DE3903768C2 - Verfahren zum Füllen von Behältern, insbesondere Flaschen, mit einem vorzugsweise unter Umgebungsdruck stehenden flüssigen Füllgut sowie Füllmaschine zum Durchführen dieses Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Füllen von Behältern, insbesondere Flaschen, mit einem vorzugsweise unter Umgebungsdruck stehenden flüssigen Füllgut sowie Füllmaschine zum Durchführen dieses VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Füllen von
Behältern, insbesondere Flaschen, mit einem vorzugsweise
unter Umgebungsdruck stehenden flüssigen Füllgut gemäß
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Füllmaschine
zum Füllen von Behältern, insbesondere Flaschen, mit einem
vorzugsweise unter Umgebungsdruck stehenden flüssigen Füllgut
gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 13.
Ein solches Verfahren bzw. eine solche Füllmaschine zum
Füllen von Behältern, insbesondere Flaschen, sind grund
sätzlich bekannt (DE-OS 17 57 387). Die bekannte Füllmaschine
ermöglicht u. a. ein unterschichtiges Füllen der Behälter, bei
dem das jeweilige Füllrohr während des Füllens mit seinem
unteren Ende in das Füllgut im Behälter eingetaucht ist und
der Abstand, den das untere Ende während des Füllens vom
Behälterboden aufweist, vergrößert wird, so daß stets nur
eine Teillänge des Füllrohrs in das Füllgut eingetaucht. Das
unterschichtige Füllen gestattet grundsätzlich ein schonendes
Einleiten des Füllgutes in den Behälter, insbesondere auch
ohne Aufschäumen und ohne Luft- oder Gaseinschluß.
Im bekannten Fall werden Füllelemente mit Füllrohren ver
wendet, die an ihrem unteren Ende das Flüssigkeitsventil mit
einem Ventilkörper aufweisen. Dieser bildet zusammen mit
einem am unteren Ende des Füllrohres ausgebildeten Ventilsitz
das Flüssigkeitsventil und ist am unteren Ende eines Stößels
vorgesehen, der sich koaxial zum Füllrohr über dessen gesamte
Länge erstreckt und an seinem oberen Ende an einer Betäti
gungseinrichtung angreift. Die bekannte Konstruktion ist
störanfällig. So besteht die Gefahr, daß der Ventilkörper
oder Ventilsitz, die am unteren Ende des Füllrohres im
wesentlichen freiliegend vorgesehen sind, während des
Betriebes der Füllmaschine beschädigt oder in ihrer Funktion
beeinträchtigt werden. Auch das Austauschen eines Füllrohres,
beispielsweise für Reparaturzwecke oder für eine Umstellung
der Füllmaschine auf eine andere Flaschensorte, ist nur sehr
aufwendig möglich, da hierfür auch der Ventilkörper des
jeweiligen Flüssigkeitsventils oder der zugehörige Stößel
entfernt und anschließend nicht nur wieder montiert, sondern
auch eingestellt werden müssen.
Bekannt ist eine Abfüllvorrichtung für Flaschen
(AT 294 609), bei der ein über die Unterseite eines Gehäuses
vorstehendes Füllrohr an seinem unteren Ende einen Einsatz
aus dünnem Blech trägt, welches quer zur Achse des Füllrohres
nach einer einzigen geschlossenen Kurve gekrümmt ist, und
zwar nach Art eines vierblättrigen Kleeblattes. Ein unter
schichtiges Füllen, insbesondere auch ein solches mit
unterschiedlichem Abstand des untereren Ende des Füllrohres
vom Behälter am Boden ist nicht vorgesehen.
Bekannt ist weiterhin ein Abfüllventil (DE-GM 19 56 538),
welches speziell zum Abfüllen von aggressiven, explosions
gefährdeten oder stark schäumenden Medien bestimmt ist.
Dieses bekannte Ventil ist als Zweikammer-Ventil ausgebildet,
d. h. es besitzt zwei Schließköpfe oder Ventilkörper, die
beide Teil eines Doppelkolbens sind und von denen ein
Schließkörper am unteren Ende einer rohrförmigen Abgabekammer
und der andere Schließkörper darüberliegend vorgesehen ist.
Das bekannte Abfüllventil ist nicht für die Verwendung bei
einem unterschichtigen Füllen bestimmt.
Bekannt ist weiterhin eine Füllmaschine zum Füllen von
Behältern, insbesondere Flaschen (DE 36 16 829 A1), bei der
die an einem umlaufenden Rotor der Maschine vorgesehenen
Füllelemente jeweils wiederum ein Füllrohr aufweisen, welches
aber am Ende des Füllvorganges entleert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine
Füllmaschine der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter
zubilden, daß bei hoher Leistung ein besonderes sauberes
Abfüllen sowie ein besonders exaktes Einhalten einer Soll
füllhöhe erreicht werden, und zwar bei einfacher konstruk
tiver Ausgestaltung der Füllmaschine und deren Elemente.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind ein Verfahren sowie eine
Füllmaschine zum Durchführen dieses Verfahrens erfindungs
gemäß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patent
anspruches 1 bzw. entsprechend dem kennzeichnenden Teil des
Patentanspruches 13 ausgebildet.
Die Erfindung ermöglicht in einer verfahrenstechnisch
besonders einfachen Weise sowie auch bei einfacher kon
struktiver Ausbildung der Füllmaschine und deren Füllelemente
ein sauberes, tropffreies Füllen bei hoher Leistung und bei
Einhaltung einer exakten Soll-Füllhöhe.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht u. a. darin,
daß bei Ausbildung des jeweiligen Füllelementes in der Form,
daß zur Erzielung einer relativ einfachen und wartungs- bzw.
reparaturfreundlichen Konstruktion das Flüssigkeitsventil in
Strömungsrichtung des Füllgutes vor dem Füllrohr vorgesehen
ist, ein unterschichtiges Füllen in wenigstens zwei Phasen
mit zunehmendem Abstand vom Behälterboden erfolgt und am Ende
des Füllvorganges das jeweilige Füllrohr nicht entlüftet bzw.
entleert, sondern die im Füllrohr gebildete Flüssig
keitssäule dort zurückgehalten wird. Hierdurch ist am Ende
des Füllvorganges ein im wesentlichen vollständiges Abtropfen
von Füllgutresten, die im wesentlichen nur in geringer Menge
an der Außenfläche des Füllrohres haften, in kurzer Zeit
möglich, so daß insbesondere auch bei hoher Leistung ein
sauberes, tropffreies Füllen erreicht wird. Wesentlich ist
bei der Erfindung weiterhin, daß an jedem Füllelement
Maßnahmen vorgesehen sind, die das Zurückhalten der vom
Füllgut gebildeten Flüssigkeitssäule im Füllrohr unter
stützen.
