EP0416473B1 - Füllelement für Gegendruck-Füllmaschinen - Google Patents

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Publication number
EP0416473B1
EP0416473B1 EP90116705A EP90116705A EP0416473B1 EP 0416473 B1 EP0416473 B1 EP 0416473B1 EP 90116705 A EP90116705 A EP 90116705A EP 90116705 A EP90116705 A EP 90116705A EP 0416473 B1 EP0416473 B1 EP 0416473B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filling
pressure
control valve
valve
filling element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP90116705A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0416473A1 (de
Inventor
Ludwig Dipl.-Ing. Clüsserath (FH)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG
Original Assignee
Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG filed Critical Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG
Publication of EP0416473A1 publication Critical patent/EP0416473A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0416473B1 publication Critical patent/EP0416473B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/06—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
    • B67C3/12—Pressure-control devices

Definitions

  • the invention relates to a filling element for counterpressure filling machines for filling vessels, in particular bottles with a liquid filling material.
  • a vessel relief to atmospheric pressure is necessary after the end of the filling material inlet, ie after the filling phase has ended or after the liquid valve of the filling element used has been closed.
  • a filling product such as sparkling wine or soft drinks
  • it is gentle and void relief to prevent the filled filling from foaming or overflowing.
  • it is known to carry out the relief to atmospheric pressure stepwise so that the actual relief to atmospheric pressure is preceded by a preliminary relief.
  • the vessel ie more precisely the gas space present in the filled vessel, is briefly relieved to the atmosphere after the end of the filling material inlet, namely in that a relief valve provided on the filling element is controlled by a control curve the filling machine is opened briefly and then closed again, so that due to the resulting relief of the gas space of the vessel to a low pressure value, the carbonic acid which is not firmly bound in the filled product can escape and the filled product can calm down before the final discharge to atmospheric pressure and the vessel is pulled off the associated filling element.
  • a disadvantage of this known method is, among other things, that a pre-relief on a defined one and it is also not always possible to achieve the same pre-relief pressure as would be required for economical filling with the greatest possible output. Since the relief valve of the filling elements is briefly opened by a control curve in the known case, it is fundamentally not possible to adapt the pre-relief to different filling properties.
  • a disadvantage in the known case is in particular that in the event of a malfunction or when the filling machine is at a standstill, the relief valve of certain filling elements remains open, that is to say, instead of a preliminary relief, the pressure is practically relieved to atmospheric pressure, with the consequence of a strong alarm and excessive foaming of the carbonated filling material in the vessels of these filling elements.
  • a method for filling carbonated contents, in particular drinks under counterpressure into vessels, and an associated filling machine (EP-A-0 291 971 corresponding to the preamble of claim 1) have also been proposed, in which or after the end of the filling material inlet the respective vessel is relieved to a defined pre-relief pressure, in that a chamber which is common to all the filling elements of this machine and is acted upon by the pre-relief pressure is provided on the filling machine.
  • a control valve arrangement on the filling element then establishes a fluid connection to this chamber via a gas path.
  • the pre-relief pressure is specifically adjusted to a pressure between the atmospheric pressure and the saturation pressure of the filling material in such a way that during the pre-relief phase it is just possible for the released carbon dioxide to rise in the filled filling material without causing an undesirable pressure when relieving it to atmospheric pressure
  • the filling material escapes from the vessel (caused by the filling material foaming).
  • the chamber for the pre-relief pressure and the necessary connection between the filling elements and this chamber result in a relatively complex construction for the filling machine.
  • the object of the invention is to demonstrate a filling element for a counterpressure filling machine which, with a simplified construction of the filling machine, nevertheless enables the vessels to be preloaded to a defined preload pressure.
  • the preliminary relief and subsequent relief of the respective vessel are carried out by corresponding control of the control valve arrangement in that, in an operating position of the control valve arrangement corresponding to the preliminary relief, the gas space present in the filled vessel above the filling material is connected via the control valve arrangement to the "second" section of the gas path which (section) leads to the atmosphere via the pressure control valve.
  • the respective vessel is finally relieved to atmospheric pressure by appropriately controlling the control valve arrangement via this and the "first" section of the gas path leading to the atmosphere.
  • the pressure control valve enables a defined pre-relief pressure, which is generally between atmospheric pressure and the filling pressure, but can in principle be set to any desired pressure by different selection and / or setting of the pressure control valve in order to achieve optimal filling results.
  • the pre-relief pressure can also can be set to a pressure between the atmospheric pressure and the saturation pressure of the filling material, in order to achieve the associated advantages already mentioned.
  • the pre-relief pressure in the filling element according to the invention can also be set to a different pressure.
  • each filling element naturally has its own pressure control valve, so that a chamber common to the filling elements of this filling machine for the pre-relief pressure and also connections between the filling elements and such a chamber are omitted.
