EP0979797A1

EP0979797A1 - Füllsystem

Info

Publication number: EP0979797A1
Application number: EP99115446A
Authority: EP
Inventors: Ludwig Clüsserath
Original assignee: KHS MASCHINEN- und ANLAGENBAU; KHS Maschinen und Anlagenbau AG
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 1998-08-12
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2000-02-16
Anticipated expiration: 2019-08-05
Also published as: ATE306459T1; DE59912643D1; DE19836500A1; BR9904077A; EP0979797B1; US6192946B1

Abstract

Ein Füllsystem zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behälter mit einem flüssigen Füllgut besitzt mehrere Füllelemente. Jedes Füllelement weist ein Flüssigkeitsventil zur gesteuerten Abgabe des Füllgutes sowie mehrere in einem Gehäuse des Füllelementes ausgebildete Gaskanäle auf, die durch wenigsten drei für jedes Füllelement gesondert vorgesehene und individuell steuerbare Steuerventile derart steuerbar sind, daß ein wahlweises druckloses Füllen, ein Füllen unter Gegendruck nach dem Einkammer-Füllprinzip sowie ein Füllen unter Gegendruck nach dem Dreikammer-Füllprinzip im wesentlichen nur durch Änderung des Steuerprogramms möglich ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllsystem zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behälter mit einem flüssigen Füllgut.

Füllsysteme dieser Art sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt, insbesondere sind auch Systeme für eine drucklose Füllung, Systeme für eine Füllung und Gegendruck nach dem Einkammer-Prinzip sowie eine Füllung unter Gegendruck nach dem Drei-Kammer-Prinzip.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllsystem aufzuzeigen, mit welchem ohne großen Aufwand, letztlich lediglich durch Änderung des Steuerprogramms verschiedene Füllmethoden möglich sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein System entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.

Das erfindungsgemäße System ermöglicht eine drucklose Füllung und gestattet weiterhin mit geringem zusätzlichen Aufwand, letztlich nur durch Änderung des Steuerprogramms auf eine Füllung unter Gegendruck nach dem Ein-Kammer-Füllprinzip sowie ferner eine Füllung unter Gegendruck nach dem Drei-Kammer-Prinzip.

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 Darstellung und im Vertikalschnitt eines der Füllelemente eines Füllsystems bzw. einer Füllmaschine umlaufender Bauart zusammen mit einem am Füllelement angesetzten Behälter im Form einer Flasche;
Fig. 2: das Füllelement der Figur 1 in seiner Verwendung für eine drucklose Füllung;
Fig. 3: das Füllelement der Figur 1 in seiner Verwendung für eine Ein-Kammer-Druckfüllung;
Fig. 4: das Füllelement der Figur 1 in seiner Verwendung bei einer Drei-Kammer-Druckfüllung.

In den Figuren ist 1 der Ringkessel einer Füllmaschine, welcher (Ringkessel) in bekannter Weise Bestandteil des um die vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotors dieser Maschine ist. Beim Betrieb der Füllmaschine ist der Innenraum 2 des Ringkessels 1 vollständig mit dem jeweiligen flüssigen Füllgut (Getränk) gefüllt, wie nachstehend noch näher erläutert wird.

Am Umfang des Ringkessels 1 sind in gleichmäßigen Winkelabständen um die Maschinenachse verteilt Füllelemente 3 vorgesehen, die jeweils zusammen mit einem heb- und senkbaren Flaschenträger 4 eine Füllstelle bilden, und zwar zum Füllen der jeweils mit ihrem Boden auf den Flaschenträger 4 aufstehenden und von diesem mit ihrer Mündung 5 gegen das Füllelement 3 angesetzten Flaschen 6.

Die Füllelemente 3 sind als Langrohr-Füllelemente ausgebildet und besitzen ein über die Unterseite des Füllelement-Gehäuses 7 bzw. über ein dort gebildetes Zentrierelement 8 mit Dichtung 9 nach unten vorstehendes Füllrohr 10, welches bei am Füllelement 3 angesetzter Flasche 6 im Inneren dieser Flasche bis in die Nähe des Flaschenbodens reicht. Im Gehäuse 7 ist ein Flüssigkeitskanal 11 ausgebildet, dessen eines Ende über einen Durchlaß 12 mit dem Innenraum 2 des Ringkessels 1 in Verbindung steht. Das andere Ende des Flüssigkeitskanals steht im Inneren des Gehäuses 7 mit dem oberen Ende des beidendig offenen Füllrohres 10 in Verbindung. Weiterhin ist im Flüssigkeitskanal 11 das von einem Ventilkörper mit Stößel gebildete Flüssigkeitsventil 13 vorgesehen, welches über den Stößel mittels einer pneumatischen Betätigungseinrichtung 13' betätigbar ist.

Im Gehäuse 7 ist weiterhin u.a. ein Gaskanal 14 gebildet, der in eine das Füllrohr 10 konzentrisch umschließende und im Zentrierelement 8 bzw. an der Dichtung 9 offene ringförmige Öffnung 15 übergeht. Über die Öffnung 15 steht der Gaskanal 14 bei einer an das Füllelement 3 in Dichtlage angepreßten Flasche 6 nach außen hin abgedichtet mit dem Innenraum der Flasche in Verbindung.

Weiterhin besitzt jedes Füllelement 3 drei individuell steuerbare und pneumatisch betätigte Steuerventile 16, 17 und 18, die wie folgt angeschlossen sind:

Steuerventil 16

Eingangsseitig:: Über einen Kanal 19 mit dem Flüssigkeitskanal 11, und zwar im Bereich zwischen dem Flüssigkeitsventil 13 und dem Füllrohr 10, d.h. in Strömungsrichtung des Füllgutes nach dem Flüssigkeitsventil 13.
Ausgangsseitig:: Mit dem einen Ende eines Kanals 20, dessen anderes Ende in den Gaskanal 14 mündet.