Hierfür ist das Füllrohr an seinem freien Ende entweder
siebartig mit einer Vielzahl von Öffnungen ausgebildet bzw.
dort mit einem siebartigen Element oder Sieb versehen, oder
aber zusätzlich zum Flüssigkeitsventil ist am freien Ende des
Füllrohres ein Körper vorgesehen, der bei geschlossenem
Flüssigkeitsventil gegen den Rand der dortigen Öffnung des
Füllrohres anliegt und bei geöffnetem Flüssigkeitsventil
einen Abstand von dem Rand der Öffnung des Füllrohres
aufweist bzw. dessen Kanal zur Abgabe des Füllgutes freigibt.
Dieser Körper muß das Füllrohr an seinem freien Ende nicht
absolut dicht abschließen, sondern es ist für die Unter
stützung der Zurückhaltung der vom Füllgut gebildeten
Flüssigkeitssäule im Füllrohr voll ausreichend, wenn bei
geschlossenem Flüssigkeitsventil eine Öffnung zwischen dem
Körper und dem Rand der Öffnung oder der Innenfläche des
Füllrohres verbleibt, die schmäler ist als der Innenquer
schnitt des Füllrohres bzw. des in diesem Füllrohr gebildeten
Kanals. Der Körper selbst, seine Befestigung am Füllrohr
sowie seine Steuerung, die vorzugsweise durch einen beim
Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils bewegten
Ventilkörper des Flüssigkeitsventils erfolgt, können daher
einfach ausgebildet werden. Es ist auch keine aufwendige
Justierung oder Einstellung dieses Körpers notwendig.
Beim Füllen von Behältern in Form von Flaschen erfolgt das
Füllen in der ersten Phase vorzugsweise bis zu einer ersten
Füllhöhe, die im Schulterbereich der Flasche liegt, also
dort, wo sich der Durchmesser der Flasche trichterartig zu
dem Flaschenhals hin verengt.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter
ansprüche.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eines der am Umfang des um eine vertikale Achse
umlaufenden Rotors einer Flaschenfüllmaschine vorge
sehenen Füllelemente, zusammen mit einer auf einem
Flaschenteller stehenden und in die oberste Hub
stellung angehobenen zu füllenden Flasche, in Blick
richtung auf die Achse des Rotors sowie teilweise im
Schnitt;
Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie I-I;
Fig. 3 in vergrößerter Darstellung und im Schnitt das untere
Ende des Füllrohres des Füllelementes der Fig. 1 und
2;
Fig. 4 in den Positionen a-c das Füllrohr sowie die auf einem
Flaschenteller stehende Flasche in drei zeitlich
aufeinanderfolgenden Phasen des Füllvorganges;
Fig. 5 ein Diagramm, welches in zeitlicher Folge die Hub
stellungen des Flaschentellers in den drei Phasen des
Füllvorganges wiedergibt;
Fig. 6 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 4 bei einer
weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens, zusammen mit einem Diagramm, welches in
zeitlicher Folge die Hubstellungen des Flaschentellers
in den Phasen des Füllvorgangs wiedergibt;
Fig. 7 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 3 eine zweite,
mögliche Ausführungsform des Füllrohres;
Fig. 8 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 3 eine dritte,
mögliche Ausführungsform des Füllrohres.
In den Figuren ist 1 das Füllelement einer ansonsten nicht
näher dargestellten Flaschenfüllmaschine. Das Füllelement 1,
welches bei der dargestellten Ausführungsform einen im
wesentlichen quaderförmigen Füllelementkörper 2 besitzt, ist
mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente in gleich
mäßigen Abständen am Umfang eines um eine vertikale Achse
drehbar gelagerten und umlaufend angetriebenen Rotors 3
vorgesehen. Sämtliche Füllelemente 1 sind jeweils mit ihrem
Füllelementkörper 2 an dem Rotor 3 durch geeignete, nicht
näher dargestellte Befestigungselemente gehalten.
Der Füllelementkörper 2 besteht im wesentlichen aus einem
Ventilgehäuse 4, in welchem ein zur Oberseite sowie zur
Unterseite dieses Gehäuses offener Flüssigkeitskanal 5
ausgebildet ist, der bei der dargestellten Ausführungsform
konzentrisch zu einer vertikalen Mittelachse M liegt und an
seinem oberen Ende mit einem ebenfalls im Ventilgehäuse 4
gebildeten Einlaßkanal 6 in Verbindung steht, der bei am
Rotor 3 befestigtem Füllelement 1 die Fortsetzung eines im
Rotor 3 vorgesehenen Kanales 7 bildet, welcher zum Zuführen
des in die Flaschen 8 abzufüllenden flüssigen Füllgutes an
das jeweilige Füllelement 1 dient und welcher mit einem nicht
näher dargestellten Behälter (Vorlaufgefäß) für dieses
Füllgut in Verbindung steht.
Das obere Ende des Flüssigkeitskanals 5 ist durch ein
hülsenartiges Element 9, welches an seiner unteren, d. h. dem
Flüssigkeitskanal 5 zugewandten Stirnseite mit einem radial
nach außen überstehenden Bund oder Flansch 10 versehen ist,
sowie durch eine membranartige Dichtung 11 abgeschlossen, die
mit ihrem Randbereich zwischen dem Bund 10 und dem oberen
Öffnungsrand des Flüssigkeitskanals 5 eingespannt ist.
Im Bereich der unteren Öffnung ist im Flüssigkeitskanal 5 das
obere, offene Ende eines Füllrohres 12 nach außen hin
abgedichtet befestigt, so daß sich hier der Flüssigkeitskanal
5 in dem im Füllrohr 12 gebildeten Kanal 13 fortsetzt. Zur
Halterung des Füllrohres 12 am Ventilgehäuse 4 dient ein
abgefederter Kontaktstift 14, welcher in einem an der
Unterseite des Ventilkörpers 4 befestigten, aus isolierendem
Kunststoffmaterial bestehenden Gehäuse 15 gelagert ist. Durch
eine Bohrung 16 im Gehäuse 15 steht das Füllrohr mit so
großer Länge über die Unterseite des Füllelementes 1 weg, daß
das untere Ende des Füllrohres 12 am Beginn des Füllvorgangs
durch die obere Öffnung der aufrechtstehenden, zu füllenden
Flasche 8 hindurch bis in den Bereich des Bodens dieser
Flasche 8 reicht, d. h. mit einem verhältnismäßig geringen
Abstand vom Boden der Flasche endet, wie dies weiter unten
noch näher beschrieben wird.
