DE102019110012A1

DE102019110012A1 - Vorrichtung zum Befüllen von Behältern

Info

Publication number: DE102019110012A1
Application number: DE102019110012.7A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Clüsserath
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2020-10-22
Also published as: WO2020211895A1; EP3956255A1; CN113748079B; US20220024747A1; US11738983B2; CN113748079A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung (1) zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut. Die Vorrichtung (1) weist einen um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Rotor (2) mit mehreren, über den Umfang des Rotors (2) verteilt angeordneten Füllelementen (3) auf, die mit einem vorgesehen Füllgutbehälter (5) für das flüssige Füllgut verbunden sind. Dabei sind ferner mehrere mit einem Spritzmedium beaufschlagbare und mit dem Rotor (2) umlaufend mitbewegte Spritzdüseneinheiten (6, 6') vorgesehen, wobei jedem Füllelement (3) zumindest eine umlaufend mitbewegte Spritzdüseneinheit (6) fest zugeordnet ist und wobei eine Düsenöffnung (6a) der Spritzdüseneinheiten (6, 6') dem jeweils zugeordneten Füllelement (3) zugewandt ist. Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Spritzdüseneinheiten (6, 6') individuell steuerbar sind, wobei dazu die Spritzdüseneinheiten (6) mit geeigneten, steuerbaren Ventilen (13) ausgestattet sind und ferner eine mit den Spritzdüseneinheiten (6, 6') in kommunizierender Verbindung stehende Steuereinheit (14) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, insbesondere auf eine Vorrichtung zum Befüllen von Glasflaschen mit Getränken.
Die Erfindung betrifft damit Behälterbehandlungsmaschinen in der Getränkeindustrie, insbesondere Behälterbehandlungsmaschinen mit Leistungen von mehr als 1000 Behältern pro Stunde, insbesondere Behälterbehandlungsmaschinen mit einer Leistung von mehr als 10000 Behältern pro Stunde. Insbesondere betrifft die Erfindung Behälterbehandlungsmaschinen, welche als so genannte Füllmaschinen oder Füller für die Befüllung der Behälter mit flüssigem Füllgut, insbesondere mit Getränken ausgebildet und eingerichtet sind.
Solche Füllmaschinen der genannten Art, nämlich Vorrichtungen zum Befüllen, verfügen über eine Vielzahl von Behandlungsstationen bzw. -positionen welche auch als Füllstationen oder Füllstellen bzw. Füllpositionen verstanden werden können. An jeder Füllposition der Füllmaschine ist ein Füllelement oder Füllorgan mit einem Füllventil bzw. Flüssigkeitsventil vorgesehen, über dessen Abgabeöffnung das flüssige Füllgut in den Behälter abgegeben wird. Dazu ist an jeder Füllposition in der Regel ein Behälterträger, beispielsweise mit einem Behälterteller, vorgesehen, über den der zu befüllende Behälter mittels einer vertikal orientierten Hubbewegung zum Füllelement hin angehoben und an dieses herangeführt und angepresst wird. Alternativ können die Behältnisse auch im Halsbereich gegriffen werden und so am Füllorgan angepresst werden. Beispielsweise erfolgt die Abgabe des Füllgutes in die Behälter unter Druck mittels eines so genannten „Druckfüllens“, bei dem die zu befüllenden Behälter vor Abgabe des Füllgutes mit einem Vorspanndruck beaufschlagt, nämlich vorgespannt werden.
Insbesondere in Fällen, in denen Behälter aus Glas, beispielsweise Glasflaschen befüllt werden, kommt es bei dem Füllprozess immer wieder zu Glasbrüchen. Beispielsweise kann während des Vorspannens mit Spanngas oder während des Befüllens mit Füllgut bis zur Druckentlastung ein Glasbehälter platzen. Dadurch entstehen neben größeren Glasbruchstücken und Scherben auch Glassplitter, welche vor allem im Lebensmittelbereich bei der Getränkeabfüllung ein hohes Risiko darstellen und als besondere Gefährdung zu erachten sind. Dabei ist allgemein bekannt, dass Scherben und Splitter, die in Behälter gelangen, zahlreiche negative Folgen nach sich ziehen. Ganz abgesehen von der gesundheitlichen Gefährdung für Verbraucher, können Scherben im Behälter z.B. zu Rückrufaktionen, Prestigeverlust und auch zum Verlust von Marktanteilen des Herstellers führen.
Daher gibt es zahlreiche Bestrebungen, Füllmaschinen mit entsprechenden Vorkehrungen zu versehen, um zu verhindern, dass Scherben und Splitter von platzenden oder zerberstenden Glasbehältern in die zu befüllenden Behälter und damit zum Konsumenten gelangen. Die „Scherben-Sicherheit“ ist somit ein sehr wichtiges Erfordernis für Füllmaschinen der oben genannten Art, insbesondere bei Gegendruck- und/oder Heißfüllern.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, zur Erhöhung der Sicherheit bei Füllmaschinen Abschwalleinrichtungen oder Spritzeinrichtungen vorzusehen, mit deren Hilfe Glasbruchrückstände entfernt werden können. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2014 103 504 A1 eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern, welche als Füllerkarussell ausgebildet ist und bei der eine Schwalleinrichtung vorgesehen ist, um an einer Füllstelle anfallende Glasbruchrückstände, insbesondere Scherben von Flaschenböden, von den Behältertellern der Behälterträger zu entfernen. Die ein Schwallrohr und eine Schwalldüse umfassende Schwalleinrichtung kann mit dem Füllerkarussell mitrotierend ausgebildet sein. Die Schwalldüsen sind dabei bezogen auf die Drehachse des Füllerkarussells radial außerhalb der Behälterträger der Füllstellen und auf einem Niveau unterhalb der Behälterteller angeordnet und so ausgerichtet, dass ein aus einer Schwalldüse austretender Schwallmedienstrahl nach innen zur Drehachse hin gerichtet ist und unterhalb des Behältertellers hindurch zielt. Über eine zusätzlich am Behälterträger vorgesehene Umlenkvorrichtung wird der Schwallmedienstrahl umgelenkt, so dass der Schwallmedienstrahl über die Oberfläche des Behältertellers streicht und Behälterscherben nach außen hin abgeschwallt werden.
Die EP 0 615 947 A1 offenbart eine umlaufend ausgebildete Füllmaschine mit einem am Rotor befestigten Ringkessel, bei der ein nach unten und oben hin offener ringartiger Freiraum zwischen dem Ringkessel und dem Rotor ausgebildet ist, welcher nach innen hin von einer zylindrischen Schutzwand begrenzt wird. Bei der Füllmaschine der EP 0 615 947 A1 ist über dem Freiraum eine Rohrleitung mit mehreren, den Ringkessel, den ringartigen Freiraum und die begrenzende Schutzwand bestreichenden Spritzdüsen vorgesehen. Ein von den Spritzdüsen ausgehender Spritzstrahl ist dabei von oben kommend vertikal nach unten orientiert und von außen kommend nach innen, hin zur Drehachse ausgerichtet, wobei mit dem Spritzmedium mitgerissene Verunreinigungen, wie Glassplitter, über den Freiraum ungehindert abfließen können. Bei Bedarf kann die Rohrleitung manuell oder automatisch mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit beaufschlagt werden, um für eine oder mehrere Umdrehungen des Rotors einen Abspritzvorgang durchzuführen. Nachteilig können hierbei jedoch nicht bestimmte, einzelne Füllpositionen und zugehörige Füllelemente individuell und beliebig, dabei aber gleichzeitig möglichst gründlich gereinigt werden.
