EP0775668A1 - Füllmaschine und Füllelement für eine solche Maschine - Google Patents

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EP0775668A1
EP0775668A1 EP96116136A EP96116136A EP0775668A1 EP 0775668 A1 EP0775668 A1 EP 0775668A1 EP 96116136 A EP96116136 A EP 96116136A EP 96116136 A EP96116136 A EP 96116136A EP 0775668 A1 EP0775668 A1 EP 0775668A1
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EP
European Patent Office
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filling
liquid
valve
additive
filling element
Prior art date
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Application number
EP96116136A
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English (en)
French (fr)
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EP0775668B1 (de
Inventor
Ludwig Clüsserath
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.)
KHS Maschinen und Anlagenbau AG
Original Assignee
KHS Maschinen und Anlagenbau AG
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Publication date
Application filed by KHS Maschinen und Anlagenbau AG filed Critical KHS Maschinen und Anlagenbau AG
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Publication of EP0775668B1 publication Critical patent/EP0775668B1/de
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    • 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
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves
    • B67C3/286—Flow-control devices, e.g. using valves related to flow rate control, i.e. controlling slow and fast filling phases
    • 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
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    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/023—Filling multiple liquids in a container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B67C3/20—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus with provision for metering the liquids to be introduced, e.g. when adding syrups
    • B67C3/208—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus with provision for metering the liquids to be introduced, e.g. when adding syrups specially adapted for adding small amounts of additional liquids, e.g. syrup

Definitions

  • the invention relates to a filling machine according to the preamble of claim 1 and to a filling element for use in such a machine according to the preamble of claim 11.
  • the filling machines for soft drinks or fruit juice beverages customary today generally consist of the filling machine and an upstream beverage mixing system (mixer), in which the individual components, namely the liquid base product (e.g. water + CO2) and an additive, e.g. syrup, fruit syrup or a other concentrate containing the flavorings, the filling or finished drink is mixed.
  • a product change means that both the filling machine and the mixer have to be changed, i.e. Both units have to be emptied, rinsed and refilled with new product.
  • a filling tube for filling different liquids into bottles or similar containers is already known (DE-PS 968 900). It is provided here that the different liquids are successively poured into the bottle in question to initiate, namely via several channels provided separately in a filling tube, each of which form discharge openings spatially offset from one another on the filling tube.
  • the object of the invention is to show a filling machine or a filling element for such a machine, which, if the basic product is optimally mixed with the respective additive, enables this additive to be metered precisely.
  • a filling system is designed according to the characterizing part of claim 1 or a filling element for this system according to the characterizing part of claim 11.
  • a quantity or volume measurement of the base product flowing into the respective container and the additive to be mixed is carried out with two independent flow meters, both of which cooperate with control electronics, which then both the respective liquid valve and a metering valve device in the feed line of each filling element for the Additional controls.
  • This metering valve device is preferably a valve which can be switched between two states, i.e. can only assume two states, namely a closed state or an open state.
  • the addition is preferably carried out with the liquid valve open, so that intimate mixing takes place during filling.
  • the addition of the additive can also take place in several successive stages, for example in such a way that the valve forming the metering valve device is opened and closed several times for a short time, the number of openings of this valve corresponding to the desired proportion of additive or concentrate during a filling phase .
  • FIG. 1, 1 is a ring bowl which is provided on an otherwise not shown rotor of the filling machine which rotates around a vertical machine axis and which serves for filling bottles 2 under counterpressure with a carbonated drink, which as drink components comprises at least one liquid basic drink or basic product and contains at least one additive.
  • drink components are, for example, water + CO2 in the case of soft drinks and a concentrate (for example syrup) containing the flavorings.
  • a multiplicity of filling points are formed on the circumference of the ring bowl 1, each of which has a filling element 3 and, below this, a bottle carrier 4 which can be moved up and down in the vertical direction.
  • the ring bowl 1 forms an inner space 5 which surrounds the vertical machine axis in an annular manner and which is filled up to a predetermined level N with the carbonated base product (for example water + CO2), so that below the level N a liquid space 5 'occupied by the base product and above that Levels N a gas space 5 ′′ is formed for the CO2 gas under pressure P1.
  • the carbonated base product for example water + CO2
  • Each filler element has a housing 6 in which a liquid channel 7 is formed, which is connected at one end to a passage 8 with the liquid space 5 'and on the underside of the filler element 3 or the housing 6 a concentrically enclosing the vertical filler element axis FA annular discharge opening 9 forms.
  • the liquid valve 10 is provided, which is shown in its closed position in FIG. 1.
  • This liquid valve consists of the valve body 11, which is movable for opening and closing by a predetermined movement stroke in the direction of the axis FA, namely by a pneumatic actuating device 12, and which, in the closed state of the liquid valve 10, bears against a valve seat formed in the liquid channel 7.