Zur Halterung des Elementes 9 bzw. zur Einspannung der
Dichtung 11 zwischen dem Flansch 10 und dem oberen Öffnungs
rand des Flüssigkeitskanals 5 dient ein Füllelementkopf 17,
der an der Oberseite des Ventilgehäuses 4 befestigt ist und
eine konzentrisch zur Mittelachse M angeordnete Bohrung 18
aufweist, in die das Element 9 hineinreicht und in der mit
Abstand über der oberen Stirnseite des Elementes 9 ein
Federteller 19 angeordnet ist, welcher auf dem oberen Ende
eines Ventilstößels 20 befestigt ist. Der Ventilstößel 20,
der mit seiner Achse achsgleich mit der Mittelachse M liegt
und in dieser Achsrichtung verschiebbar in dem Element 9
geführt ist, ist mit seinem unteren, von dem Element 9 nach
unten wegstehenden Ende abgedichtet durch die Dichtung 11
hindurchgeführt und reicht in den Flüssigkeitskanal hinein,
und zwar bis in den Bereich einer Verengung 21 dieses Kanals,
die (Verengung) an ihrer dem Füllelementkopf 17 abgewandten
Unterseite einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Ventil
sitz bildet. Letzterer wirkt mit einer ebenfalls im wesent
lichen kegelstumpfförmig ausgebildeten Ventilfläche eines
Ventilkörpers 22 zusammen, der am unteren Ende des Ventilstößels
20 befestigt ist und zusammen mit dem genannten
Ventilsitz das Flüssigkeitsventil bildet.
Gegen die Oberseite des Flansches 10 sowie gegen die Unter
seite des Federtellers 19 stützt sich eine das Element 9
umschließende und ebenfalls in der Bohrung 18 angeordnete
Druckfeder 23 beidendig ab, so daß durch die Druckfeder 23
der Ventilkörper 22 mit seiner Ventilfläche normalerweise
gegen den an der Unterseite der Verengung 21 gebildeten
Ventilsitz anliegt, die Druckfeder 23 also das Flüssigkeits
ventil in der geschlossenen Stellung hält. Das über die dem
Ventilkörper 22 abgewandte Seite des Federtellers 19 etwas
vorstehende obere Ende des Ventilstößels 20 liegt einem
ebenfalls in Richtung der Mittelachse M bewegbaren Anker 24
eines an der Oberseite des Füllelementkopfes 17 befestigten
Elektromagneten 25 derart gegenüber, daß beim Erregen des
Elektromagneten 25 über eine nicht dargestellte elektrische
oder elektronische Steuereinrichtung der Anker 24 und mit
diesem auch der Ventilstößel 20 zum Öffnen des Flüssig
keitsventils nach unten bewegt werden. Nach dem Abschalten
des Elektromagneten 25 wird das von dem Ventilkörper 22
gebildete Flüssigkeitsventil durch die Druckfeder 23 wieder
geschlossen.
In dem Füllelementkörper 2 sind weiterhin zwei jeweils an der
Oberseite und Unterseite des Füllelementkörpers 2 offene
Bohrungen 26 und 27 vorgesehen, die mit ihrer Achse parallel
zur Mittelachse M liegen und bezogen auf diese Mittelachse M
diametral versetzt sind. In jeder dieser Bohrungen 26 bzw. 27
oder in dort vorgesehenen Gleithülsen ist jeweils eine Stange
28 bzw. 29 in Achsrichtung verschiebbar geführt, wobei die
beiden gleich langen Stangen 28 und 29 an ihrer Oberseite
durch einen Quersteg 30 oder eine entsprechende Platte
miteinander verbunden sind und an ihrem unteren Ende an der
Oberseite einer Zentriertulpe 31 befestigt sind, die durch
die Stangen 28 und 29 in Richtung der Mittelachse M auf- und
abbewegbar ist. Die Zentriertulpe 31 umschließt im Bereich
einer mittleren, durchgehenden Öffnung 32 das Füllrohr 12 und
weist an ihrer Unterseite eine an ihrem Rand kegelstumpf
förmig ausgebildete und mit der Öffnung 32 in Verbindung
stehende Ausnehmung 33 auf, welche eine Anlagefläche für den
oberen Öffnungsrand der zu füllenden Flasche 8 bildet. An
der Oberseite ist die Zentriertulpe 31 noch mit einer die
Öffnung 32 ringförmig umschließenden Dichtung 34 versehen,
welche sich bei angehobener Zentriertulpe 31 gegen die
Unterseite des Gehäuses 15 derart anlegt, daß sich die
Bohrung 16 an ihrer Unterseite durch die Dichtung 34 nach
außen hin abgedichtet in der Öffnung 32 fortsetzt.
In die Bohrung 16 mündet das eine Ende eines Rückgaskanales
35, welcher von einem gekrümmten Rohrstück 36 gebildet ist,
das an seinem anderen, nach unten weisenden Ende zur Atmos
phäre hin offen ist. Durch diesen Rückgaskanal 35 kann in der
ersten Phase des Füllvorganges die durch das Füllgut ver
drängte Luft aus der Flasche 8 entweichen. Anstelle des an
jedem Füllelement 1 vorgesehenen Rohrstückes 36 mit dem
Rückgaskanal 35 kann selbstverständlich auch ein für sämt
liche Füllelemente 1 gemeinsamer Rückgaskanal vorgesehen
sein. Einen Entlüftungskanal für das Füllrohr 12 weisen die
Füllelemente nicht auf.
Der oben bereits erwähnte und mit einer Leitung 14′ ver
bundene Kontaktstift 14 liegt gegen einen an der Außenfläche
des Füllrohres 12 vorgesehenen Belag aus elektrisch leitendem
Material an, der einen Sondenkontakt 37 bildet und bei 38 mit
Abstand über dem unteren Ende 12′ des Füllrohres 12 endet.
Dieser Sondenkontakt 37, der durch eine Isolierschicht (z. B.
Isolierschicht 37′ der Fig. 8) von dem metallischen Teil des
Füllrohres elektrisch getrennt ist, ist demnach über den
Kontaktstift 14 und die Leitung 14′ mit der bereits erwähn
ten, nicht dargestellten elektrischen oder elektronischen
Steuereinrichtung verbunden.
Wie die Fig. 3 zeigt, ist das Füllrohr 12 an seinem unteren
Ende 12′ mit einem siebartigen Element 39 versehen, welches
eine Vielzahl von Öffnungen 40 aufweist, die jeweils von dem
Kanal 13 nach außen führen.
Unter jedem Füllelement 1 ist am Rotor 3 der Flaschenfüll
maschine jeweils ein Flaschenteller 41 vorgesehen, auf dem
die zu füllende Flasche 8 mit ihrem Boden aufsteht und der
mittels einer nicht dargestellten Hubeinrichtung durch eine
ortsfeste Hub- bzw. Steuerkurve gesteuert beim Umlauf des
Rotors 3 in vertikaler Richtung (Doppelpfeil V) auf- und
abbewegbar ist. Diese Hub- bzw. Steuerkurve bildet zusammen
mit der vorerwähnten elektrischen oder elektronischen
Steuereinrichtung zumindest einen wesentlichen Teil der
Steuermittel für die Flaschenfüllmaschine.
Wie die Fig. 4 in den Positionen a-c zeigt, umfaßt der
Füllvorgang der jeweiligen Flasche 8 im wesentlichen drei
Phasen, die in dieser Figur mit "Phase I", "Phase II" und
"Phase III" bezeichnet sind.