Aus der DE 27 39 742 A1 ist ferner eine Füllmaschine mit mehreren über den Umfang eines Rotors verteilt angeordneten Füllpositionen mit jeweils einem Füllelement und einem Behälterträger bekannt, bei der an jeder Füllposition ein senkrecht stehendes Spritzrohr vorgesehen ist, welches zwischen dem Behälterträger und einem oberseitigen Flansch am zugehörigen Hubzylinder befestigt ist. In dem Spritzrohr sind mehrere im Wesentlichen horizontal gerichtete Spritzdüsen ausgebildet, deren Spritzstrahl von der Drehachse weg nach außen gerichtet ist. Das Spritzrohr steht außerdem mit einer im Behälterträger vorgesehenen Spritzdüse in Verbindung, welche einen vertikal gerichteten Spritzstrahl von unten nach oben entlassen kann. Die Zufuhr des Spritzmediums zu dem Spritzrohr wird durch ein separates, mechanisch betätigbares Ventil freigegeben. Die Betätigung dieses Ventils erfolgt durch den Hubzylinder, und zwar nur dann, wenn der Hubzylinder eine Hubbewegung ausführt, die größer ist die normale, zur Anpressung eines Behälters an das Füllventil notwendige Hubbewegung. Mehr im Detail wird der Hubzylinder beim Anpressen eines Behälters an das Füllventil eben durch diesen Behälter in seiner Hubbewegung begrenzt. Platzt nun beispielsweise der angepresste Behälter, so setzt der Hubzylinder die Hubbewegung weiter fort, und betätigt somit das separate Ventil. Nachteilig kann hier nur an der unmittelbar betroffenen Füllposition ein Abspritzvorgang durchgeführt werden, und zwar lediglich direkt beim Auftreten eines Glasbruchereignisses. In Mitleidenschaft gezogene benachbarte Füllpositionen können nicht gereinigt werden, so dass weiterhin durch anhaftende Splitter an solchen benachbarten Füllpositionen die Gefahr eines Scherben- oder Splittereintrags in die Behälter bestehen bleibt.
Trotz der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung besteht somit ein Bedarf an verbesserten Füllmaschinen mit einer erhöhten „Scherben-Sicherheit“.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen vermeidet und die insbesondere eine effektive wie individuelle und bedarfsgerechte Entfernung von Verunreinigungen und Glasbruchrückständen erlaubt und damit eine sicherere Betriebsweise ermöglicht.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Dabei sind alle beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Weiterhin werden die Patentansprüche zum einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut zur Verfügung. Die Vorrichtung weist einen um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor mit mehreren, über den Umfang des Rotors verteilt angeordneten Füllelementen auf, die mit einem vorgesehen Füllgutbehälter für das flüssige Füllgut verbunden sind, wobei mehrere mit einem Spritzmedium beaufschlagbare und mit dem Rotor umlaufend mitbewegte Spritzdüseneinheiten vorgesehen sind. Dabei ist jedem Füllelement zumindest eine umlaufend mitbewegte Spritzdüseneinheit fest zugeordnet und eine Düsenöffnung der Spritzdüseneinheiten ist dem jeweils zugeordneten Füllelement zugewandt. Die Spritzdüseneinheiten sind individuell steuerbar, wobei dazu die Spritzdüseneinheiten mit geeigneten, steuerbaren Ventilen ausgestattet sind und ferner eine mit den Spritzdüseneinheiten in kommunizierender Verbindung stehende Steuereinheit vorgesehen ist.
Eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut ist im Verständnis der Erfindung als rotierende Füllmaschine oder als Rundläufer-Füllmaschine zu verstehen und wird vorliegend auch als Füllmaschine, Füller oder Füllerkarussell bezeichnet. Eine Füllmaschine umfasst dabei mehrere Füllelemente, welche zusammen mit mehreren, ebenfalls mit dem Rotor umlaufenden Behälterträgern eine Vielzahl von Füllstellen bzw. Füllpositionen bilden. Zwischen den einzelnen Füllpositionen bzw. zwischen den einzelnen Füllelementen können beispielsweise flächige Trennbleche angebracht sein, welche derart radial orientiert sind, dass an jeder Füllposition für jedes Füllelement jeweils zwei Trennbleche eine seitliche Begrenzung für eine Art Kammer bilden, wobei jedes Trennblech mit seinen beiden sich gegenüberliegenden Flachseiten benachbarten Füllelementen zugewandt ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jedes Füllelement abspritzbar, und zwar unabhängig von einer Drehposition des Rotors, da jedem Füllelement mindestens eine umlaufend mitbewegte Spritzdüseneinheit eigens fest zugeordnet ist. Dass eine Düsenöffnung der Spritzdüseneinheiten dem jeweils zugeordneten Füllelement zugewandt ist, kann gemäß dem Verständnis der vorliegenden Erfindung auch so verstanden werden, dass die Düsenöffnung so ausgebildet und ausgerichtet ist, dass ein aus dieser Düsenöffnung der Spritzdüseneinheiten austretender Spritzstrahl oder Spritzmedienstrahl zumindest auf einen Abschnitt oder Teilbereich des zugeordneten Füllelementes trifft, wodurch zumindest dieser Abschnitt oder Teilbereich abgespritzt und gereinigt wird. Eine die Düsenöffnung tragende Spritzdüse oder ein die Düsenöffnung tragender Spritzdüsenkörper kann am Rotor oder auch an den jeweiligen Füllelementen selbst angeordnet bzw. befestigt sein.
Unter individuell steuerbaren Spritzdüseneinheiten ist im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass die Spritzdüseneinheiten individuell angesteuert werden können bzw. angesteuert sind, und zwar derart, dass die Spritzdüseneinheiten gesteuert schaltbar sind, indem mittels Steuerung die entsprechenden steuerbaren Ventile geöffnet und auch wieder geschlossen werden. Dies wird vorliegend auch als Aktivierung der Spritzdüseneinheiten verstanden. Abspritzvorgänge können daher gesteuert ausgelöst und durchgeführt werden. Die Spritzdüseneinheiten sind dabei beliebig schaltbar, das heißt, sie können einzeln, zu mehreren oder in Gruppen aktiviert werden.
Besonders vorteilhaft kann bei der erfindungsgemäßen Füllmaschine aufgrund der individuell und beliebig möglichen Steuerbarkeit und Schaltbarkeit der Spritzdüseneinheiten, für jede Füllposition individuell ein Abspritzvorgang ausgelöst bzw. eingeleitet und durchgeführt werden. Von ganz besonderem Vorteil ist dabei, dass die Spritzdüseneinheiten durch diese Steuerbarkeit und Schaltbarkeit einzeln sowie in Gruppen ansteuerbar und zuschaltbar sind. Beispielsweise kann dadurch mit Auftreten eines Glasbruchereignisses an einer bestimmten betroffenen, kritischen Füllposition, nicht nur diese Füllposition ganz spezifisch abgespritzt bzw. gereinigt werden, sondern überdies können vorsorglich auch beispielsweise die Füllelemente der zwei unmittelbar benachbarten Füllpositionen und gegebenenfalls weiterer benachbarter Füllpositionen, nämlich Füllelemente vor und/oder nachlaufender Füllpositionen, abgespritzt bzw. gereinigt werden.