Steuerventil 17

Eingangsseitig:: Mit dem einen Ende eines Kanals 21, dessen anderes Ende mit einer im Ringkessel 1 ausgebildeten und für sämtliche Füllelemente 3 gemeinsamen ersten Ringkanal 22 verbunden ist.
Ausgangsseitig:: Mit dem Gaskanal 14.

Steuerventil 18

Eingangsseitig:: Mit dem einen Ende eines Kanals 23, welcher mit seinem anderen Ende in den Gaskanal 14 mündet.
Ausgangsseitig:: Mit dem einen Ende eines Kanals 24, welcher mit seinem anderen Ende mit einem im Ringkessel 1 ausgebildeten und für alle Füllelemente 3 der Füllmaschine gemeinsamen zweiten Ringkanal 25 in Verbindung steht.

Im Kanal 23 ist eine Drossel oder Düse 26 vorgesehen, die für eine definierte Drosselwirkung einen definierten Querschnitt aufweist.

Ein weiterer, im Gehäuse 7 ausgebildeter Kanal 27 verbindet den Kanal 24 mit dem Gaskanal 14. Im Kanal 27 sind in Serie eine zweite Drossel 28 und ein Druckregelventil 29 vorgesehen. Letzteres ist auch so ausgeführt, daß es für eine Strömung aus dem Kanal 24 in den Gaskanal 14 sperrt, eine Strömung in umgekehrter Richtung zuläßt, solange die Druckdifferenz an dem Ventil über einem vorgegebenen Schwellwert liegt. Ebenso wie das Flüssigkeitsventile 13 sind auch die Steuerventile 16 - 18 rechnergesteuert, d.h. diese Ventile werden in Abhängigkeit von dem Steuerprogramm eines zentralen Rechners oder einer zentralen Steuereinrichtung der Füllmaschine gesteuert. Diese Steuereinrichtung ist in den Figuren allgemein mit 46 bezeichnet.

Wie die Figur 1 weiterhin zeigt, besitzt die Betätigungseinrichtung 13' einen Begrenzungszylinder 13'', der pneumatisch betätigbar ist und ebenfalls individuell durch die zentrale Steuereinrichtung 46 des Füllers gesteuert wird. In der Figur 1 befindet sich dieser Begrenzungszylinder im nicht aktivierten Zustand, so daß bei entsprechender Aktivierung der Betätigungseinrichtung 13' das Flüssigkeitsventil voll geöffnet werden kann. Wird der Begrenzungszylinder 13'' aktiviert, so bildet dieser einen Anschlag für den Stößel des Flüssigkeitsventils 13 in der Weise, daß das Flüssigkeitsventils 13 bei aktivierter Betätigungseinrichtung 13' nur mit einem eingeschränkten Ventilhub, d.h. nur teilweise bzw. mit einem reduzierten Querschnitt geöffnet ist.

Das beschriebene Füllsystem bestehend aus den Füllelementen 3 und den Ringkessel 1 mit dem Innenraum 2 und den Ringkanälen 22 und 25 hat u.a. den Vorteil, daß mit ihm verschiedensten Füllverfahren möglich sind, nämlich u.a. eine drucklose Füllung (Figur 2), eine Ein-Kammer-Druckfüllung (Figur 3) und eine Drei-Kammer-Druckfüllung, und daß die Umstellung zwischen diesen einzelnen Füllverfahren ohne großen Aufwand im wesentlichen nur durch eine Änderung des Steuerprogramms für die Ansteuerung der Flüssigkeitsventile 13 und Steuerventile 16 - 18 der Füllelement 3 möglich ist.

Mit dem Füllsystem können also wahlweise stille Getränke, aber auch beispielsweise CO2-haltige Produkte abgefüllt werden. Unterschiedliche Füllmaschinen hierfür sind nicht mehr erforderlich.

Weiterhin entspricht das Füllsystem einem hohen hygienischen und mikrobiologischen Standard, da sich innerhalb des Füllgutweges, insbesondere auch innerhalb des Flüssigkeitskanals 11 und Füllrohres 10 keinerlei mechanisch komplexe und schwer zu reinigende Einbauten befinden. In gleicher Weise sind auch die Gasverbindungen, nämlich der Gaskanal 14, die Kanäle 19, 20, 21, 23, 24 und 27 sowie die Ringkanäle 22 und 25 weitestgehend einbautenfrei und daher leicht und zuverlässig zu reinigen.

Die pneumatisch betätigbaren Steuerventile 16 - 18 sowie auch die Betätigungseinrichtung 13' für das Flüssigkeitsventil sind jeweils über Membranen einwandfrei abgedichtet.

Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Füllsystems besteht auch darin, daß der Innenraum 2 des Ringkessels 1 während des Betriebes vollständig mit dem flüssigen Füllgut gefüllt ist, so daß insbesondere auch bei einer Heißabfüllung schwer zu entfernenden Ablagerungen im Innenraum 2 des Ringkessels 1 vermieden sind, wie sie bei üblichen Füllsystemen im Ringkessel an der Phasengrenze zwischen dem flüssigen Füllgut und dem darüberliegenden Gasraum auftreten.