  • a centering tulip is designated, which has an annular seal 14 against which the bottle 2 located in the sealing position with the filling element abuts with its mouth 2 '.
  • Each filling element 3 has a return gas pipe 15, which is arranged coaxially with the axis FA, on which the valve body 11 is provided and which extends upward through the liquid channel 7 to the actuating device 12. With its lower end, the return gas tube 15 protrudes beyond the underside of the housing 6, extends into the mouth region of this bottle when the bottle 2 is pressed on, and is connected with the upper open end to a space 16 formed in the housing 6.
  • each filling element 3 has two individually controllable and pneumatically operated control valves 17 and 18, which form a control block and control various channels, some of which are formed in the housing 6, but some are in the ring bowl 1.
  • the control valves 17 and 18 are connected to the following channels.
  • a connecting channel 19 which is partly formed in the ring bowl 1 and partly in the housing 6 and is connected to the gas space 5 ′′ and on the output side with a channel 20 which opens into room 16.
  • a return gas channel 23 which is a ring channel that is common to all filling elements 3 and surrounds the vertical machine axis in a ring.
  • a channel 24 Parallel to the channel 21 is a channel 24 with a check valve and throttle.
  • the check valve is designed so that it opens for a flow from the channel 20 into the channel 22, blocks for a flow in the reverse direction.
  • the actuation device 12 is controlled by an electronic control device 27, which is preferably a computer-assisted control device, via an electrically controllable pneumatic valve 28, which is provided individually for each actuation device 12.
  • control valves 17 and 18 are likewise controlled via a pneumatic control valve which is controlled by the control device 27 and is not shown in the figure.
  • the closing of the liquid valve 10 is initiated via the control device 27 by a signal from a flow meter 29, which is preferably a magnetic-inductive flow meter (MID), specifically when a predetermined amount of base product is in the sealing position with the filling element 3 Bottle 2 has reached.
  • a flow meter 29 which is preferably a magnetic-inductive flow meter (MID)
  • a channel on the rotor or ring bowl of the filling machine for all filling elements 3 is designated which guides the additive (concentrate) to be added to the base product with a pressure P2.
  • a separate channel 31 is connected for each filling element 3, which opens into the liquid channel 7 of this filling element 3, based on the direction of flow of the base product when the liquid valve 10 is open, immediately before this liquid valve or the valve seat, as is the case with the Opening 32 is indicated.
  • a pneumatically controllable control valve 33 which is also controlled by the control device 27 via a pneumatic valve 34 and is closed in the idle state, and a flow meter 35 which supplies its measurement signal to the control device 27 and is also preferably a MID.
  • the pressure P2 is preferably greater than the span gas pressure P1 in the gas space 5 ′′.
  • the admixture of the additive takes place, for example, at the beginning of the filling phase, ie after the opening of the liquid valve 10, for example in the slow filling phase, the control valve 33 remaining open until a predetermined amount of additive has been measured by the flow meter 35 has been. As soon as this is the case, the control valve 33 is closed by the measurement signal of the flow meter 35. Since the admixture of the additive takes place when the liquid valve 10 is open, it is prevented that additive can reach the interior 5 via the liquid channel 7.
  • the opening 32 is in the immediate vicinity of the valve seat of the liquid valve 10, i.e. the opening 32 has a distance from this valve seat in the direction of the axis FA which is substantially smaller than the distance which the opening 32 has in the direction of the axis FA from the passage 8. This contributes significantly to the fact that no additive reaches the liquid space 5 'via the passage 8.
  • the filling machine has the advantage that in the manufacture and filling of soft drinks, mixing devices upstream of the filling machine can be dispensed with and the end product is mixed directly in the filling machine.
  • the filling machine described enables simple cleaning of the ring bowl 1 and the channels formed in the filling elements 3 in the usual form (CIP cleaning), but also simple cleaning of the ring channel 30 and the lines 31 for the concentrate.
  • the mixing ratio between the additive and the base product is predefined in the control device 27 or in a data memory there by corresponding input and can be changed if desired. Different mixing ratios are preferably predefined in the control device 27 for different finished beverages, so that when a product is changed only that new product or a corresponding identifier on the input device of the control device 27 must be entered by the operating personnel.
  • Fig. 2 shows an embodiment which differs from the embodiment of Fig. 1 essentially in that each line 31 for admixing the additive does not open at an opening 32 in the liquid channel 7, but in a concentrically provided in the return gas pipe 15 and from a tube 36 formed concentrate feed.
  • the tube 36 protrudes somewhat from the underside of the return gas tube 15 and is open there and has such a small cross section that the concentrate is retained in the concentrate feed when the control valve 33 is closed.
  • the admixture of the additive with the predetermined amount also takes place parallel to the entry of the base product into the respective bottle 2, i.e. with the liquid valve 10 open.
