DE102012010903A1

DE102012010903A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen eines Behältnisses mit einer zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit

Info

Publication number: DE102012010903A1
Application number: DE201210010903
Authority: DE
Inventors: Benedikt Leibinger
Original assignee: Leibinger GmbH
Current assignee: Leibinger GmbH
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2013-12-05

Abstract

Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behältnisses 1 mit einer zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit sieht vor, daß zunächst in dem Behältnis 1 relativ zum Umgebungsdruck ein Gasüberdruck erzeugt wird. Nach dem Befüllen des Behältnisses 1 mit der Flüssigkeit gegen den Gasüberdruck wird sofort unter Belassung des herrschenden Gasüberdrucks die Öffnung 14 des Behältnisses 1 mittels eines Verschlusses 12 verschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Behältnisses mit einer zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1; die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Viele Getränke, wie Bier, Sekt etc. weisen einen erhöhten Sättigungsdruck (vorwiegend CO₂) auf. Diese Getränke werden deshalb mittels sogenannter (Gegen-)Druckfüller abgefüllt. Das Abfüllen unter Gegendruck verhindert (bis zu gewissen Grenzen) das Entbinden und somit das Aufschäumen des Getränks, da das gegenüber dem Umgebungsdruck überschüssig gebundene Gas während des Abfüllens einem Überdruck ausgesetzt ist.
Demgemäß sieht ein bekanntes Verfahren zum Befüllen eines Behältnisses mit einem, einen erhöhten Sättigungsdruck vorwiegend in Form von CO₂ enthaltenden Getränk wie Bier, Sekt etc. vor, daß zum Entfernen der im Behältnis befindlichen Luft dieses Behältnis zunächst evakuiert und anschließend mit einem sauerstofffreien oder nahezu sauerstofffreien Gas befüllt wird. Dieses Gas befindet sich dann mit Überdruck in dem Behältnis. Anschließend wird dann das Behältnis gegen den darin herrschenden Gasüberdruck mit dem Getränk befüllt. Schließlich wird dann das Behältnis mittels eines entsprechenden Verschlusses (Kronkorken, Schraubverschluß, Korken) verschlossen. Grundsätzlich ist es bei diesem Verfahren auch denkbar, statt einem sauerstofffreien oder nahezu sauerstofffreien Gas einfach Luft zu verwenden. Dies bedeutet, daß bei der in dem Behältnis per se befindlichen Luft einfach der Luftdruck zur Schaffung des relativ zum Umgebungsluftdruck notwendigen Überdrucks erhöht wird. Ein vorheriges Evakuieren des Behältnisses findet hier somit nicht statt.
Da nach dem Befüllen des Behältnisses mit dem Getränk nach wie vor in dem Behältnis ein Gasüberdruck besteht, muß dieser Gasüberdruck nach dem Ende des eigentlichen Befüllvorganges kontrolliert abgelassen werden. Da diese Entlastungsphase immer eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt, ist sie vor allem bei Hochleistungsfüllmaschinen unerwünscht.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein schnell arbeitendes Verfahren zum Befüllen eines Behältnisses mit einer zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit zu schaffen; weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Befüllverfahrens geschaffen werden.
Die technische Lösung ist verfahrensmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
Dadurch ist ein Verfahren zum Befüllen eines Behältnisses mit einer zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit (insbesondere CO₂ enthaltende Getränke wie Bier, Sekt etc.) geschaffen, welches sich durch seinen schnellen Verfahrensablauf von der Zuführung des zu befüllenden Behältnisses bis zum Ausstoß des befüllten Behältnisses auszeichnet. Die Grundidee des erfindungsgemäßen Befüllverfahrens liegt in der Eliminierung der Entlastungsphase nach dem Füllen unter Gegendruck. Dies bedeutet, daß der Gasüberdruck, gegen welchen das Behältnis zuvor befüllt worden ist, in dem System belassen wird, also auch, wenn das Behältnis verschlossen wird. Das Behältnis wird somit unentlastet, d. h. unter Druck verschlossen. Dies spart zeitlich die aufwendige Entlastungsphase zum Abbau des Überdrucks nach dem Befüllen unter Gegendruck. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch das erfindungsgemäße Befüllverfahren die weitere Entbindung von Gas aus dem Getränk ausgeschlossen ist. Dies wirkt sich positiv auf die Eigenschaften des Getränkes aus, da es spritziger ist und so getrunken werden kann, wie es hergestellt worden ist. Ein weiterer Vorteil besteht schließlich darin, daß das Risiko eines Eintrags von einem unerwünschten anderen Gas oder von Keimen ebenfalls ausgeschlossen ist. Dadurch ist das erfindungsgemäße Befüllverfahren insgesamt sehr hygienisch und prozeßsicher.