Bei der nachstehend im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 beschriebenen Füllverfahren ist der Innenraum 2 des Ringkessels 1 mit einem äußeren separat neben der Füllmaschine angeordneten Vorratsbehälter 30 verbunden, welcher mit dem flüssigen Füllgut bis zu einem Niveau N gefüllt ist, das deutlich über dem maximalen Niveau des Füllgutspiegels in der Flasche 6 am Füllelement 3 liegt. Durch einen Niveauregler 31, der u.a. einen Füllstandsmesser 32 und ein Regelventil 33 in einer Versorgungsleitung 34 für das flüssige Füllgut aufweist, wird das Niveau N konstant gehalten. Die einwandfreie Konstanz des Niveaus N im Behälter 30 ist auch durch die relativ große Füllgutoberfläche im Behälter 30 gewährleistet, und zwar selbst bei sehr hohen Füllgutdurchsätzen, wie sie bei Hochleistungsfüllern gegeben sind.

Bei der drucklosen Füllung bzw. bei der Füllung unter atmosphärischen Bedingungen ergeben sich durch das konstante Niveau N auch ein sehr konstanter statischer Druck des Füllgutes im Innenraum 2 des Ringkessels und damit eine gleichmäßige, reproduzierbare Füllgeschwindigkeit in allen Füllphasen und gute Füllqualitäten sowie exakte Füllhöhen.

Im Inneren des Vorratsbehälters 30 sind auch Sprühköpfe vorgesehen, so daß der Innenraum des Behälters 30 voll in die CIP-Reinigung des Füllers mit einbezogen werden kann.

Für die Ein-Kammer-Druckfüllung, d.h. z.B. bei der Abfüllung von CO2-haltigen Getränken unter Druck ist am Behälter 30 ein zusätzlicher Druckregler 35 vorgesehen, und zwar im wesentlichen bestehend aus einem Druckmesser 36 zur Messung des Gasdruckes im Gasraum oberhalb des Niveaus N und aus einem vom Druckmesser 36 geregelten Steuerventil 37 in einer Versorgungsleitung 38, die in den Gasraum des Behälters 30 oberhalb des Niveaus N mündet und mit einer Quelle für ein unter Druck stehendes Inertgas beispielsweise CO2-Gas verbunden ist.

Ist das abzufüllende Füllgut nicht oder nur vernachlässigbar sauerstoff-empfindlich, so kann im Gasraum des Behälters 30 anstelle eines unter Druck stehenden Inertgases auch gereinigte, unter Druck stehende Luft als Druckmedium verwendet werden.

Der über dem Niveau N gebildete Gasraum des Kessels 30 steht weiterhin über einen separaten Kanal 39 mit dem Ringkanal 22 in Verbindung. Über diesen Kanal 39 erfolgt z.B. das Vorspannen der Flaschen 6 bei der Ein-Kammer-Druckfüllung. Bei dieser Druckfüllung wird der Kanal 39 beispielsweise auch für die Entlastung und für die Rückgasabführung während der laufenden Füllung verwendet, und zwar insbesondere bei CO2-haltigen Produkten, die eine hohe mikrobiologische Stabilität aufweisen.

Bei der Füllung von stillen, mikrobiologisch leichter verderblichen Produkten erfolgt die Entlastung und die Rückgasabführung über den Kanal 39 vorzugsweise nur dann, wenn eine Schutzgasbeaufschlagung während der Füllung vorgesehen ist.

Nachstehend werden zunächst die drucklose Füllung und die Ein-Kammer-Druckfüllung näher beschrieben, die mit dem System der Figur 2 und 3 möglich sind.

1. Drucklose Füllung unter Schutzgas (keimarme Abfüllung).

Diese Art der Füllung eignet sich insbesondere für folgende Produkte:

Fruchtsäfte und Fruchtsaftgetränke (Kaltfüllung unter Reinraumbedingungen), isotonische Getränke,
Eistee,
stilles Wasser unter hohen mikrobiologischen Anforderungen,
Wein (kaltsteril).

Diese Verfahrensvariante, bei der entsprechend der Figur 2 der Ringkanal 25 über einen Druckregler 40 mit einer Quelle für ein Schutzgas bzw. Inertgas verbunden ist und im Ringkanal 25 somit ein leichter Schutzgas-Überdruck eingeregelt ist, umfaßt folgende Verfahrensschritte:

1.1. Flasche an das Füllelement anheben und mit Schutzgas spülen

Unmittelbar nachdem die jeweilige Flasche 6 am Flascheneinlauf der Füllmaschine unterhalb des betreffenden Füllelementes 3 positioniert ist, wird sie mit einem z.B. gegen die Flaschenbrust anliegenden Halter 41, der an jeder Füllposition vorgesehen ist, unterhalb ihrer Mündung gefaßt und zentriert. Bei noch nicht gegen das Füllelement 3 angehobener, d.h. bei mit der Mündung 5 von der Unterseite des Füllelementes beabstandeter Flasche, allerdings bei bereits in den Innenraum der Flasche 6 hineinreichendem Füllrohr 10 strömt über die beiden geöffneten Steuerventile 16 und 18 aus dem Ringkanal 25 über die Kanäle 24, 26, 19 und 14 Spül- oder Schutzgas sowohl an dem unteren offenen Ende des Füllrohres 10 (Pfeil A der Fig. 2), als auch an der ringförmigen Öffnung 15 (Pfeil B der Fig. 2) aus.