  • the amounts of additive required for the filling process are significantly lower than the amounts required for the base product and accordingly the cross sections for both the annular channel 30 and for the lines 31 and the pipes 36 can be kept very small, one is also easy and quick product change possible.
  • the old additive is pressed out of the lines 31 and the pipes 36 using water as a separating agent.
  • the filling process can continue until the resulting mixing zones of additive and water in the lines 31 are directly in front of the filling elements 3.
  • the ring channel 30 and the lines 31 are then flushed out with a suitable flushing medium, for example with hot water, namely with the control valves 33 open and the liquid valves 10 closed.
  • the ring channel 30 is then acted upon with the new control valves 33 which are still open, which then adds the the lines 31 and the tubes 36 water remaining at the filling elements 3 or at the openings of the tubes 36 are pushed out into the open. If this state has occurred, the control valves 33 are closed, so that the filling machine is then ready for filling with the new product.

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Abstract

Es ist bereits eine Füllmaschine zum Füllen von unterschiedlichen Flüssigkeiten in Flaschen (2) bekannt geworden. Hierbei ist vorgesehen, die verschiedenen Flüssigkeiten jeweils nacheinander in die betreffenden Flaschen einzuleiten, und zwar über mehrere, getrennt in einem Füllrohr vorgesehene Kanäle, die jeweils am Füllrohr räumlich gegeneinander versetzt Ausgabeöffnungen bilden. Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Füllmaschine aufgezeigt werden, mit welcher bei einer optimalen Vermischung des Basisproduktes mit dem jeweiligen Zusatzprodukt eine genaue Dosierung dieses Zusatzproduktes ermöglicht wird. Hierzu wird vorgeschlagen, daß im Flüssigkeitskanal (7) jedes Füllelementes ein erster Durchflußmesser (29) und der Zuführung (31) jedes Füllelementes ein zweiter Durchflußmesser (35) vorgesehen sind, die mit einer Steuerelektronik (27) zusammenwirken, welche das Flüssigkeitsventil (10) sowie eine in der Zuführung vorgesehene Dosierventileinrichtung (33) in Abhängigkeit von Signalen beider Durchflußmesser derart steuert, daß das gewünschte Mischverhältnis erreicht wird. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllmaschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Füllelement zur Verwendung bei einer solchen Maschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 11.
  • Der Wettbewerb unter den Getränkeproduzenten hat dazu geführt, daß die Zahl der am Markt angebotenen Getränkearten in den letzten Jahren ständig zugenommen hat. So wird z.B. im Marktsegment der Softdrinks (z. B. Limonaden) und Fruchtsaftgetränke eine breite Palette von unterschiedlichsten Geschmacksrichtungen angeboten, die den gesamten Umfang der für die Getränkeherstellung geeigneten Fruchtarten, Aromaten usw. beinhalten. Hinzu kommen auch noch Varianten an kalorienreduzierten Produkten. Die Getränkehersteller sind daher gezwungen, ihre Abfüllanlagen in immer kürzeren Abständen auf unterschiedliche Produkte umzustellen. Dies führt bei den derzeit verwendeten Abfüllanlagen zu einer erheblichen Reduzierung der Ausbringleistung und damit zu steigenden Produktionskosten, da diese Anlagen für hohe Produktwechselzyklen wenig geeignet sind.
  • Die heute üblichen Abfüllanlagen für Softdrinks oder Fruchtsaftgetränke bestehen im allgemeinen aus der Füllmaschine und einer vorgeschalteten Getränkemischanlage (Mixer), in der aus den einzelnen Komponenten, nämlich aus dem flüssigen Basisprodukt (beispielsweise Wasser + CO2) und einem Zusatz, beispielsweise Sirup, Fruchtsirup oder ein anderes, die Geschmacksstoffe enthaltenden Konzentrat das Füllgut bzw. Fertiggetränk gemischt wird. Ein Produktwechsel hat zur Folge, daß sowohl die Füllmaschine, als auch der Mixer umgestellt werden müssen, d.h. beide Aggregate müssen entleert, zwischengespühlt und wieder mit neuem Produkt gefüllt werden.
  • Bekannt ist bereits ein Füllrohr zum Abfüllen von unterschiedlichen Flüssigkeiten in Flaschen oder dergleichen Behälter (DE-PS 968 900). Es ist hierbei vorgesehen, die verschiedenen Flüssigkeiten jeweils nacheinander in die betreffende Flasche einzuleiten, und zwar über mehrere, getrennt in einem Füllrohr vorgesehene Kanäle, die jeweils am Füllrohr räumlich gegeneinander versetzt Abgabeöffnungen bilden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Füllmaschine bzw. ein Füllelement für eine solche Maschine aufzuzeigen,welche bzw. welches bei einer optimalen Vermischung des Basisproduktes mit dem jeweiligen Zusatz eine genaue Dosierung dieses Zusatzes ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllsystem entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 bzw. ein Füllelement für dieses System entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 11 ausgebildet.
