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Füllventil für Gegendruckflaschenfüller Die Erfindung bezieht sich
auf ein Füllventil für Gegendruckflaschenfüller zum Abfüllen von Bier und anderen
kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten und ist besonders für die Heißabfüllung dieser
Getränke und auch für die Warmabfüllung geeignet, weil gerade bei diesen Füllverfahren
erhöhte Gegendrücke erforderlich sind.
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Beim Heißabfüllen von kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten findet ein
Füllventil Anwendung, bei dem nur ein kleines und dünnes, die Füllhöhe bestimmendes
Gasröhrchen in den Flaschenhals hineinragt, die Flüssigkeit aber direkt zwischen
der Flaschenwandung und dem Gasröhrchen in die Flasche eintritt. Das bedingt aber
eine verhältnismäßig komplizierte Ventilanordnung, die im Innern des Flüssigkeitsbehälters
vorgesehen ist. Eine Trennung zwischen Vor-, Rückgas und Flüssigkeit zur Verhinderung
übermäßiger Aufnahme von Luft u. dgl. konnte nicht verwirklicht werden. Besonders
soweit mit ein und demselben Füller nicht nur heiß, sondern auch in der üblichen
Weise kalt abgefüllt werden sollte, traten diese Nachteile in Erscheinung.
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Es ist auch bereits ein Füllrohr mit Fußventil bekannt. Um das Füllrohr
ist ein zusätzliches Gasmantelrohr vorgesehen, das Öffnungen für den Gasaustritt
aufweist. Dieses Füllrohr ist sehr kompliziert, weist fünf ineinandergeführte Rohre
auf und ist auch wegen seines tiefen Eintritts in die Flaschen und der kleinen Austrittsöffnungen
für die Flüssigkeit zum Abfüllen von Bier, insbesondere für die Heißabfüllung, nicht
geeignet.
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Es ist weiter ein Füllzapfen mit einem besonders geformten Ansatz
bekanntgeworden, wobei der Ansatz die Flüssigkeit fächerförmig an die Wand der zu
füllenden Flasche leitet. Dieser Füllkopf weist jedoch kein Fußventil auf, wodurch
ein Nachtropfen und damit ein unerwünschtes Aufschäumen und ein Beunruhigen des
Flascheninhaltes auftreten kann.
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Zum Abfüllen von Flüssigkeiten sind auch Aufsätze mit Hohlräumen zum
Sammeln und Zurückleiten von Schaum und Flüssigkeit bekannt. Diese Vorrichtungen
sind jedoch nicht für die Gegendruckabfüllung, sondern für die unter Verbindung
mit der Atmosphäre arbeitende Höhenfüllung bekannt.
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Es wurde auch bereits ein Füllrohr mit Fußventil zum Heiß- und Kaltabfüllen
von Flüssigkeiten, z. B. Bier, bekannt, dessen Ventilkegel besondere Einrichtungen
zum Zentrieren und Abdichten aufweist. Mit einem solchen Fußventil kann jedoch in
der Praxis keine Heißabfüllung von Bier u. dgl. bewirkt werden, weil das Füllrohr
in der Flasche zuviel Raum einnimmt, der, nachdem die Flasche randvoll gefüllt und
das Füllrohr die Flasche verlassen hat, am Flascheninhalt fehlt. Da mit Pasteurisiertemperatur
heiß abgefülltes Bier beim Erkalten sein Volumen zudem um ungefähr 2% verringert,
kann der Mindestinhalt in der Flasche nicht erreicht werden. Andere Füllsysteme,
z. B. Füllhähne, sind für Drücke bis zu 8 atü ungeeignet, weshalb bei der Heißabfüllung
solcher Flüssigkeiten Ventilfüller verwendet werden müssen und dazu aus den angegebenen
Gründen nur selbsttätige, in den Flüssigkeitsbehälter hineinverlegte Ventile mit
in die Flasche ragendem Gasröhrchen Verwendung finden.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß heiß abgefülltes
Bier u. dgl. durchaus nicht auf- und überschäumt, wenn ein dem Abfüllen dienendes
Füllrohr nach beendeter Füllung aus der Flüssigkeit herausgezogen wird.
