DE4427086A1 - Füllvorrichtung und Verfahren zum Befüllen von Gefäßen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Befüllen von Gefäßen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.

Beim Füllen von Behältern mit flüssigem Füllgut, insbesondere Getränke oder dgl., wird vorwiegend die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit ausgenutzt, um mittels einer Sonde den Füllvorgang zu steuern. Eine Abfülleinrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der DE- OS 19 43 503 bekannt. Der beim Befüllen einer Flasche in deren Innenraum ansteigende Flüssigkeitsspiegel ist durch eine elektrische Füllstandssonde erfaßbar. Sobald die Flüssigkeit die Sonde berührt, erfolgt eine Signalabgabe, die zur Unterbrechung des Flüssigkeitszulaufs führt, indem ein in der Zulaufleitung angeordnetes Flüssigkeitsventil geschlossen wird. Nachteiligerweise kann bei der Abfüllung von zum Schäumen neigender Flüssigkeiten, wie bestimmter Biersorten oder Fruchtsäfte, eine zu geringe Befüllung der Flaschen eintreten, da die elektrische Füllstandssonde durch den auf dem ansteigenden Flüssigkeitsspiegel schwimmenden Schaum vorzeitig aktiviert wird. Um trotzdem den Füllspiegel genau einstellen zu können, wurde auch schon eine schrittweise Befüllung vorgeschlagen (DE 41 27 052 A1). Durch eine vorübergehende Unterbrechung der Flüssigkeitszufuhr und eine nachfolgende Wartezeit wird der Schaum abgebaut. Im Anschluß daran kann bis zum Erreichen der endgültigen Füllhöhe erneut Flüssigkeit in den Behälter eingeleitet werden. Dieses Verfahren bewirkt eine Verlängerung des Füllprozesses. Außerdem ist bei bestimmten Flüssigkeiten, z. B. Speiseöl, der Leitwert zur Verwendung der zuvor erwähnten Fülleinrichtungen mit elektrischen Sonden zu gering.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Füllvorrichtung der eingangs genannten Art und ein Verfahren zum Befüllen von Gefäßen diesbezüglich zu verbessern.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die zur Bestimmung der Füllhöhe in den zu füllenden Gefäßen verwendete Sonde als ein Schwingungselement ausgebildet ist. Mittels einer entsprechenden Einrichtung kann das Schwingungselement gezielt in Schwingung versetzt werden. Im unbelasteten Zustand schwingt das Schwingungselement mit einer bestimmten Schwingungsamplitude. Steigt das Füllgut in dem Behälter an und taucht das Schwingungselement in das dichtere Füllgut ein, so wird die Schwingungsamplitude durch die einsetzende Dämpfung verringert. Mit zunehmender Eintauchtiefe des Schwingungselements verringert sich die Schwingungsamplitude weiter. Die Füllhöhe ist aus dieser Veränderung ableitbar. Zu diesem Zweck ist dem Schwingungselement eine Erkennungseinrichtung zur Feststellung der Schwingungsänderung zugeordnet.

Besonders vorteilhaft ist ein Schwingungselement, das als ein in Längsrichtung schwingfähiger Schwingstab ausgebildet ist und durch die zuvor erwähnte Einrichtung in Längsrichtung in Schwingung versetzbar ist.

Die Abnahme der Schwingungsamplitude mit zunehmender Eintauchtiefe in die Flüssigkeit ist bei einem in Längsrichtung schwingenden Schwingstab geringer als bei einer Querschwingung, so daß gerade mit einem in Längsrichtung schwingenden Schwingstab nicht nur eine bestimmte Füllhöhe sondern auch der Anstieg eines Füllspiegels kontinuierlich erfaßbar ist.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Schwingungen des Schwingstabes zwei übereinander angeordnete Elektromagneten mit einem Anker aufweist, welcher mit dem Schwingstab bewegungsmäßig verbunden ist. Durch abwechselndes Ein- und Ausschalten der Elektromagneten bewegt sich der Anker innerhalb der Spulen nach oben bzw. nach unten und überträgt sein Schwingungsverhalten auf den Schwingstab. Damit ist eine konstruktiv einfache und genaue Einrichtung zur Erzeugung der Schwingungen des Schwingstabes geschaffen.

