DE3731759A1 - Fuellorgan fuer getraenkefuelleinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Füllorgan der im Oberbergriff des Anspruches 1 genannten Art.

Derartige Füllorgane weisen einen Gaskanal auf, der bei untergesetzter Flasche das Behälterinnere mit dem Gasraum des Kessels verbindet. Dieser Gaskanal wird bei Füllorganen der eingangs genannten Art im wesentlichen für zwei Zwecke benötigt, und zwar zum einen zum Vorspannen des Behälters und zum anderen als Rückgaskanal.

Dabei wird zunächst das Gasventil vor Füllbeginn geöffnet, um den Behälter mit dem Kesseldruck vor­ zuspannen. Bei Erreichen von Gleichdruck kann ein Flüssigkeitsventil geöffnet werden bzw. öffnet bei üblicher Konstruktion unter Federwirkung von selbst. Dann strömt Flüssigkeit in den Behälter, wobei das aus dem Behälter entweichende Gas durch den Gaskanal strömt. Erreicht die Flüssigkeitsober­ fläche das untere Ende des Gaskanales, so steigt sie in diesem auf. Gas kann nicht mehr entweichen, und die Füllung wird gestoppt.

Dabei wird das Innere des Gaskanales bei jeder Füllung mit Flüssigkeit benetzt. Beim nächsten Füllvorgang wird beim Vorspannen des Behälters von dem mit hohem Druck einströmenden Gas die Netz­ flüssigkeit aus dem Gaskanal mitgerissen. Es ent­ steht sogenannte nasse Vorluft. Diese ist jedoch, da sie ein Aufschäumen des Getränkes bewirkt, schädlich und soll vermieden werden.

Bei Füllorganen der eingangs genannten bekannten Art wird daher jeweils zwischen zwei Füllvorgängen, also dann, wenn bei einer rotierenden Fülleinrich­ tung die Füllorgane sich zwischen dem Auslaufstern und dem Einlaufstern befinden, das Gasventil kurz­ zeitig geöffnet, so daß ein Gasstrom mit hoher Ge­ schwindigkeit durch den Gaskanal ausströmt und darin befindliche Netzflüssigkeit ausbläst. Auf diese Weise wird trockene Vorluft erreicht.

Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist aber, daß aufgrund des hohen Druckes im Kessel bei auch nur kurzzeitigem Öffnen des Gasventiles sehr viel Gas entweicht. Da das über dem Getränk im Kes­ sel stehende Gas im wesentlichen aus CO₂ besteht, wird also sehr viel teures CO₂ abgeblasen, was Ko­ stennachteile mit sich bringt. Außerdem wird die aus dem Gaskanal ausgeblasene Flüssigkeit aufgrund der hohen Gasströmungsgeschwindigkeit stark ver­ nebelt, was zu Flüssigkeitsniederschlägen auf den umgebenden Maschinenteilen führt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Füllorgan der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Ausblasen des Gaska­ nales mit geringeren Kosten verbunden ist und das Vernebeln vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkma­ len des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 ge­ löst.

Erfindungsgemäß ist im Gaskanal eine Drossel vor­ gesehen, die das Ausblasen mit niedrigerer Gasströ­ mungsgeschwindigkeit ermöglicht. Auch bei ungenauer Zeitsteuerung des Ausblasvorganges kann aufgrund der niedrigeren Gasgeschwindigkeit die ausgeblasene Gasmenge besser kontrolliert werden, so daß sich ein geringerer Gasverbrauch ergibt und somit teures CO₂ gespart werden kann. Da die Gasströmungge­ schwindigkeit durch die Drossel verringert wird, wird die ausgeblasene Flüssigkeit weniger stark vernebelt.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vor­ gesehen. Die erfindungsgemäß gedrosselte Ausblasung kann in bekannter Weise so vorgenommen werden, daß während des Behälterwechsels, wenn also kein Behäl­ ter unter dem Füllorgan steht, das Gasventil öff­ net, ausbläst und anschließend wieder schließt. Vorteilhaft mit den Merkmalen des Anspruches 2 wird aber das Gasventil nur geöffnet und nach dem Aus­ blasen nicht wieder geschlossen. Es bleibt solange offen, bis der nächste Behälter unter dem Füllorgan angepreßt und vorgespannt wird. Dadurch wird ein Steuervorgang eingespart. Nachteile durch zu hohen Gasverbrauch entstehen hierbei nicht, ganz im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem eine solche Schaltung wegen des ungedrosselten hohen Gasverbrauches nicht möglich wäre.