Die technische Lösung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens ist vorrichtungsmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 2 gekennzeichnet.
Die Grundidee der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung sieht eine luftdicht auf die Öffnung des Behälters aufsetzbare Kappe vor. Diese Kappe ist im allgemeinsten Sinne so zu verstehen, daß sie im auf die Öffnung des Behälters aufgesetzten Zustand eine luftdicht abgeschlossene Druckkammer definiert, innerhalb welcher sich ein Gasüberdruck befindet. Diese Druckkammer ist somit auf den Bereich der Kappe beschränkt, einschließlich des Gasvolumens innerhalb des zu befüllenden oder bereits befüllten Behältnisses. Da sich der restliche Außenbereich des Behältnisses im Umgebungsdruck befindet, erhöht dies die Taktrate wesentlich, da das Behältnis innerhalb der normalen Umgebung zu jeder Zeit fixiert ist. Außerdem ist der im Bereich der Behältnisöffnung anliegende Überdruckraum sehr klein. Dies reduziert den Druckgasverbrauch auf ein Minimum und verkürzt gleichermaßen die Taktzeiten. Somit bildet bei der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung das Behältnis zusammen mit der darauf luftdicht aufgesetzten Kappe die Druckkammer. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die weitere Entbindung von Gas ausgeschlossen ist und daß sich das System immer im Überdruck befindet. Dies wirkt sich positiv auf das Getränk aus, da es spritziger ist und dem Kunden so vorliegt, wie das Getränk hergestellt worden ist. Auch das Risiko des Eintrags eines unerwünschten anderen Gases oder von Keimen ist ebenfalls ausgeschlossen. Daher ist die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung wesentlich hygienischer und prozeßsicherer.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 schlägt eine erste Ausführungsvariante für die Zuführeinrichtung für die Flüssigkeit vor. Der Kerngedanke liegt darin, daß die Kappe axial ein Rohr mit zugeordnetem Ventil aufweist, das für den Befüllvorgang in die Öffnung des Behältnisses eingeführt wird. Dabei kommt die Kappe luftdicht am Behältnis zur Anlage. Über das Rohr wird nach Öffnen des zugeordneten Ventils dann die Flüssigkeit dem Behältnis zugeführt. Dies stellt insgesamt eine technisch einfache Möglichkeit dar, um das Behältnis zu füllen. Die Zuführeinrichtung für die Flüssigkeit ist dabei in der Kappe des Druckraumes integriert.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 4 schlägt eine zweite Ausführungsvariante zum Zuführen der Flüssigkeit unter Verwendung eines ballonartigen Körpers vor.