Für die erfindungsgemäße Vorrichtung sind kleine Auslenkungen des Schwingstabes in der Größenordnung von einem Millimeter ausreichend. Da üblicherweise die Auslenkung des Ankers etwas größer ist, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Anker über eine Membrane mit dem Schwingstab verbunden ist, wobei ein Ende der Membrane festgelegt ist, das andere Ende der Membrane an einem Ende des Ankers angebracht ist und der Schwingstab mit einem Ende an der Membrane angeordnet ist. Somit erfährt die Membrane an ihrem ankerseitigen Ende die volle Auslenkung des Ankers, wo hingegen der Schwingstab, welcher beispielsweise in der Mitte der Membrane angeordnet ist, nur etwa die Hälfte dieser Auslenkung erfährt. Weiterhin ist es denkbar, den Schwingstab verstellbar an der Membrane anzubringen, so daß je nach Art des Füllgutes eine geeignete Schwingungsamplitude für den Schwingstab gewählt werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Schwingung räumlich getrennt von dem Schwingstab angeordnet werden kann, so daß beim Füllvorgang keine Platzprobleme mit der eigentlichen Füllvorrichtung auftreten, da lediglich der schmale Schwingstab beispielsweise in einem Flaschenhals angeordnet wird. Bei einem Füllorgan mit einem Füllrohr zum Einleiten der Flüssigkeit in ein Gefäß kann der Schwingstab seitlich neben dem Füllrohr angeordnet werden. Bei Füllorganen ohne ein Füllrohr kann der Schwingstab beispielsweise in einem für den Gaswechsel verwendeten Röhrchen geschützt plaziert werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß ein Joch eines der beiden Elektromagneten einen Luftspalt aufweist, welcher von dem Anker teilweise so durchsetzt ist, daß sich bei Bewegung des Ankers die Größe des Luftspalts verändert. Wird der Anker zwischen den beiden Elektromagneten hin- und herbewegt, so dringt er unterschiedlich tief in den Luftspalt ein, wodurch sich die wirksame Größe dieses Luftspalts ändert. Der Luftspalt wirkt als Interferrikum und beeinflußt somit die Induktivität der Spule, welche zusätzlich noch von der Geometrie der Spule und Permeabilität des Jochs abhängig ist. Geometrie und Permeabilität sind jedoch bei der Anordnung konstant, so daß lediglich die Änderung des Luftspaltes eine Änderung der Induktivität bewirkt. Die Induktivität der Spule ist umgekehrt proportional zur Größe des Luftspalts. Die Größe des Luftspalts wiederum ist bei konstanter Frequenz des Ankers bzw. des Schwingstabes davon abhängig, ob der Schwingstab frei schwingt, d. h. ohne mit einem Füllgut in Kontakt zu sein, oder ob der Schwingstab eine gedämpfte Schwingung ausführt, d. h. mit dem Füllgut in Kontakt steht. Bei einer gedämpften Schwingung wird der Luftspalt im gleichen Zeitraum weniger verringert und ist somit größer als bei einer ungedämpften Schwingung. Da der Luftspalt umgekehrt proportional zur Induktivität der Spule ist, ist die Induktivität der Spule bei einem größeren Luftspalt während einer gedämpften Schwingung kleiner als bei einer ungedämpften Schwingung. Somit ist die Induktivität der Spule ein Maß für die Schwingungsamplitude des Schwingstabes.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Erkennungseinrichtung zum Erkennen einer Änderung einer Schwingungsamplitude des Schwingstabes eine Spannungsversorgung für die Spulen der beiden Elektromagneten, welche einen abwechselnden periodischen Spannungsimpuls für jede Spule liefert, sowie eine Meßeinrichtung für den Spannungsanstieg während der Dauer des Spannungsimpulses an den beiden Spulen der Elektromagneten aufweist. Wie bereits vorstehend erwähnt, ist die Induktivität der Spule ein Maß für die Schwingungsamplitude des Schwingstabes. Die Größe der Induktivität einer Spule kann bei Anlegen einer Gleichspannung an diese Spule durch den Spannungsanstieg innerhalb einer bestimmten Zeit bestimmt werden. Je kleiner die Induktivität der Spule ist, desto schneller ist der Spannungsanstieg. Somit wird bei einer kleinen Induktivität innerhalb einer bestimmten Zeitdauer ein größer Spannungsendwert erreicht als bei einer großen Induktivität, bei welcher die Spannung langsamer ansteigt. Der erreichte Maximalwert der Spannung während der Dauer eines Spannungsimpulses an einer Spule ist also ein Maß für die Induktivität der Spule, welche wiederum ein Maß für die Schwingungsamplitude des Schwingstabes ist. Bei Belastung des Schwingstabes ergibt sich eine gedämpfte Schwingung, was zu einem größeren Luftspalt führt. Dies bewirkt eine kleine Induktivität der Spule, was wiederum einen schnellen Spannungsanstieg und somit eine große Spannung bedeutet. Somit entspricht im belasteten Zustand des Schwingstabes eine kleine Schwingungsamplitude einer großen Spannung. Umgekehrt entspricht eine große Schwingungsamplitude, also ein unbelasteter Schwingstab, einem langsamen Spannungsanstieg und damit einer kleinen Spannung. Die Größe der Spannung ist ein direktes Maß für die Schwingungsamplitude des Schwingstabes und damit für die Füllhöhe des Füllgutes.