  • the invention offers the possibility of providing such filling machines, which do not have a chamber for the pre-relief pressure common to all filling elements, with a pre-relief to a defined pre-relief pressure, namely e.g. also in that existing filling elements on a filling machine, which do not allow preliminary relief, are replaced by those according to the invention.
  • Another advantage of the invention is that, despite the simplified construction, the desired, defined pre-relief pressure is achieved even in the event of a malfunction or a possible machine downtime.
  • 1 is a filler-less filler element of a counter-pressure filling machine, for example a counterpressure filling machine of rotating type, which then has a plurality of such filling elements 1 in a known manner on a rotor rotating around a vertical machine axis.
  • the filling element 1 consists of a housing formed by the two housing parts 2 and 3, of which e.g. the upper housing part 2 is already part of the rotor rotating around the vertical machine axis or a liquid container provided there for the liquid filling material to be filled.
  • a liquid channel 4 for the filling material to be filled is formed in the interior of the housing consisting of the two housing parts 2 and 3.
  • the controlled liquid valve 6 is also located in this liquid channel 4, which forms the discharge opening 5 for the filling material on the underside of the filling element 1 or the housing part 3.
  • the filling element 1 furthermore has a gas pipe 10 which projects over the underside of the housing part 3 and is enclosed by the annular discharge opening 5.
  • a return gas channel 11 is formed, via which when the bottle 7 is filled, i.e. with the liquid valve 6 open, the gas displaced from the interior of the bottle 7 by the inflowing filling material is discharged.
  • the filling element 1 furthermore has a control valve arrangement 12 which is suitably attached laterally to the filling element 1 with its housing formed by the two housing parts 13 and 14.
  • a first channel 15 is formed, which has one end connected to an end of a channel 16 provided in the housing part 3, the other end of which on the underside of the filling element 1 or of the housing part 3 is open, in the vicinity of the discharge opening 5 in the area enclosed by the sealing ring 9.
  • the other end of the channel 15 ends at a control valve element 17 of the control valve arrangement 12 which is designed as a rotary or flat slide valve.
  • a second channel 18 and a third channel 19 are provided in the housing part 13, of which the second channel 18 continues in a channel 20 in the housing part 14.
  • the channel 20 leads to the atmosphere via a pressure control valve 21.
  • the pressure control valve 21 has a ball 22 as a valve body, which is pressed by means of a compression spring 23 with a predetermined spring force against a valve seat formed by a sealing ring 24 at the end of the channel 20, in a direction opposite to the gas flow in the channel 20.
  • a throttle device 25 is also provided in the channel 20, by means of which the effective cross section of the channel 20 is reduced to a predetermined length over a predetermined length.
  • the channel 19 continues in a channel 26 which is likewise formed in the housing part 14 and is open directly to the atmosphere.
  • a nozzle or throttle device 27 is likewise provided at the connection area between the two channels 19 and 26.
  • the open ends of the channels 18 and 19, which are distant from the channels 20 and 26, are provided directly on the control valve element 17, but spatially offset from one another in such a way that in a position of the control valve element 17 which (position) corresponds to the “pre-relief” operating position, only a fluid connection exists between the channel 15 and the channel 18, while in another position of the control valve element 17, which (position) corresponds to the operating position "relief", there is a fluid connection between the channel 15 and the channel 19, possibly also at the same time with the channel 18 .
  • the control valve element 17 has at least one further position in which the control valve element 17 closes the adjacent end of the channel 15, so that in particular there is no fluid connection either to the channel 18 or to the channel 19.
  • control valve element 17 is drivingly connected to a pivot pin-like element 29 which is rotatably mounted in the housing part 14.
  • This element 29 carries at its end protruding from the housing part 14 an actuating lever or another suitable actuating element 30 which cooperates with control elements, for example control cams or control cams, which are attached to a fixed control ring of the filling machine at intervals or in different levels.
  • the channel 15 is closed by the control valve element 17 during the prestressing and during the filling of the bottle 7.
  • the pre-relief then takes place with the liquid valve 6 closed.
  • the actuating lever 30 and by this cooperating control elements brought the control valve element 17 into a position in which there is a fluid connection between the channel 15 and the channel 18.
  • the gas present in the gas space of the bottle 7 above the filling level there can escape via the gas path formed by the channels 16, 15, 28, 18 and 20 as long as the pressure in this gas space is higher than that pressure , in which the pressure control valve 21 closes.
  • This closing pressure of the pressure control valve 21, which is essentially determined by the force of the compression spring 23 and by the effective cross section of the channel 20 in the region of the sealing ring 24 and forms the pre-relief pressure, ie the pressure at the end of the pre-relief, is in any case less than that Pressure when filling.