Dadurch ist eine effektive Vorrichtung und ein effektives Verfahren zum gaskontaktlosen Befüllen eines Behältnisses mit einer insbesondere zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit geschaffen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Flüssigkeit während des Befüllprozesses nicht in Berührung mit einem Gas gelangt, beispielsweise Luft oder einem anderen Gas. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht somit darin, daß die Flüssigkeit beim Befüllen des Behältnisses keinerlei Gasentbindung, Gasaustausch oder Gaseintrag unterliegt. Die Durchführung des Verfahrens sieht vor, daß in das Behältnis zunächst wenigstens ein, an der Kappe angeordneter, ballonartiger Körper eingeführt wird. Dieser kann im Ausgangszustand beliebig geformt sein. Indem dieser ballonartige Körper nach dem Einführen in das Behältnis mittels eines Mediums befüllt wird, wird dadurch der Innenraum des Behältnisses vollständig ausgefüllt. Zum Befüllen des ballonartigen Körpers mit dem Expansionsmedium gibt es zwei Möglichkeiten: Zum einen kann das Expansionsmedium mit Überdruck dem ballonartigen Körper zugeführt werden, so daß auf diese Weise sich dieser aufbläht. Zum anderen kann an den Zwischenraum zwischen dem ballonartigen Körper und der Innenwandung des Behältnisses ein Unterdruck angelegt werden, so daß aufgrund des dadurch sich aufbauenden Druckunterschiedes der ballonartige Körper das Expansionsmedium ansaugt und sich dadurch aufbläht. Nach dem Befüllen des ballonartigen Körpers mit dem Expansionsmedium entweicht das Expansionsmedium wieder aus diesem ballonartigen Körper. Das Expansionsmedium kann dabei zur Verbesserung des Effektes zusätzlich noch abgesaugt werden. Es bildet sich in dem Behältnis ein Raum zwischen dem ballonartigen Körper und der Innenwandung des Behältnisses, dem die Flüssigkeit zugeführt wird, so daß sich das Behältnis mit dieser Flüssigkeit füllt. Unterstützt wird dies dadurch, wenn sich durch das Entweichen des Expansionsmediums ein Unterdruck aufbaut, welcher die zu befüllende Flüssigkeit ansaugt. Eine weitere Unterstützung ist dadurch gegeben, wenn die Flüssigkeit bezüglich des Expansionsmediums einen Überdruck aufweist und daher dem Behältnis mit Überdruck zugeführt wird. Schließlich kann durch eine Drosselung des wieder ausströmenden Expansionsmediums ein Gegendruck aufrecht gehalten werden, der das Entbinden beispielsweise des CO₂ während des Einfließens der Flüssigkeit in das Behältnis unterdrückt. Da der ballonartige Körper flüssigkeitsdicht sowie gasdicht ist, gelangt das in diesem ballonartigen Körper befindliche Expansionsmedium nicht in Kontakt mit der Flüssigkeit. Nach dem vollständigen Befüllen des Behältnisses wird der ballonartige Körper wieder aus dem Behältnis herausgenommen und für den nächsten Befüllvorgang bereitgestellt.
Vorzugsweise ist der ballonartige Körper ausdehnbar. Dies bedeutet, daß sich dieser ballonartige Körper beim Einfüllen des Mediums in der Art eines Luftballons ausdehnt und – umgekehrt – beim Entweichen oder beim Abpumpen des Mediums wieder in seine Ausgangsform zurückkehrt. Wenn der ausdehnbare ballonartige Körper beispielsweise mit Luft gefüllt wird und anschließend zum Befüllen des Behältnisses mit der Flüssigkeit die Luftzuführung des dann vollen ballonartigen Körpers wieder geöffnet wird, entweicht die Luft aus dem ballonartigen Körper selbständig, wie wenn man aus einem Luftballon die Luft herausläßt. Denn der ballonartige Körper zieht sich aufgrund seiner Flexibilität zusammen und drückt dabei die darin befindliche Luft hinaus. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn die Flüssigkeit bezüglich des Expansionsmediums einen Überdruck aufweist (da es nur auf die Druckdifferenz von Flüssigkeitsdruck zu Expansionsmediumsdruck plus ”Rückstellkraft” des ballonartigen Körpers ankommt). Der ballonartige Körper hat den Vorteil, daß er beim Einführen in das Behältnis nur ein sehr geringes Volumen einnimmt, so daß der Einführvorgang problemlos durchgeführt werden kann.
Alternativ ist es auch denkbar, daß der ballonartige Körper nicht ausdehnbar ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung des ballonartigen Körpers schlägt vor, daß sich der ballonartige Körper gezielt aufblasen und vor allem wieder entleeren läßt, und zwar so, daß sämtliche in das Behältnis einzugebende Flüssigkeit problemlos dem Behältnis zugeführt werden kann. Technisch kann dies derart umgesetzt werden, daß der ballonartige Körper entsprechend profiliert ist, d. h. daß sich bei dessen Entleerung mit dem Expansionsmedium zunächst das Profil im Bereich der Behältnisöffnung entleert, um dann sukzessive hin zum Behältnisboden zu wandern. Alternativ ist es auch möglich, daß mehrere ballonartige Körper vorgesehen sind, beispielsweise ein erster ballonartiger Körper im Bodenbereich der Behältnis, ein zweiter ballonartiger Körper im Mittelbereich der Behältnis sowie schließlich ein dritter ballonartiger Körper im Behältnisöffnungsbereich. Diese werden der Reihe nach aufgebläht sowie – vor allem – während des Befüllvorgangs mit der Flüssigkeit entleert.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des ballonartigen Körpers wird vorgeschlagen, daß dem wenigstens einen ballonartigen Körper ein länglicher Träger zugeordnet ist, mit dessen Hilfe der ballonartige Körper in das Behältnis eingeführt wird. Dieser längliche Träger ist dabei im allgemeinsten Sinne zu verstehen. Grundsätzlich handelt es sich bei diesem Träger um ein längliches, schmales Gebilde, welches sich problemlos zusammen mit dem ballonartigen Körper durch die Öffnung des Behältnisses hindurch in dieses Behältnis einführen läßt. Umgekehrt läßt sich die Baueinheit aus länglichem Träger und ballonartigem Körper wieder problemlos aus dem Behältnis herausziehen, wenn der Befüllvorgang mit der Flüssigkeit abgeschlossen ist.