Hat der Füllgutspiegel den Schwingstab erreicht und steigt weiter, so ändert sich die Schwingungsamplitude und demzufolge die Größe der Spannung in den Spulen kontinuierlich. Um beim Ansteigen des Füllguts besonders markante Marken für die Füllhöhe zu erhalten, ist eine abrupte Änderung der Schwingungsamplitude vorteilhaft. Dies wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß der Schwingstab an seinem freien Endbereich regelmäßige geometrische Formen aufweist. Vorteilhafterweise kann als geometrische Form eine kegelförmige Verdickung verwendet werden, deren Kegelspitze vom freien Ende des Stabes wegweist. Steigt das Füllgut an, so erreicht es zuerst die Basis des Kegels, wodurch sich ein erhöhter Widerstand für die Schwingung des Schwingstabes ergibt und damit die Schwingungsamplitude abrupt reduziert wird. Dies zeigt sich dann in einer plötzlichen größeren Änderung der Größe der Spannung. Um weitere Marken zu erhalten sind beispielsweise drei kegelförmige Verdickungen in gleichen Abständen übereinander denkbar. Weiterhin vorstellbar sind auch geometrische Formen mit rechteckigen Querschnitten.

Als besonders vorteilhaft für die Bestimmung von Flüssigkeiten hat sich eine Schwingungsamplitude des unbelasteten Schwingstabes von einem Millimeter und eine Schwingungsfrequenz von einem Kilohertz herausgestellt.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 14 gelöst. Besonders vorteilhaft ist ein Schwingstab, der in seine Längsrichtung in Schwingung versetzt wird. Taucht der Schwingstab in das Füllgut ein, so wird die Schwingungsamplitude verringert und aus dieser Änderung der Schwingungsamplitude eine bestimmte Füllhöhe festgestellt. Wenn die Füllhöhe des Füllgutes weiter ansteigt, so verringert sich die Schwingungsamplitude wegen der zunehmenden Dämpfung weiter, so daß aus diesen nachfolgenden Änderungen der weitere Verlauf der Füllhöhe erkennbar ist.

Um den Schwingstab in Längsschwingungen zu versetzen, sieht eine bevorzugte Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß der Schwingstab mit einem Anker von zwei Elektromagneten verbunden wird und die Spulen der beiden Elektromagneten periodisch für eine bestimmte Zeitdauer abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß durch Bewegung des Ankers in einem als Interferrikum wirkenden Luftspalts eines Elektromagneten die Induktivität der Spule verändert, der Spannungsanstieg an jeder Spule für die Dauer des Einschaltens gemessen und aus der erreichten Spannungshöhe die Füllhöhe in den Gefäßen bestimmt wird. Hierdurch ergibt sich ein genaues Verfahren für die Bestimmung der Füllhöhe, wobei bereits kleinste Änderungen der Schwingungsamplitude und somit der Füllhöhe festgestellt werden können.

Zur Anpassung der Schwingsonde an unterschiedliche Abfüllbedingungen, z. B. Eigenschaften der abzufüllenden Flüssigkeit, ist vorteilhafterweise die Erregerfrequenz und ggf. die Amplitude einstellbar.

Bei der Abfüllung sauerstoffempfindlicher Flüssigkeiten kann nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils die Schwingsonde zum gezielten Aufschäumen der im Gefäß befindlichen Flüssigkeit benutzt werden, um den evtl. im Kopfraum des Gefäßes vorhandenen Restsauerstoff noch vor dem Verschließen zu verdrängen. Zu diesem Zweck kann die Erregerfrequenz und/oder die Amplitude kurzzeitig verändert werden. Dieser Vorgang kann so eingestellt werden, daß kein Überschäumen eintritt, d. h. der Schaum nur bis zur Gefäßmündung ansteigt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es von Vorteil, nach Abschluß des Füllvorganges die Fremderregung der Schwingsonde abzuschalten, um ein Verschleppen bzw. Abspritzen des Füllguts während und nach dem Abziehen des gefüllten Gefäßes zu vermeiden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei stellen dar

Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Schwingsonde,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm, welches den zeitlichen Verlauf eines Spannungspulses an der Spule 1, eines Spannungspulses an der Spule 2 und den gemessenen Spannungsanstieg an den Spulen 1 und 2 zeigt und

Fig. 3 ein Füllorgan einer Flaschenfüllmaschine in einen senkrechten Teilschnitt.

Die Vorrichtung weist einen Schwingstab 1, eine Einrichtung 2 zur Erzeugung der Schwingungen des Schwingstabes 1 und eine Erkennungseinrichtung 3 zum Erkennen einer Änderung einer Schwingungsamplitude des Schwingstabes 1 auf. Der Schwingstab 1 ist an einem Ende 4 an einer Membran 6 befestigt, deren Ende 7 an einem Halterungsblock 8 festgelegt ist. Der Halterungsblock 8 ist auf einer Grundplatte 9 angeordnet. Das andere Ende 10 der Membran 6 ist an einem Anker 11 befestigt, welcher zusammen mit zwei übereinander angeordneten Elektromagneten 12, 13 die Einrichtung 2 zur Erzeugung der Schwingungen des Schwingstabes 1 bildet. Die beiden Elektromagneten 12, 13 bestehen jeweils aus einem Joch 14, 15 mit darin angeordneten Spulen 16, 17. Innerhalb der Spulen 16, 17 ist der Anker 11 bewegbar angebracht. Der Elektromagnet 13 ist auf der Grundplatte 9 angeordnet und von dem darüberliegenden Elektromagnet 12 durch ein Distanzstück 18 getrennt. Das Joch 14 des Elektromagneten 12 weist einen Luftspalt 19 auf, in welchen der Anker 11 in seiner Grundstellung teilweise hineinragt. Wenn der Anker 11 sich in Richtung des Doppelpfeils 20 bewegt, so verringert sich die Größe des Luftspalts 19 bei der Bewegung des Ankers 11 nach oben, während die Größe des Luftspaltes 19 sich bei der Bewegung des Ankers 11 nach unten vergrößert. Zwischen dem unteren Ende 21 des Ankers 11 und einem in die Spule 17 hineinragenden Teil 22 des Jochs 15 ist außerdem ausreichend Platz vorgesehen, damit sich der Anker 11 frei bewegen kann.

Die Erkennungseinrichtung 3 zum Erkennen einer Änderung einer Schwingungsamplitude des Schwingstabes 1 weist eine Spannungsversorgung 23 für Gleichspannung für die beiden Spulen 16, 17 der beiden Elektromagneten 12, 13 auf, welche beispielsweise mittels angesteuerter Transistoren 40 und 41 einen abwechselnden periodischen Spannungspuls für jede der Spulen 16, 17 liefert. Weiterhin ist eine Meß- und Auswerteinrichtung 24 für den Spannungsanstieg während der Dauer eines Spannungspulses vorgesehen. Die Meß- und Auswerteinrichtung 24 ist einem ohmschen Widerstand 42 parallel geschaltet und besitzt eine Signalleitung 43 zur Ansteuerung des Flüssigkeitsventils.

Bei Betrieb der Vorrichtung werden die Spulen 16, 17 der beiden Elektromagneten 12, 13 periodisch für eine bestimmte Zeitdauer abwechselnd ein- und ausgeschaltet, wodurch der Anker 11 in eine periodische Schwingung versetzt wird. Diese Schwingung wird mittels der Membran 6 auf den Schwingstab 1 übertragen und führt zu einer erzwungenen Schwingung des Schwingstabes 1 in seiner Längsrichtung.

Aufgrund der Induktivität der Spulen 16, 17 erfolgt der Spannungsanstieg bei Einschalten der Gleichspannung nicht linear, sondern mit einer geringeren Steigung und erreicht erst allmählich den aus dem ohmschen Gesetz folgenden Endwert. Die Induktivität der Spulen 16, 17 ist abhängig von ihrer Geometrie, wie ihrer Länge, der Windungszahl und ihrer Querschnittsfläche, sowie von der Permeabilität der Joche 14, 15 und von der Größe des Luftspalts 19, welcher als Interferrikum wirkt. Die unterschiedliche Änderung des Luftspalts 19 in belastetem und unbelastetem Zustand des Schwingstabes 1 wird zur Messung der Füllhöhe herangezogen, wie nachstehend anhand der Fig. 2 erklärt wird.

Auf die Spule 16 wird während einer bestimmten Zeitdauer der Spannungspuls 25 gegeben. Der Schwingstab 1 befindet sich im unbelasteten Zustand, d. h. das Füllgut hat den Schwingstab noch nicht erreicht. Innerhalb der Dauer des Spannungspulses 25 bewegt sich der Anker 11 aufgrund der auftretenden Magnetkraft nach oben und verringert so den Luftspalt 19, was zu einer großen Induktivität führt, da die Induktivität umgekehrt proportional zur Größe des Luftspalts ist. Eine große Induktivität bedeutet jedoch einen langsamen Spannungsanstieg 26. Innerhalb der Dauer des Spannungspulses 25 wird eine bestimmte Spannungshöhe 27 erreicht. Nach Beendigung des Spannungspulses 25 wird nach kurzer Verzögerung ein Spannungspuls 28 für die Spule 17 erzeugt. Der Anker 11 gelangt somit in umgekehrter Weise wieder in seine Anfangslage zurück, so daß sich ein gleicher Spannungsanstieg 29 mit gleichem max. Spannungswert 30 über die Dauer des Spannungspulses 28 ergibt. Die Frequenz des Ankers 11 und damit des Schwingstabes 1 beträgt ein Kilohertz, so daß die Zeit für eine Schwingung des Ankers eine Millisekunde beträgt.

Ist der Schwingstab 1 in das Füllgut eingetaucht, so wird durch den Widerstand des Füllguts die Schwingung des Schwingstabes gedämpft, was eine kleinere Schwingungsamplitude des Schwingstabes 1 ergibt. Dies führt dazu, daß der Anker 11 sich langsamer auf- und abbewegt. Innerhalb der Dauer des Spannungspulses 25 bzw. 28 kann nun der Anker 11 den Luftspalt 19 nicht mehr so weit verschließen wie im unbelasteten Zustand des Schwingstabes 1. Der Luftspalt ist also über die Dauer eines Spannungspulses gesehen größer. Ein größerer Luftspalt bedeutet jedoch eine kleinere Induktivität, was wiederum einen schnelleren Spannungsanstieg 31 zur Folge hat. Innerhalb der gleichen Dauer des Spannungspulses 25 bzw. 28 wird also nun ein größerer max. Spannungswert 32 erreicht. Steigt die Höhe des Füllgutes weiter, so wird die Schwingung des Schwingstabes 1 immer weiter gedämpft, was zu einem immer größeren Luftspalt 19 innerhalb der Dauer des Spannungspulses 25 bzw. 28 und zu noch schnelleren Spannungsanstiegen 33 und damit zu noch größeren max. Spannungswerten 34 führt. Die Größe des Spannungswertes 27, 32, 34 ist also ein direktes Maß für die Füllhöhe des Füllguts in dem Behälter. Somit kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem Verfahren die Füllhöhe über einen bestimmten Bereich kontinuierlich festgestellt werden.

Um bestimmte Füllhöhen durch eine deutliche Änderung der gemessenen Spannung gut erkennbar zu machen, sind an dem Schwingstab 1 kegelförmige Verdickungen 35 angebracht. Sobald das Füllgut den unteren Rand 36 der kegelförmigen Verdickung 35 erreicht, ergibt sich ein deutlich erhöhter Widerstand für den Schwingstab 1, wodurch sich seine Schwingungsamplitude markant verringert und, wie vorstehend beschrieben, die Spannung sprunghaft erhöht.

Die Fig. 3 zeigt die Anordnung der Schwingsonde in einem füllrohrlosen Füllorgan 50. Das Gehäuse 59 des Füllorgans ist an der äußeren Mantelfläche eines nur angedeuteten, rotierend antreibbaren Ringkessels 58 angeflanscht und besitzt eine Flüssigkeitszuleitung 51 mittels der die abzufüllende, vom Ringkessel kommende Flüssigkeit einer von unten gegen eine elastische Dichtung 56 gasdicht angepreßte Flasche 60 zugeführt werden kann. Am Umfang des Ringkessels 58 können eine Vielzahl derartiger Füllorgane 50 angeordnet sein. Durch die zuvor genannte Flüssigkeitszuleitung 51 verläuft ein Gasrohr 52, das durch die Mündung bis in den Kopfraum einer zu befüllenden Flasche 60 reicht. Im Inneren des Gasrohres 52 erstreckt sich koaxial der in Fig. 1 dargestellte Schwingstab 1.

An der Außenseite des Gasrohres 52 ist ein Ventilkegel 53a befestigt, der zusammen mit der konisch geformten Gegenfläche 53b am unteren Ende der Flüssigkeitszuleitung 51 das Flüssigkeitsventil 53 bildet. Am Gasrohr 52 ist außerdem ein Schirmchen 54 zur Ablenkung der einlaufenden Flüssigkeit an die Innenwand der Flasche 60 angebracht. Anstelle dessen kann auch ein die Flüssigkeit in Drehung versetzender Drallkörper verwendet werden. Unterhalb des Schirmchens 54 befindet sich im Gasrohr 52 eine seitliche Öffnung oder Bohrung 55. Dadurch kann das im Kopfraum der Flasche befindliche Gas durch das Gasrohr 52 auch dann noch entweichen, wenn der ansteigende Füllspiegel der einlaufenden Flüssigkeit bereits das nach unten offene Ende des Gasrohres 52 erreicht hat.

Die Betätigung des Flüssigkeitsventils erfolgt durch die auf der Oberseite des Gehäuses 59 angeordnete elektropneumatische oder elektromagnetische Betätigungseinrichtung 57, mittels der das Gasrohr 52 in axialer Richtung auf- und abbewegt werden kann. Im Oberteil des Gehäuses 59 sind in nicht näher dargestellter Weise die in Fig. 1 gezeigten Magnete 12, 13 und die den Schwingstab 1 haltende Membrane 6 untergebracht.

Ferner ist am Gehäuse 59 des Füllorgans die Erkennungseinrichtung 3 angeordnet, die auch die bereits erwähnte Meß- und Auswerteinrichtung 24 umfaßt.

Abweichend von der Darstellung nach Fig. 3 kann die Länge des Gasrohres 52 so bemessen sein, daß dieses von dem ansteigenden Füllspiegel in der Flasche 60 bis zum Füllende nicht erfaßt wird, d. h. die Stabsonde 1 aus dem unteren Ende des Gasrohres 52 vorsteht. Dadurch kann das Rückgasrohr 52 während des gesamten Füllvorganges trockengehalten werden.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführung des Füllorgans 50 ist zur Abfüllung von Flüssigkeiten, beispielsweise kohlensäurehaltigen Getränken, bei Gegendruck geeignet. Dazu wird vor dem Einlauf der Flüssigkeit in eine Flasche ein Spanngas bis zum Erreichen eines bestimmten Gegendruckes durch das Gasrohr 52 in die Flasche 60 eingeleitet. Es besteht aber auch die Möglichkeit bei Atmosphärendruck oder Unterdruck abzufüllen.