Beim weiteren Anheben der Flasche 6 und bei dem hierbei zunehmend tiefer eindringenden Füllrohr 10 wird ein Großteil der im Inneren der Flasche 6 enthaltenen Luft durch das sterile Spülgas ersetzt und in der Flasche 6 enthaltene Keime werden nach außen verdrängt. Dieser Spülprozeß dauert an, bis die Flasche 6 sich in ihrer obersten Position befindet, d.h. mit ihrer Mündung 5 von dem vom Zentrierelement 8 gebildeten glockenförmigen Schutzraum 8' aufgenommen ist, und zwar mit einem geringen Abstand zwischen Mündung 5 und Dichtung 9. Die obere Anlage für die Flasche bildet der Halter 41. In dieser Lage verbleibt die Flasche 6 bis zur Beendigung der Füllung.

2.2. Langsames Anfüllen

Bei geschlossenen Steuerventilen 16- 18 wird das Flüssigkeitsventil 13 pneumatisch teilweise, d.h. um einen begrenzten Ventil- oder Öffnungshub geöffnet. Hierfür ist der Begrenzungszylinder 13'' der Betätigungseinrichtung 13 aktiviert.

Über das mit dem eingeschränkten Ventilhub geöffnete Flüssigkeitsventil 13 und das Füllrohr 10 fließt das Füllgut mit reduzierter Geschwindigkeit in das Innere der Flasche 6 und trifft dort weich auf den Flaschenboden auf. Bis zum Eintauchen des unteren Endes des Füllrohres 10 in den ansteigenden Füllgutspiegel bleibt die langsame turbulenzarme Füllung bestehen. Eine Beaufschlagung der Mündung 5 mit Schutzgas ist hierbei nicht notwendig, da das von dem einlaufenden Füllgut aus der Flasche 6 verdrängte Gas ein Eindringen von Außenluft unterbindet, zumal die Flaschenmündung 5 in dem glockenartigen Schutzraum 8' aufgenommen ist.

1.3. Schnellfüllen

Zeitgesteuert wird der Begrenzungszylinder 13'' deaktiviert, so daß bei weiterhin aktivierter Betätigungseinrichtung 13' das Flüssigkeitsventil 13 voll öffnet und somit die Füllung des in der Regel zylindrischen, unkritische Mittelteils der Flasche 6 mit hoher Füllgeschwindigkeit erfolgt. Hierdurch ergibt sich insgesamt gesehen eine hohe Fülleistung. Die Dauer dieser Schnellfüll-Phase ist wiederum zeitgesteuert, und zwar durch eine flaschenbezogene Zeitvorgabe.

1.4 Bremsfüllen

Im sich verengenden Flaschenhals erfolgt dann die Rücknahme der Füllgeschwindigkeit auf den Wert des langsamen Anfüllens (Ziffer 1.2.). Hierzu wird über die Steuerung erneut der Begrenzungszylinder 13'' aktiviert, so daß dann das Flüssigkeitsventil 13 wiederum mit dem begrenzten Hub geöffnet ist.

Während dieses Bremsfüllens steigt der Füllgutspiegel mit gleichmäßiger Oberfläche und ohne nennenswerte Schaumbildung an die im Füllrohr 10 integrierte Füllhöhensonde 10' heran. Blasen, die z.B. aus der Schnellfüllung stammen, können an die Oberfläche aufsteigen.

Die unterschichtende Füllung über das lange Füllrohr 10 stellt selbst bei schaumintensiven Produkten sicher, daß am Ende des Füllprozesses kein Schaum oder nur geringe Mengen an Schaum am Füllgutspiegel vorhanden sind. Dies ermöglicht auch eine sehr präzise und reproduzierbare Bestimmung der Füllhöhe durch die Sonde 10' und damit exzellente Füllhöhengenauigkeiten. Nach dem Ansprechen der Sonde 10' erfolgt das Schließen des Flüssigkeitsventils 13.

1.5. Füllende und Mündung mit Schutzgasbeaufschlagung

Mit dem Schließen des Flüssigkeitsventils 13 endet auch der offene Flaschenmündung 5 schützende Gasstrom aus der jeweiligen Flasche 6. Um weiterhin eine Schutzfunktion aufrechtzuerhalten, öffnet unmittelbar nach dem Füllende das Steuerventil 18, so daß über den Gaskanal 14 und die Ringöffnung 15 ein Spülgasstrom in den die Mündung 5 umschließenden Schutzraum 8' austritt.

1.6. Flasche absenken und Füllrohr entleeren

Sobald die Flasche 6 durch den Flaschenteller 4 abgesenkt wird, wird bei geöffneten Steuerventil 18 auch das Steuerventil 16 geöffnet, so daß gedrosselt durch die Düse 26 wiederum Spülgas einerseits weiterhin aus der Ringöffnung 15 austritt und andererseits über den Gaskanal 14 und die Kanäle 19 und 20 in das Füllrohr 10 gelangt, so daß das im Füllrohr verbliebene Füllgut beim Absenken der Flasche 6 sauber in diese Flasche abläuft. Das Gas zur Füllrohrbelüftung kommt hierbei nicht aus der umliegenden Atmosphäre, sondern aus dem mit dem Inert- bzw. Schutzgas versorgten Ringkanal 25.

1.7. Füllelement mit Schutzgas beaufschlagen

Nachdem die Flasche 6 vollständig von dem Füllelement abgesenkt und am Flaschenauslauf der Füllmaschine von der entsprechenden Füllposition weggeführt wurde, werden das Füllrohr 10 und der Schutzraum 8', insbesondere auch im Bereich der dortigen Ringöffnung 15 sowie die Außenfläche des Füllrohres 10 im Bereich des Schutzraumes 8' weiterhin mit dem Schutz- bzw. Inertgas umströmt. Hierfür bleiben die Steuerventile 16 und 18 geöffnet. Damit eine lückenlose Abschirmung aller kritischen Bereiche am Füllelement 3 gegenüber Umgebungsluft und dort vorhandene Keime sichergestellt ist, bleibt dieser Zustand auch nach dem Einbringen einer neuen Flasche 6 an die von den betreffenden Füllelement 3 gebildete Füllstelle als neuer Verfahrensschritt

Flaschen anheben und mit Schutzgas spülen" (Ziffer 1.1.) aufrechterhalten.