Zur Vorbereitung der Phase I wird die auf einem Flaschen
teller 41 aufrechtstehende Flasche 8 mit diesem Flaschen
teller 41 in vertikaler Richtung angehoben, wobei die Flasche
8, die mit ihrem Öffnungsrand in die Ausnehmung 33 der
Zentriertulpe 31 hineinreicht, an dieser mit nach oben
bewegten Zentriertulpe 31 gehalten bzw. zentriert ist. Sobald
die Flasche 8 und die Zentriertulpe 31 die in der Fig. 1 bzw.
in der Position a der Fig. 4 dargestellte und in der Fig. 5
mit H1 bezeichnete oberste Hubstellung erreicht haben, in der
das Füllrohr 12 durch die Öffnung der Flasche 8 in das Innere
dieser Flasche eingeführt ist und das Ende 12′ mit geringem
Abstand x über dem Boden der Flasche 8 liegt, kann die Phase
I des Füllvorganges eingeleitet werden. Dies geschieht durch
Erregen des Elektromagneten 25 und durch Öffnen des von dem
Ventilkörper 22 gebildeten Flüssigkeitsventils. Das flüssige
Füllgut kann nun über den Kanal 13 des Füllrohres 12 und
durch die Öffnungen 40 des siebartigen Elementes 39 dem
Inneren der Flasche 8 zufließen. Sobald der Spiegel des in
der Flasche 8 aufsteigenden Füllgutes eine Füllhöhe F1
erreicht hat, bei der das aufsteigende Füllgut das untere
Ende 38 des Sondenkontaktes 37 berührt, liefert dieser
Sondenkontakt 37 über die Leitung 14′ an die elektrische oder
elektronische Steuereinrichtung ein erstes Steuersignal,
welches die Steuereinrichtung zu einer Zeitfüllung, d. h. dazu
veranlaßt, ausgehend von der Füllhöhe F1 den Füllvorgang über
eine vorgegebene Zeitperiode T1 fortzusetzen, wobei in dieser
Zeitperiode T1 gleichzeitig auch ein allmähliches Absenken
des Flaschentellers 41 und damit der Flasche 8 aus der
obersten Hubstellung H1 um einen vorgegebenen Betrag D1 in
die Hubstellung H2 erfolgen. Hierbei ist sichergestellt, daß
zu keinem Zeitpunkt das untere Ende 12′ des Füllrohres 12 aus
dem Füllgut austaucht. Diese Zeitperiode T1 ist auch unter
Berücksichtigung der Größe bzw. des Volumens der Flasche 8 so
eingestellt, daß am Ende der Zeitperiode T1 der Spiegel des
in der Flasche 8 aufsteigenden Füllgutes die Füllhöhe F2
erreicht hat, die etwa im Schulterbereich der Flasche 8
liegt. Am Ende der Zeitperiode T1 wird der Elektromagnet 25
abgeschaltet und dadurch das von dem Ventilkörper 22 gebil
dete Flüssigkeitsventil geschlossen. Da eine Entlüftung des
Kanales 13 des Füllrohres 12 nicht vorgesehen ist, erfolgt
nach dem vorgenannten Schließen des Flüssigkeitsventils kein
Entleeren des Kanales 13, vielmehr verbleibt (unterstützt
durch das siebartige Element 39) die von dem Füllgut gebil
dete Flüssigkeitssäule im Füllrohr 12 bzw. im Kanal 13. Mit
dem Schließen des Flüssigkeitsventils am Ende der Zeitperiode
T1 ist die Phase I des Füllvorganges abgeschlossen.
Am Beginn der sich zeitlich anschließenden Phase II sind
(entsprechend der Position b der Fig. 4) der Flaschenteller
41 und damit auch die auf diesem stehende Flasche 8 in die
Hubstellung H2 abgesenkt, in der das Füllrohr 12 aus dem von
dem flüssigen Füllgut eingenommenen Raum der Flasche 8
teilweise herausbewegt ist und in der das Füllgut in der
Flasche 8 die Füllhöhe F2 aufweist. Das untere Ende 12′ des
Füllrohres 12 ist in das in der Flasche 8 befindliche Füllgut
eingetaucht, liegt aber in dem größeren Abstand X von dem
Boden der Flasche 8. Der Sondenkontakt 37 ist mit seinem
unteren Ende 38 über dem der Füllhöhe F2 entsprechenden
Spiegel des Füllgutes angeordnet und der Kanal 13 des
Füllrohres 12 ist weiterhin nicht entleert, sondern von der
vom Füllgut gebildeten Flüssigkeitssäule ausgefüllt.
Durch Betätigen des Magneten 25 wird das von dem Ventilkörper
22 gebildete Flüssigkeitsventil nach einer vorgegebenen
Zeitdauer erneut geöffnet, so daß das flüssige Füllgut in der
Phase II wieder unterschichtig und damit auch ohne Schaumbil
dung der Flasche 8 zufließen kann und in dieser aufsteigt,
bis der Spiegel des aufsteigenden Füllgutes die Füllhöhe F3
erreicht hat, an welcher das Füllgut erneut mit dem unteren
Ende 38 des Sondenkontaktes 37 in Berührung kommt und dadurch
der Sondenkontakt 37 ein Signal zum erneuten Abschalten des
Elektromagneten 25 und damit zum Schließen des Flüssigkeits
ventils liefert. Mit dem Erreichen der Füllhöhe F3 ist die
Phase II abgeschlossen. Auch am Ende der Phase 11 erfolgt
kein Entleeren des Füllrohres 12. Vielmehr wird das im Kanal
13 des Füllrohres 12 vorhandene flüssige Füllgut zurückge
halten. Das vorübergehende Schließen des Flüssigkeitsventils
zwischen der Phase I und der Phase II ist insbesondere
deswegen notwendig, damit das Füllgut zunächst zur Freigabe
des Sondenkontaktes 37 aus dessen Bereich nach unten abflie
ßen kann und somit erst wieder bei Erreichen der Füllhöhe F3
ein eindeutiges Signal erhalten wird.
Bereits beim Absenken des Flaschentellers 41 aus der Hubstel
lung H1 in die Hubstellung H2 sowie während der Phase II
erfolgt ein weitestgehendes Abtropfen von an der Außenfläche
des Füllrohres 12 vorhandenen Füllgutresten in die Flasche 8.
In der sich an die Phase II zeitlich anschließenden Phase III
werden der Flaschenteller 41 und mit diesem die Flasche 8 aus
der Hubstellung H2 um einen Betrag D2 in vertikaler Richtung
in die Hubstellung H3 abgesenkt. Das Füllrohr 12 gelangt
dabei auch mit seinem unteren Ende 12′ völlig aus dem
Flüssigkeits- bzw. Füllgutspiegel heraus, wodurch entspre
chend dem zuvor eingetauchten Füllrohrvolumen der Füllgut
spiegel etwas abfällt, und zwar durch entsprechende Wahl der
Füllhöhe F3 auf die Soll-Füllhöhe FS. In der Phase III
verbleibt das Ende 12′ des Füllrohres 12 noch über eine
vorgegebene Zeitperiode T2 über der Sollfüllhöhe FS, bei
spielsweise über der oberen Öffnung der Flasche 8, so daß an
der Außenfläche des Füllrohres 12 vorhandene Füllgutreste in
die Flasche 8 abtropfen können.
