oben gedrückt. Die ringförmigen Ausnehmungen 34, 36 werden weiter vergrößert. Die Dichtfläche 62 des Kolbens 60 wird von der Oberseite 92' des Ventildoms 84 noch weiter abgehoben, so daß der volle und schnelle Durchfluß für das Medium freigegeben wird und ein schnelles Füllen des Behälters 80' möglich ist.

In Fig. 3 ist ebenfalls der im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnte Durchbruch 74 ersichtlich, durch den in der in Fig. 2 gezeigten Situation das Medium bereits vor Abheben des zweiten Anlagebereichs 72 des Kolbens 60 von der Oberseite 92' des Ventildoms 84' in die Ausnehmung 36 fließen kann.

Es kann auch ein Füllkopf 10 ohne den Durchbruch 74 vorgesehen sein, wobei bei dem in Fig. 2 gezeigten Zustand noch kein Füllen möglich ist. Durch das Abheben der Dichtfläche 42 von dem Dichtelement 46 drückt der Medienstrom jedoch unter die Dichtfläche 42, die dann, wie auch in der gezeigten Ausführungsform, als Wirkfläche dient und den Kolben 60 gegen die Federkraft der Federvorrichtung 64 nach oben drückt, um das Füllen zu ermöglichen.

In Fig. 3 ist ferner schematisch ein Stutzen 202 der Füllmaschine 200 dargestellt, über die das Medium dem Füllkopf zugeführt wird. Der Stutzen 202 der Füllmaschine 200 umfaßt ein Gewinde 204, das mit dem Gewinde 28 des Maschinenanschlusses 22 zusammenwirkt, so daß der Stutzen 202 sicher und dicht an den Füllkopf 10 angeschlossen werden kann.

Fig. 4 schließlich zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abfüllkopfs 10", der mit der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform im wesentlichen identisch ist, wobei in Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechender Betriebszustand direkt nach dem Aufsetzen des Abfüllkopfs 10" gezeigt ist.

Zusätzlich zu der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform weist der in Fig. 4 gezeigte Füllkopf 10" einen Sensor 122 auf, der feststellt, ob eine Füllmaschine an den Füllkopf 10" angeschlossen ist. Stellt der Sensor 122 fest, daß eine Füllmaschine nicht oder nur unzureichend oder fehlerhaft ist, kann durch ein Signal, das vom Sensor 122 abgegeben wird, der Abfüllvorgang unterbrochen werden.

Der Füllkopf 10" weist ferner einen zweiten Sensor 124 auf, der feststellt, ob überhaupt ein Abgabeventil 100 in dem Ventildom 84' angebracht ist. Auch hier kann durch ein elektrisches Signal der Füllvorgang unterbrochen werden, wenn der Sensor 124 signalisiert, daß keine Abgabeventil 100 angeschlossen ist.

Als Sensoren 122, 124 können sämtliche handelsüblichen Sensoren eingesetzt werden, beispielsweise magnetische Sensoren, Berührungssensoren etc. Es ist ferner möglich, auch Fotosensoren einzusetzen.

Die Sensoren können ferner an optische oder akustische Meldemittel, wie z. B. Lampen oder Lautsprecher, angeschlossen werden, um den Betriebszustand anzuzeigen.

Diese und die weiteren Merkmale können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Realisierung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Bezugszeichenliste

10

,

10

'' Füllkopf

12

Längsachse

20

Gehäuse

22

Maschinenanschluß

24

obere Ausnehmung

26

untere Ausnehmung

28

Gewinde

30

Ausnehmung

32

Zuführkanal

34

Ausnehmung

36

Ausnehmung

40

Mutter

42

Nut

44

Dichtelement

46

Dichtelement

48

Nut

50

Ventildichtung

52

Anlagebereich

60

Kolben

62

Dichtfläche

64

Federvorrichtung

66

Hohlraum

68

Dichtelement

70

Kanal

72

Anlagebereich

74

Durchbruch

80

,

80

' Behälter

82

,

82

' Ventilteller

84

,

84

' Ventildom

85

Clinchmarken

86

,

86

' Schulter

88

Fußbereich

90

Bodenbereich

92

,

92

' Oberseite (Ventildom)