  • the closing pressure of the pressure regulating valve and thus the pre-relief pressure are also selected taking into account the contents to be filled and their filling properties so that optimal conditions result when pre-relieving, but also when relieving to atmospheric pressure.
  • control valve element 17 is brought into the position in which the fluid connection exists between the channel 15 and the channel 19, with the throttle device 27 also avoiding an abrupt pressure reduction in the bottle 7.
  • a pressure control valve 21a is shown in FIG. 3, which enables a manual setting of the pressure at which the pressure control valve 21a opens or closes.
  • the pressure control valve 21a is the same as the pressure control valve 21 is constructed and in turn consists of the ball 22, the compression spring 23, which is supported at one end against the ball 22 and at the other end against a housing-side support surface, and from the sealing ring 24 forming the valve seat.
  • the housing-side support surface for the return spring 23, however, in the pressure control valve 21a is formed by one end of an adjusting screw 31, with the aid of which the pretension of the compression spring 23 and thus the relief pressure can be adjusted.
  • FIG. 4 shows a filling element 1 a which differs from the filling element 1 only in the control valve arrangement 32 which controls the pre-relief and relief.
  • This control valve arrangement 32 has a housing 33, in which a channel 34 is formed, which is closed in the same way as the channel 15 on the channel 16 of the housing part 3.
  • the channel 34 leads to an annular inlet chamber 35 of a first tappet valve 36, which is also formed in the housing 33.
  • the annular chamber 35 is connected via a section of the channel 34 to the annular inlet chamber 37 of a second tappet valve 38, also formed in the housing 33.
  • a channel 40 is connected to the outlet chamber 39 of the tappet valve 36 and is connected via a seal 41 to a channel (not shown) that is unpressurized, ie leading to the atmosphere, to relieve atmospheric pressure.
  • the output chamber 42 of the tappet valve 38 is connected via a channel 43 to the pressure control valve 21b leading to the atmosphere, which corresponds to the pressure control valve 21 in terms of its construction and mode of operation and, in the region of the sealing ring 24, has the throttle device 25 corresponding to the throttle device 25 '.
  • the tappet valves 36 and 38 each have a valve tappet 44 which can be moved back and forth in an axial direction which is coaxial with the axis of the annular inlet and outlet chambers 35 and 39 or 37 and 40.
  • valve lifters 44 are movable in the vertical direction, the respective valve lifter 44 in its lower position interrupts the fluid connection between the associated inlet chamber 35 or 37 and the associated outlet chamber 39 or 42 and in its upper position enables a fluid connection between the inlet chamber 35 or 37 and outlet chamber 39 or 42, due to the reduced diameter, which each valve lifter 44 has in its central region.
  • a throttle device 45 is provided in front of the tappet valves 36 and 38, which is adjustable in this embodiment.
  • the tappet valves 36 and 38 or their valve tappets 44 are controlled by stationary control cams which act on the upper and lower ends of the valve tappets 44. During the prestressing and filling of the respective bottle 7, both valve lifters 44 are in their lower position. For the preliminary relief, to open the tappet valve 38, the valve tappet 44 of this valve is first moved upward. The relieving to atmospheric pressure is then delayed, i.e. then, when the filling element in question has reached a predetermined position when the rotor rotates, the tappet valve 36 also opens.
  • the invention has been described above on a filler element without fill tube.
  • the filling element itself can also have a different design, i.e. for example a filling element with filling tube, probe, etc.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement für Gegendruck-Füllmaschinen zum Füllen von Gefäßen, insbes. Flaschen mit einem flüssigen Füllgut gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
  • Beim Abfüllen von kohlensäurehaltigem Füllgut und dabei insbes. auch beim Abfüllen von Getränken unter Gegendruck in Gefäße bzw. Flaschen, ist nach Beendigung des Füllguteinlaufes, d.h. nach Beendigung der Füllphase bzw. nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils des verwendeten Füllelementes eine Gefäßentlastung auf Atmosphärendruck notwendig. Bei einem Füllgut, wie beispielsweise Sekt oder Softdrinks, das schon wegen seines relativ hohen CO2-Gehaltes keine idealen Fülleigenschaften aufweist, und zwar insbes. auch dann, wenn dieses Füllgut aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten bei relativ hohen Temperaturen abgefüllt werden soll, ist eine schonende und ein Auf- oder Überschäumen des abgefüllten Füllgutes vermeidende Gefäßentlastung erforderlich. Hierzu ist bekannt, die Entlastung auf Atmosphärendruck stufenweise so vorzunehmen, daß der eigentlichen Entlastung auf Atmosphärendruck eine Vorentlastung vorausgeht.
  • Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-AS 11 27 241) wird im Anschluß an den beendeten Füllguteinlauf das Gefäß, d.h. genauer der im gefüllten Gefäß vorhandene Gasraum kurzzeitig zur Atmosphäre hin entlastet und zwar dadurch, daß ein am Füllelement vorgesehenes Entlastungsventil durch eine Steuerkurve der Füllmaschine kurz geöffnet und gleich darauf wieder geschlossen wird, so daß durch die dabei auftretende Entlastung der Gasraum des Gefäßes auf einen niedrigen Druckwert die nicht fest im abgefüllten Füllgut gebundene Kohlensäure austreten und sich das abgefüllte Füllgut beruhigen kann, bevor die endgültige Entlastung auf Atmosphärendruck und das Abziehen des Gefäßes vom zugehörigen Füllelement erfolgen. Nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren u.a., daß eine Vorentlastung auf einen definierten und auch jeweils stets gleichgroßen Vorentlastungsdruck nicht erreichbar ist, wie es für ein wirtschaftliches Abfüllen mit möglichst großer Leistung erforderlich wäre. Da im bekannten Fall das kurzzeitige Öffnen des Entlastungsventils der Füllelemente durch eine Steuerkurve erfolgt, ist auch eine Anpassung der Vorentlastung an unterschiedliche Fülleigenschaften grundsätzlich nicht möglich. Nachteilig ist im bekannten Fall insbesondere auch, daß bei einer Störung bzw. bei einem Stillstand der Füllmaschine das Entlastungsventll bestimmter Füllelemente geöffnet bleibt, hier also anstelle einer Vorentlastung eine Entlastung praktisch auf Atmosphärendruck erfolgt, und zwar mit der Folge einer starken Beunruhigung und eines übermäßigen Aufschäumens des kohlensäurehaltigen Füllgutes in den Gefäßen dieser Füllelemente.
  • Es wurden auch bereits ein Verfahren zum Abfüllen von kohlensäurehaltigem Füllgut, insbes. Getränken unter Gegendruck in Gefäße sowie eine zugehörige Füllmaschine vorgeschlagen (EP-A-0 291 971 dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend), bei dem bzw. bei der nach Beendigung des Füllguteinlaufes das jeweilige Gefäß auf einen definierten Vorentlastungsdruck entlastet wird, und zwar dadurch, daß an der Füllmaschine eine für sämtliche Füllelemente dieser Maschine gemeinsame und mit dem Vorentlastungsdruck beaufschlagte Kammer vorgesehen ist. Für die Vorentlastung eines an einem Füllelement vorgesehenen Gefäßes stellt dann eine am Füllelement vorhandene Steuerventilanordnung über einen Gasweg eine Strömungsmittelverbindung zu dieser Kammer her.
  • Bei diesem Verfahren ist der Vorentlastungsdruck speziell auf einen zwischen dem Atmosphärendruck und dem Sättigungsdruck des Füllgutes liegenden Druck derart eingeregelt, daß während der Vorentlastungsphase gerade noch ein Aufsteigen von freigesetzter Kohlensäure im abgefüllten Füllgut möglich ist, ohne daß es bei der Entlastung auf Atmosphärendruck zu einem unerwünschten Entweichen von Füllgut aus dem Gefäß (verursacht durch Aufschäumen des Füllgutes) kommt. Mit dieser speziellen Wahl des Vorentlastungsdruckes wird selbst bei einem hinsichtlich seiner Fülleigenschaften sehr problematischen Füllgut, wie Sekt oder Softdrinks und bei relativ hohen Temperaturen mit hohen Abfülleistungen sauberes Abfüllen, d.h. ein Abfüllen ohne Aufschäumen oder Entweichen des Füllgutes aus dem Gefäß bzw. der Flasche erreicht.
  • Durch die Kammer für den Vorentlastungsdruck sowie durch die notwendige Verbindung zwischen den Füllelementen und dieser Kammer ergibt sich aber eine relativ aufwendige Konstruktion für die Füllmaschine.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllelement für eine Gegendruck-Füllmaschine aufzuzeigen, die bei vereinfachter Konstruktion der Füllmaschine insgesamt dennoch eine Vorentlastung der Gefäße auf einen definierten Vorentlastungsdruck ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllelement gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Füllelement erfolgen die Vorentlastung und anschließende Entlastung des jeweiligen Gefäßes durch entsprechende Steuerung der Steuerventilanordnung dadurch, daß in einer der Vorentlastung entsprechenden Betriebsstellung der Steuerventilanordnung der im gefüllten Gefäß über dem Füllgut vorhandene Gasraum über die Steuerventilanordnung mit dem "zweiten" Abschnitt des Gasweges verbunden ist, der (Abschnitt) über das Druckregelventil zur Atmosphäre führt. Die endgültige Entlastung des jeweiligen Gefäßes auf Atmosphärendruck erfolgt durch entsprechende Steuerung der Steuerventilanordnung über diese und den zur Atmosphäre führenden "ersten" Abschnitt des Gasweges.