Nach der Phase III erfolgt ggf. nach nochmaligem weiteren
Absenken des Flaschentellers 41 bzw. der Flasche 8 der
Ausschub dieser gefüllten Flasche 8 aus der Füllmaschine.
Auch in der Phase III oder im Anschluß an diese erfolgt kein
Entleeren des Füllrohres 12. Die Hubstellungen H1, H2 und H3
des Flaschentellers 41 sind in der Fig. 5 in ihrer zeitlichen
Folge durch die stufenförmige Linie 44 wiedergegeben, die
auch der Hubkurve der Hubeinrichtung für die Flaschenteller
41 entspricht.
Der Vorteil des beschriebenen Verfahrens bzw. der beschrie
benen Vorrichtung besteht u. a. darin, daß bei einfacher
Verfahrensweise und Konstruktion vor allem auch der Füll
elemente 1 ein sauberes und tropffreies Abfüllen mit exakter
Sollfüllhöhe FS und hoher Leistung möglich ist.
Unter Beibehaltung des grundlegenden Prinzips, daß zu keinem
Zeitpunkt das Füllrohr 12 entleert wird, und daß mit Ausnahme
am Beginn des Füllvorganges das flüssige Füllgut stets
unterschichtig der zu füllenden Flasche 8 zugeführt wird,
kann das vorbeschriebene Verfahren in seinen Verfahrens
schritten auch modifiziert werden. So ist es beispielsweise
möglich, daß bereits am Beginn der Phase I mit einer Zeit
füllung begonnen und der Füllvorgang dann am Ende dieser
Zeitfüllung bei der Füllhöhe F2 zwangsweise beendet wird.
Weiterhin ist es bei entsprechender Ausbildung des Sonden
kontaktes 37, d. h. bei entsprechend größerem Abstand des
Endes 38 dieses Sondenkontaktes 37 von dem Ende 12′ auch
möglich, daß der Füllvorgang in der Phase I bei der Füllhöhe
F2 durch das Ansprechen des Sondenkontaktes 37 beendet wird,
wobei dann in der Phase 11 ausschließlich eine Zeitfüllung
bis zur Füllhöhe F3 erfolgt. Weiterhin ist es möglich, an dem
Füllrohr 12 mehrere Sondenkontakte in unterschiedlichem
Abstand von dem Ende 12′ vorzusehen, so daß in diesem Fall
dann beispielsweise sowohl die Phase I als auch die Phase II
jeweils durch Ansprechen eines Sondenkontaktes beendet
werden. Weiterhin ist es möglich, die Phasen I und II und
dabei insbesondere die Phase I in mehrere Teilphasen mit
unterschiedlich großer Füllgeschwindigkeit zu unterteilen,
die dann entweder zeitgesteuert oder durch Ansprechen von
Sondenkontakten zeitlich nacheinander eingeleitet werden.
Weiterhin ist es möglich, daß dem eigentlichen Füllvorgang
weitere Behandlungsschritte für die jeweils zu füllende
Flasche 8 vorausgehen. Weiterhin ist es auch möglich, die
Phase I des Füllvorganges so auszubilden, daß dort bereits
nach dem ersten Eintauchen des Endes 12′ und nicht erst bei
Erreichen der Füllhöhe F1 das Absenken des Flaschentellers 41
bzw. der Flasche 8 erfolgen. Auch in diesem Fall wird dafür
gesorgt, daß zu keinem Zeitpunkt das untere Ende 12′ des
Füllrohres 12 aus dem Spiegel des in der Flasche 8 auf
steigenden Füllgutes austaucht. Schließlich ist es (ent
sprechend der unterbrochenen Linie 44′ der Fig. 5) möglich,
daß erst am Ende der Phase I und/oder am Beginn der Phase II
das Absenken des Flaschentellers 41 und damit der Flasche 8
aus der Hubstellung H1 auf die Hubstellung H2 erfolgt. In der
Phase I wird dann die Flasche 8 sondengesteuert und/oder
zeitgesteuert bis zur Füllhöhe F2′ gefüllt, die nach dem
Absenken der Flasche 8 in die Hubstellung H2 unter Berück
sichtigung des zuvor eingetauchten größeren Füllrohrvolumens
die Füllhöhe F2 ergibt. Allerdings wird bei dieser Ver
fahrensweise eine etwas größere Füllzeit benötigt als bei
einer Verfahrensweise, bei der der Flaschenteller 41 und die
Flasche 8 bereits in der Phase I beim Füllen allmählich
abgesenkt werden.
Die Fig. 6 zeigt in ähnlicher Darstellung wie Fig. 4 die zu
füllende Flasche 8 und das Füllrohr 12 in den Phasen I und II
des Füllvorgangs bei einer weiteren bevorzugten Ausführungs
form des erfindungsgemäßen Verfahrens, die (Ausführungsform)
ein besonders sauberes und exaktes Füllen der Flasche 8 bis
zur Sollfüllhöhe FS ermöglicht. Bei dieser Ausführungsform
erfolgt das Füllen der Flasche 8 ebenfalls unter Beibehaltung
des vorgenannten grundlegenden Prinzips, daß zu keinem
Zeitpunkt das Füllrohr 12 entleert wird und daß mit Ausnahme
am Beginn des Füllvorgangs das flüssige Füllgut stets
unterschichtig der zu füllenden Flasche 8 zugeführt wird. Die
Phase 1 verläuft bei dieser Ausführungsform in gleicher
Weise, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit der Fig. 4
beschrieben wurde, d. h. ausgehend von der Position a der Fig.
6 erfolgt in der Phase I beispielsweise zunehmend ein Füllen
der Flasche 8 bis zum Ansprechen des Sondenkontaktes 37 bzw.
bis zur Füllhöhe F1. Anschließend erfolgt dann z. B. eine
Zeitfüllung der Flasche 8 bei gleichzeitigem Absenken des
Flaschentellers 41 aus der obersten Hubstellung H1. Am Ende
der Phase I bzw. am Beginn der Phase II, die bei dieser
Ausführungsform in drei zeitlich aufeinanderfolgende Teil
phasen unterteilt ist, wie dies auch die Positionen b′, b′′
und b′′′ zeigen, ist der Flaschenteller 41 auf eine Hub
stellung H2′ abgesenkt, und zwar derart, daß der Spiegel des
Füllgutes in der Flasche 8 der Füllhöhe F4 entspricht, die
etwa am Beginn des Schulterbereichs der Flasche 8 und damit
etwas tiefer liegt als die Füllhöhe F2′. Das untere Ende 38
des Sondenkontaktes 37 befindet sich bei im Füllgutspiegel
eingetauchtem Füllrohr 12 über dem Füllgutspiegel F4.