  • Bei der Erfindung erfolgt eine Mengen- bzw. Volumenmessung des dem jeweiligen Behälter zufließenden Basisproduktes und des beizumischenden Zusatzes mit zwei unabhängigen Durchflußmessern, die beide mit einer Steuerelektronik zusammenwirken, die dann sowohl das jeweilige Flüssigkeitsventil, als auch eine Dosierventileinrichtung in der Zuleitung jedes Füllelementes für den Zusatz steuert. Diese Dosierventileinrichtung ist bevorzugt ein Ventil, welches zwischen zwei Zuständen umschaltbar ist, d.h. nur zwei Zustände einnehmen kann, nämlich einen geschlossenen Zustand oder einen geöffnetem Zustand.
  • Bevorzugt erfolgt die Zugabe des Zusatzes bei geöffnetem Flüssigkeitsventil, so daß eine innige Vermischung während des Füllens erfolgt. Die Zugabe des Zusatzes kann dabei auch in mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Abschnitten erfolgen, beispielsweise derart, daß das die Dosierventileinrichtung bildende Ventil mehrfach kurzfristig geöffnet und wieder geschlossen wird, wobei die Anzahl der Öffnungen dieses Ventils während einer Füllphase dem jeweils gewünschten Anteil an Zusatz oder Konzentrat entspricht.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    in vereinfachter Schnittdarstellung ein füllrohrloses Füllelement einer Gegendruck-Füllmaschine rotierender Bauart zusammen mit dem Ringkessel der Füllmaschine sowie mit einer an das Füllelement angesetzten Flasche;
    Fig. 2
    in sehr vereinfachter Teildarstellung eine weitere Ausführung eines Füllelementes der Erfindung.
  • In der Figur 1 ist 1 ein Ringkessel der an einem ansonsten nicht dargestellten, um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotor der Füllmaschine vorgesehen ist, welche zum Füllen von Flaschen 2 unter Gegendruck mit einem kohlensäurehaltigen Getränk dient, welches als Getränkekomponenten wenigstens ein flüssiges Basisgetränk bzw. Basisprodukt und wenigstens einen Zusatz enthält. Diese Getränkekomponenten sind beispielsweise bei Softdrinks Wasser + CO2 und ein die Aromastoffe enthaltendes Konzentrat (beispielsweise Sirup).
  • Am Umfang des Ringkessels 1 ist eine Vielzahl von Füllstellen gebildet, von denen jede ein Füllelement 3 und unter diesem einen in vertikaler Richtung auf- und abbewegbaren Flaschenträger 4 aufweist.
  • Der Ringkessel 1 bildet einen die vertikale Maschinenachse ringförmig umschließenden Innenraum 5, der bis zu einem vorgegebenen Niveau N mit dem kohlensäurehaltigen Basisprodukt (beispielsweise Wasser + CO2) gefüllt ist, so daß unterhalb des Niveaus N ein von dem Basisprodukt eingenommener Flüssigkeitsraum 5' und oberhalb des Niveaus N ein Gasraum 5'' für das unter einem Druck P1 stehende CO2-Gas gebildet ist.
  • Jedes Füllelement besitzt ein Gehäuse 6, in dem ein Flüssigkeitskanal 7 ausgebildet ist, der mit einem Ende an einem Durchlaß 8 mit dem Flüssigkeitsraum 5' in Verbindung steht und an der Unterseite des Füllelementes 3 bzw. des Gehäuses 6 eine die vertikale Füllelementachse FA konzentrisch umschließende ringförmige Abgabeöffnung 9 bildet.
  • Im Flüssigkeitskanal 7 ist das Flüssigkeitsventil 10 vorgesehen, welches in der Figur 1 in seiner geschlossenen Stellung dargestellt ist. Dieses Flüssigkeitsventil besteht aus dem Ventilkörper 11, der zum Öffnen und Schließen um einen vorgegebenen Bewegungshub in Richtung der Achse FA bewegbar ist, und zwar durch eine pneumatische Betätigungseinrichtung 12, und der im geschlossenen Zustand des Flüssigkeitsventils 10 gegen einen im Flüssigkeitskanal 7 gebildeten Ventilsitz anliegt. Mit 13 ist eine Zentriertulpe bezeichnet, die eine ringförmige Dichtung 14 aufweist, gegen die die in Dichtlage mit dem Füllelement befindliche Flasche 2 mit ihrer Mündung 2' angepreßt anliegt.