  • Durch das Druckregelventil ist ein definierter Vorentlastungsdruck möglich, der zwar generell zwischen dem Atmosphärendruck und dem Fülldruck liegt, durch unterschiedliche Auswahl und/oder Einstellung des Druckregelventiles aber im Prinzip auf jeden, gewünschten Druck eingestellt werden kann, um optimale Füllergebnisse zu erreichen. Beispielsweise kann der Vorentlastungsdruck auch auf einen zwischen dem Atmosphärendruck und dem Sättigungsdruck des Füllgutes liegenden Druck eingestellt werden, um so die hiermit verbundenen, bereits genannten Vorteile zu erreichen. Durch die entsprechende Auswahl und/oder Einstellung des Druckregelventils kann aber der Vorentlastungsdruck bei dem erfindungsgemäßen Füllelement auch auf einen anderen Druck eingestellt werden.
  • Bei einer Füllmaschine, die eine Vielzahl von Füllelementen gemäß der Erfindung aufweist, besitzt selbstverständlich jedes Füllelement ein eigenes Druckregelventil, so daß eine für die Füllelemente dieser Füllmaschine gemeinsame Kammer für den Vorentlastungsdruck sowie auch Verbindungen zwischen den Füllelementen und einer solchen Kammer entfallen.
  • Weiterhin bietet die Erfindung die Möglichkeit, solche Füllmaschinen, die eine für sämtliche Füllelemente gemeinsame Kammer für den Vorentlastungsdruck nicht aufweisen, mit einer Vorentlastung auf einen definierten Vorentlastungsdruck zu versehen, und zwar z.B. auch dadurch, daß an einer Füllmaschine vorhandene, eine Vorentlastung nicht ermöglichende Füllelemente durch solche gemäß der Erfindung ersetzt werden.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß trotz vereinfachter Konstruktion der angestrebte, definierte Vorentlastungsdruck auch bei einer eventuellen Störung bzw. einem eventuellen Maschinenstillstand erreicht wird.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 in vereinfachter Teildarstellung und im Schnitt ein Füllelement gemäß der Erfindung, und zwar bei in der Betriebsstellung "Vorentlastung" befindlicher Steuerventilanordnung des Füllelementes;
    • Fig. 2 eine Darstellung wie Fig. 1, jedoch bei in der Betriebsstellung "Entlastung" befindlicher Steuerventilanordnung;
    • Fig. 3 das Druckregelventil des Füllelementes bei einer weiteren, abgewandelten Ausführungsform;
    • Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Füllelementes.
  • In den Figuren 1 bis 3 ist 1 ein füllrohrloses Füllelement einer Gegendruck-Füllmaschine, beispielsweise einer Gegendruck-Füllmaschine rotierender Bauart, die dann in bekannter Weise an einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotor mehrere derartige Füllelemente 1 aufweist.
  • Das Füllelement 1 besteht aus einem von den beiden Gehäuseteilen 2 und 3 gebildeten Gehäuse, von denen z.B. das obere Gehäuseteil 2 bereits Bestandteil des um die vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotors bzw. einen dort vorgesehenen Flüssigkeitsbehälter für das abzufüllende flüssige Füllgut ist.
  • Im Inneren des aus den beiden Gehäuseteilen 2 und 3 bestehenden Gehäuses ist ein Flüssigkeitskanal 4 für das abzufüllende Füllgut ausgebildet. In diesem Flüssigkeitskanal 4, der an der Unterseite des Füllelementes 1 bzw. des Gehäuseteiles 3 die Abgabeöffnung 5 für das abzufüllende Füllgut bildet, befindet sich auch das gesteuerte Flüssigkeitsventil 6.
  • Zum Abfüllen des flüssigen Füllgutes in eine Flasche 7 unter Gegendruck, ist diese zumindest während der Vorspannphase, der daran anschließenden Füllphase, der anschließenden Vorentlastung und der abschließenden Entlastung auf Atmosphärendruck mit ihrer Mündung in Dichtlage am Füllelement 1 gehalten, und zwar dadurch, daß die Flasche 7 mit ihrer Mündung über einen an einem Zentrierelement 8 (z.B. Zentriertulpe) vorgesehenen Dichtungsring 9 aus elastischem Material abgedichtet gegen die Unterseite des Füllelementes 1 bzw. Gehäuseteiles 3 anliegt, und zwar in einem die Abgabeöffnung 5 umschließenden Bereich.
  • Das Füllelement 1 besitzt weiterhin ein über die Unterseite des Gehäuseteiles 3 wegstehendes Gasrohr 10, welches von der ringförmigen Abgabeöffnung 5 umschlossen ist. Im Gasrohr 10 ist ein Rückgaskanal 11 ausgebildet, über den beim Füllen der Flasche 7, d.h. bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 6 das aus dem Innenraum der Flasche 7 durch das zufließende Füllgut verdrängte Gas abgeführt wird.