In der ersten Teilphase der Phase II erfolgt dann ausgehend
von der Position b′ durch Betätigen des Magneten 25 ein
Nachfüllen der Flasche 8 bis zu einer Füllhöhe, an der der
Sondenkontakt 37 anspricht. Gleichzeitig erfolgt am Ende oder
am Beginn der nachfolgenden Teilphase ein Absenken des
Flaschentellers 41 in die Hubstellung H2′′, so daß der in der
Position b′′ dargestellte Zustand erreicht ist, in welchem
bei in das Füllgut eingetauchtem Füllrohr 12 der Spiegel
dieses Füllgutes die Füllhöhe F5 aufweist, die oberhalb der
Füllhöhe F4 im Schulterbereich der Flasche 8 liegt.
Ausgehend von der Position b′′ erfolgt in der zweiten
Teilphase der Phase II durch erneutes Betätigen des Magneten
25 ein Nachfüllen der Flasche 8 bis zu einer Füllhöhe, an der
der Sondenkontakt 37 erneut anspricht und das Flüssigkeits
ventil schließt. Am Ende dieser zweiten Teilphase oder am
Beginn der sich daran anschließenden dritten Teilphase der
Phase II wird der Flaschenteller 41 in die Hubstellung H2
abgesenkt, so daß bei in das Füllgut eingetauchtem Füllrohr
12 für dieses Füllgut die über der Füllhöhe F5 im oberen
Schulterbereich der Flasche 8 liegende Füllhöhe F6 erreicht
wird.
Ausgehend von der Position b′′′ wird dann in der dritten
Teilphase der Phase II die Flasche 8 erneut bis zum An
sprechen des Sondenkontaktes 37 nachgefüllt, so daß am Ende
der dritten Teilphase und damit am Ende der Phase II die
Füllhöhe F3 erreicht ist, aus der in der Phase III der
Füllgutspiegel beim Austauchen des Füllrohres 12 aus dem
Füllgut auf die Sollfüllhöhe FS abfällt. Die Phase III
entspricht bei dieser Ausführungsform des Verfahrens der
Phase III, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit der Fig. 4
beschrieben wurde.
Entsprechend den verschiedenen Hubstellungen H1, H2′, H2′′
und H2 weist die Hubkurve zur Steuerung der Flaschenteller 41
den in der Fig. 6 mit 44a bezeichneten Verlauf auf.
Bei der vorstehenden Beschreibung wurde davon ausgegangen,
daß die Zeitfüllung bis zur Füllhöhe F4 bereits vor Beginn
der Phase II abgeschlossen ist und demnach am Beginn der
ersten Teilphase der Phase II, d. h. an der Position b′ durch
Betätigen des Magneten 25 das Flüssigkeitsventil erneut
geöffnet wird. Insbesondere bei höheren Leistungen der
Flaschenfüllmaschine ist es jedoch möglich, daß am Beginn der
ersten Teilphase der Phase II die Zeitfüllung bis zur
Füllhöhe F4 noch nicht abgeschlossen ist, so daß zwischen der
Phase I und der Phase II das Flüssigkeitsventil geöffnet
bleibt und dieses erst geschlossen wird, wenn in der ersten
Teilphase der Phase II bei Erreichen der Füllhöhe F5 der
Sondenkontakt 37 anspricht.
Es versteht sich, daß der gesamte Füllvorgang oder weitere,
diesem vorausgehende Behandlungsschritte bei umlaufendem
Rotor 3 durchgeführt werden, wie dies bei Flaschenfüll
maschinen üblich ist.
Fig. 7 zeigt das untere Ende 12a′ eines Füllrohres 12a,
welches sich von dem Füllrohr 12 im wesentlichen nur dadurch
unterscheidet, daß am unteren, offenen Ende 12a′ kein sieb
artiges Element 39, sondern ein Körper 42 vorgesehen ist,
welcher mit einem kegelstumpfförmigen Abschnitt von unten her
in das Ende 12a′ bzw. in den Kanal 13 des Füllrohres 12a
hineinreicht. Der Körper 42, der bei geschlossenem Flüssig
keitsventil bzw. Ventilkörper 22 mit seiner kegelstumpf
förmigen Mantelfläche gegen den Rand der unteren Öffnung des
Füllrohres 12a anliegt, ist über einen sich im Kanal 13 des
Füllrohres 12a erstreckenden Stößel 43 mit dem Ventilkörper
22 verbunden, und zwar in der Form, daß beim Öffnen des von
dem Ventilkörper 22 gebildeten Flüssigkeitsventils der Körper
42 etwas weiter aus dem unteren Ende 12a′ des Füllrohres 12a
herausbewegt wird und dadurch ein ringförmiger Spalt zwischen
dem Körper 42 und dem Öffnungsrand des Füllrohres 12a für den
Austritt des flüssigen Füllgutes geöffnet wird. Bei der
dargestellten Ausführungsform ist der Körper 42 mit dem
unteren Ende des Stößels 43 verbunden, der seinerseits mit
seinem oberen Ende am Ventilkörper 22 befestigt ist. Es ist
nicht erforderlich, daß der Körper 42 das Füllrohr 12a an
seinem Ende 12a′ völlig dicht abschließt. Es genügt vielmehr,
daß bei angehobenem Körper 42 eine zwischen diesem und dem
Füllrohr 12a verbleibende Öffnung schmal genug sind, so daß
das im Füllrohr vorhandene flüssige Füllgut in gleicher Weise
wie durch das siebartige Element 39 auch durch den Körper 42
unterstützt zurückgehalten wird. Der Körper 42 kann auch so
ausgebildet sein, daß er bei geschlossenem Flüssigkeitsventil
den lichten Querschnitt des Kanales 13 verschließt.
Fig. 8 zeigt ein Füllrohr 12b, welches an seinem unteren Ende
12b′ anstelle des siebartigen Elementes 39 ein ebenes Sieb 45
aufweist, welches an seinem Umfang in einer ringförmigen Nut
im Bereich der Öffnung des Kanales 13 gehalten ist. In der
Fig. 8 ist auch die Isolierschicht 37′ zwischen dem Sonden
kontakt 37 und dem metallischen Teil des Füllrohres 12b
dargestellt, wobei sich diese Isolierschicht 37 weit über das
Ende 38 des Sondenkontaktes 37 nach unten fortsetzt, wodurch
die Freigabe des Sondenkontaktes 37 durch das flüssige
Füllgut unterstützt wird.
Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen wurde davon
ausgegangen, daß beim Füllen der Flaschenteller 41 und mit
diesem die jeweils zu füllende Flasche 8 relativ zum Füllrohr
12, 12a, 12b abgesenkt werden. Selbstverständlich ist es auch
möglich, daß bei in vertikaler Richtung nicht bewegtem
Flaschenteller 41 oder einer anderen Standfläche für die
Flaschen 8 das Füllrohr 12, 12a, 12b beim Füllen in verti
kaler Richtung angehoben wird.