Für eine CIP-Reinigung werden an den Füllelementen 3 entsprechende CIP- oder Spülkappen aufgesetzt. Diese dichten dann nach außen an dem Füllelement 3 derart ab, daß der jeweilige Schutzraum 8' bzw. dessen Innenflächen voll in die CIP-Reinigung eingeschlossen sind. Während der Reinigung und der Sterilisationsumläufe werden alle Gas- und Getränkewege innerhalb des Füllers und der Füllelemente 3 von dem zentralen Rechner gesteuert nacheinander definiert durchströmt und somit in einen einwandfreien hygienischen Zustand versetzt.

Die vorstehend beschriebene Verfahrensvariante eignet sich insbesondere auch zum Abfüllen von stillen Getränken in PET-Flaschen oder in andere Behälter oder Flaschen, die aus Kostengründen oder zur Reduzierung des Leergewichtes dünnwandig ausgeführt sind und eine reduzierte Belastbarkeit aufweisen, insbesondere auch kein Anpressen an ein Füllelement mit höheren Kräften zulassen. Weiterhin eignet sich diese vorstehend beschriebene Verfahrensvariante insbesondere für die Heißabfüllung von Getränken in PET-Flaschen, deren Formstabilität und damit axiale Belastbarkeit mit zunehmender Temperatur abnimmt. Eine feste Anpressung der jeweiligen Flasche 6 mit ihrer Mündung 5 an das jeweilige Füllelement ist bei der vorstehend beschriebenen Verfahrensvariante, insbesondere auch durch die Ausbildung der Füllelemente 3 als Langrohrfüllelemente nicht erforderlich. Die jeweilige Flasche 6 kann frei auf dem Flaschenträger 4 stehen und ist lediglich durch den Halter 41 gehalten. Durch die vorstehend beschriebene Schutzgasbeaufschlagung sind eine Kontaminierung insbesondere des Mündungsbereichs sowie des Innenraumes der jeweiligen Flasche 6 durch Keime aus der Umgebung wirksam verhindert. Wird der Halter 41 verwendet, so ist weiterhin auch sichergestellt, daß es während des gesamten Füllprozesses zu keiner direkten Berührung zwischen der jeweiligen Flasche 6 und dem Füllrohr 10 sowie dem Zentrierelement 8 bzw. den dortigen Flächen kommt.

2 Druckfüllung über Behälter 30

Diese Verfahrensweise eignet sich insbesondere für

Limonaden und Softdrinks (z.B. Cola-Getränke)
karbonisiertes Mineralwasser
karbonisierte Fruchtgetränke.

Bei dieser Verfahrensvariante ist entsprechend der Figur 3 der Gasraum im Kessel 30 oberhalb des Niveaus N mit einem geregelten Überdruck beaufschlagt, und zwar mit z.B. CO2-Gas oder einem CO2-Luft-Gemisch. Weiterhin wird bei dieser Verfahrensvariante der Ringkanal 25 als Entlastungskanal verwendet und ist mit der Atmosphäre verbunden.

Im Einzelnen umfaßt diese Verfahrensvariante folgende Schritte:

2.1. Flasche an Füllelement anpressen

Nach dem Anheben der Flasche 6 durch den Flaschenträger 4 dichtet die Mündung 5 gasdicht am Füllelement 3 ab. Sämtliche Steuerventile 16 - 18 sowie das Flüssigkeitsventil 13 sind geschlossen.

2.2. Vorspannen

Über den Kanal 39 und den Ringkanal 22 erfolgt das Vorspannen der jeweiligen Flasche 6 aus dem Gasraum des Behälters 30. Für dieses Vorspannen wird das Steuerventil 17 für eine vorgegebene Zeitdauer geöffnet, so daß CO2-Gas über den Kanal 21, das geöffnete Steuerventil 17 und den Gaskanal 14 in die Flasche 6 gelangt. Die Zeitdauer der Öffnung des Steuerventils 17 ist in Abhängigkeit von dem Volumen der Flasche 6 und dem Druck im Behälter 30 so gewählt, daß während dieser Vorspannzeit ein Druckausgleich zwischen der Flasche 6 und dem Behälter 30 erfolgt.

2.3. Langsames Anfüllen

Bei geschlossenen Steuerventilen 16 - 18 wird das Flüssigkeitsventil 13 bei nicht aktiviertem Begrenzungszylinder 13'' voll geöffnet. Das flüssige Füllgut strömt mit reduzierter Fließgeschwindigkeit über das Füllrohr 10 in die Flasche 6 ein und trifft dort wiederum weich und turbulenzarm auf den Flaschenboden auf. Die niedrige Füllgeschwindigkeit wird dadurch erreicht, daß das durch das zufließende Füllgut aus dem Innenraum der Flasche 6 verdrängte Luft-CO2-Gemisch über die Drossel 28 und das Druckregelventil 29 nur gedrosselt in den Kanal 24 und über diesen in den zur Entlastung dienenden drucklosen, d.h. auf Atmosphärendruck befindlichen Ringkanal 25 strömen kann. Diese Langsam-Füllphase wird solange aufrechterhalten bis das untere Ende des Füllrohres 10 in den aufsteigenden Füllgutspiegel eintaucht.