Das Schalten bzw. Zuschalten der Spritzdüseneinheiten erfolgt dabei vorzugsweise unabhängig davon, ob ein Behälter an der Füllposition anwesend, insbesondere in Dichtlage mit dem Füllelement befindlich ist oder ob die Füllposition ohne Behälter, nämlich leer vorliegt. Dadurch ist die „Scherben-Sicherheit“ der Vorrichtung deutlich erhöht, da ein Entfernen von Glassplittern sowohl an einer kritischen Füllposition mit Glasbruchereignis als auch gleichzeitig an zwar nicht direkt oder unmittelbar betroffenen, aber in räumlicher Nähe befindlichen und somit in einem Risikobereich liegenden Füllpositionen erfolgen kann.
Durch diese überaus vorteilhafte Ausbildung wird es durch die Verwendung einer geeigneten Steuerung ermöglicht, für jede Füllposition bzw. für jedes Füllelement oder aber auch für eine Gruppe von Füllpositionen bzw. Füllelementen zu jedem gewünschten Zeitpunkt einen oder mehrere Abspritzvorgänge auszulösen. Die erfindungsgemäße Lösung bietet nicht nur die Möglichkeit Scherben und Splitter an entsprechenden Füllpositionen zu entfernen, sondern es können auch klebrige Produktreste von Füllrohren, Sonden, und Rückgasrohren sowie weiteren Bauteilen im Umfeld der Füllelemente entfernt werden. Da auch bekannt ist, dass sich an den genannten klebrigen Produktresten Scherbenfragmente festsetzen, kann ein solches Festsetzen ebenfalls vorteilhaft vermieden werden.
Zur zusätzlichen Erhöhung der Scherben-Sicherheit können weitere, zusätzliche Optimierungen vorgenommen werden, die mit der erfindungsgemäßen Lösung kombiniert werden können. Beispielsweise dienen die oberhalb bereits erwähnten Trennbleche zwischen den Füllelementen als Splitterschutz. Auch können zusätzlich stationär von außen auf die Füllrohre gerichtete Füllrohrabspritzungen zwischen Ein- und Ausschubstern verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Spritzdüseneinheiten in Bezug auf die Maschinenachse relativ zu den jeweils zugeordneten Füllelementen radial innenliegend angeordnet, wobei die Düsenöffnung jeder Spritzdüseneinheit einer in Richtung der vertikalen Maschinenachse weisenden inneren Seite des zugeordneten Füllelementes zugewandt ist und ein von der Spritzdüseneinheit ausgehender Spritzstrahl von der vertikalen Maschinenachse weg nach außen und hin zur inneren Seite des zugeordneten Füllelementes gerichtet ist.
Ganz besonders vorteilhaft können dadurch auch insbesondere solche Bereiche mit Spritzmedium erreicht werden, welche beispielsweise bei den aus dem Stand der Technik bekannten, häufig ortsfest angeordneten und nicht umlaufenden Außenabspritzeinrichtungen auf der inneren Seite der Füllelemente befinden und somit nicht vom Spritzmedium erreicht werden können und somit gemäß dem Stand der Technik Spritz- oder Sprühschatten bilden. Selbst wenn solche „von außen“ kommenden Spritzstrahlen oder Sprühstrahlen eine erhebliche Stärke aufweisen, treffen diese nicht auf die im Sprüh- oder Spritzschatten liegenden inneren Seiten der Füllelemente.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann daher eine Reinigung der Füllelemente auch und insbesondere an den Innenseiten der Füllelemente sichergestellt werden.
Anhaftende Splitter und/oder Produktrückstände, die aufgrund des im Sprüh- oder Spritzschatten von herkömmlichen Spritzdüseneinrichtungen auf den inneren Seiten der Füllelemente vorkommen, können somit erfolgreich und effektiv beseitigt werden. Vorteilhaft trägt dies insbesondere auch zur Produktsicherheit bei. Somit kann ein Festsetzen von Splittern oder Scherbenresten an Bauteilen des Füllelementes verhindert werden, wodurch beispielsweise auch einem unerwünschten Eintrag von Scherbenresten oder Splittern in eine der nachfolgenden Flaschen entgegengewirkt wird.
Besonders beim Abfüllen von Fruchtsäften wirkt sich die vorliegend beschriebene Abspritzung überaus vorteilhaft aus, da sich bei der Abfüllung derartiger Produkte am Füllrohr oder an der Füllhöhensonde oder am Rückgasrohr usw. klebrige Rückstände bilden können, an denen selbst kleinste Scherbenfragmente hängen bleiben bzw. festkleben können, welche bei einem der nächsten Füllvorgänge in direkten Kontakt mit dem Füllgut kommen und sich infolgedessen während des Füllvorganges lösen und in die Flasche fallen. Eine solche „Splitterverschleppung“, insbesondere über die innere Seite des Füllelementes, kann mit vorliegender Vorrichtung vorteilhaft vermieden werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist jedes Füllelement aus mehreren Füllelementbauteilen gebildet und umfasst zumindest ein Füllrohr, wobei die zumindest eine dem Füllelement zugeordnete Spritzdüseneinheit derart am Rotor vorgesehen ist, dass die Düsenöffnung der zumindest einen Spritzdüseneinheit mit zumindest einem Abschnitt des Füllrohres auf gleicher vertikaler Höhe angeordnet ist, wodurch insbesondere vorteilhaft das Füllrohr, beispielsweise bei Langrohrfüllern, gereinigt und von Splittern befreit werden kann. Die Füllelemente umfassen neben dem Füllrohr weitere Bauteile, wie zum Beispiel eine Füllstandssonde, ein Rückgasrohr, eine Zentriertulpe und ein Füllventil mit Abgabeöffnung. Die Füllelemente bzw. die mittels der Füllelemente erfolgende Abgabe des flüssigen Füllgutes in die Behälter werden über eine zentrale elektronische Steuereinrichtung gesteuert.
Bevorzugt ist der Füllgutbehälter durch einen am Rotor angeordneten und mit dem Rotor mitdrehenden und die Füllelemente tragenden Ringkessel gebildet. Die sich jeweils entlang einer Füllelementachse erstreckenden Füllelemente sind dabei bevorzugt umfänglich an einem Außenumfang des Ringkessels getragen und zwar über einen oberseitig an jedem Füllelement vorgesehenen Tragabschnitt über den die Füllelemente an dem Ringkessel befestigt sind. Ein in vertikaler Richtung frei nach unten weisender Füllabschnitt oder Abgabeabschnitt des Füllelementes schließt sich entlang der Füllelementachse unterhalb des jeweiligen Tragabschnittes an diesen an. Vorteilhaft ist die dem Füllelement zugeordnete zumindest eine Spritzdüseneinheit derart am Rotor vorgesehen, dass die Düsenöffnung der zumindest einen Spritzdüseneinheit mit einem unteren freien Ende des Füllelementes auf gleicher Höhe liegt.