Claims (17)
1. Verfahren zum Füllen von Behältern, insbesondere Flaschen,
mit einem vorzugsweise unter Umgebungsdruck stehenden
flüssigen Füllgut,
unter Verwendung eines Füllelementes mit Füllrohr, welches
über die Unterseite des Füllelementes wegsteht und mit
einem oberen Ende mit einem an einen Vorratsbehälter für
das Füllgut führenden sowie in einem Gehäuse des Füllele
mentes ausgebildeten Flüssigkeitskanal in Verbindung steht
und während des Füllvorganges durch eine Behälteröffnung
in den zu füllenden Behälter hineinreicht und zumindest
während eines Teils einer ersten Phase des Füllvorganges
mit einem freien unteren Ende in einem ersten, kleineren
Abstand vom Boden des Behälters angeordnet ist,
wobei jeweils durch wenigstens einmaliges Öffnen eines
Flüssigkeitsventils ein unterschichtiges Füllen des
jeweiligen Behälters in der ersten Phase des Füllvorgangs
sowie auch in einer der ersten Phase zeitlich folgenden
zweiten Phase des Füllvorganges, nach der (zweite Phase)
das Füllrohr bei geschlossenem Flüssigkeitsventil aus dem
Behälter entnommen wird, bei einem gegenüber dem ersten
Abstand vergrößerten zweiten Abstand des freien Endes des
Füllrohres vom Boden des Behälters und bei mit einer
Teillänge im Füllgut im Behälter eingetauchtem Füllrohr
bis zu einer Füllhöhe erfolgt, die nach dem Entnehmen des
Füllrohres aus dem gefüllten Behälter unter Berücksichti
gung des Volumens der zuvor eingetauchten Teillänge des
Füllrohres die Sollfüllhöhe ergibt,
wobei sowohl bei der Vergrößerung des Abstandes des freien
Endes (12′, 12a′, 12b′) des Füllrohres (12, 12a, 12b) vom
Boden des Behälters, als auch vor oder beim Entnehmen des
Füllrohres (12, 12a, 12b) aus dem Behälter (8) kein
Entleeren des Füllrohres (12, 12a, 12b) erfolgt, vielmehr
die von dem flüssigen Füllgut gebildete Flüssigkeitssäule
im Füllrohr (12, 12a, 12b) zurückgehalten wird, und
wobei in der zweiten Phase das Flüssigkeitsventil (22) bei
Erreichen der Füllhöhe (F3) geschlossen wird, die auch das
der eingetauchten Teillänge entsprechende Volumen der
Flüssigkeitssäule im Füllrohr (12, 12a, 12b) berück
sichtigt,
gekennzeichnet durch die Verwendung eines Füllelementes,
bei dem das Flüssigkeitsventil (22) in dem dem Füllrohr
vorausgehenden Flüssigkeitskanal (5) vorgesehen ist und
zusätzlich hierzu jedes Füllrohr (12, 12a, 12b) zur
Unterstützung der Rückhaltung der im Füllrohr (12, 12a,
12b) vorhandenen Flüssigkeitssäule bei geschlossenem
Flüssigkeitsventil (22) am freien Ende (12′, 12b′)
siebartig ausgebildet oder mit einem siebartigen Element
(39) oder Sieb (45) versehen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in
der ersten Phase des Füllvorganges bei Erreichen einer
ersten Füllhöhe (F2, F2′, F4) das Flüssigkeitsventil (22)
unter Rückhaltung des im Füllrohr (12, 12a, 12b) vor
handenen flüssigen Füllgutes geschlossen wird, und daß in
der zweiten Phase durch Öffnen des Flüssigkeitsventils
(22) wenigstens ein einmaliges Nachfüllen des Behälters
(8) bei dem zweiten größeren Abstand (X) des freien Endes
(12′, 12a′, 12b′) des Füllrohres (12, 12a, 12b) vom Boden
dieses Behälters (8) bis zu einer zweiten Füllhöhe (F3)
erfolgt, die nach dem Entnehmen des Füllrohres (12, 12a,
12b) die Sollfüllhöhe (FS) ergibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vergrößerung des Abstandes zwischen dem freien
Ende (12′, 12a′, 12b′) des Füllrohres (12, 12a, 12b) und
dem Boden des Behälters (8) und/oder das Entnehmen des
Füllrohres (12, 12a, 12b) aus dem Behälter (8) durch
Absenken des Behälters (8) relativ zum Füllrohr (12, 12a,
12b) und/oder durch Anheben des Füllrohres (12, 12a, 12b)
relativ zum Behälter (8) erfolgen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vergrößerung des Abstandes
zwischen dem freien Ende (12′, 12a′, 12b′) des Füllrohres
(12, 12a, 12b) und dem Boden des Behälters (8) am Ende der
ersten Phase und/oder am Beginn der zweiten Phase er
folgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vergrößerung des Abstandes
zwischen dem freien Ende (12′, 12a′, 12b′) des Füllrohres
(12, 12a, 12b) und dem Boden des Behälters (8) in der
ersten und/oder zweiten Phase vorzugsweise während des
Füllens erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Vergrößerung des Abstandes zwischen dem freien Ende (12′,
12a′, 12b′) des Füllrohres (12, 12a, 12b) und dem Boden
des Behälters (8) dieser Behälter (8) wenigstens einmal um
einen Betrag (D1) abgesenkt oder das Füllrohr (12, 12a,
12b) wenigstens einmal um einen Betrag angehoben wird, der
kleiner ist als derjenige Abstand, den der Spiegel des
Füllgutes vor diesem Absenken bzw. Anheben von dem freien
Ende (12′, 12a′, 12b′) des Füllrohres (12, 12a, 12b)
aufwies.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest in einem Teil der ersten
und/oder zweiten Phase ein Zeitfüllen erfolgt, bei welchem
das geöffnete Flüssigkeitsventil (21, 22) nach einer vor
gegebenen Zeitperiode (T1) geschlossen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest in einem Teil der ersten
und/oder zweiten Phase ein sondengesteuertes Füllen
erfolgt, bei welchem bei Erreichen einer vorgegebenen
Füllhöhe (F1, F3) das geöffnete Flüssigkeitsventil (21,
22) aufgrund eines von einer Sonde (37) gelieferten
Signals geschlossen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem ersten Teil der ersten Phase ein sonden
gesteuertes Füllen und in einem darauf zeitlich folgenden
Teil der ersten Phase eine Zeitfüllung erfolgen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Füllen oder Nachfüllen in der
zweiten Phase sondengesteuert oder durch Zeitfüllung
erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zweite Phase in wenigstens zwei
zeitlich aufeinanderfolgende Teilphasen unterteilt ist,
in deren Verlauf bei einer Vergrößerung des Abstandes
zwischen dem freien Ende (12′, 12a′, 12b′) des Füllrohres
(12, 12a, 12b) und dem Boden des Behälters (8) in
wenigstens zwei Schritten ausgehend von der am Beginn der
zweiten Phase vorliegenden Füllhöhe (F4) ein schritt
weises, vorzugsweise sondengesteuertes Füllen des
Behälters (8) bis zu derjenigen Füllhöhe (F3) erfolgt,
die das der eingetauchten Teillänge entsprechende Volumen
der Flüssigkeitssäule im Füllrohr (12, 12a, 12b) be
rücksichtigt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß nach dem Entnehmen des Füllrohres
(12, 12a, 12b) aus dem Füllgut im Behälter (8) das mit
dem flüssigen Füllgut gefüllte Füllrohr über eine
vorgegebene Zeitperiode (T2) zum Abtropfen von an der
Außenfläche des Füllrohres vorhandenen Füllgutresten in
den Behälter (8) über dem Füllgutspiegel im Behälter (8)
oder über der Behälteröffnung belassen wird.