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Gemäß der Erfindung wird ein Füllventil für Gegendruckflaschenfüller
mit einem gasweglosen, in den Flaschenhals bis etwa zur Flaschenschulter reichenden
Füllzapfen mit die Flüssigkeit fächer-oder strahlenförmig gegen die Flaschenwand
weisenden Leitelementen vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Leitelemente
Teil eines das Füllrohr in bekannter Weise abschließenden, auf-und zusteuerbaren
Fußventils sind und daß in der auf dem Füllrohr koaxial gleitenden Zentrierglocke
und deren Hals an sich bekannte Hohlräume als Vorratsräume für Nachfüllflüssigkeit
vorgesehen sind. Durch ein solches Füllrohr wird nur wenig Flüssigkeit aus dem Flaschenhals
verdrängt und durch die Leitelemente wird die Flüssigkeit fächerartig gegen die
Flaschenwand geführt, wodurch das Rückgas einen Weg durch den Flaschenhals zum Rückgaskanal
findet, ohne daß es mit der Flüssigkeit vergurgelt. Die Vorratsräume in der Zentrierglocke
und in deren Hals werden beim Aufsteigen der Flüssigkeit in den Rückgaskanal aufgefüllt
und entleeren
sich nach dem Abziehen der Flasche in deren Hals
nach Maßgabe des durch das Abziehen des Füllrohres entstehenden Leerraumes. Je nach
Größe und Ausbildung der Flasche kann mit einem solchen nur bis etwa zur Flaschenschulter
reichenden Füllrohr in Verbindung mit den Hohlräumen in der Zentrierglocke und in
deren Hals die Mindestfüllung trotz Kontraktion erzielt werden. Als Vorratsraum
für Nachfüllflüssigkeit können auch gemäß der Erfindung Ausnehmungen längs der Führungsbohrung
oder Erweiterungen derselben vorgesehen sein.
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Es wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß zwischen
der Zentrierglocke und dem Füllorgan-Unterteil und koaxial zum Füllrohr eine Druckfeder
vorgesehen ist. Diese Druckfeder ist während des Füllvorganges zusammengepreßt und
bewirkt, daß beim Abziehen der Flasche die Zentrierglocke mindestens so lange fest
mit der Flaschenmündung verbunden bleibt, bis der größte Teil der in den Vorratsräumen
der Zentrierglocke befindlichen Flüssigkeit in die Flasche zurückgelangt ist.
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Mit einer solchen Vorrichtung wird die Flasche zunächst strichvoll
gefüllt, wobei der Rückgaskanal nach dem Auffüllen der Vorratsräume in der Zentrierglocke
ebenfalls mit Flüssigkeit angefüllt wird.
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Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung können C02 haltige Flüssigkeiten,
insbesondere Bier, mit einem beliebig steuerbaren Füllrohr abgefüllt werden, wobei
die verschiedenen Phasen des Füllvorganges, nämlich Spannen, Füllen, Schließen,
Entspannen von außen her exakt einstellbar sind und ein robuster, jederzeit zugänglicher
und nur selten Störungen unterworfener Steuermechanismus Verwendung finden kann.
Außerdem weist ein solcher Füller getrennte Räume für Flüssigkeit, Vor- und Rückgas
auf; auf ihm kann in bekannter Weise kalt abgefüllt werden und ebenso heiß, wobei,
soweit erforderlich, die drei Räume miteinander verbunden werden können, so daß
ein Einraum-Füller entsteht. Falls nötig, lassen sich die Füllrohre mitsamt den
Zentrierglocken leicht auswechseln.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise und
schematisch dargestellt. A b b. 1 zeigt teilweise im Schnitt das Füllventil, A b
b. 2 eine mögliche Form des Füllrohrfußventils, A b b. 3 eine Abwicklung des Fußventils
gemäß Ab b.2, A b b. 4 eine andere Ausbildung des Füllrohrfußventils.