Vorteilhaft sind dabei die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Ist die Drossel ständig im Gaskanal eingeschaltet, so kann auch das Vorspannen nur ge­ drosselt, also langsam, erfolgen. Bei vorgegebener Gesamtzeit des Füllzyklus ergibt sich durch die verlängerte Vorspannzeit aber eine verringerte, für das Füllen zur Verfügung stehende Zeit. Das ist nachteilig, da möglichst ruhig, also langsam, und somit über längeren Zeitraum gefüllt werden soll. Wird die Drossel aber nur zum Ausblasen einge­ schaltet, so kann zum Vorspannen mit voller Öffnung des Gaskanales gearbeitet werden, also in gewohnter Weise mit sehr kurzer Vorspannzeit.

Dabei sind vorteilhaft die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Auf diese Weise wird eine schaltbare Drossel ohne mechanischen Mehraufwand, insbesondere ohne zusätzlichen Steueraufwand, erreicht. Die Drossel sitzt in Form eines Drosselstückes unter dem Ventilkörper, für den ohnehin eine Hubsteuerung vorgesehen ist. Es ist nur eine zusätzliche Hub­ stellung vorzusehen, bei der der Ventilkörper ge­ öffnet ist, das Drosselstück aber noch in den Gas­ kanal eintaucht und diesen drosselt. Zum Vorspannen wird der Ventilkörper in eine zweite Hubstellung so weit angehoben, daß das Drosselstück aus dem Gaska­ nal ausgehoben ist, dieser somit im vollen Quer­ schnitt frei ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch im Schnitt durch ein erfindungsge­ mäßes Füllorgan mit als Rückluftrohr ausgebildetem Gaskanal dargestellt.

Wie aus der Figur ersichtlich, ist am Ringkessel 1 einer rotierenden Fülleinrichtung radial nach außen sich erstreckend ein Füllorgan 2 angeschlossen. Dabei verbindet ein Flüssigkeitsanschluß 3 den Flüssigkeitsraum des Ringkessels mit dem Bereich oberhalb des Flüssigkeitsventiles 6 des Füllorganes und ein Gasanschluß 4 den Gasraum des Kessels mit dem Gasraum 5 des Füllorganes.

Unterhalb des Flüssigkeitsventiles 6 befindet sich der Auslauf 7 des Füllorganes, unter dem eine Fla­ sche 8 in bekannter Weise abgedichtet gehalten ist.

Es ist ein das Flascheninnere mit dem Gasraum 5 verbindendes Rückluftrohr 9 vorgesehen, das höhen­ beweglich im Füllorgan 2 angeordnet ist und das Flüssigkeitsventil 6 trägt. In üblicher Ausgestal­ tung solcher Füllorgane ist das Flüssigkeitsventil selbstöffnend ausgebildet. über einen Flansch 10 am Rückluftrohr 9 stützt es sich mit einer Druckfeder 11 gegen das Füllorgan ab und öffnet somit automa­ tisch, wenn Gleichdruck zwischen dem Inneren der Flasche 8 und dem Gasraum 5 hergestellt ist.

Das Rückluftrohr 9 ragt mit seinem unteren Ende 12 bis zu der Höhe in die Flasche 8 hinein, bis zu der gefüllt werden soll, wie dies bei herkömmlichen Rückluftrohrkonstruktionen zu bekannten Zwecken der Steuerung des Füllstopps üblich ist.

Am oberen Ende des Rückluftrohres ist ein erweiter­ tes Rohrstück 13 vorgesehen, in dem ein Ventilkör­ per 14 des Gasventiles vorgesehen ist. Der Ventil­ körper 14 weist an seinem oberen Ende zwei im Hö­ henabstand angeordnete, querstehende Betätigungs­ platten 15 und 16 auf, zwischen denen ein Betäti­ gungshebel 17 in Eingriff bringbar ist, der über eine Welle 18, die das Gehäuse des Füllorganes 2 durchläuft, von außen winkelbetätigbar ist. Durch Drücken des Betätigungshebels 17 von oben auf die untere Betätigungsplatte 15 kann der Ventilkörper 14 nach unten bewegt und durch Drücken von unten gegen die obere Betätigungsplatte 16 nach oben bewegt werden. Die untere Betätigungsplatte 15 stützt sich ferner in üblicher Weise über eine Druckfeder 19 nach unten gegen einen Flansch 20 des Rückluftrohres ab.