Claims (17)

1. Füllvorrichtung zum Befüllen von Gefäßen (40), insbesondere Flaschen, Gläser, Dosen oder dgl., mit einer Flüssigkeit, insbesondere einem flüssigen Lebensmittel, beispielsweise Getränke, Öl oder Sirup, mit einem durch eine Betätigungseinrichtung (42) steuerbaren Flüssigkeitsventil (41), einer zur Bestimmung der Füllhöhe zumindest teilweise in das zu befüllende Gefäß (40) ragenden Sonde (1), wobei bei Erreichen einer vorbestimmten Füllhöhe der Flüssigkeitszulauf durch Schließen des Flüssigkeitsventils beendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (1) als ein Schwingungselement ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwingungselement (1) eine Einrichtung (2) zur Erzeugung einer Schwingung und eine Erkennungseinrichtung (3) zur Ermittlung einer Schwingungsänderung zugeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungselement als ein in Längsrichtung schwingfähiger Schwingungsstab (1) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungselement (1) durch eine zugeordnete Einrichtung (2) in Längsrichtung in Schwingung versetzbar ist.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2) zur Erzeugung der Schwingungen des Schwingstabes (1) zwei übereinander angeordnete Elektromagneten (12, 13) mit einem Anker (11) aufweist, welcher mit dem Schwingungsstab (1) bewegungsmäßig verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (11) über eine Membrane (6) mit dem Schwingungsstab (1) verbunden ist, wobei ein Ende (7) der Membrane (6) festgelegt ist, das andere Ende (10) der Membrane (6) an einem Ende des Ankers (11) angebracht ist und der Schwingungsstab (1) mit einem Ende (4) an der Membrane (6) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Joch (14) eines der beiden Elektromagneten (12, 13) einen Luftspalt (19) aufweist, welcher von dem Anker (11) teilweise so durchsetzt ist, daß sich bei Bewegen des Ankers die Größe des Luftspalts verändert.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung (3) zum Erkennen einer Änderung der Schwingungsamplitude des Schwingstabes (1) eine Spannungsversorgung (23) für die Spulen (16, 17) der beiden Elektromagneten (12, 13), welcher einen abwechselnden periodischen Spannungspuls (25, 28) für jede Spule (16, 17) liefert, sowie eine Meßeinrichtung (24) für den Spannungsanstieg während der Dauer des Spannungspulses (25, 28) an den beiden Spulen (16, 17) der Elektromagneten (12, 13) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsstab (1) an seinem freien Endbereich regelmäßige geometrische Formen aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Form einer kegelförmigen Verdickung entspricht, welche in gleichen Abständen übereinander angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Form einer rechteckigen Verdickung entspricht.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der unbelastete Schwingungsstab (1) eine Schwingungsamplitude von einem Millimeter und einer Schwingungsfrequenz von einem Kilohertz aufweist.

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Füllvorrichtungen an einem kontinuierlich umlaufend antreibbaren Träger auf einem Teilkreis liegend befestigt sind, die Gefäße den Füllvorrichtungen kontinuierlich zuführbar und nach dem Befüllen von diesen abführbar sind.

14. Verfahren zum Befüllen von Gefäßen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwingungsstab in seiner Längsrichtung in Schwingung versetzt wird, eine Änderung seiner Schwingungsamplitude beim Eintauchen in ein Füllgut festgestellt und aus der Änderung der Schwingungsamplitude die Füllhöhe bestimmt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsstab mit einem Anker von zwei Elektromagneten verbunden wird und die Spulen der beiden Elektromagneten periodisch für eine bestimmte Zeitdauer abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch Bewegung des Ankers in einem als Interferrikum wirkenden Luftspalt eines Elektromagneten die Induktivität der Spule verändert wird, der Spannungsanstieg an jeder Spule für die Dauer des Einschaltens gemessen wird und aus der erreichten Spannungshöhe die Füllhöhe in den Gefäßen bestimmt wird.

17. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abfüllen sauerstoffempfindlicher Getränke, insbesondere Bier oder dgl., nach Abschluß des Flüssigkeitseinlaufs ein Aufschäumen des Getränkes mittels des Schwingungsstabes durch eine kurzzeitige Veränderung der Frequenz herbeiführbar ist.