Das langsame Anfüllen wird durch eine Zeitvorgabe beendet.

2.4. Schnellfüllen

Der zylindrische Mittelteil der jeweiligen Flasche 6 wird mit einer höheren Schüttleistung gefüllt. Hierfür wird bei geschlossenen Steuerventilen 16 und 18 das Steuerventil 17 geöffnet, so daß ein zusätzlicher, ungedrosselter Gasweg in den als Spanngaskanal dienenden und mit dem Gasraum des Behälters 30 verbundenen Ringkanal 22 hergestellt ist. Weiterhin besteht über die Drossel 28 und das Druckregelventil 29 ein Gasweg zum Ringkanal 25.

Die Füllgeschwindigkeit während der Schnellfüllphase resultiert somit im wesentlichen aus der statischen Füllguthöhe, die im Behälter 30 eingeregelt ist. Unter Berücksichtigung des jeweiligen Volumens der Flasche 6 bzw. unter Berücksichtigung der Flaschenart erfolgt diese Schnellfüllphase wiederum für eine bestimmte Dauer, die durch eine Zeitvorgabe bestimmt ist.

2.5. Brems- und Korrekturfüllen

In dem sich verengenden Flaschenhals wird die Füllgeschwindigkeit wieder auf den Wert der Anfüllphase (Ziffer 2.3.) zurückgenommen. Hierfür wird das Steuerventil 17 geschlossen, so daß das aus der Flasche 6 verdrängte Luft-Gas-Gemisch wiederum gedrosselt durch die Drossel 28 und über das Druckregelventil 29 in den Ringkanal 25 strömt. Bläschen, die in der Schnellfüllphase durch Turbulenzen sich im Füllgut gebildet haben, steigen jetzt schnell an die Oberfläche des Füllgutes auf. Der Füllgutspiegel erreicht schließlich schaumfrei und mit einem glatten Oberflächenbild die Sonde 10'.

2.6. Füllende und Vorentlasten

Sobald der aufsteigende Füllgutspiegel die Sonde 10' erreicht hat, wird ein das Schließen des Flüssigkeitsventils 13 bewirkendes Signal erzeugt.

Nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils 13 besteht weiterhin eine gedrosselte Verbindung über die Drossel 28 mit dem Ringkanal 25. Das in Serie mit der Drossel 28 angeordnete Druckregelventil 29 ist so eingestellt, daß sich der Druck im Flaschenhals auf ein vorgegebenes Druckniveau abbaut. Diese Druckniveau liegt dabei vorzugsweise merklich unter dem CO2-Sättigungsdruck des abgefüllten Füllgutes.

In dieser Vorentlastungs- und Beruhigungsphase steigen somit alle im Füllgut gebildeten Entlastungsbläschen schnell an die Oberfläche auf. Der im Kopfraum der Flasche 6 durch das Ventil 29 aufrechterhaltene leichte Überdruck gegenüber der Atmosphäre verhindert eine nennenswerte Schaumbildung.

Gegenüber konventionellen Entlastungs- und Beruhigungsmethoden bietet diese kontrollierte, druckgeregelte Vorentlastung den Vorteil, daß sie schneller und gleichmäßiger abläuft und auch eine unerwünschte Schaumbildung im Kopfraum der Flasche stark eingeschränkt wird. Das Vorentlasten und Beruhigen erfolgt wiederum durch eine Zeitvorgabe vorgegebener Zeitdauer.

2.7 Restentlasten

Für dieses Restentlasten wird bei geschlossenen Steuerventilen 16 und 17 das Steuerventil 17 geöffnet, so daß der Kopfraum der Flasche 6, d.h. der Innenraum der Flasche 6 oberhalb des Füllgutspiegels über die Drossel 26 mit dem Ringkanal 25 verbunden wird. Die Drossel 26 stellt dabei einen sanften Druckabbau sicher. Da der Ausgangsdruck für diese Restentlastung bereits deutlich unter dem Fülldruck und vorzugsweise auch unterhalb des CO2-Sättigungsdruckes liegt, bildet sich bei dem Restentlasten nur noch in einem geringen, vernachlässigbaren Umfange zusätzlicher Schaum im Kopfraum der Flasche. Abspritzverluste sind vermieden.

2.8. Flasche absenken und Füllrohr entleeren

Sobald der Innenraum der Flasche 6 Atmosphärendruck oder annähernd Atmosphärendruck erreicht hat, und die Flasche 6 mit dem Flaschenteller 4 abgesenkt wird, wird das Steuerventil 16 geöffnet, so daß eine Gasverbindung zwischen dem Füllrohr 10 und der ringförmigen Öffnung 15 zur Atmosphäre hergestellt wird und somit das im Füllrohr befindliche Füllgut sauber die Flasche 6 abfließen kann.

3. Druckfüllung nach dem Drei-Kammer-Füllprinzip

Diese Verfahrensvariante ist insbesondere geeignet für folgende Produkte:

Softdrinks und/oder Bier
sauerstoffempfindliche Softdrinks
mikrobiologisch empfindliche Softdrinks.

Das Füllsystem wird bei dieser Verfahrensvariante in der aus der Figur 4 ersichtlichen Form verwendet. Hierbei ist der als Spanngaskanal verwendete Ringkanal 22 über einen Druckregler 42 in der Versorgungsleitung 43 mit einer Quelle für ein unter Druck stehendes frisches Spann- oder Inertgas, beispielsweise CO2-Gas verbunden. Bei dieser nachstehend noch im Detail beschriebenen Verfahrensvariante wird für die Vorspannung der jeweiligen Flasche 6 also ausschließlich frisches Inertgas aus dem Ringkanal 22 (Spanngaskanal) entnommen. Hierdurch ist eine hohe Inertgaskonzentration, beispielsweise CO2- Konzentration in der Flasche 6 während des Füllprozesses gewährleistet. Die Sauerstoffaufnahme im Füllgut (Getränk) ist entsprechend niedrig. Weiterhin ist gewährleistet, daß kein Gas, welches bereits in einer Flasche 6 war, in einem Gasraum zurückfließt, der mit dem Füllgut in Kontakt steht. Alle Gase, die durch das in eine Flasche 6 einfließende Füllgut verdrängt werden, gelangen über dem mit der Atmosphäre direkt verbundenen Ringkanal 22 unmittelbar in die Atmosphäre. Kontaminationen durch mehrfach verwendete Gasanteile sind somit praktisch auszuschließen.

Das Füllgut wird über eine Versorgungsleitung 43 mit Druckregler 45 direkt dem Innenraum 2 des Ringkessels 1 zugeführt, und zwar derart, daß dieser Innenraum 2 wiederum vollständig und ohne Gasraum mit dem Füllgut gefüllt ist. Die Druckregler 42 und 44 sind so eingestellt, daß der Fülldruck im Innenraum 2 um einen kleinen, konstanten Wert über dem Druck im Ringkanal 22 (Spanngaskanal) liegt. Hierfür sind die beiden Druckregler 42 und 44 bei der dargestellten Ausführungsform miteinander verknüpft.

Im Einzelnen umfaßt diese Verfahrensvariante, bei der der Behälter 30 nicht verwendet wird, folgende Verfahrensschritte:

3.1. Flasche an das Füllelement anpressen

Die jeweilige Flasche 6 wird vom Flaschenteller 4 angehoben und mit ihrer Mündung 5 in Dichtlage gegen das Füllelement 3 bzw. gegen die Dichtung 9 im Zentrierelement 8 angepreßt und abgedichtet.

3.2. Vorspannen über den Flaschenhals

Hierfür wird das Steuerventil 17 geöffnet, so daß aus dem Ringkanal 22 und über die Kanäle 21 und 14 eine Verbindung zwischen dem Innenraum der Flasche 6 und dem Kanal 22 hergestellt wird. Die Flasche 6 wird mit frischem Inertgas auf den geregelten Druck des Ringkanals 22 vorgespannt.

3.3. Langsames Anfüllen

Bei geschlossenen Steuerventilen 16 - 18 wird das Flüssigkeitsventil 13 geöffnet. Der Begrenzungszylinder 13'' ist nicht aktiviert, so daß das Flüssigkeitsventil 13 voll geöffnet wird. Über die ständig offene, gedrosselte Verbindung, die von dem Verbindungskanal 27 mit der Drossel 28 und dem Ventil 29 gebildet ist, fließt das von dem einströmenden Füllgut aus der Flasche 6 verdrängte Gas in den Ringkanal 25 (Rückgaskanal) ab. Das Druckregelventil 29 ist bei diesem Verfahrensschritt praktisch ohne Einfluß.

Das Füllgut strömt mit reduzierter Geschwindigkeit über das Füllrohr 10 in die Flasche 6 und trifft wiederum weich und turbulenzarm auf dem Flaschenboden auf. Die Fließ- oder Füllgeschwindigkeit bei dieser Anfüllphase wird u.a. durch den Querschnitt der Drossel 28 bestimmt.

Die turbulenz- und blasenarme Abfüllphase endet nach dem Eintauchen des Füllrohres 10 in den aufsteigenden Füllgutspiegel, und zwar entsprechend einer flaschenbezogenen Zeitvorgabe.

3.4. Schnellfüllen

Zur Erhöhung der Füllgeschwindigkeit in dem unkritischen und meist zylindrischen Mittelteil der Flasche 6 wird das Steuerventil 18 geöffnet, so daß nunmehr über beide Drosseln 26 und 28 eine Verbindung zum Ringkanal 25 (Gaskanal) besteht. Die Dauer der Schnellfüllphase ist wiederum durch eine flaschenbezogene Zeitvorgabe bestimmt.

3.5. Bremsfüllen

In dem sich verengenden Flaschenhals wird die Füllgeschwindigkeit wieder auf den Wert der Anfüllphase zurückgenommen. Hierfür wird das Steuerventil 18 geschlossen, so daß der Innenraum der Flasche 6 nur noch über die Drossel 28 mit dem Ringkanal 25 (Rückgaskanal) in Verbindung steht. Der Füllgutspiegel steigt unter diesen Bedingungen langsam und mit einer glatten und schaumarmen Oberfläche an. Sobald der Füllgutspiegel in der Flasche die Sonde 10' bzw. den Sondenkontakt erreicht, wird ein Schließsignal für das Schließen des Flüssigkeitsventils 13 erzeugt.

3.6. Füllende und Vorentlasten

Nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils 13 baut sich der Druck in der Flasche 6 über das Druckregelventil 29 auf den mit diesem Ventil eingestellten Vorentlastungsdruck ab. Dieser Vorentlastungsdruck ist so eingestellt, daß er beispielsweise in der Nähe des CO2-Sättigungsdruckes liegt oder sogar deutlich darunterliegt.