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Am Füllorgan-Unterteil l münden zwischen einer Dichtung 2 und einem
Füllrohr 3 ein Rückgaskanal 4 und ein Spanngaskanal 5. Durch das Füllrohr 3 ist
eine Zugstange 6 für ein Füllrohrfußventil 7 geführt. Auf dem Füllrohr 3 gleitet
koaxial eine Zentrierglocke 8 mit ihrem Zentrierglockenhals 9, über dem koaxial
eine Feder 10 so vorgesehen ist, daß sie die Zentrierglocke 8 lotrecht
nach unten drückt. Zwischen dem Füllrohr 3 und der Zentrierglocke 8 bzw. deren Hals
9 ist eine Durchmessererweiterung 11
und/oder eine Ausnehmung 12 als
Vorratsraum für Flüssigkeit vorgesehen. Eine Flasche 13 gelangt mit ihrer Mündung
zur Anlage an eine Dichtung 14 der Zentrierglocke B. Die im Füllorgan-Unterteil
1 verlaufende Rückgasbohrung 4 ist mit einer Entlastungsbohrung
4' verbunden, die zu einem Entlastungsventil 4" führt. Beim Anheben der Flasche
13 gelangt das Fußventil 7 des Füllrohres 3 nur etwa bis zur beginnenden Flaschenschulter,
das ist diejenige Stelle, an der der überwiegend zylindrische Teil des Flaschenhalses
sich merklich erweitert.
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Dabei ist die Feder 10 zusammengepreßt und über die Dichtungen
2 und 14 ist eine Verbindung zwischen den Gasleitungen 4 und 5 und
den Erweiterungen 11 bis zum Flascheninnern hergestellt. In bekannter Weise
wird sodann die Flasche 13 über den Spanngaskanal5 gespannt, danach durch Betätigen
der Ventilstange 6 das Fußventil 7 geöffnet, wobei eine nicht ganz gleichmäßige
schirmartige Flüssigkeitsstrahlfläche gegen die Flaschenwand gelangt. Durch die
Ungleichmäßigkeiten in dieser Strahlfläche tritt das Rückgas aus der Flasche 13
über die Erweiterung 11 in den Rückgaskanal 4 und bei voll gefüllter Flasche 13
folgt auf dem gleichen Wege weiter in die Flasche 13 einströmende Flüssigkeit nach.
Hierbei werden zunächst die Räume 11 und 12 mit Flüssigkeit gefüllt. Nach beendeter
Füllung werden Spanngasventil, Flüssigkeitsventil und Rückgasventil in bekannter
Weise geschlossen und über das Entlastungsventil 4" und den unteren Teil des Rückgaskanals
4 eine Druckentlastung des Flascheninnern bewirkt. Beim anschließenden Abziehen
der Flasche 13 trennt sich zunächst der Hals 9 der Zentrierglocke 8 von der
Dichtung 2 und gleichzeitig entfernen sich Fußventil 7 und Füllrohr 3 aus
dem Flaschenhals. Die in den Räumen 11 und 12
bevorratete Flüssigkeit
fließt direkt in die Flasche 13 nach, und durch die Feder 10 wird bewirkt, daß bis
zur Beendigung dieser Nachfüllung eine gute Anlage zwischen der Dichtung 14 und
der Flaschenmündung vorhanden ist.
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Auf A b b. 2 ist ein Füllrohrende 3' mit einem schieberartigen Fußventil
15 dargestellt, das Öffnungen 16 aufweist, durch die die Flüssigkeit gegen
die Innenwand der Flasche austreten kann. Zwischen den einzelnen Flüssigkeitsstrahlen
kann das Rückgas nach oben in den Flaschenhals durchtreten.
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Auf A b b. 3 ist eine Abwicklung eines Teils des schieberartigen Fußventils
15 gemäß A b b. 2 mit Öffnungen 16 dargestellt. A b b. 4 zeigt eine andere Art eines
Füllrohrendes 3", wobei durch eine ungleichmäßige Ausbildung des Zentnerkegels 17
des Fußventils eine ungleichmäßige Fläche des austretenden Flüssigkeitsschirmes
erzeugt und damit eine Öffnung zum Durchtritt der Luft aus der Flasche über den
Flaschenhals in den Rückgaskanal ermöglicht wird. Entsprechendes kann auch mit anderen
geringfügigen Ungleichmäßigkeiten am Fußventil oder Füllrohrende bewirkt werden,
soweit dadurch eine Unterbrechung des austretenden Flüssigkeitsschirmes, durch die
das Rückgas ohne mit der Flüssigkeit zu vergurgeln aufsteigen kann, erzielt wird.