  • Das Füllelement 1 besitzt weiterhin eine Steuerventilanordnung 12, welche mit ihrem, von den beiden Gehäuseteilen 13 und 14 gebildeten Gehäuse in geeigneter Weise seitlich an dem Füllelement 1 befestigt ist. In dem den Gehäuseteilen 2 und 3 des Füllelementes 1 unmittelbar benachbarten Gehäuseteil 13 ist ein erster Kanal 15 ausgebildet, welcher sich mit seinem einen Ende an ein Ende eines im Gehäuseteil 3 vorgesehenen Kanales 16 anschließt, dessen anderes Ende an der Unterseite des Füllelementes 1 bzw. des Gehäuseteiles 3 offen ist, und zwar in der Nähe der Abgabeöffnung 5 in dem vom Dichtungsring 9 umschlossenen Bereich. Mit seinem anderen Ende endet der Kanal 15 an einem als Dreh- bzw. Flachschieber ausgebildeten Steuerventilelement 17 der Steuerventilanordnung 12.
  • Im Gehäuseteil 13 sind ein zweiter Kanal 18 sowie ein dritter Kanal 19 vorgesehen, von denen sich der zweite Kanal 18 in einem Kanal 20 im Gehäuseteil 14 fortsetzt. Der Kanal 20 führt über ein Druckregelventil 21 zur Atmosphäre. Das Druckregelventil 21 besitzt als Ventilkörper eine Kugel 22, die mittels einer Druckfeder 23 mit vorgegebener Federkraft gegen einen von einem Dichtungsring 24 am Ende des Kanales 20 gebildeten Ventilsitz angedrückt wird, und zwar in einer dem Gasstrom im Kanal 20 entgegengesetzten Richtung. Vor dem Druckregelventil 21 ist im Kanal 20 noch eine Drosseleinrichtung 25 vorgesehen, mit der der wirksame Querschnitt des Kanales 20 auf einer vorgegebenen Länge auf einen ebenfalls vorgegebenen Wert reduziert ist.
  • Der Kanal 19 setzt sich in einem ebenfalls im Gehäuseteil 14 ausgebildeten Kanal 26 fort, der direkt zur Atmosphäre hin offen ist. Am Anschlußbereich zwischen den beiden Kanälen 19 und 26 ist ebenfalls eine Düse bzw. Drosseleinrichtung 27 vorgesehen.
  • Die den Kanälen 20 und 26 entfernt liegenden offenen Enden der Kanäle 18 und 19 sind unmittelbar am Steuerventilelement 17 vorgesehen, allerdings räumlich derart gegeneinander versetzt, daß in einer Stellung des Steuerventilelementes 17, die (Stellung) der Betriebsstellung "Vorentlastung" entspricht, eine Strömungsmittelverbindung lediglich zwischen dem Kanal 15 und dem Kanal 18 besteht, während in einer anderen Stellung des Steuerventilelementes 17, die (Stellung) der Betriebsstellung "Entlastung" entspricht, eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Kanal 15 und dem Kanal 19, gleichzeitig evtl. auch mit dem Kanal 18 besteht. Neben diesen beiden vorgenannten Stellungen weist das Steuerventilelement 17 mindestens noch eine weitere Stellung auf, in der das Steuerventilelement 17 das benachbarte Ende des Kanales 15 verschließt, so daß insbes. auch weder zum Kanal 18, noch zum Kanal 19 eine Strömungsmittelverbindung besteht.
  • Zur Betätigung ist das Steuerventilelement 17 mit einem im Gehäuseteil 14 drehbar gelagerten drehbolzenartigen Element 29 antriebsmäßig verbunden. Dieses Element 29 trägt an seinem aus dem Gehäuseteil 14 vorstehenden Ende einen Betätigungshebel oder ein anderes, geeignetes Betätigungsorgan 30, welcher bzw. welches mit an einem ortsfesten Steuerring der Füllmaschine abstandsweise oder in unterschiedlichen Ebenen angebrachten Steuerelementen, beispielsweise Steuerkurven oder Steuernocken beim Maschinenumlauf zusammenwirkt.