Alternativ kann der Füllgutbehälter selbstverständlich auch durch einen stationären Zentralbehälter und einen mitdrehenden Rohrringkessel gebildet sein, wobei die Füllelemente nicht direkt am Rohrringkessel angeordnet und von diesem getragen sind, sondern am Rotor, insbesondere an einem die Füllelemente tragenden Rotorteil.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist in einem freien Innenraum des Rotors mindestens eine an einer Rotorinnenseite befestigte und mit dem Rotor umlaufend mitbewegte Ringleitung zur Versorgung der Spritzdüseneinheiten mit Spritzmedium vorgesehen, wobei die Spritzdüseneinheiten über geeignete Anschlüsse mit der Ringleitung verbunden sind. Für die Zuführung des Spritzmediums an die Ringleitung ist eine Druckleitung mit einem Drehverteiler vorgesehen. Über diese Druckleitung mit Drehverteiler kann als Spritzmedium beispielsweise ein mit Druck beaufschlagtes, flüssiges Medium, beispielsweise heißes oder kaltes Wasser, in den Bereich im Innenraum der Füllmaschine bzw. des Füllerkarussells geleitet und der Ringleitung zugeführt werden. Die Druckleitung kann beispielsweise eine Druckwasserleitung sein. Als druckbeaufschlagtes Medium, nämlich als Spritzmedium, können auch Rins- oder Reinigungsflüssigkeiten verwendet werden.
Grundsätzlich kann das Spritzmedium Wasser im kalten oder heißen Zustand sein. Dem Spritzmedium können auch Reinigungs- und Desinfektionsmittel zudosiert sein. Weiterhin kann das Abspritzen in mehreren Spritzstufen oder Spritzschritten erfolgen, beispielsweise zunächst mit einem Spritzmedium mit Reinigungs- und Desinfektionsmittelzusätzen, und anschließend in einer zweiten Stufe mit Trinkwasser. Insbesondere können dazu beispielsweise mehrere Ringleitungen vorgesehen sein, über die die einzelnen, verschiedenen Spritzmedien zugeführt werden können, vorzugsweise gesteuert.
Bevorzugt ist eine die vertikale Maschinenachse konzentrisch umlaufende Schutzwand vorgesehen, die radial innerhalb der Füllelemente angeordnet ist und die den freien Innenraum des Rotors gegenüber einem Außenraum abgrenzt, wobei die Füllelemente in dem Außenraum angeordnet sind. Darüber kann vorteilhaft verhindert werden, dass Glassplitter von platzenden Flaschen in den Innenraum des Rotors und damit auf die Innenseite der Füllmaschine gelangen.
Bei der bevorzugten Ausführungsvariante mit einer Schutzwand sind die Spritzdüseneinheiten vorzugsweise im Bereich der Schutzwand vorgesehen, wobei die Düsenöffnungen der Spritzdüseneinheiten auf einer dem Außenraum zugewandten äußeren Seite der Schutzwand angeordnet sind. Beispielsweise ist dabei ein jeweiliger Düsenkörper der Spritzdüseneinheiten in entsprechenden, in der Schutzwand vorgesehenen Ausnehmungen aufgenommen und durchragt die Schutzwand, wobei sich der Düsenkörper zumindest von einer dem Innenraum zugewandten inneren Seite der Schutzwand bis in den Außenraum erstreckt. Darüber ist besonders vorteilhaft möglich, beispielsweise die Steuereinheit und weitere empfindliche Bauteile bzw. Komponenten der Spritzdüseneinheiten in dem vor Glasscherben sowie Flüssigkeiten geschützten Innenraum des Rotors zu beherbergen.
In alternativen Ausführungsvarianten können die Spritzdüseneinheiten auch mittelbar oder unmittelbar an den Füllelementen vorgesehen, insbesondere angeordnet und befestigt sein. Auch ist es dabei möglich, dass die Spritzmedienzuführung durch die Füllelemente, insbesondere durch Bauteile oder Komponenten der Füllelemente erfolgt.
Bevorzugt sind jedem Füllelement zwei oder mehrere Spritzdüseneinheiten fest zugeordnet, wobei die einem jeweiligen Füllelement zugeordneten Spritzdüseneinheiten einzeln und/oder in vorgegebenen Gruppen gemeinsam steuerbar sind. Beispielsweise ist dabei jede, einem Füllelement zugeordnete Spritzdüseneinheit einzeln über ein jeweiliges separates steuerbares Ventil ansteuerbar. Alternativ können dann, wenn einem Füllelement mehrere Spritzdüseneinheiten zugeordnet sind, auch alle, dem Füllelement zugeordneten Spritzdüseneinheiten über ein gemeinsames Ventil angesteuert werden.
Die mehreren Spritzdüseneinheiten sind vorzugsweise in vertikaler Richtung übereinander angeordnet, wobei beispielsweise die von den mehreren Spritzdüseneinheiten ausgehenden Spritzstrahlen unterschiedliche, entlang der Füllelementachse aufeinanderfolgende Abschnitte des Füllrohres benetzen bzw. wirksam abspritzen. Gleichermaßen kann aufgrund der Anordnung der mehreren Spritzdüseneinheiten pro Füllelement bewerkstelligt werden, dass auch die Füllstandssonde und/oder das Rückgasrohr und/oder die Zentriertulpe und/oder die Abgabeöffnung des Füllventils und/oder der die Abgabeöffnung umgebender Auslaufbereich des Füllelementes zumindest benetzen, besser noch wirksam abgespritzt wird und dass auch die zwischen den Füllelemente vorgesehenen Trennbleche abgespritzt werden.
Bevorzugt ist das steuerbare Ventil ein pneumatisch gesteuertes Medienventil. Alternativ können auch andere geeignete steuerbare Ventile, beispielsweise Magnetventile oder elektrisch gesteuerte Ventile verwendet werden.
Ganz besonders bevorzugt ist jedes Füllelement mit einem Drucksensor zur Messung des im Behälter vorherrschenden Drucks ausgestattet. Vorzugsweise steht der Drucksensor mit der Steuereinheit zur Steuerung der Ventile der Spritzdüseneinheiten in kommunizierender Verbindung. Dieser Drucksensor misst permanent den im abzufüllenden Behälter herrschenden Druck, wobei die entsprechenden Messdaten an die zentrale elektronische Steuereinrichtung übertragen werden, welche die Füllelemente bzw. die mittels der Füllelemente erfolgende Abgabe des flüssigen Füllgutes in die Behälter steuert. Mittels einer vorhandenen Auswerteeinheit werden die Messdaten entsprechend ausgewertet und für Steuerprozesse herangezogen. Die zentrale elektronische Steuereinrichtung kann beispielsweise ein zentraler Steuerrechner sein. Die Steuereinheit zur Steuerung der Ventile der Spritzdüseneinheiten kann eine mit der zentralen elektronischen Steuereinrichtung kommunizierende separate Einheit sein oder Teil der zentralen elektronischen Steuereinrichtung, insbesondere integraler Bestandteil dieser. Der Drucksensor steht dabei in direktem kommunizierenden Kontakt mit der Steuereinheit oder indirekt über die zentrale elektronische Steuereinrichtung. Die Messdaten bzw. die ausgewerteten Messdaten werden von der Steuereinheit herangezogen, um entsprechende Steuersignale oder Ausgangssignale zu erzeugen, über die wiederum die steuerbaren Ventile der Spritzdüseneinheiten geschaltet werden.