13. Füllmaschine zum Füllen von Behältern, insbesondere
Flaschen, mit einem vorzugsweise unter Umgebungsdruck
stehenden flüssigen Füllgut,
mit einer Vielzahl von Füllelementen, die an einem um
eine vertikale Achse umlaufenden Rotor der Maschine in
gleichmäßigen Abständen um die Achse dieses Rotors
verteilt vorgesehen sind und jeweils ein Füllrohr
aufweisen, welches über die Unterseite des Füllelementes
wegsteht und mit einem oberen Ende mit einem an einen
Vorratsbehälter für das Füllgut führenden sowie in einem
Gehäuse des jeweiligen Füllelementes ausgebildeten
Flüssigkeitskanal in Verbindung steht und während des
Füllvorganges durch eine Behälteröffnung in den zu
füllenden Behälter hineinreicht und zumindest während
eines Teils einer ersten Phase des Füllvorganges mit
einem freien unteren Ende in einem ersten, kleineren
Abstand vom Boden des Behälters angeordnet ist,
mit einem an jedem Füllelement vorgesehenen steuerbaren
Flüssigkeitsventil,
mit wenigstens einer am Rotor unter den Füllelementen
vorgesehenen Standfläche für den Boden der aufrecht
stehenden Behälter,
mit Steuermitteln zum gesteuerten Öffnen und Schließen des
Flüssigkeitsventils sowie für eine gesteuerte Relativ
bewegung zwischen der wenigstens einen Standfläche und
den Füllrohren der Füllelemente, durch die (Steuermittel)
zumindest in einem Teil einer ersten Phase des Füllvor
ganges der jeweils zu füllende Behälter gegen das
zugehörige Füllelement derart angelegt ist, daß das freie
Ende des zugehörigen Füllrohres einen ersten, kleineren
Abstand von der Innenfläche des Bodens des Behälters
aufweist, durch die (Steuermittel) durch wenigstens
einmaliges Öffnen des Flüssigkeitsventils jeweils ein
unterschichtiges Füllen des Behälters in der ersten Phase
des Füllvorgangs sowie in einer der ersten Phase zeitlich
folgenden zweiten Phase des Füllvorganges, nach der
(zweite Phase) das Füllrohr bei geschlossenem Flüssig
keitsventil aus dem Behälter entnommen wird, bei einem
gegenüber dem ersten Abstand vergrößerten zweiten Abstand
des freien Endes des Füllrohres vom Boden des Behälters
und bei mit einer Teillänge im Füllgut im Behälter
eingetauchtem Füllrohr bis zu einer Füllhöhe erfolgt, die
nach dem Entnehmen des Füllrohres aus dem gefüllten
Behälter unter Berücksichtigung des Volumens der zuvor
eingetauchten Teillänge des Füllrohres die Sollfüllhöhe
ergibt,
wobei sowohl bei der Vergrößerung des Abstandes des
freien Endes (12′, 12a′, 12b′) des Füllrohres (12, 12a,
12b) vom Boden des Behälters, als auch vor oder beim
Entnehmen des Füllrohres aus dem Behälter (8) ein
Entleeren des Füllrohres nicht erfolgt, und
wobei die Steuermittel in der zweiten Phase ein Füllen
des Behälters (8) über das geöffnete Flüssigkeitsventil
(22) bis zu derjenigen Füllhöhe (F3) bewirken, die
auch das der eingetauchten Teillänge entsprechende
Volumen der Flüssigkeitssäule im Füllrohr (12, 12a, 12b)
berücksichtigt, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flüssigkeitsventil (22) in dem dem Füllrohr (12,
12a, 12b) vorausgehenden Flüssigkeitskanal des jeweiligen
Füllelementes vorgesehen ist, und
daß zusätzlich zum Flüssigkeitsventil (22) jedes Füllrohr
(12, 12a, 12b) zur Unterstützung der Rückhaltung der im
Füllrohr (12, 12a, 12b) vorhandenen Flüssigkeitssäule bei
geschlossenem Flüssigkeitsventil (22) am freien Ende
(12′, 12b′) siebartig ausgebildet oder mit einem sieb
artigen Element (39) oder Sieb (45) oder einem Körper
(42) versehen ist, der bei geschlossenem Flüssigkeits
ventil (22) gegen den Rand der am freien Ende (12a′)
gebildeten Öffnung des Füllrohres (12a) oder gegen die
Innenfläche des Füllrohres (12a) anliegt und bei ge
öffnetem Flüssigkeitsventil (22) das Füllrohr (12a) für
den Füllgutaustritt freigibt.
14. Füllmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuermittel für die Relativbewegung zwischen der
wenigstens einen Standfläche (41) und den Füllrohren (12,
12a, 12b) nach der zweiten Phase des Füllvorganges das
freie Ende (12′, 12a′, 12b′) des jeweiligen Füllrohres
(12, 12a, 12b) über eine vorgegebene Zeitperiode (T2) auf
einem über der Sollfüllhöhe (FS) liegenden Niveau oder
über der Öffnung des jeweiligen Behälters (8) halten.
15. Füllmaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine ortsfeste, wenigstens zwei Schrägen
aufweisende Steuerkurve (44, 44a) die Steuermittel für
die Relativbewegung zwischen der wenigstens einen Stand
fläche (41) und den Füllrohren (12, 12a, 12b) bildet.
16. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die das Zurückhalten der von dem
flüssigen Füllgut gebildeten Flüssigkeitssäule im
Füllrohr (12, 12b) unterstützenden Mittel dadurch
gebildet sind, daß das Füllrohr (12, 12b) im Bereich
seines freien Endes (12′, 12b′) mit einer Vielzahl von
Öffnungen (40) versehen ist, die jeweils einen im
Vergleich zum Querschnitt des im Füllrohr gebildeten
Kanals (13) wesentlich kleineren Querschnitt aufweisen.
17. Füllmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Körper (42) mit einem kegelförmigen oder kegel
stumpfförmigen Abschnitt in das Füllrohr (12a) hinein
reicht.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KHS MASCHINEN- UND ANLAGENBAU AG, 47057 DUISBURG, |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |