DE4331745A1 - Füllmaschine für Gefäße - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllmaschine für Gefäße gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bereits eine derartige Füllmaschine bekannt, bei der das Gasrohr nur nach unten hin geöffnet ist (DE 40 36 290 A1). In dieser Füllmaschine können die Gefäße, beispielsweise Glasflaschen für Getränke, unmittelbar vor dem Einlaufen der Flüssigkeit durch Einblasen von Dampf in kurzer Zeit wirkungsvoll sterilisiert werden. Dabei werden auch die vom Dampf erreichten inneren Bereiche von Füllstutzen und Zentrierglocke mitsterilisiert. Die äußeren Bereiche des Füllorgans dagegen werden nicht vom Dampf erreicht. Dort können sich daher getränkeschädliche Keime ansammeln, die nach dem Abziehen der gefüllten Flasche oder dgl. in diese eindringen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Füllmaschine für Gefäße der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln die Sterilisierung der Füllorgane zu verbessern, auch wenn die Gefäße selbst nicht bedämpft werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einer erfindungsgemäßen Füllmaschine für Gefäße läßt sich durch Ausblasen von Dampf aus den seitlichen Öffnungen des Gasrohres vor jedem Füllvorgang eine wirkungsvolle Sterilisierung der unteren Bereiche des Füllorgans, insbesondere der Zentrierglocke erzielen, unabhängig davon, ob die Flaschen anschließend in der Füllmaschine, wiederum durch Ausblasen von Dampf aus dem Gasrohr, oder bereits vorher, z. B. in einem Rinser, sterilisiert werden. In jedem Falle wird eine Infektion der Gefäße durch Keime aus dem Bereich des Füllorgans weitestgehend vermieden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Dampfventil jedes Füllorgans im gefäßfreien Umlaufbereich zwischen der Abgabestation und der Aufgabestation durch eine Steuereinrichtung geöffnet. In diesem Bereich sind die Füllorgane und Zentrierglocken gut zugänglich und der Sterilisationsvorgang wird nicht durch Gefäße gestört. Das Öffnen des Dampfventils kann bereits erfolgen, kurz nachdem ein gefülltes Gefäß vom Füllorgan gelöst worden ist und sich noch in Abwärtsbewegung befindet. Dementsprechend kann das Dampfventil geöffnet bleiben, bis ein leeres Gefäß sich auf das Füllorgan zubewegt. Wird das Gefäß anschließend durch Einblasen von Dampf über das Gasrohr sterilisiert, so kann das Dampfventil auch durchgehend geöffnet bleiben, so daß sich der Sterilisationsvorgang des Gefäßes naht los an den Sterilisationsvorgang des Füllorgans anschließt.

Eine besonders wirkungsvolle Sterilisation der Zentrierglocke wird erzielt, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Höhenlage jeder Zentrierglocke im gefäßfreien Umlaufbereich zwischen Abgabestation und Aufgabestation durch eine ortsfeste Hubkurve derart gesteuert wird, daß die Zentrierglocke auf Höhe der seitlichen Öffnungen des Gasrohres liegt.

Eine besonders wirkungsvolle Sterilisation wird auch dadurch ermöglicht, das gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung das Gasrohr an seiner unteren, freien Stirnseite geschlossen ist. Dadurch wird der Dampf ausschließlich durch die seitlichen Öffnungen gezwungen. Der Abschluß kann entweder durch einen fest mit dem Gasrohr verbundenen Stopfen oder durch eine die untere Öffnung des Gasrohres vorübergehend abschließende ortsfeste Blende erfolgen.

Falls die Sterilisationswirkung durch die seitlichen Öffnungen des Gasrohres nicht auswirken sollte, so ist es zweckmäßig, gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung jedem Füllorgan mehrere an den Dampfbehälter angeschlossene Blasdüsen zuzuordnen, die im wesentlichen die Unterseite des Füllorgans mit dem Füllstutzen und ggf. das Gasrohr beaufschlagen. Auf diese Weise werden die betreffenden Bereiche besonders intensiv mit Dampf beaufschlagt.

Im Nachstehenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Füllmaschine für Gefäße im Bereich eines Füllorgans

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch das Gasrohr der Füllmaschine nach Fig. 1 in geänderter Ausführung.

Die Füllmaschine nach Fig. 1 ist zum Füllen von Gefäßen 1 in Form von Glasflaschen mit einem sterilen Getränk unter sterilen Bedingungen eingerichtet. Sie weist einen ringförmigen Kessel 23 mit einem Flüssigkeitsbehälter 5, einem Spanngasbehälter 21 und einem Rückgasbehälter 22 auf, an dessen Oberseite ein gleichfalls ringförmiger Dampfbehälter 9 befestigt ist. Die Zufuhr von Flüssigkeit, Spanngas und Dampf bzw. die Abfuhr des Rückgases erfolgt in der üblichen Weise durch nicht gezeigte Rohrleitungen und Drehverteiler, die konzentrisch zur senkrechten Drehachse 6 des Kessels 23 angeordnet sind.

Am Umfang des im Betrieb kontinuierlich rotierenden Kessels 23 sind gleichmäßig verteilt mehrere identische Füllorgane 2 befestigt. Ferner ist jedem Füllorgan 2 ein Huborgan 24 für die Gefäße 1 zugeordnet, das zusammen mit seinem Füllorgan 2 um die Drehachse 6 umläuft. Dabei passieren die Füllorgane 2 und Huborgane 24 eine nicht gezeigte Aufgabestation für die Gefäße 1 mit einem die Gefäße 1 auf den Huborganen 24 abstellenden Einlaufstern sowie eine nicht gezeigte Auslaufstation mit einem die Gefäße 1 vom Huborgan 24 entfernenden Auslaufstern. Zwischen der Abgabestation und der Aufgabestation besteht ein gefäßfreier Bereich mit abgesenkten Huborganen 24.

Jedes Füllorgan 2 weist an seiner Unterseite einen Füllstutzen 3 für die Flüssigkeit auf, an den sich nach oben hin ein Flüssigkeitsventil 4 mit einem höhenbeweglichen Ventilkörper 27 anschließt. Der Ventilkörper 27 kann durch einen an der Oberseite des Füllorgans 2 angeordneten pneumatischen Stellmotor 25 in Zusammenwirkung mit einer Feder 26 gehoben und gesenkt werden. Der Stellmotor 25 ist an eine elektronische Steuereinrichtung 13 angeschlossen, durch die somit das Flüssigkeitsventil 4 geöffnet oder geschlossen werden kann. Das Flüssigkeitsventil 4 ist durch eine senkrechte Bohrung im Füllorgan 2 und horizontale Bohrungen im Kessel 23 mit dem Flüssigkeitsbehälter 5 verbunden.

An der Unterseite des mit einer senkrechten Bohrung 28 versehenen Ventilkörpers 27 ist ein senkrechtes, im wesentlichen zylindrisches Gasrohr 7 befestigt. Dieses durchsetzt mittig den Füllstutzen 3 unter Bildung einer ringförmigen Auslauföffnung für die Flüssigkeit und steht nach unten hin gegenüber der Unterseite des Füllorgans 2 über. Das Gasrohr 7 ist an seiner unteren, freien Stirnseite durch einen Stopfen 19 verschlossen, der nach unten hin konisch zugespitzt ist. Mit geringem Abstand über dem Stopfen 19 sind im Gasrohr 7 gleichmäßig über den Umfang verteilt vier senkrechte, seitliche Öffnungen 12 in Form von gleich langen Längsschlitzen ausgebildet. Durch diese Öffnungen 12 steht das Innere des Gasrohres 7 mit der Umgebung in Verbindung.

Das Gasrohr 7 ist über die Bohrung 28 im Ventilkörper 27, eine an dessen oberem Ende über eine ringförmige Gaskammer 29 angeschlossene Dampfleitung 30 und ein durch die Steuereinrichtung 13 betätigtes Dampfventil 8 mit dem Dampfbehälter 9 verbunden. In diesem wird beispielsweise Sattdampf mit einer Temperatur von 110 Grad Celsius und entsprechendem Überdruck bereitgehalten. So lange das Dampfventil 8, wie in Fig. 1 gezeigt, durch die Steuereinrichtung 13 geöffnet ist, strömt also Dampf aus dem Dampfbehälter 9 durch die Öffnungen 12 des Gasrohres 7 unter Druck zur Seite hin aus, wie in der Fig. 1 durch Pfeile angedeutet ist.

Mittig im Gasrohr 7 und in der Bohrung 28 ist eine stabförmige elektrische Füllstandssonde 31 befestigt, deren längliche Meßzone im Bereich der Öffnungen 12 liegt. Die Füllstandssonde 31 ist am oberen Ende gasdicht aus dem Ventilkörper 27 bzw. der Bohrung 28 herausgeführt und über einen Kontaktstecker und ein elektrisches Kabel 32 an die elektronische Steuereinrichtung 13 angeschlossen. Sie dient in Zusammenwirkung mit dem Flüssigkeitsventil 4 zur Steuerung der Füllhöhe in den Gefäßen.

Das Gasrohr 7 ist außerdem über die Bohrung 28, die Gaskammer 29 sowie nicht gezeigte, von der Steuereinrichtung 13 betätigte Steuerventile in einem Ventilblock 33 mit dem Spanngasbehälter 21 und dem Rückgasbehälter 22 verbunden. Das Gasrohr 7 dient somit sowohl als Dampfrohr als auch als Spann- bzw. Rückgasrohr.

Jedes Füllorgan 2 weist weiter eine Zentrierglocke 10 mit einem die gasdichte Verbindung zwischen Füllstutzen 3 und Gefäßmündung bewerkstelligenden elastischen Dichtring 11 auf, die konzentrisch zum Gasrohr 7 liegt. Die Zentrierglocke 10 ist an einem Schlitten 34 befestigt, der seinerseits höhenbeweglich im Füllorgan 2 gelagert ist. Am oberen Ende des Schlittens 34 ist eine drehbare Kurvenrolle 35 vorgesehen, die mit einer ortsfesten Hubkurve 14 zusammenwirkt. Die Hubkurve 14 steuert in Verbindung mit der Kurvenrolle 35 und dem Schlitten 34 an den erforderlichen Stellen der Umlaufbahn die Höhenlage bzw. Höhenbewegung der Zentrierglocke 10.

An der Unterseite jedes Füllorgans 2 ist konzentrisch zum Gasrohr 7 mit geringem Abstand zur Bewegungsbahn der Zentrierglocke 10 eine Ringleitung 36 mit mehreren im wesentlichen radial nach innen gerichteten Blasdüsen 15 befestigt. Die Ringleitung 36 ist über eine weitere Dampfleitung 16 und ein weiteres Dampfventil 17, das durch die Steuereinrichtung 13 betätigt wird, mit dem Dampfbehälter 9 verbunden. Ist das Dampfventil 17 geöffnet, wie in Fig. 1 gezeigt, strömt Dampf aus dem Dampfbehälter 9 über die Blasdüsen 15 gegen die Unterseite des Füllorgans 2, den Füllstutzen 3 und den oberen Bereich des Gasrohres 7, wodurch diese Bereiche sterilisiert werden.

Die Funktion der vorstehend beschriebenen Füllmaschine ist folgende: Wenn sich ein Füllorgan 2 mit einem gefüllten Gefäß 1 dem Abgabebereich nähert, so wird das Gefäß 1 mittels des Huborgans 24 abgesenkt und dabei vom Füllorgan 2 und vom Gasrohr 7 abgezogen. Frühestens wenn das Gasrohr 7 vollständig aus dem Getränk im Gefäß 1 herausgezogen worden ist, wird das erste Dampfventil 8 geöffnet. Das zweite Dampfventil 17 kann schon etwas früher geöffnet werden, erforderlichenfalls bereits dann, wenn der Dichtring 11 noch Kontakt mit dem Füllstutzen 3 hat, um so die Außenfläche der Zentrierglocke 10 zu sterilisieren. Durch die Blasdüsen 15 und die seitlichen Öffnungen 12 strömt nunmehr Dampf aus und sterilisiert in der bereits beschriebenen Weise die Unterseite des Füllorgans 2, den Füllstutzen 3 und die Zentrierglocke 10 mit dem Dichtring 11 sowie das Gasrohr 7. Die Dampfventile 8 und 17 bleiben im gesamten Umlaufbereich des Füllorgans 2 zwischen der Abgabestation und der Aufgabestation geöffnet. Um diesen Umlaufbereich voll auszunutzen und eine hohe Keimabtötungsrate zu erzielen, werden die Dampfventile 8 und 17 frühestens geschlossen, wenn ein leeres Gefäß 1 in der Aufgabestation auf das Huborgan 24 aufgesetzt worden ist. Der exakte Zeitpunkt des Schließens der Steuerventile 8 und 17 wird dann je nach den Abfüllbedingungen gewählt. So kann z. B. das Dampfventil 17 geöffnet bleiben, bis das Gefäß 1 vollständig angehoben und der Dichtring 11 fest gegen den Füllstutzen 3 gepreßt ist. Auch das Dampfventil 8 wird beispielsweise erst dann geschlossen, wenn das Gasrohr 7 bereits in die Flaschenmündung eingedrungen ist. Auf diese Weise wird die Gefäßmündung noch mit bedämpft. Nach dem Andrücken des Gefäßes 1 bzw. der Zentrierglocke 10 gegen den Füllstutzen 3 kann dann in der üblichen Weise der nach dem Drei-Kammer- System ablaufende Füllvorgang mit dem Einleiten von Spanngas aus dem Spanngasbehälter 21 über das Gasrohr 7 in das Gefäß beginnen. Dies vor allem dann, wenn das Gefäß 1 bereits in einem vorgeschalteten Dampf-Rinser sterilisiert worden ist.

Bei dem Gasrohr 7 nach Fig. 2 ist die untere Öffnung nicht verschlossen sondern frei. Diese Variante ist insbesondere dann zu empfehlen, wenn die Gefäße erst innerhalb der Füllmaschine durch Einblasen von Dampf über das Gasrohr 7 sterilisiert werden und ermöglicht eine intensive Dampfströmung bis zum Gefäßboden. Um trotzdem eine wirkungsvolle Bedämpfung der Zentrierglocke 10 zu ermöglichen, ist im gefäßfreien Umlaufbereich zwischen Abgabestation und Aufgabestation dicht unterhalb der Umlaufbahn des Gasrohres 7 eine plattenartige Blende 20 angeordnet, die das Gasrohr 7 nach unten hin vorübergehend abschließt. Eine ähnliche Wirkung wird durch eine ortsfeste Umlenkrinne 18 erzielt, die den aus der unteren Stirnöffnung austretenden Dampf nach oben hin gegen die Zentrierglocke 10 umlenkt. Die Umlenkrinne 18 dient gleichzeitig als Auffangwanne für evtl. Kondensat und kann auch bei der Variante nach Fig. 1 eingesetzt werden.

Bei beiden Varianten ist die Hubkurve 14 im Umlaufbereich zwischen Abgabestation und Aufgabestation zumindest stellenweise derart ausgebildet, daß die Zentrierglocken 10 mit ihrer Bohrung in etwa auf Höhe der seitlichen Öffnungen 12 des Gasrohres 7 liegen, um eine intensive Bedämpfung zu sichern. Darüber hinaus ist es auch möglich, in diesem Höhenbereich eine leichte Auf- und Abwärtsbewegung durchzuführen, um alle kritischen Bereiche der Zentrierglocke sicher zu erreichen.