Erkennt ein solcher Drucksensor beispielsweise an einer betroffenen Füllposition durch einen plötzlichen Druckabfall das Platzen einer Flasche, so kann zumindest das betroffene Füllelement unverzüglich abgespritzt bzw. abgeschwallt werden, bevorzugt von innen nach außen, wozu das entsprechende steuerbare Ventil zur Ringleitung geöffnet wird. Besonders vorteilhaft können aber auch gleichzeitig neben dem Füllelement der betroffenen Füllposition, an welcher der Behälter geplatzt ist, auch in Rotationsrichtung der Füllmaschine gesehen, mehrere vor- und/oder nachlaufende Füllelemente durch entsprechende gleichzeitige, unmittelbar aufeinanderfolgende oder intervallmäßige Ansteuerung der entsprechenden Ventile abgespritzt werden.
Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausführungsvariante können zusätzlich zu den radial innerhalb der Füllelemente angeordneten Spritzdüseneinheiten weitere Spritzdüseneinheiten vorgesehen sein, die radial außerhalb der Füllelemente angeordnet sind und deren Spritzstrahl in Richtung auf die vertikale Maschinenachse hin nach innen gerichtet ist. Ebenso denkbar ist es, zusätzlich zu den radial innerhalb der Füllelemente angeordneten Spritzdüseneinheiten eine ortsfeste Spritzvorrichtung mit mehreren Spritzdüseneinheiten vorzusehen, deren Spritzstrahl in Richtung auf die vertikale Maschinenachse hin nach innen gerichtet ist. Die ortsfeste Spritzvorrichtung kann selbstverständlich auch vorgesehen werden, wenn die Füllmaschine über radial innerhalb und radial außerhalb der Füllelemente angeordnete, mitrotierende Spritzdüseneinheiten verfügt. Dadurch kann vorteilhaft eine zeitgleiche Abspritzung sowohl von außen, als auch von innen erfolgen, wodurch eine besonders vollständige und zuverlässige Entfernung von Glasscherben oder Glassplittern erzielt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut mittels einer Vorrichtung zum Befüllen von Behältern zur Verfügung. Die Vorrichtung weist dabei einen um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor mit mehreren, über den Umfang des Rotors verteilt angeordneten Füllelementen auf, die mit einem vorgesehen Füllgutbehälter für das flüssige Füllgut verbunden sind. Bei der Vorrichtung ist ferner jedem Füllelement zumindest eine mit einem Spritzmedium beaufschlagbare und mit dem Rotor umlaufend mitbewegte und steuerbare Spritzdüseneinheit fest zugeordnet. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass im Bedarfsfall ein Abspritzvorgang zum Abspritzen zumindest eines Abschnittes wenigstens eines bestimmten Füllelementes ausgelöst und durchgeführt wird, wobei dazu wenigstens die mindestens eine diesem Füllelement zugeordnete Spritzdüseneinheit durch eine vorgesehene Steuereinheit individuell angesteuert wird, wobei ein vorgesehenes steuerbares Ventil der Spritzdüseneinheit geöffnet und dadurch ein von der Spritzdüseneinheit ausgehender Spritzstrahl auf zumindest einen Abschnitt des Füllelementes gerichtet wird.
Bevorzugt wird ein Abspritzvorgang zum Abspritzen zumindest eines Abschnittes wenigstens eines bestimmten Füllelementes in Reaktion auf ein Glasbruchereignis an einer entsprechenden Füllposition ausgelöst und durchgeführt, wobei mittels eines bei dem Füllelement vorgesehenen Drucksensors zur Messung eines Behälterinnendruckes ein mit dem Glasbruchereignis auftretender plötzlicher Druckabfall gemessen wird und wobei in Abhängigkeit entsprechender Mess- und Auswertedaten eines solchen gemessenen Druckabfalls mittels der Steuereinheit zumindest die dem Füllelement an der entsprechenden Füllposition zugeordnete Spritzdüseneinheit angesteuert wird um einen Abspritzvorgang auszulösen.
Besonders bevorzugt werden in Reaktion auf ein Glasbruchereignis an einer entsprechenden Füllposition mehrere Spritzdüseneinheiten angesteuert, um einen Abspritzvorgang an mehreren der entsprechenden Füllposition vor und/oder nachlaufenden Füllpositionen auszulösen.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, so dass ein Block- oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparates) wie z. B. einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 ausschnittsweise eine schematische Schnittdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
2 eine skizzenhafte schematische Draufsicht von oben auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung;
3 einen Ausschnitt der 2 in vergrößerter Darstellung und
4 ein schematisches Schaltbild für eine Steuerung bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung.

Die 1 zeigt in einer schematischen Vertikalschnittdarstellung einen Ausschnitt bzw. Teilbereich einer bevorzugten Ausführungsform einer als Rundläufermaschine ausgebildeten Vorrichtung 1 zum Befüllen von Behältern mit flüssigem Füllgut.
Die Vorrichtung 1, welche vorliegend auch als Füllmaschine oder Rundläufer-Füllmaschine bezeichnet wird, umfasst einen um eine vertikale Maschinenachse MA umlaufend antreibbaren bzw. angetriebenen, rotierenden Rotor 2. Der Rotor 2 kann sich beispielsweise höhenverstellbar auf der Oberseite eines in den Figuren nicht explizit ausgewiesenen Trägers abstützen, wobei der Träger vorzugsweise über einen Drehkranz um die Maschinenachse MA drehbar auf einem ortsfesten Ständer gelagert ist. Die Maschinenachse MA stellt vorliegend auch die Drehachse des Rotors 2 dar.
Am Rotor 2 angeordnet und mit dem Rotor 2 mitdrehend ist ein als Ringkessel ausgebildeter Füllgutbehälter 5 für das flüssige Füllgut vorgesehen, welcher gemäß dem dargestellten Beispiel die ferner vorgesehenen, mehreren umfänglich verteilt angeordneten Füllelemente 3 trägt, wobei die Füllelemente 3 am Umfang des Ringkessels 5 an dessen radial außenliegender Außenseite befestigt sind. Dazu sind die Füllelemente 3 beispielsweise über einen oberen Tragabschnitt mit dem Ringkessel 5 verbunden, so dass ein eine Abgabeöffnung aufweisender unterer Abschnitt der Füllelemente 3 frei nach unten weist. Der untere Abschnitt wird vorliegend auch als Füllende oder Füllabschnitt verstanden.
Jedem sich entlang einer Füllelementachse FA erstreckenden Füllelement 3 ist ein mit umlaufender und in vertikaler Richtung hubbeweglicher Behälterträger zugeordnet, welcher zusammen mit dem Füllelement 3 eine Füllstelle oder Füllposition FP bildet. Der Behälterträger umfasst dabei einen Trageteller 12, der unterhalb des Füllelementes 3 angeordnet und dabei konzentrisch zur Füllelementachse FA ausgerichtet ist. Bei der Füllmaschine 1 können beispielsweise 132 Füllpositionen FP gleichmäßig über den gesamten Umfang des Rotors 2 verteilt angeordnet sein, wobei die fortlaufend durchnummerierten Füllpositionen FP beginnend mit Füllposition 1 bis Füllposition 132 einen Vollkreis von 360° beschreiben. Aus der in 2 dargestellten Draufsicht von oben geht die Anordnung der Füllelemente 3 um den Ringkessel 5 hervor, wobei in 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich 48 rund um den Ringkessel 5 verteilte Füllelemente 3 dargestellt sind. Es versteht sich von selbst, dass diese Darstellung nicht limitierend ist.