94

Crimp-Kerben

100

Abgabeventil

102

Ventilschaft

104

Ventilgehäuse

110

Spalt

122

,

124

Sensoren

200

Füllungsmaschine

202

Stützen

204

Gewinde

Claims (12)

1. Füllkopf (10, 10'') zum Füllen von Behältern (80, 80') mit einem fluidförmigen Medium mit einem Ventilteller (82, 82'), der ein Abgabeventil (100, 102, 104) umfaßt, das an einem Ventildom (84, 84') befestigt ist, wobei der Ventilteller (82') an dem Behälter (80') mittels Clinchen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Füllkopf (10, 10") einen relativ zum Füllkopf (10, 10") verschiebbaren Kolben (60) umfaßt, der zwischen einer eine Verschlußstellung definierenden ersten Endstellung und einem Öffnungsbereich bis zu einer im Öffnungsbereich liegenden zweiten Endstellung verschiebbar ist, wobei der Kolben (60) mittels einer Federvorrichtung (64) in seiner ersten Endstellung vorgespannt ist, wobei der Füllkopf (10, 10") zur relativen Positionierung des Füllkopfs (10, 10") zu dem Behälter (80, 80') in einer Füllstellung einen ersten Anlagebereich (52) zur Anlage an mindestens einem zugehörigen Element (86, 86') des Behälters (80, 80') aufweist und wobei der Kolben (60) einen zweiten Anlagebereich (72) aufweist; und
daß der Füllkopf (10, 10") so konstruiert ist, daß einerseits in der Füllstellung zwischen dem zweiten Anlagebereich (72) des Kolbens (60) in seiner ersten Endstellung und einer Oberseite (92, 92') des Ventildoms (84, 84') ein Spalt (110) verbleibt, wenn der Ventilteller (82) nicht mittels Clinchen an dem Behälter (80) befestigt ist, und andererseits der zweite Anlagebereich (72) des Kolbens (60) an der Oberseite (92, 92') des Ventildoms (84, 84') anliegt und der Kolben (60) von dem Ventildom (84, 84') gegen die Vorspannung der Federvorrichtung (64) aus seiner ersten Endstellung automatisch und zwangsweise in den Öffnungsbereich verschoben wird, wenn sich der Füllkopf (10, 10") in der Füllstellung befindet und der Ventilteller (82') mittels Clinchen an dem Behälter (80') befestigt ist.

2. Füllkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist.

3. Füllkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anlagebereich (52) des Füllkopfs (10, 10") eine im wesentlichen ringförmige Fläche umfaßt, die sich um eine Längsachse (12) des Füllkopfes (10, 10") und im wesentlichen senkrecht zu dieser Längsachse (12) erstreckt.

4. Füllkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem beweglichen Kolben um einen Servokolben (60) handelt, der im wesentlichen parallel zur Längsachse (12) des Füllkopfs (10, 10") verschiebbar ist.

5. Füllkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung (64) eine Schraubenfeder ist.

6. Füllkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkopf (10, 10") ferner einen Maschinenanschluß (22) für eine Füllungsmaschine (200) aufweist.

7. Füllkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenanschluß (22) ein Gewinde (28) umfaßt.

8. Füllkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenanschluß (22) einen Bajonettverschluß umfaßt.

9. Füllkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkopf (10, 10') mindestens einen Zuführkanal (32) für ein Medium aufweist, der im wesentlichen im radialen Randbereich des Füllkopfs (10, 10") verläuft.

10. Verfahren zum Befüllen von Behältern (80, 80') mittels eines Füllkopfs (10, 10") nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der von einer Füllungsmaschine (200) gelieferte Füllungsdruck einstellbar ist und in einem Bereich von 30 bis 60 liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der abschließende Fülldruck des Behälters (80, 80') in einem Bereich von 2 bis 10 bar liegt.