  • Während des Vorspannens sowie während des Füllens der Flasche 7 ist der Kanal 15 durch das Steuerventilelement 17 verschlossen. Am Ende des Füllens erfolgt dann bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 6 zunächst die Vorentlastung. Hierfür wird durch den Betätigungshebel 30 und durch die mit diesem zusammenwirkenden Steuerelemente das Steuerventilelement 17 in eine Stellung gebracht, in der eine Strömungsmittelverbindung zwischen dem Kanal 15 und dem Kanal 18 besteht. Für eine Vorentlastung der Flasche 7 kann dann das im Gasraum der Flasche 7 über dem dortigen Füllgutspiegel vorhandene Gas über den von den Kanälen 16, 15, 28, 18 und 20 gebildeten Gasweg solange entweichen, solange der Druck in diesem Gasraum höher ist als derjenige Druck, bei dem das Druckregelventil 21 schließt. Dieser Schließdruck des Druckregelventils 21, der im wesentlichen durch die Kraft der Druckfeder 23 sowie durch den wirksamen Querschnitt des Kanales 20 im Bereich des Dichtungsringes 24 bestimmt ist und den Vorentlastungsdruck, d.h. den Druck am Ende der Vorentlastung bildet, ist auf jeden Fall kleiner als der Druck beim Füllen. Der Schließdruck des Druckregelventils und damit der Vorentlastungsdruck sind auch unter Berücksichtigung des jeweils abzufüllenden Füllgutes und dessen Fülleigenschaften so gewählt, daß sich beim Vorentlasten, aber auch beim Entlasten auf Atmosphärendruck optimale Verhältnisse ergeben. Mit der im Kanal 20 vorgesehenen Drosseleinrichtung 25 wird insbes. vermieden, daß beim ersten Öffnen des Druckregelventils 21 in der jeweiligen Flasche 7 ein zu abrupter Druckabfall auftritt, der zu einer starken Beunruhigung und damit zu einem übermäßigen Aufschäumen des kohlensäurehaltigen Füllgutes führen könnte.
  • Zur endgültigen Entlastung auf Atmosphärendruck wird das Steuerventilelement 17 in die Stellung gebracht, in der die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Kanal 15 und dem Kanal 19 besteht, wobei auch hier durch die Drosseleinrichtung 27 eine zu abrupte Druckreduzierung in der Flasche 7 vermieden wird.
  • Um den Vorentlastungsdruck unter Berücksichtigung des jeweiligen Füllgutes bzw. dessen Fülleigenschaften optimieren zu können, ist in der Fig. 3 ein Druckregelventil 21a gezeigt, welches eine manuelle Einstellung des Druckes ermöglicht, bei dem das Druckregelventil 21a öffnet bzw. schließt. Das Druckregelventil 21a ist in gleicher Weise wie das Druckregelventil 21 aufgebaut und besteht wiederum aus der Kugel 22, aus der Druckfeder 23, die sich mit ihrem einen Ende gegen die Kugel 22 und mit ihrem anderen Ende gegen eine gehäuseseitige Abstützfläche abstützt, sowie aus dem den Ventilsitz bildenden Dichtungsring 24. Die gehäuseseitige Abstützfläche für die Rückfeder 23 ist aber bei dem Druckregelventil 21a von dem einen Ende einer Einstellschraube 31 gebildet, mit deren Hilfe die Vorspannung der Druckfeder 23 und damit der Entlastungsdruck einstellbar sind.
  • In der Fig. 4 ist ein Füllelement 1a gezeigt, welches sich von dem Füllelement 1 lediglich durch die die Vorentlastung und Entlastung steuernde Steuerventilanordnung 32 unterscheidet. Diese Steuerventilanordnung 32 besitzt ein Gehäuse 33, in welchem ein Kanal 34 ausgebildet ist, der in gleicher Weise wie der Kanal 15 an dem Kanal 16 des Gehäuseteiles 3 geschlossen ist. Der Kanal 34 führt zu einer ringförmigen, ebenfalls im Gehäuse 33 ausgebildeten Eingangskammer 35 eines ersten Stößelventils 36. Die Ringkammer 35 ist über einen Abschnitt des Kanales 34 mit der ebenfalls im Gehäuse 33 ausgebildeten ringförmigen Eingangskammer 37 eines zweiten Stößelventils 38 verbunden.
  • An die Ausgangskammer 39 des Stößelventils 36 ist ein Kanal 40 angeschlossen, der zur Entlastung auf Atmosphärendruck über eine Dichtung 41 einem nicht gezeigten, drucklosen, d.h. zur Atmosphäre führenden Kanal verbunden ist. Die Ausgangskammer 42 des Stößelventils 38 ist über einen Kanal 43 an des zur Atmosphäre führende Druckregelventil 21b angeschlossen, welches von seiner Konstruktion und Wirkungsweise her dem Druckregelventil 21 entspricht und im Bereich des Dichtungsringes 24 die der Drosseleinrichtung 25 entsprechende Drosseleinrichtung 25′ aufweist. Die Stößelventile 36 und 38 besitzen jeweils einen Ventilstößel 44, der in einer Achsrichtung hin- und herbewegbar ist, die achsgleich mit der Achse der ringförmigen Eingangs- bzw. Ausgangskammern 35 und 39 bzw. 37 und 40 verläuft. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Ventilstößel 44 in vertikaler Richtung bewegbar, wobei der jeweilige Ventilstößel 44 in seiner unteren Stellung die Strömungsmittelverbindung zwischen der zugehörigen Eingangskammer 35 bzw. 37 und der zugehörigen Ausgangskammer 39 bzw. 42 unterbricht und in seiner oberen Stellung eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Eingangskammer 35 bzw. 37 und Ausgangskammer 39 bzw. 42 ermöglicht, und zwar aufgrund des reduzierten Durchmessers, den jeder Ventilstößel 44 in seinem mittleren Bereich besitzt. Im Kanal 34 ist vor den Stößelventilen 36 und 38 noch eine Drosseleinrichtung 45 vorgesehen, die bei dieser Ausführung einstellbar ist.