An der unteren Querfläche des Ventilkörpers 14 ist eine Ringdichtung 21 vorgesehen, mit der der Ven­ tilkörper 14 auf dem Boden 22 des erweiterten Rohr­ stückes 13 in abdichtenden Eingriff gelangen kann, wodurch das Rückluftrohr 9 verschlossen wird.

Bei einem Füllvorgang mit dem insoweit konventio­ nell konstruierrten Füllorgan bleibt zunächst der Betätigungshebel 17 kraftfrei. Sowohl das Rückluft­ rohr 9 als auch der Ventilkörper 14 liegen in der unteren Schließstellung und werden dort gegen den Druck der Druckfedern 11 bzw. 19 vom Gasdruck im Innenraum des Füllorganes gehalten. Es wird nun die Flasche 8 unter den Auslauf 7 des Füllorganes ge­ bracht und in Dichtlage gehalten. Sodann wird durch Anheben des Betätigungshebels 17 der Ventilkörper 14 angehoben, und es strömt Gas in die Flasche 8, bis in dieser derselbe Druck (Gleichdruck) herrscht, wie im Gasraum 5. Dann hebt automatisch unter Einwirkung der Druckfeder 11 das Flüssig­ keitsventil 6 an, und Flüssigkeit strömt in die Flasche 8, bis sie das untere Ende 12 des Rückluft­ rohres 9 erreicht. Dadurch wird dieses gegen aus dem Inneren der Flasche 8 in den Gasraum 5 rück­ strömendes Gas verschlossen und somit die Füllung gestoppt. Dabei steigt aber Flüssigkeit im Rück­ luftrohr 9 auf. Der Ventilkörper 14 wird nun nach unten in Schließstellung bewegt. Es sind dann sowohl das Flüssigkeitsventil 6 als auch das Gasventil 21 geschlossen, und die Flasche 8 kann gefüllt abgezogen werden.

Schließt nun der nächste Füllvorgang an, so hängen vom vorhergehenden Füllvorgang noch benetzende Tropfen im Inneren des Rückluftrohres 9. Beim Vor­ spannen, wenn also der Ventilkörper 14 angehoben wird, strömt Gas unter hohem Druck in die Flasche und reißt diese Tröpfchen mit, die sich fein zer­ stäubt auf die Innenfläche der Flasche 8 setzen und zm Ausschäumen des einzufüllenden Getränkes führen.

Um dies zu vermeiden, wird nach dem Stand der Technik zwischen den Füllvorgängen, wenn also die Flasche 8 entfernt ist, durch entsprechende Betätigung des Betätigungshebels 17 der Ventilkörper 14 kurz angehoben. Gas aus dem Gasraum 5 strömt unter hohem Druck, also mit hoher Geschwindigkeit durch das Rückluftrohr 9 ins Freie und bläst alle anhängenden Flüssigkeitströpfchen aus. Beim nachfolgenden Füllvorgang kann also mit trockener Vorluft gearbeitet werden. Dabei geht aber viel Gas, insbesondere teures CO₂ verloren.

Um dem abzuhelfen, sieht die Erfindung vor, in dem Gaskanal eine Drossel vorzusehen, die die Ausström­ geschwindigkeit drosselt. Bei der in der Figur dar­ gestellten Ausführungsform ist zu diesem Zweck un­ ter dem Ventilkörper 14 ein Drosselstück 24 ange­ ordnet, das konzentrisch im Rückluftrohr 9 mit engem Spalt 25 sitzt. Die den Betätigungshebel 17 steuernde Steuereinrichtung ist so ausgebildet, daß sie beim Ausblasen zwischen den Füllvorgängen den Ventilkörper 14 nur geringfügig anhebt, so daß das Drosselstück 24 über seine wesentliche Länge im Rückluftrohr 9 verbleibt, wobei der Spalt 25 stark drosselnd wirkt. Nun kann über geeignete Zeitsteu­ erung die Gasausströmung so begrenzt werden, daß bei ausreichendem Ausblasen von Flüssigkeitströpf­ chen aus dem Rückluftrohr 9 ein nur geringer Gas­ verbrauch auftritt.