  • Jedes Füllelement 3 besitzt ein achsgleich mit der Achse FA angeordnetes Rückgasrohr 15, auf dem der Ventilkörper 11 vorgesehen ist und das sich durch den Flüssigkeitskanal 7 nach oben an die Betätigungseinrichtung 12 erstreckt. Mit seinem unteren Ende steht das Rückgasrohr 15 über die Unterseite des Gehäuses 6 vorsteht, reicht bei angepreßter Flasche 2 in den Mündungsbereich dieser Flasche hinein und steht mit dem oberen offenen Ende mit einem im Gehäuse 6 gebildeten Raum 16 in Verbindung.
  • Jedes Füllelement 3 besitzt bei der dargestellten Ausführungsform zwei individuell steuerare und pneumatisch betätigte Steuerventile 17 und 18, die einen Steuerblock bilden und verschiedene, teilweise im Gehäuse 6, teilweise aber im Ringkessel 1 ausgebildete Kanäle steuern. Im einzelnen sind die Steuerventile 17 und 18 an folgende Kanäle angeschlossen.
    • Steuerventil 17:
  • Eingangsseitig an einen Verbindungskanal 19, der teilweise im Ringkessel 1 und teilweise im Gehäuse 6 ausgebildet ist und mit dem Gasraum 5'' in Verbindung steht und
    ausgangsseitig mit einem Kanal 20, der in den Raum 16 mündet.
    • Steuerventil 18:
  • Eingangsseitig mit einem in den Kanal 20 mündenden Kanal 21 und
    ausgangsseitig mit einem Verbindungskanal 22, der teilweise im Gehäuse 6 und teilweise im Ringkessel 1 ausgebildet ist und in einen Rückgaskanal 23 mündet, der ein für sämtliche Füllelemente 3 gemeinsamer, die vertikale Maschinenachse ringförmig umschließender Ringkanal ist.
  • Parallel zu dem Kanal 21 liegt ein Kanal 24 mit Rückschlagventl und Drossel. Das Rückschlagventil ist so ausgeführt, daß es für eine Strömung aus dem Kanal 20 in den Kanal 22 öffnet, für eine Strömung in umgekehrter Richtung sperrt.
  • Mit den individuell steuerbaren Steuerventilen 17 und 18 ist das übliche Füllen der in Dichtlage mit dem Füllelement 3 befindlichen Flasche möglich, und zwar
    • mit Vorspannen bei geöffnetem Steuerventil 17 und geschlossenem Steuerventil 18 sowie geschlossenem Flüssigkeitsventil 10,
    • mit langsamem Anfüllen bei geöffnetem Flüssigkeitventil 10 und geschlossenen Steuerventilen 17 und 18 während der Füllphase,
    • mit Schnellfüllen bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 10 und geöffnetem Steuerventil 18 während der Füllphase,
    • mit langsamem Füllen am Ende der Füllphase bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 10 und geschlossenen Steuerventilen 17 und 18,
    • mit Beendigung des Füllvorganges durch Schließen des Flüssigkeitsventiles 10 und
    • mit Entspannen der gefüllten Flasche 2 durch Öffnen des Steuerventiles 18.
  • Die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 12 erfolgt durch eine elektronische Steuereinrichtung 27, die bevorzugt eine rechnergestützte Steuereinrichtung ist über ein elektrisch steuerbares Pneumatik-Ventil 28, welches individuell für jede Betätigungseinrichtung 12 vorgesehen ist.
  • In gleicher Weise erfolgt die Steuerung der Steuerventile 17 und 18 ebenfalls über ein von der Steuereinrichtung 27 angesteuertes und in der Figur nicht dargestelltes pneumatisches Steuerventil.
  • Insbesondere das Schließen des Flüssigkeitsventils 10 wird über die Steuereinrichtung 27 durch ein Signal eines Durchflußmessers 29 veranlaßt, der vorzugsweise ein magnetisch-induktiver Durchflußmesser (MID) ist, und zwar dann, wenn eine vorgegebene Menge an Basisprodukt in die in Dichtlage mit dem Füllelement 3 befindliche Flasche 2 gelangt ist.
  • Mit 30 ist ein am Rotor bzw. Ringkessel der Füllmaschine für sämtliche Füllelemente 3 gemeinsamer Kanal bezeichnet, der den dem Basisprodukt beizumischenden Zusatz (Konzentrat) mit einem Druck P2 führt. An den Ringkanal 30 ist für jedes Füllelement 3 ein gesonderter Kanal 31 angeschlossen, der in den Flüssigkeitskanal 7 dieses Füllelementes 3 mündet, und zwar bezogen auf die Strömungsrichtung des Basisproduktes bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 10 unmittelbar vor diesem Flüssigkeitsventil bzw. dem Ventilsitz, wie dies für die Öffnung 32 angedeutet ist. In der Leitung 31 befinden sich ein pneumatisch steuerbares Steuerventil 33, welches über ein Pneumaikventil 34 ebenfalls von der Steuereinrichtung 27 angesteuert wird und im Ruhezustand geschlossen ist, sowie ein Durchflußmesser 35, der sein Meßsignal an die Steuereinrichtung 27 liefert und ebenfalls vorzugsweise ein MID ist. Der Druck P2 ist vorzugsweise größer als der Spanngasdruck P1 im Gasraum 5''.