Der Träger ist dabei vorzugsweise an einer Kappe angeordnet. Dies bedeutet, daß nach dem Einführen des Trägers in das Behältnis diese Kappe auf der Behältnisöffnung aufliegt und somit für den Befüllvorgang einen flüssigkeitsdichten Abschluß mit der Behältnisöffnung schafft.
Vorzugsweise weist die zuvor beschriebene Kappe eine Öffnung auf, durch die hindurch die Flüssigkeit zugeführt wird.
Eine erste Ausführungsform schlägt einen Träger in Form eines Rohres vor. Der Grundgedanke besteht darin, daß der oder die ballonartigen Körper an einem Rohr angeordnet ist/sind, wobei der ballonartige Körper dieses Rohr umhüllt. Wenn dann durch das Rohr hindurch dem ballonartigen Körper ein Expansionsmedium zugeführt wird, bläht sich der ballonartige Körper um das Rohr herum auf. Zu diesem Zweck ist das Rohr entsprechend der Anzahl der ballonartigen Körper mit entsprechenden Öffnungen zum Austritt des Expansionsmediums versehen. Die Verwendung eines Rohres hat den Vorteil, daß es zusammen mit dem ballonartigen Körper sehr einfach in das Behältnis eingeführt werden kann.
Eine zweite Ausführungsform schlägt einen Träger in Form eines oder mehrerer Stäbe vor, an dem der ballonartige Körper anliegt. Grundsätzlich ist es dabei auch denkbar, daß die beiden Ausführungsformen Rohr/Stab kombiniert sind. Der Stab ist dabei im allgemeinsten Sinne zu verstehen. Es handelt sich dabei um ein längliches Gebilde. Im Gegensatz zu dem vorbeschriebenen Rohr befindet sich jedoch dieser Stab nicht im Inneren des ballonartigen Körpers, sondern der Stab und der ballonartige Körper liegen nebeneinander. Der Vorteil dieses Stabes ist zum einen, daß der ballonartige Körper auf einfache Weise in den Behälter eingeführt werden kann, da der Stab und der ballonartige Körper gewissermaßen eine Baueinheit bilden. Zum anderen hat der Stab den Vorteil, daß er beim allmählichen Aufblähen des ballonartigen Körpers zwischen der Außenhülle dieses ballonartigen Körpers und der Innenwand des Behältnisses zu liegen kommt. Dadurch wird automatisch ein kleiner Spalt zwischen der Außenhülle des ballonartigen Körpers und der Innenwand des Behältnisses geschaffen, durch welche Luft hin zur Behälteröffnung entweichen kann. Der Vorteil liegt somit darin, daß sich auch nach dem vollständige Aufblähen des ballonartigen Körpers keine Luftblasen in dem Behältnis bilden können. Die Luft dieser Luftblasen kann durch den vorbeschriebenen Spalt problemlos durch die Behälteröffnung entweichen.
Der Stab kann biegbar sein, so daß er sich automatisch an die jeweiligen Konturen anpaßt. Der Stab kann aber auch relativ starr sein. In diesem Fall ist er so geformt, daß er an die Innenkontur des Behältnisses angepaßt ist.
Das vordere Ende des mindestens einen Stabes kann mit dem vorderen Ende des ballonartigen Körpers verbunden sein. Hierzu kann eine Kunststoffschnur oder dgl. dienen. Der Vorteil ist, daß in der Ausgangsstellung der ballonartige Körper durch die Fixierung am vorderen Ende des Stabes eine gestreckte Ausgangsposition einnimmt und dadurch problemlos durch die Behälteröffnung hindurch in das Behältnis eingeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich eine etwaig verbleibende Luftblase im Bodenbereich des Behältnisses hin zum Träger entweichen muß.