Zwischen den Füllelementen 3 der mehreren Füllpositionen FP sind vorzugsweise flächige Trennbleche 4 (in 1 nicht erkennbar, siehe 2 und 3) angeordnet, die sich in radialer Orientierung erstrecken und vorteilhaft die einzelnen Füllpositionen FP in gewissem Maße gegeneinander abschirmen. Beispielsweise kann dabei auch das Risiko verringert werden, dass bei einem Glasbruchereignis an einer bestimmten Füllposition FP (etwa an Füllposition FP „elf“), die entstehenden Glasscherben und -splitter zu den benachbarten Füllpositionen FP (Füllposition FP „zehn“ und „zwölf“) übertragen werden und dort an die Füllelemente 3 gelangen.
Die Füllelemente 3 des dargestellten Ausführungsbeispiels sind mehrteilig ausgebildet und umfassen zumindest ein sich ich Achsrichtung der Füllelementachse FA längs erstreckendes Füllrohr 7, sowie weitere, in den Figuren nicht näher bezeichnete Bauteile, wie zum Beispiel Füllstandsonde, Rückgasrohr, Füllventil oder Zentriertulpe. Die Füllelemente 3 werden über eine zentrale Steuereinrichtung gesteuert.
Bei dem Rotor 2 der vorliegenden Füllmaschine 1 ist ein freier Innenraum 9 ausgebildet, welcher einem Außenraum 11 gegenübersteht. Eine Abgrenzung von Innenraum 9 und Außenraum 11 wird bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsvariante der Füllmaschine 1 zusätzlich unterstützt durch eine am Rotor 2 ferner vorgesehene und die Maschinenachse MA konzentrisch umlaufende, zylindrische Schutzwand 8, welche den freien Innenraum 9 gegenüber dem Außenraum 11 abtrennt, wobei die Füllelemente 3 in dem Außenraum 11 angeordnet sind. Die Schutzwand 8 verhindert vorteilhaft auch, dass Glasscherben oder -splitter von an den Füllpositionen FP befindlichen, platzenden Flaschen in den Innenraum 9 des Rotors 2 und damit der Füllmaschine 1 gelangen. Ferner schirmt die Schutzwand 8 im Innenraum 9 angeordnete Bauteile oder Komponenten vor Flüssigkeiten, Verunreinigungen und Glasbruchstücken ab. Beispielsweise können so empfindliche Bauteile bzw. Komponenten, z.B. Schaltungen, Steuereinrichtungen, elektrische Versorgungsleitungen oder dergleichen geschützt im Innenraum 9 untergebracht werden.
Die Füllmaschine 1 umfasst ferner mehrere mit einem Spritzmedium beaufschlagbare und mit dem Rotor 2 umlaufend mitbewegte Spritzdüseneinheiten 6, 6' zum Abspritzen und Reinigen zumindest eines Abschnittes der Füllelemente 3, wobei jedem Füllelement 3 mindestens eine Spritzdüseneinheit 6 fest zugeordnet ist und eine jeweilige Düsenöffnung 6a jeder Spritzdüseneinheit 6, 6' dem zugeordneten Füllelement 3 zugewandt ist. Im dargestellten Beispiel sind jedem Füllelement 3 zwei in einer vertikalen Richtung übereinander angeordnete, umlaufend mitbewegte Spritzdüseneinheit 6, 6' fest zugeordnet, und zwar in direkter räumlicher Nähe zu den Füllelementen 3.
Die Spritzdüseneinheiten 6, 6' sind in Bezug auf die Maschinenachse MA relativ zu den Füllelementen 3 radial innenliegend angeordnet, so dass die Düsenöffnungen 6a jeder Spritzdüseneinheit 6, 6' einer in Richtung der vertikalen Maschinenachse MA weisenden inneren Seite IS der jeweils zugeordneten Füllelemente 3 zugewandt ist. Ein von der Spritzdüseneinheit 6, 6' ausgehender Spritzstrahl ist dabei von der vertikalen Maschinenachse MA weg nach außen und hin zur inneren Seite IS des Füllendes oder Füllabschnittes des zugeordneten Füllelementes 3 gerichtet.
Die Spritzdüseneinheiten 6, 6' des dargestellten Beispiels sind derart am Rotor 2 vorgesehen, dass von den jeweils zwei pro Füllelement 3 vorgesehenen Spritzdüseneinheiten 6, 6', je eine auf gleicher vertikaler Höhe mit einem Abschnitt des Füllrohres 7 und die andere etwas höher liegend angeordnet ist, beispielsweise etwa auf Höhe der Zentriertulpe oder des Rückgasrohres. Durch Auslösen eines Abspritzvorganges durch beide, einem Füllelement 3 zugeordneten Spritzdüseneinheiten 6 kann ein entsprechendes Füllelement 3 somit vorzugsweise an mehreren Abschnitten effektiv abgespritzt und gereinigt werden.
Die Spritzdüseneinheiten 6, 6' sind so angeordnet, dass die von ihr ausgehenden Spritzstrahlen das Füllrohr 7 und/oder die Füllstandssonde und/oder das Rückgasrohr und/oder die Zentriertulpe und/oder die Abgabeöffnung des Füllelementes 3 und/oder den die Abgabeöffnung umgebenden Auslaufbereich des Füllelementes 3 und/oder die das Füllelement 3 seitlich abschirmenden Trennbleche 4 zumindest benetzen, besser noch wirksam abspritzen.
Die Spritzdüseneinheiten 6, 6' sind bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsvariante im Bereich der Schutzwand 8 vorgesehen, wobei die Düsenöffnungen 6a auf einer dem Außenraum 11 zugewandten äußeren Seite der Schutzwand 8 angeordnet sind. In der Schutzwand 8 sind dazu beispielsweise entsprechende Durchbrechungen bzw. Ausnehmungen vorgesehen, in denen ein jeweiliger Düsenkörper der Spritzdüseneinheiten 6, 6' derart aufgenommen ist, dass der Düsenkörper die Schutzwand 8 durchragt und durch diese hindurchreicht, wobei sich der Düsenkörper von einer dem Innenraum 9 zugewandten inneren Seite der Schutzwand 8 bis in den Außenraum 11 erstreckt, wo schließlich die Düsenöffnung 6a angeordnet ist.
Im Innenraum 9 des Rotors 2 ist eine an einer Rotorinnenseite befestigte und mit dem Rotor 2 umlaufend mitbewegte Ringleitung 10 zur Versorgung der Spritzdüseneinheiten 6, 6' mit Spritzmedium vorgesehen. Die Spritzdüseneinheiten 6, 6' sind dabei über geeignete Anschlüsse mit der Ringleitung 10 verbunden. Die Ringleitung 10 selbst wird beispielsweise über eine nicht aus den Figuren ersichtliche aber mit der Ringleitung 10 in fluider Verbindung stehende Druckleitung mit einem Drehverteiler gespeist. Vorzugsweise wird mit Druck beaufschlagtes flüssiges Medium, beispielsweise heißes oder kaltes Wasser oder Reinigungsmedium als Spritzmedium verwendet, welches über eine solche Druckleitung mit Drehverteiler in den Innenraum 9 des Rotors 2 der Füllmaschine 1 geführt und dort entsprechend in die mit der Druckleitung verbundene Ringleitung 10 eingeleitet wird.