  • Das Zumischen des Zusatzes, d.h. das Öffnen des Steuerventils 33 erfolgt beipielsweise am Beginn der Füllphase, d.h. nach dem Öffnen des Flüssigkeitventils 10 beispielsweise in der langsamen Anfüllphase, wobei das Steuerventil 33 solange geöffnet bleibt, bis von dem Durchflußmesser 35 eine vorgegebene Menge an Zusatz gemessen wurde. Sobald dies der Fall ist, wird veranlaßt durch das Meßsignal des Durchflußmessers 35 das Steuerventil 33 geschlossen. Da das Zumischen des Zusatzes bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 10 erfolgt, wird verhindert, daß Zusatz über den Flüssigkeitskanal 7 in den Innenraum 5 gelangen kann. Gleichzeitig wird aber auch erreicht, daß beim Durchströmen des relativ engen, zwischen dem geöffneten Ventilkörper 11, dem über diesen Ventilkörper nach unten vorstehenden Ende des Rückgasrohres 15 und der den Flüssigkeitskanal 7 begrenzenden Wandung gebildeten Ringkanal sowie durch dort vorhandene Flüssigkeitsleit- oder Drallelemente, die bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 10 ein Fließen des Füllgutes entlang der Innenfläche der Wandung der Flasche 2 bewirken, eine innige Vermischung des Zusatzes und des Basisproduktes erfolgt, wobei in der Schnellfüllphase dann eine weitere Vermischung innerhalb der Flasche 2 sichergestellt ist.
  • Wie in der Figur 1 dargestellt ist, befindet sich die Öffnung 32 in unmittelbarer Nähe des Ventilsitzes des Flüssigkeitsventiles 10, d.h. die Öffnung 32 besitzt von diesem Ventilsitz in Richtung der Achse FA einen Abstand, der wesentlich kleiner ist als der Abstand, den die Öffnung 32 in Richtung der Achse FA von dem Durchlaß 8 besitzt. Dies trägt wesentlich dazu bei, daß kein Zusatz über den Durchlaß 8 in den Flüssigkeitsraum 5' gelangt.
  • Die Füllmaschine bietet den Vorteil, daß bei der Herstellung und beim Abfüllen von Softdrinks, der Füllmaschine vorgeschaltete Mischeinrichtungen entfallen können und das Mischen des Endproduktes direkt in der Füllmaschine erfolgt.
  • Die beschriebene Füllmaschine ermöglicht eine einfache Reinigung des Ringkessels 1 und der in den Füllelementen 3 ausgebildeten Kanäle in der üblichen Form (CIP-Reinigung), aber auch eine einfache Reinigung des Ringkanales 30 und der Leitungen 31 für das Konzentrat.
  • Das Mischungsverhältnis zwischen dem Zusatz und dem Basisprodukt ist in der Steuereinrichtung 27 bzw. in einem dortigen Datenspeicher durch entsprechende Eingabe vorgegeben und kann, wenn dies gewünscht ist, geändert werden. Für unterschiedliche Fertiggetränke sind vorzugsweise unterschiedliche Mischverhältnisse in der Steuereinrichtung 27 vorgegeben, so daß bei einem Produktwechsel nur jeweils das neue Produkt oder eine entsprechende Kennung an der Eingabeeinrichtung der Steuereinrichtung 27 vom Bedienungspersonal eingegeben werden muß.
  • Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, die sich von der Ausführung der Fig. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß jede Leitungen 31 zum Beimischen des Zusatzes nicht jeweils an einer Öffnung 32 im Flüssigkeitskanal 7 mündet, sondern in eine im Rückgasrohr 15 konzentrisch vorgesehene und von einem Rohr 36 gebildete Konzentratzuführung. Das Rohr 36 steht über die Unterseite des Rückgasrohres 15 etwas vor und ist dort offen und besitzt einen so kleinen Querschnitt, daß bei geschlossenem Steuerventil 33 das Konzentrat in der Konzentratzuführung zurückgehalten wird. Das Beimischen des Zusatzes mit der vorgegebenen Menge erfolgt beispielsweise auch bei dieser Ausführungsform parallel zum Einlaufen des Basisproduktes in die jeweilige Flasche 2, d.h. bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 10.