Die äußere Oberfläche des ballonartigen Körpers kann Erhebungen, insbesondere noppenförmige Erhebungen aufweisen. Zwischen diesen Erhebungen kann sich ein Spalt zum Entweichen der Luft ausbilden. Denn dadurchkann sich – wie bereits im Zusammenhang mit dem Stab beschrieben – automatisch ein Spalt zwischen der Außenhülle des ballonartigen Körpers und der Innenwand des Behältnisses einstellen, durch welche Luft hin zur Behälteröffnung entweichen kann. Der Vorteil liegt somit wiederum darin, daß sich auch nach dem vollständige Aufblähen des ballonartigen Körpers keine Luftblasen in dem Behältnis bilden können. Die Luft dieser Luftblasen kann durch den vorbeschriebenen Spalt problemlos durch die Behälteröffnung entweichen. Die noppenförmigen Erhebungen können beispielsweise rautenförmig ausgebildet sein.
Als Medium zum Befüllen des oder der ballonartigen Körper kann ein Gas, insbesondere Luft, oder eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, verwendet werden.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 5 schlägt eine Zuführeinrichtung für den Verschluß vor, indem diese Zuführeinrichtung in der Kappe integriert ist. Zum Befüllen eines neuen Behältnisses wird dabei dem Kappensystem ein neuer Verschluß für den neuen Befüllvorgang zuführt. Dies kann beispielsweise über eine Art Schleuse geschehen, welche in der Kappe, insbesondere in der Mantelfläche der Kappe ausgebildet ist. Über diese Schleuse wird der neue Verschluß von außen ins Innere der Kappe zugeführt, so daß nach dem Befüllen das Behältnis mittels des Verschlusses verschlossen werden kann.
Gemäß der Weiterbildung in Anspruch 6 kann es sich bei der Verschlußzuführeinrichtung um einen Schieber handeln. Bei einem magnetischen Kronkorken oder bei einem magnetischen Drehverschluß kann dieser magnetisch an dem Schieber haften. Eine spezielle Halteeinrichtung für den Verschluß ist jedoch gleichermaßen denkbar.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 7 schließlich schlägt vor, daß verfahrensmäßig der Verschluß vor dem Befüllvorgang auf die Öffnung des zu befüllenden Behältnisses lose aufgelegt wird. Bevor die Kappe auf die Öffnung des Behältnisses luftdicht aufgesetzt wird, wird zunächst der lose aufliegende Verschluß mittels einer entsprechenden Einrichtung abgenommen und außerhalb der Öffnung des Behälters plaziert, so daß anschließend die Zuführeinrichtung für die Flüssigkeit in das Behältnis durch die Öffnung hindurch eingeführt werden kann. Nach dem Befüllvorgang wird dann mittels der Einrichtung der Verschluß wieder auf der Öffnung plaziert und anschließend fixiert.
Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Befüllen eines Behältnisses mit einer zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit werden nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele beschrieben. In diesen zeigt:
1 eine schematische Draufsicht auf die Befüllanlage zum Befüllen einzelner Behältnisse;
2 eine schematsiche Längsschnittdarstellung durch eine erste Ausführungsform der Befüllvorrichtung;
3a bis 3l der Ablauf des Befüllvorgangs mit der Befüllvorrichtung in 2;
4 eine schematsiche Längsschnittdarstellung durch eine zweite Ausführungsform der Befüllvorrichtung;
5a bis 5h der Ablauf des Befüllvorgangs mit der Befüllvorrichtung in 4.
1 zeigt eine Anlage zum Befüllen von Behältnissen 1 in Form von Flaschen mit einer Flüssigkeit in Form eines Getränkes, beispielsweise Sekt oder Bier. Dieses Getränk weist dabei einen erhöhten Sättigungsdruck vorwiegend in Form von CO₂ auf.