Da bei dieser Hubstellung des Ventilkörpers 14 die Drossel auch während des Vorspannens arbeiten wür­ de, wodurch sich die Vorspannzeit ungünstig ver­ längert, wird vorzugsweise während des Vorspannens der Ventilkörper 14 über einen wesentlich größeren Hub angehoben, und zwar bis in die gestrichelt dar­ gestellte Stellung. Dabei ist das Drosselstück 24 ganz aus dem Rückluftrohr ausgehoben, so daß dieses mit vollem Querschnitt zum schnellen Vorspannen zur Verfügung steht.

Es kann mit der erfindungsgemäßen Konstruktion zum Ausblasen das Gasventil 14 geöffnet und nach einer gewissen Zeit wieder geschlossen werden, wobei sich bereits die Vorteile der Erfindung ergeben. Eine weitere konstruktive und insbesondere steuertech­ nische Vereinfachung kann dadurch erreicht werden, daß zum Ausblasen das Gasventil 14 nur geöffnet und dann in der Öffnungsstellung belassen wird. Dann wird solange ausgeblasen - wobei sich durch die er­ findungsgemäße Drosselung die Gasverluste beherr­ schen lassen - bis die nächste Flasche 8 unter das Füllorgan angesetzt wird. Es wird dann also bei weiter geöffnetem Gasventil sofort mit dem Vor­ spannen der Flasche begonnen. Dann wird aber vor­ teilhaft, wie zuvor beschrieben, der Ventilkörper 14 in die obere Hubstellung gehoben, um mit vollem Querschnitt vorspannen zu können.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Füll­ organ weitgehend gegenüber der dargestellten Aus­ führungsform variiert werden.

So kann abweichend von der dargestellten Konstruk­ tion die Höhenbewegung von Rückluftrohr 9 und Flüs­ sigkeitsventil 6 getrennt vorgesehen sein. Auch kann anstelle des dargestellten höhengesteuerten Rückluftrohres 9 ein Gaskanal vorgesehen sein, der nicht mittig durch das Flüssigkeitsventil 6 ver­ läuft, sondern beispielsweise außerhalb des Füll­ organes feststehend angeordnet ist.

Anstelle, wie dargestellt, vom Füllen von Flaschen, kann das erfindungsgemäße Füllorgan auch zum Füllen von Dosen in bekannter Weise variiert werden.

Auch kann die konstruktive Ausbildung der Drossel anders gelöst werden, als mit dem dargestellten Drosselspalt 25. Auch die Schaltbarkeit der Drossel kann auf andere Weise gelöst werden, zum Beispiel mittels Ventilen, die eine Drosselumgehungsleitung schalten oder dergleichen.

Claims (4)

1. Füllorgan einer Einrichtung zum Füllen von Getränken in Behälter unter Gegendruck, mit einem Gaskanal, der den Behälter auf Höhe des Füllpegels mit dem Gasraum des Kessels verbindet und ein Gas­ ventil aufweist, wobei Steuereinrichtungen für das Gasventil vorgesehen sind, die dieses vor Füllbe­ ginn zum Vorspannen des Behälters öffnen, nach Füllstopp schließen und zwischen den Füllvorgängen bei fehlendem Behälter zum Ausblasen des Gaskanales öffnen, dadurch gekennzeichnet, daß im Gaskanal (9) eine Drossel (24) vorgesehen ist.

2. Füllorgan nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gasventil (14) nach dem Ausblasen nicht geschlossen wird.

3. Füllorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß die Drossel (24) von einer Steuereinrichtung (17) derart schaltbar ist, daß sie nur beim Ausblasen einge­ schaltet ist.

4. Füllorgan nach Anspruch 3 mit einem als den Gaskanal verschließender, in Kanalrichtung hubge­ steuerter Ventilkörper ausgebildeten Gasventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel als in den Gaskanal (9) ragendes, dessen Querschnitt veren­ gendes, am Ventilkörper (14) befestigtes Drossel­ stück (24) ausgebildet ist, wobei der Ventilkörper in zwei Hubstellungen steuerbar ist, in denen bei offenem Gasventil das Drosselstück in den Gaskanal ragt bzw. aus diesem ausgehoben ist.