  • Da die für den Füllprozeß benötigten Mengen an Zusatz deutlich unter denjenigen Mengen liegen, die für das Basisprodukt erforderlich sind und dem entsprechend die Querschnitte sowohl für den Ringkanal 30 als auch für die Leitungen 31 und die Rohre 36 sehr klein gehalten werden können, ist auch ein problemloser und schneller Produktwechsel möglich. Hierfür wird mit Wasser als Trennmittel der alte Zusatz aus den Leitungen 31 und den Rohren 36 herausgedrückt. Der Abfüllvorgang kann dabei solange fortgesetzt werden, bis die entstehenden Vermischungszonen aus Zusatz und Wasser in den Leitungen 31 unmittelbar vor den Füllelementen 3 stehen. Anschließend erfolgt ein Durchspülen des Ringkanales 30 und der Leitungen 31 mit einem geeigneten Spülmedium, beispielsweise mit Heißwasser und zwar bei geöffneten Steuerventilen 33 und geschlossenen Flüssigkeitsventilen 10. Anschließend wird der Ringkanal 30 bei weiterhin geöffneten Steuerventilen 33 mit dem neuen Zusatz beaufschlagt, welcher dann das in den Leitungen 31 und den Rohren 36 verbliebene Wasser an den Füllelementen 3 bzw. an den Öffnungen der Rohre 36 ins Freie ausschiebt. Ist dieser Zustand eingetreten, werden die Steuerventile 33 geschlossen, so daß dann die Füllmaschine für das Füllen mit dem neuen Produkt bereit ist.
  • Durch die verhältnismäßig klein wählbaren Querschnitte der Zuführungen für den Zusatz ist ein Produktwechsel in einem kurzen, zeitlich vertretbaren Rahmen möglich. Das Basisprodukt verbleibt während des Konzentratwechsels unberührt unter Druck im Ringkessel 1.
  • Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. Auch kann beispielsweise ein Füllelement mit oder ohne Füllrohr eingesetzt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Rotor
    2
    Flasche
    2'
    Flaschenmündung
    3
    Füllelement
    4
    Flaschenträger
    5
    Innenraum
    5'
    Raum für Basisprodukt
    5''
    Gasraum
    6
    Gehäuse
    7
    Flüssigkeitskanal
    8
    Durchlaß
    9
    Abgabeöffnung
    10
    Flüssigkeitsventil
    11
    Ventilkörper
    12
    Betätigungselement
    13
    Zentriertulpe
    14
    Dichtung
    15
    Rückgasrohr
    16
    Raum
    17, 18
    Steuerventil
    19 - 22
    Kanal
    23
    Rückgaskanal
    24
    Kanal
    27
    Steuereinrichtung
    28
    Pneumatikventil
    29
    Durchflußmesser
    30
    Kanal
    31
    Leitung
    32
    Öffnung
    33
    Steuerventil
    34
    Pneumatikventil
    35
    Durchflußmesser
    36
    Rohr

Claims (20)

  1. Füllmaschine zum Füllen eines flüssigen Füllgutes in Flaschen (2) oder dergleichen Behälter, wobei das Füllgut aus wenigstens einem flüssigen Basisprodukt und aus wenigstens einem diesem Basisprodukt beim Abfüllen beigemischten flüssigen Zusatz besteht, mit Füllelementen (3, 3a), die jeweils einen ein Flüssigkeitsventil (10) aufweisenden und eine Abgabeöffnung (9) bildenden Flüssigkeitskanal (7) besitzen, über den dem jeweiligen, an das jeweilige Füllelement (3, 3a) angesetzten Behälter (2) in einer Füllphase bei geöffnetem Flüssigkeitsventil das Basisprodukt zufließt, sowie mit einer Zuführung (31, 36), über die jedem Füllelement (3, 3a) der Zusatz gesteuert bzw. dosiert in einer Menge zugeführt wird, welche dem gewünschten Mischverhältnis zwischen Basisprodukt und Zusatz im jeweiligen Behälter (2) nach dem Füllen entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeitskanal (7) jedes Füllelementes (3) ein erster Durchflußmesser (29) und in der Zuführung (31, 36) jedes Füllelementes (3) ein zweiter Durchflußmesser (35) vorgesehen sind, die mit einer Steuerelektronik (27) zusammenwirken, welche das Flüssigkeitsventil (10) sowie eine in der Zuführung (31) vorgesehene Dosierventileinrichtung (33) in Abhängigkeit von Signalen beider Durchflußmesser(29, 35) derart steuert, daß das gewünschte Mischverhältnis erreicht wird.
  2. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierventileinrichtung (33) für jedes Füllelement (3, 3a) der Füllmaschine gesondert und individuell steuerbar vorgesehen ist.
  3. Füllmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (27) die Dosierventileinrichtung (33) derart steuert, daß die Zugabe des Zusatzes vor und/oder während der Füllphase bei geöffnetem Flüssigkeitsventil (10) erfolgt.