Die in 1 dargestellte Anlage ist eine Art Karussellsystem. Dies bedeutet, daß die zu befüllenden Behältnisse 1 in einer Reihe hintereinander einer Kreisförderbahn zugeführt werden. Das Abfüllsystem ist dabei im Wesentlichen in drei Sektoren S1 bis S3 unterteilt. Im Sektor S1 werden die Behältnisse 1 evakuiert und mit einem luftfreien Gas befüllt. Alternativ kann man statt des Ersetzens der Luft durch ein luftfreies Gas auch die Luft darin belassen. Wie nachfolgend noch auszuführen sein wird, wird bei beiden vorbeschriebenen Alternativen auf jeden Fall im Sektor S1 ein Gasüberdruck in dem Behältnis 1 aufgebaut. Im Sektor S2 erfolgt dann die Befüllung der Behältisse 1 mit der Flüssigkeit, und im Sektor S3 werden die Behältnisse 1 verschlossen.
Die 2 sowie 3a bis 3l zeigen eine erste Ausführungsform der Befüllvorrichtung. 2 zeigt dabei den Grundaufbau, während die 3a bis 3l den Verfahrensablauf zeigen.
Die Befüllvorrichtung in 2 weist zunächst eine hülsenartige Kappe 2 auf, welche im unteren Bereich mit einer ringförmigen Dichtlippe 3 ausgestattet ist.
In der zentralen Achse weist die Kappe 2 eine Flüssigkeitszuführeinrichtung 4 auf. Diese besteht aus einem Rohr 5, dessen untere Öffnung mittels eines öffenbaren Ventils 6 verschlossen ist. Eine Rohrhalterung 7 ist in einem Führungsrohr 8 der Kappe 2 vertikal verfahrbar.
Weiterhin mündet in der Kappe 2 eine – rein schematisch angedeutete – Gaseinrichtung 9. Diese dient entweder dem Evakuieren des Behältnisses 1 sowie dem anschließenden Befüllen des Behältnisses 1 mit einem sauerstofffreien Gas unter Überdruck oder – alternativ – bei Belassung der Luft in dem Behältnis 1 zum Aufbau eines Luftüberdrucks durch Luftzuführung.
Schließlich weist die Kappe 2 eine Verschließeinrichtung für das mit der Flüssigkeit befüllte Behältnis 1 mit einer Verschlußzuführeinrichtung 11 für einen Verschluß 12 auf. Die Verschlußzuführeinrichtung 11 besitzt dabei einen Schieber 13. Beim Verschluß 12 handelt es sich bei dem Ausführungsbeispiel um einen Kronkorken. Stattdessen kann grundsätzlich auch ein Schraubverschluß oder ein herkömmlicher Korken vorgesehen sein.
Die Funktionsweise ist wie folgt:
2 zeigt die Grundstellung der Befüllvorrichtung. Dies ist der Zustand, wenn das zu befüllende Behältnis 1 der Befüllanlage zugeführt wird, und zwar vor Erreichen des Sektors S1.
Im Bereich des Sektors S1 wird dann gemäß 3a die Befüllvorrichtung mit der Kappe 2 abgesenkt oder – umgekehrt – das Behältnis 1 angehoben. Dabei kommt die Kappe 2 mit ihrer Dichtlippe 3 in luftdichten Kontakt mit der Außenmantelfläche des Behältnisses 1. Gleichzeitig taucht das Rohr 5 durch die obere Öffnung 14 ins Innere des Behältnisses 1 ein. Dabei bildet die Kappe 2 zusammen mit dem Behältnis 1 ein luftdicht abgeschlossenes System.
In dieser Position im Sektor S1, wie sie in 3a dargestellt ist, wird über die Gaseinrichtung 9 zunächst das Behältnis 1 evakuiert und anschließend mit einem sauerstofffreien Gas derart befüllt, daß in dem Drucksystem, also innerhalb des Behältnisses 1 sowie innerhalb der Kappe 2 ein Überdruck besteht. Alternativ wird die Luft in dem Behältnis 1 belassen und lediglich ein Luftüberdruck aufgebaut.
Durch den kontinuierlichen Vorwärtstransport der Behältnisse 1 gelangt das zu befüllende Behältnis 1 in den Sektor S2. Dort wird gemäß 3b das Ventil 6 geöffnet, so daß gegen den herrschenden Überdruck die Flüssigkeit zugeführt wird.
Sobald der vorgegebene Füllstand erreicht ist, wird gemäß 3c das Ventil 6 wieder geschlossen. Inzwischen hat das Behältnis 1 das Ende des Sektors S2 erreicht.