Die Spritzdüseneinheiten 6, 6' sind individuell steuerbar bzw. gesteuert schaltbar. Dazu ist ferner eine mit den Spritzdüseneinheiten 6, 6' in kommunizierender Verbindung stehende Steuereinheit 14 (in 1 nicht bezeichnet, siehe 3) vorgesehen und die Spritzdüseneinheiten 6, 6' sind mit geeigneten, steuerbaren Ventilen 13 ausgestattet, welche zusammen geschützt in dem Innenraum 9 angeordnet sind. Die steuerbaren Ventile 13 können in Form von pneumatisch gesteuerten Medienventilen ausgebildet sein. Auch elektrisch gesteuerte Ventile sind jedoch möglich. Dabei ist jede Spritzdüseneinheit 6, 6' vorzugsweise einzeln steuerbar, wobei selbstverständlich mehrere Spritzdüseneinheiten 6, 6' gleichzeitig geschaltet werden können, so dass ein Spritzvorgang bei mehreren Spritzdüseneinheiten 6, 6', die in bedarfsgerecht vorgesehenen, beliebigen Gruppen zusammengefasst sind, ausgelöst werden kann. Vorliegend ist dies gleichbedeutend damit, dass die Spritzdüseneinheiten 6, 6' einzeln und beliebig sowie auch in Gruppen schaltbar sind.
Vorteilhaft kann aufgrund der beliebig und unabhängig steuerbaren und schaltbaren Spritzdüseneinheiten 6, 6' bei Auftreten eines Glasbruchereignisses an Füllposition „elf“, sowohl das Füllelement 3 an dieser betroffenen Füllposition „elf“ abgespritzt und gereinigt werden, gleichzeitig können sicherheitshalber aber auch die Füllpositionen FP „zehn“ und „zwölf“ sowie zusätzlich die Füllpositionen FP „neun“ und „dreizehn“, usw. abgespritzt bzw. gereinigt werden.
Vorzugsweise können die Spritzdüseneinheiten 6, 6' dabei auch intervallmäßig geschaltet werden. Sofern, wie im dargestellten Beispiel der 1 einem bestimmten Füllelement 3 mehrere vertikal übereinander angeordnete Spritzdüseneinheiten 6, 6' zugeordnet sind, kann zunächst die oberste Spritzdüseneinheit 6 angesteuert werden, um dort mit einem vorgegebenen Zeitintervall eine Folge von Spritzstrahlen auszulösen. Die unterhalb angeordneten Spritzdüseneinheiten 6' können beispielsweise ebenfalls intervallmäßig aber zeitversetzt zu der obersten Spritzdüseneinheit 6 angesteuert werden, so dass das Füllelement 3 dadurch sukzessive von oben nach unten abgespritzt wird und zwar vorzugsweise mit mehreren Spritzpulsen.
Die 2 und 3 verdeutlichen noch einmal die Anordnung der Füllelemente 3, der Schutzwand 8 und der Spritzdüseneinheiten 6, 6' am Rotor 2, und zwar relativ zueinander und relativ zur Maschinenachse MA. Ausgehend von der Maschinenachse MA sind die Füllelemente 3 radial außenliegend im Außenraum 11 angeordnet, wobei die Spritzdüseneinheiten 6 (in 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen), welche gemäß dem dargestellten Beispiel im Bereich der Schutzwand 8 vorgesehen sind, radial innerhalb der Füllelemente 3 angeordnet sind. Die Düsenöffnungen 6a der Spritzdüseneinheiten 6 sind der inneren Seite IS der Füllelemente 3 zugewandt.
Die 4 zeigt ein schematisches Schaltbild für eine Steuerung bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Füllmaschine 1, wobei bei dem Ausführungsbeispiel jedes Füllelement 3 zusätzlich mit einem Drucksensor 16 zur Messung des im Behälter vorherrschenden Drucks ausgestattet ist. Der Drucksensor 16 steht mit der Steuereinheit 14 zur Steuerung der Ventile 13 der Spritzdüseneinheiten 6, 6' in kommunizierender Verbindung und misst permanent den im abzufüllenden Behälter herrschenden Druck. Im dargestellten Beispiel ist die Steuereinheit 14 zur Steuerung der Ventile 13 als integraler Teil einer zentralen elektronischen Steuereinrichtung 15 ausgebildet, an welche die entsprechenden Messdaten der Drucksensoren 16 übertragen werden und welche die Füllelemente 3 bzw. die mittels der Füllelemente 3 erfolgende Abgabe des flüssigen Füllgutes in die Behälter steuert. Über diese zentrale elektronische Steuereinrichtung 15 kommuniziert jeder Drucksensor 16 mit der Steuereinheit 14 zur Steuerung der Ventile 13, welche Steuersignale zum Schalten der steuerbaren Ventile 13 der Spritzdüseneinheiten 6, 6' ausgibt, und zwar unter Heranziehen der Messdaten der Drucksensoren 16 bzw. von entsprechend in einer Auswerteeinheit der zentralen elektronischen Steuereinrichtung 15 bearbeiteten Auswertedaten dieser Messdaten.
Sobald ein Drucksensor 16 an einer betroffenen Füllposition FP einen plötzlichen Druckabfall misst, der beispielsweise aufgrund eines Glasbruches auftritt, werden diese Messdaten dazu verwendet, unverzüglich über die Steuereinheit 14 zumindest das steuerbare Ventil 13 der dem Füllelement 3 der betroffenen Füllposition FP zugeordneten Spritzdüseneinheiten 6, 6' gesteuert zu schalten, nämlich zu öffnen, um das betroffene Füllelement 3 abzuspritzen bzw. abzuschwallen. Vorzugsweise können über die Steuereinheit 14 gleichzeitig zumindest auch die steuerbaren Ventile 13 der Spritzdüseneinheiten 6, 6' der benachbart zu dem betroffenen Füllelement 3 angeordneten Füllelemente 3 gesteuert geöffnet werden.