  4. Füllmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (27) die Dosierventileinrichtung (33) für das Beimischen des Zusatzes zeitlich vor und/oder nach dem Öffnen des Flüssigkeitsventiles (10) öffnet.
  5. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (31) in den Flüssigkeitskanal (7) des jeweiligen Füllelementes (3, 3a) mündet, und zwar vor dem Flüssigkeitsventil (10) bezogen auf die Strömungsrichtung des Basisproduktes bei geöffnetem Flüssigkeitsventil (10).
  6. Füllmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (31) in den Flüssigkeitskanal (7) des jeweiligen Füllelementes (3, 3a) in einem Abstand von dem Flüssigkeitsventil bzw. von einem Ventilsitz dieses Flüssigkeitsventils mündet, der (Abstand) wesentlich kleiner ist als der Abstand zu einem Durchlaß (8), über den der Flüssigkeitskanal (7) mit einem Kessel (5) oder einer Zuführung für das Basisprodukt in Verbindung steht.
  7. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung ein zentrisch durch ein Rückgasrohr (15) des Füllelementes (3a) hindurchgeführtes Rohrstück (36) mit einem unteren, offenen Ende zur Abgabe des Zusatzes aufweist.
  8. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen für sämtliche Füllelemente (3, 3a) gemeinsamen Kanal (30) für den Zusatz, an welchen (Kanal) die Zuführung (31, 36) jedes Füllelementes (3, 3a) angeschlossen ist.
  9. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Durchflußmesser (29, 35) jedes Füllelementes (3, 3a) von einem MID gebildet ist.
  10. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllelemente (3, 3a) solche ohne Füllrohr sind.
  11. Füllelement für Füllmaschinen zum Füllen eines flüssigen Füllgutes in Flaschen (2) oder dergleichen Behälter, wobei das Füllgut aus wenigstens einem flüssigen Basisprodukt und aus wenigstens einem diesem Basisprodukt beim Abfüllen beigemischten flüssigen Zusatz besteht, mit einem ein Flüssigkeitsventil (10) aufweisenden und eine Abgabeöffnung (9) bildenden Flüssigkeitskanal (7), über den dem jeweiligen, an das Füllelement (3, 3a) angesetzten Behälter (2) in einer Füllphase bei geöffnetem Flüssigkeitsventil (10) das Basisprodukt zufließt, sowie mit einer Zuführung (31, 32; 36), über die gesteuert bzw. dosiert der Zusatz in einer Menge zugeführt wird, welche dem gewünschten Mischverhältnis zwischen Basisprodukt und Zusatz im jeweiligen Behälter (2) nach dem Füllen entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeitskanal (7) des Füllelementes (3) ein erster Durchflußmesser (29) und in der Zuführung (31) für den Zusatz ein zweiter Durchflußmesser (35) vorgesehen sind, die mit einer Steuerelektronik (27) zusammenwirken, welche das Flüssigkeitsventil (10) sowie eine in der Zuführung (31) vorgesehene Dosierventileinrichtung (33) in Abhängigkeit von Signalen beider Durchflußmesser(29, 35) derart steuert, daß das gewünschte Mischverhältnis erreicht ist.
  12. Füllelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierventileinrichtung (33) für jedes Füllelement (3, 3a) der Füllmaschine gesondert und individuell steuerbar vorgesehen ist.
  13. Füllelement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (27) die Dosierventileinrichtung (33) derart steuert, daß die Zugabe des Zusatzes während der Füllphase bei geöffnetem Flüssigkeitsventil (10) erfolgt.
  14. Füllelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, die Steuerelektronik (27) die Dosierventileinrichtung (33) für das Beimischen des Zusatzes zeitlich nach dem Öffnen des Flüssigkeitsventiles (10) öffnet.
  15. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (31) in den Flüssigkeitskanal (7) mündet, und zwar vor dem Flüssigkeitsventil (10) bezogen auf die Strömungsrichtung des Basisproduktes bei geöffnetem Flüssigkeitsventil (10).
  16. Füllelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (31) in den Flüssigkeitskanal (7) in einem Abstand von dem Flüssigkeitsventil bzw. von einem Ventilsitz dieses Flüssigkeitsventils mündet, der (Abstand) wesentlich kleiner ist als der Abstand zu einem Durchlaß (8), über den der Flüssigkeitskanal (7) mit einem Kessel (5) oder einer Zuführung für das Basisprodukt in Verbindung steht.
  17. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung ein zentrisch durch ein Rückgasrohr (15) des Füllelementes (3a) hindurchgeführtes Rohrstück (36) mit einem unteren, offenen Ende zur Abgabe des Zusatzes aufweist.
  18. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Durchflußmesser (29, 35) von einem MID gebildet ist.
  19. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein solches ohne Füllrohr ist.
  20. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein solches mit Füllrohr ist.
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