Claims (17)

1. Füllmaschine für Gefäße, mit mehreren auf einer Kreisbahn von einer Aufgabestation zu einer Abgabestation für die Gefäß umlaufenden Füllorganen, wovon jedes einen Füllstutzen, der über ein steuerbares Flüssigkeitsventil mit einem Flüssigkeitsbehälter verbunden ist, ein den Füllstutzen durchdringendes und aus diesem vorstehendes Gasrohr, das über ein steuerbares Dampfventil an einen Dampfbehälter angeschlossen ist, sowie eine heb- und senkbare Zentrierglocke aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasrohr (7) mit mehreren seitlichen Öffnungen (12) versehen ist, die bei geöffnetem Dampfventil (8) Teile des Füllorgans (2), insbesondere die Zentrierglocke (10), mit Dampf beaufschlagen.

2. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (12) gleichmäßig über den Umfang des im wesentlichen zylindrischen Gasrohres (7) verteilt sind.

3. Füllmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (12) schlitzförmig sind.

4. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (12) im unteren, aus dem Füllstutzen (3) herausragenden Bereich des Gasrohres (7) angeordnet sind.

5. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasrohr (7) an seiner unteren, freien Stirnseite geschlossen ist.

6. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfventil (8) jedes Füllorgans (2) im gefäßfreien Umlaufbereich zwischen der Abgabestation und der Aufgabestation durch eine Steuereinrichtung (13) geöffnet wird bzw. ist.

7. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlage jeder Zentrierglocke (10) im gefäßfreien Umlaufbereich zwischen Abgabestation und Aufgabestation durch eine ortsfeste Hubkurve (14) derart gesteuert wird, daß die Zentrierglocke (10) auf Höhe der seitlichen Öffnungen (12) des Gasrohres (7) liegt.

8. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zentrierglocke (10) einen Dichtring (11) zur gasdichten Verbindung der Gefäßmündung mit dem Füllstutzen (3) aufweist,der von den seitlichen Öffnungen (12) des Gasrohres (7) beaufschlagt wird.

9. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im gefäßfreien Umlaufbereich zwischen Aufgabestation und Abgabestation für die Gefäße unterhalb der Umlaufbahn der Gasrohre (7) eine Auffang- und/oder -Umlenkrinne (18) für den aus dem Gasrohr (7) austretenden Dampf angeordnet ist.

10. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Füllorgan (2) mehrere an den Dampfbehälter (9) angeschlossene Blasdüsen (15) aufweist, die im wesentlichen die Unterseite des Füllorgans (2) mit dem Füllstutzen (3) und ggf. das Gasrohr (7) beaufschlagen.

11. Füllmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasdüsen (15) über eine eigene Leitung (16) und ein eigenes Dampfventil (17) mit dem Dampfbehälter (9) verbunden sind.

12. Füllmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfventil (17) für die Blasdüsen (15) durch die Steuereinrichtung (13) im gefäßfreien Umlaufbereich zwischen der Abgabestation und der Aufgabestation für die Gefäße geöffnet ist bzw. wird.

13. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß des Gasrohres (7) durch einen an diesem befestigten Stopfen (19) erfolgt.

14. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß des Gasrohres (7) durch eine zwischen Auslaufstation und Einlaufstation unterhalb der Umlaufbahn der Gasrohre (7) ortsfest angeordnete Blende (20) erfolgt.

15. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasrohr (7) über ein steuerbares Spanngasventil an einen Spanngasbehälter (21) angeschlossen ist.

16. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasrohr (7) über ein steuerbares Rückgasventil an einen Rückgasbehälter (22) angeschlossen ist.

17. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasdüsen (15) in einer an der Unterseite des Füllorgans (2) angeordneten Ringleitung (36) sitzen, die den Füllstutzen (3) mit Abstand konzentrisch umgibt.