Die Patentansprüche werden zu einem Bestandteil der Beschreibung erklärt.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zum Befüllen von Behältern
2: Rotor
3: Füllelement
4: Trennbleche
5: Füllgutbehälter
6, 6': Spritzdüseneinheit
6a: Düsenöffnung
7: Füllrohr
8: Schutzwand
9: Innenraum
10: Ringleitung
11: Außenraum
12: Trageteller
13: steuerbare Ventile
14: Steuereinheit
15: zentrale Steuereinrichtung
16: Drucksensor
FA: Füllelementachse
FP: Füllposition
IS: innere Seite der Füllelemente
MA: Maschinenachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014103504 A1 [0006]
EP 0615947 A1 [0007]
DE 2739742 A1 [0008]

Claims

Vorrichtung (1) zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, aufweisend einen um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Rotor (2) mit mehreren, über den Umfang des Rotors (2) verteilt angeordneten Füllelementen (3), die mit einem vorgesehen Füllgutbehälter (5) für das flüssige Füllgut verbunden sind, wobei mehrere mit einem Spritzmedium beaufschlagbare und mit dem Rotor (2) umlaufend mitbewegte Spritzdüseneinheiten (6, 6') vorgesehen sind, wobei jedem Füllelement (3) zumindest eine umlaufend mitbewegte Spritzdüseneinheit (6) fest zugeordnet ist und wobei eine Düsenöffnung (6a) der Spritzdüseneinheiten (6, 6') dem jeweils zugeordneten Füllelement (3) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüseneinheiten (6, 6') individuell steuerbar sind, wobei dazu die Spritzdüseneinheiten (6) mit geeigneten, steuerbaren Ventilen (13) ausgestattet sind und ferner eine mit den Spritzdüseneinheiten (6, 6') in kommunizierender Verbindung stehende Steuereinheit (14) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüseneinheiten (6, 6') in Bezug auf die Maschinenachse (MA) relativ zu den jeweils zugeordneten Füllelementen (3) radial innenliegend angeordnet sind, wobei die Düsenöffnung (6a) jeder Spritzdüseneinheit (6, 6') einer in Richtung der vertikalen Maschinenachse (MA) weisenden inneren Seite (IS) des zugeordneten Füllelementes (3) zugewandt ist und ein von der Spritzdüseneinheit (6, 6') ausgehender Spritzstrahl von der vertikalen Maschinenachse (MA) weg nach außen und hin zur inneren Seite (IS) des zugeordneten Füllelementes (3) gerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Füllelement (3) aus mehreren Füllelementbauteilen gebildet ist und zumindest ein Füllrohr (7) umfasst, wobei die zumindest eine dem Füllelement (3) zugeordnete Spritzdüseneinheit (6) derart am Rotor (2) vorgesehen ist, dass die Düsenöffnung (6a) der Spritzdüseneinheit (6, 6') mit zumindest einem Abschnitt des Füllrohres (7) auf gleicher vertikaler Höhe angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllgutbehälter (5) durch einen am Rotor (2) angeordneten und mit diesem Rotor (2) mitdrehenden und die Füllelemente (3) tragenden Ringkessel gebildet ist oder dass der Füllgutbehälter (5) durch einen stationären Zentralbehälter und einen am Rotor (2) angeordneten, mitdrehenden Rohrringkessel gebildet ist, wobei die Füllelemente (3) am Rotor (2) getragen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem freien Innenraum (9) des Rotors (2) wenigstens eine an einer Rotorinnenseite befestigte und mit dem Rotor (2) umlaufend mitbewegte Ringleitung (10) zur Versorgung der Spritzdüseneinheiten (6, 6') mit Spritzmedium vorgesehen ist, wobei die Spritzdüseneinheiten (6, 6') über geeignete Anschlüsse mit der Ringleitung (10) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die vertikale Maschinenachse (MA) konzentrisch umlaufende Schutzwand (8) vorgesehen ist, die radial innerhalb der Füllelemente (3) angeordnet ist und den freien Innenraum (9) des Rotors (2) gegenüber einem Außenraum (11) abgrenzt, wobei die Füllelemente (3) in dem Außenraum (11) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüseneinheiten (6, 6') im Bereich der Schutzwand (8) vorgesehen sind, wobei die Düsenöffnungen (6a) der Spritzdüseneinheiten (6, 6') auf einer dem Außenraum (11) zugewandten äußeren Seite der Schutzwand (8) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger Düsenkörper der Spritzdüseneinheiten (6, 6') in entsprechenden, in der Schutzwand (8) vorgesehenen Ausnehmungen aufgenommen ist und die Schutzwand (8) durchragt, wobei sich der Düsenkörper zumindest von einer dem Innenraum (9) zugewandten inneren Seite der Schutzwand (8) bis in den Außenraum (11) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Füllelement (3) zwei oder mehrere Spritzdüseneinheiten (6, 6') fest zugeordnet sind, wobei die einem jeweiligen Füllelement (3) zugeordneten Spritzdüseneinheiten (6, 6') einzeln und/oder in vorgegebenen Gruppen gemeinsam steuerbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das steuerbare Ventil (13) ein pneumatisch gesteuertes Medienventil ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Füllelement (3) mit einem Drucksensor (16) zur Messung des im Behälter vorherrschenden Drucks ausgestattet ist, wobei der Drucksensor (16) mit der Steuereinheit (14) in kommunizierender Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den radial innerhalb der Füllelemente (3) angeordneten Spritzdüseneinheiten (6, 6') weitere Spritzdüseneinheiten vorgesehen sind, die radial außerhalb der Füllelemente (3) angeordnet sind und deren Spritzstrahl in Richtung auf die vertikale Maschinenachse (MA) hin nach innen gerichtet ist.
Verfahren zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut mittels einer Vorrichtung zum Befüllen von Behältern, wobei die Vorrichtung einen um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Rotor (2) mit mehreren, über den Umfang des Rotors (2) verteilt angeordneten Füllelementen (3) aufweist, die mit einem vorgesehen Füllgutbehälter (5) für das flüssige Füllgut verbunden sind, wobei bei der Vorrichtung jedem Füllelement (3) zumindest eine mit einem Spritzmedium beaufschlagbare und mit dem Rotor (2) umlaufend mitbewegte und steuerbare Spritzdüseneinheit (6) fest zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren im Bedarfsfall ein Abspritzvorgang zum Abspritzen zumindest eines Abschnittes wenigstens eines bestimmten Füllelementes (3) ausgelöst und durchgeführt wird, wobei dazu wenigstens die mindestens eine diesem Füllelement (3) zugeordnete Spritzdüseneinheit (6) durch eine vorgesehene Steuereinheit (14) individuell angesteuert wird, wobei ein vorgesehenes steuerbares Ventil (13) der Spritzdüseneinheit (6) geöffnet und ein von der Spritzdüseneinheit (6) ausgehender Spritzstrahl auf zumindest einen Abschnitt des Füllelementes (3) gerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abspritzvorgang zum Abspritzen zumindest eines Abschnittes wenigstens eines bestimmten Füllelementes (3) in Reaktion auf ein Glasbruchereignis an einer entsprechenden Füllposition (FP) ausgelöst und durchgeführt wird, wobei mittels eines bei dem Füllelement (3) vorgesehenen Drucksensors (16) zur Messung eines Behälterinnendruckes ein mit dem Glasbruchereignis auftretender plötzlicher Druckabfall gemessen wird und wobei in Abhängigkeit entsprechender Mess- und Auswertedaten eines solchen gemessenen Druckabfalls mittels der Steuereinheit (14) zumindest die dem Füllelement (3) an der entsprechenden Füllposition (FP) zugeordnete Spritzdüseneinheit (6) angesteuert wird um einen Abspritzvorgang auszulösen.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in Reaktion auf ein Glasbruchereignis an einer entsprechenden Füllposition (FP) mehrere Spritzdüseneinheiten (6) angesteuert werden, um einen Abspritzvorgang an mehreren der entsprechenden Füllposition (FP) vor und/oder nachlaufenden Füllpositionen (FP) auszulösen.