  • Die Stößelventile 36 und 38 bzw. deren Ventilstößel 44 werden durch ortsfeste Steuerkurven, die auf das obere bzw. untere Ende der Ventilstößel 44 einwirken, gesteuert. Während des Vorspannens sowie Füllens der jeweiligen Flasche 7 befinden sich beide Ventilstößel 44 in ihrer unteren Position. Für die Vorentlastung wird zum Öffnen des Stößelventils 38 zunächst der Ventilstößel 44 dieses Ventiles nach oben bewegt. Für die Entlastung auf Atmosphärendruck erfolgt dann zeitlich verzögert, d.h. dann, wenn das betreffende Füllelement 1a beim Umlaufen des Rotors eine vorgegebene Position erreicht hat, auch das Öffnen des Stößelventils 36.
  • Die Erfindung wurde voranstehend an einem füllrohrlosen Füllelement beschrieben. Selbstverständlich kann das Füllelement selbst auch eine andere Ausbildung aufweisen, d.h. beispielsweise ein Füllelement mit Füllrohr, Sonde usw.

Claims (9)

  1. Füllelement für Gegendruck-Füllmaschinen zum Füllen von Gefäßen, insbesondere Flaschen mit einem flüssigen Füllgut, mit einem eine Steuerventilanordnung (12, 32) aufweisenden Gasweg, über den nach Beendigung des Füllguteinlaufs durch Betätigung der Steuerventilanordnung (12, 32) das jeweilige, in Dichtlage mit dem Füllelement (1, 1a) befindliche Gefäß über den zur Atmosphäre führenden Gasweg auf einen Vorentlastungsdruck und anschließend auf Atmosphärendruck entlastet wird, und zwar über einen zur Atmosphäre führenden ersten Abschnitt (19, 26; 40) des Gasweges, wobei die in einem Gehäuse (13, 14; 33) angeordnete Steuerventilanordnung (12, 32) zwei unterschiedliche Betriebsstellungen für die Vorentlastung und die Entlastung auf Atmosphärendruck besitzt, und wobei der Gasweg zusätzlich einen zweiten Abschnitt (18, 20; 43) aufweist, über den in der der Vorentlastung entsprechenden Betriebsstellung der Steuerventilanordnung (12, 32) die Vorentlastung über ein Druckregelventil (21, 21a, 21b) zur Atmosphäre erfolgt, welches diesen zweiten Abschnitt (18, 20; 34) immer dann öffnet, wenn der Vorentlastungsdruck überschritten ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Füllelement (1, 1a) ein eigenes Druckregelventil (21, 21a, 21b) besitzt, und daß das Druckregelventil (21, 21a, 21b) sowie der erste und zweite Abschnitt (19, 26, 40; 18, 20, 43) des Gasweges im Gehäuse (13, 14; 33) der Steuerventilanordnung (12, 32) angeordnet sind.
  2. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung (12) wenigstens ein Flachschieberventil mit einer Ventilscheibe (17) aufweist.
  3. Füllelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung (12, 32) eine dritte, den Gasweg sperrende Betriebsstellung aufweist.
  4. Füllelement nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gasweg, vorzugsweise im ersten, zur Atmosphäre führenden Abschnitt (19, 26; 40) und/oder im zweiten Abschnitt (18, 20; 43) in Strömungsrichtung vor dem Druckregelventil (21, 21a, 21b) eine Drosseleinrichtung (25, 25′, 27, 45) vorgesehen ist.
  5. Füllelement nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorentlastungsdruck am Druckregelventil (21a) einstellbar ist.
  6. Füllelement nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (21, 21a, 21b) ein Überdruck- bzw. Überströmventil mit einem Ventilkörper (22) ist, der durch wenigstens ein Federelement (23) gegen einen Ventilsitz (24) dichtend angedrückt ist.
  7. Füllelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement eine Kugel (22) ist.
  8. Füllelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft des wenigstens einen Federelementes (23) einstellbar ist, und zwar vorzugsweise durch ein einstellbares Abstützelement (31) für dieses Federelement (23).
  9. Füllelement nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung (32) von wenigstens zwei Stößelventilen (36, 38) gebildet ist.
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