Das Behältnis 1 tritt anschließend in den Sektor S3 ein, wo das Verschließen des Behältnisses 1 erfolgt. Das System befindet sich dabei nach wie vor im Überdruck. Dies bedeutet, daß der in dem System herrschende Überdruck nicht abgebaut wird, sondern aufrechterhalten bleibt. Zu diesem Zweck ist das System mit seiner Kappe 2 nach wie vor luftdicht gegenüber der Umgebung abgedichtet.
Zum Verschließen des Behältnisses 1 wird gemäß 3d zunächst das Rohr 5 mit seinem Ventil 6 mittels der Rohrhalterung 7 in dem Führungsrohr 8 nach oben verschoben.
Anschließend wird gemäß 3e die Verschließeinrichtung 10 mit der Verschlußzuführeinrichtung 11 betätigt, indem der Verschluß 12 in Form eines Kronkorkens über die Öffnung 14 des Behältnisses 1 verschoben wird. Der Verschluß 12 wird dabei magnetisch gehalten. Für andere Verschlüsse 12 kann auch eine spezielle Halteeinrichtung vorgesehen sein.
Gemäß 3f wird der Haltemagnet zurückgezogen, so daß der Verschluß 12 auf der Öffnung 14 des Behältnisses 1 zu liegen kommt (3g). Anschließend wird die schieberartige Verschlußzuführeinrichtung 11 zurückgefahren (3h).
Anschließend wird gemäß 3i das Behältnis 1 nach oben verfahren. Durch eine entsprechende Anschlagfläche der Kappe 2 wird der Verschluß 12 in Form des Kronkorkens um die Öffnung 14 des Behältnisses 1 umgebörtelt. Das Behältnis 1 ist somit verschlossen (3j).
Schließlich wird gemäß 3k das Behältnis 1 entweder nach unten verfahren oder die Kappe 2 nach oben verfahren. Das fertig befüllte Behältnis 1 kann dann der Anlage entnommen werden.
Schließlich fährt die Rohrhalterung 7 mit ihrem Rohr 5 gemäß 3l wieder nach unten und befindet sich so in der Ausgangsstellung zum Befüllen eines neuen Behältnisses 1, wie es in 2 gezeigt ist.
Eine zweite Ausführungsform der Befüllvorrichtung ist vom prinzipiellen Aufbau her in 4 sowie vom Verfahrensablauf her in den 5a bis 5h dargestellt.
Der konstruktive Aufbau der Befüllvorrichtung unterscheidet sich vom Grundprinzip her nicht von der ersten Ausführungsform. Der einzige Unterschied liegt in der Verschließeinrichtung 10 für den Verschluß 12 sowie – vom Verfahrensablauf her – das Handling des Verschlusses 12.
Der grundlegende Unterschied dieser Befüllvorrichtung hinsichtlich der ersten Ausführungsform besteht darin, daß auf das Behältnis 1, bevor dieses in die Karussellanlage eintritt (also vor dem Sektor S1) bereits mit dem Verschluß 12 (in diesem Fall ein Kronkorken) bestückt wird. Darunter ist zu verstehen, daß der Verschluß 12 lose auf die Öffnung 14 des Behältnisses 1 aufgelegt wird. Diese Situation ist in 4 sowie in der – identischen – 5a dargestellt.
Auch hier senkt sich gemäß 5b dann die Kappe 2 auf das Behältnis 1 ab oder – umgekehrt – das Behältnis 1 wird angehoben, so daß aufgrund der anliegenden Dichtlippen 3 der Kappe 2 der vorbeschriebene luftdichte Überdruckraum des Behältnisses 1 zusammen mit der Kappe 2 geschaffen ist. In dieser Position liegt der Verschluß 12 an der Unterseite einer Verschlußhandlingeinrichtung 15 an. Dort wird der Verschluß 12 magnetisch gehalten (5c). Anschließend wird die Verschlußhandlingeinrichtung 15 gemäß 5d aus dem Bereich der Öffnung 14 des Behältnisses 1 herausgefahren.
Sobald gemäß 5b der luftdichte Abschluß zwischen der Kappe 2 und dem Behältnis 1 hergestellt ist, kann im Sektor S1 über die Gaseinrichtung 9 das Behältnis 1 evakuiert und anschließend mit einem luftfreien Gas befüllt werden oder – alternativ – durch Zuführung von Luft ein Überdruck der darin befindlichen Luft erzeugt werden.
5e zeigt das Absenken des Rohres 5 ins Innere des Behältnisses 1. Durch Öffnen des Ventils 6 kann dann die Befüllung des Behältnisses 1 mit der Flüssigkeit erfolgen, indem das Ventil 6 geöffnet wird (5f). Nach dem Schließen des Ventils (5g) wird dann das Rohr 5 aus dem Behältnis 1 herausgefahren.
Anschließend erfolgt in identischer Weise das Verschließen der Öffnung 14 des Behältnisses 1 mit dem Verschluß 12 entsprechend der ersten Ausführungsform, wie es dort ab 3d dargestellt ist.
Bezugszeichenliste

1: Behältnis
2: Kappe
3: Dichtlippe
4: Flüssigkeitszuführeinrichtung
5: Rohr
6: Ventil
7: Flüssigkeit
8: Expansionsmedium
9: Gaseinrichtung
10: Verschließeinrichtung
11: Verschlußzuführeinrichtung
12: Verschluß
13: Schieber
14: Öffnung
15: Verschlußhandlingeinrichtung

Claims

Verfahren zum Befüllen eines Behältnisses (1) mit einer zum Verzehr bestimmten Flüssigkeit, wobei zunächst in dem Behältnis (1) relativ zum normalen Umgebungsluftdruck ein Gasüberdruck erzeugt wird, wobei anschließend das Behältnis (1) gegen den darin herrschenden Gasüberdruck mit der Flüssigkeit befüllt wird und wobei schließlich das befüllte Behältnis (1) verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (1) direkt nach seiner Befüllung mit der Flüssigkeit unter Belassung des im Behältnis (1) herrschenden Gasüberdrucks verschlossen wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer luftdicht auf die Öffnung (14) des Behältnisses (1) aufsetzbaren Kappe (2), wobei die Kappe (2) eine Flüssigkeitszuführeinrichtung (4) für die Flüssigkeit aufweist, wobei in der Kappe (2) eine Gaseinrichtung (9) zum Erzeugen eines Gasüberdrucks mündet und wobei in der Kappe (2) eine Verschließeinrichtung (10) zum Verschließen der Öffnung (14) des mit der Flüssigkeit befüllten Behältnisses (1) mittels eines Verschlusses (12) integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszuführeinrichtung (4) für die Flüssigkeit ein ins Innere des Behältnisses (1) ragendes, in der Mittelachse der Kappe (2) liegendes vertikales Rohr (5) mit zugeordnetem Ventil (6) ist, welches in das während des Befüllvorgangs oben offene Behältnis (1) einführbar ist und wobei über die untere Öffnung dieses Rohres (5) die Flüssigkeit dem Behältnis (1) zuführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das leere Behältnis (1) zunächst wenigstens ein, gegenüber der Flüssigkeit flüssigkeitsdichter sowie gasdichter, ballonartiger Körper einführbar ist, daß der wenigstens eine ballonartige Körper mit einem Expansionsmedium befüllbar und aufblähbar ist, so daß der ballonartige Körper das Innere des Behältnisses (1) ausfüllt, und daß das Expansionsmedium wieder aus dem ballonartigen Körper entweichbar ist, so daß in den dadurch geschaffenen Zwischenraum zwischen dem ballonartigen Körper und dem Behältnis (1) die zu befüllende Flüssigkeit zuführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (2) eine Verschlußzuführeinrichtung (11) zum Zuführen des Verschlusses (12) von außen ins Innere der Kappe (2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (12) ein Kronkorken oder ein Schraubverschluß ist und daß die Verschlußzuführeinrichtung (11) einen Schieber (13) aufweist, an welchem der Verschluß (12) entweder magnetisch haftet oder durch eine Halteeinrichtung gehalten ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (12) vor dem Aufsetzen der Kappe (2) bereits auf der Öffnung (14) des Behälters (1) lose plaziert ist und daß die Kappe (2) eine Verschlußhandlingeinrichtung (15) zum Entfernen des Verschlusses (12) von der Öffnung (14) für den Befüllvorgang sowie zum anschließenden Wiederaufsetzen und Fixieren des Verschlusses (12) auf der Öffnung (14) des Behältnisses (1) aufweist.