Bläschen, die sich während des Druckabbaus im Füllgut bilden, steigen dann schnell auf. Der geregelte, leichte Überdruck (Vorentlastungsdruck) verhindert dabei aber eine nennenswerte Schaumbildung. Bei empfindlichen Getränken wird dieser Vorentlastungsdruck entsprechend einer Zeitvorgabe für eine vorwählbare Zeit aufrechterhalten, um das Getränk weiter zu beruhigen und die Schaumbildung in Grenzen zu halten. Dieses Verfahren ist dann besonders vorteilhaft, wenn karbonisierte Getränke bei höheren Temperaturen abgefüllt werden.

3.7. Restentlasten

Nach Abschluß der Vorentlastung wird das Steuerventil 18 geöffnet, so daß sich der Druck in der Flasche 6 über die Drossel 26 auf den Druck im Ringkanal 25, d.h. auf Atmosphärendruck gedrosselt abbaut. Wegen des niedrigen Ausgangsdruckes bei diesem Restentlasten bildet sich auch bei empfindlichen Getränken kaum zusätzlicher Schaum. Abspritzverluste werden vermieden.

3.8. Flasche absenken und Füllrohr entleeren

Für das Entleeren des Füllrohres 10 wird das Steuerventil 16 geöffnet, womit eine Verbindung zum Füllrohr 10 über den Gaskanal 14 zur ringförmigen Öffnung 15 und damit beim Absenken der Flasche 6 zur Atmosphäre hergestellt wird. Das im Füllrohr 10 noch vorhandene Füllgut fließt somit unmittelbar beim Absenken der Flasche 6 in diese ab.

Bei allen vorbeschriebenen Verfahrensvarianten erfolgt beim Bremsfüllen nach dem Ansprechen der Sonde 10' das Schließen des Flüssigkeitsventils 13 beispielsweise mit einer Zeitverzögerung, die vorzugsweise auch bei laufender Füllmaschine über eine entsprechende Eingabe an einem Bedienerterminal eingestellt und/oder geändert werden kann, womit dann eine Korrektur der Füllhöhe möglich ist.

Wie vorstehend beschrieben, ist der Halter 41 bei dem Füllprinzip Drucklose Füllung unter Schutzgas" so gesteuert, daß er die jeweilige Flasche 6 in Bezug auf das Füllrohr 10 bzw. dessen Achse zentriert und die an das Füllelement 3 angesetzte Flasche 6 mit ihrer Mündung im Abstand von der Dichtung 9 hält, während bei den Füllprinzipien Ein-Kammer-Druckfüllung" und Drei-Kammer-Druckfüllung" der Halter 41 der Zentrierung der jeweiligen Flasche 6 dient, diese aber beim Füllen mit ihrer Mündung 5 in Dichtlage gegen die Dichtung 9 des Füllelementes 3 angepreßt ist.

Das erfindungsgemäße Füllsystem wurde voranstehend für drei sehr unterschiedliche Verfahrensvarianten erläutert. Sämtlichen Verfahrensvarianten ist beispielsweise gemeinsam, daß Zeitvorgaben, insbesondere auch Flaschen- und/oder füllgutbezogene Zeitvorgaben an der Bedienungseinheit der Füllmaschine bzw. der Steuereinrichtung 46 dieser Füllmaschine individuell einstellbar und/oder in der Steuereinrichtung 46 durch Eingabe der Flaschensorte und/oder der Füllgutart eingestellt werden, und zwar beispielsweise unter Berücksichtigung von einem Speicher der Steuereinrichtung 46 abgelegten Daten.

Bezugszeichenliste

1: Ringkessel
2: Ringkesselraum
3: Füllelement
4: Flaschenteller
5: Flaschenmündung
6: Flasche
7: Füllelement-Gehäuse
8: Zentrierelement
8': Schutzraum
9: Dichtung
10: Füllrohr
10': Sonde
11: Flüssigkeitskanal
12: Durchlaß
13: Flüssigkeitsventil
13': Betätigungselement
13'': Begrenzungszylinder
14: Gaskanal
15: Öffnung
16 -18: Steuerventil
19 - 21: Kanal
22: Ringkanal
23, 24: Kanal
25: Ringkanal
26: Drossel oder Düse
27: Kanal
28: Drossel oder Düse
29: Druckregelventil
30: Behälter
31: Niveauregler
32: Füllstandsmesser
33: Regelventil
34: Versorgungsleitung
35: Druckregler
36: Druckmesser
37: Steuerventil
38: Versorgungsleitung
39: Kanal
40: Druckregler
41: Halter
42: Druckregler
43, 44: Versorgungsleitung
45: Druckregler
46: Steuereinrichtung

Claims

Füllsystem zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behälter (6) mit einem flüssigen Füllgut,

mit mehreren Füllelementen (3),

mit einer für wenigstens eine Gruppe von Füllelementen (3) gemeinsamen Füllgutkammer (2),

mit einer für wenigstens eine Gruppe von Füllelementen (3) gemeinsamen ersten und zweiten Gaskammer (22, 25),

mit einem in einem Gehäuse (7) jedes Füllelementes (3) ausgeführten Flüssigkeitskanal (11), der mit der Füllgutkammer (2) in Verbindung steht und in ein eine Abgabeöffnung für das Füllgut bildendes Füllrohr (10) mündet, welches über eine am Füllelement (3) gebildete Behälteranlage und/oder -zentrierung (8, 9) vorsteht,

mit einem Flüssigkeitsventil (13) im Flüssigkeitskanal (11), welches über ein Betätigungselement (13') durch eine zentrale Steuereinrichtung (46) zumindest für eine Gruppe von Füllelementen (3) jeweils individuell betätigbar ist, und zwar für ein Öffnen in der Füllphase und zum Schließen am Ende der Füllphase, mit einem im Gehäuse (7) jedes Füllelementes (3) ausgeführten Gaskanal (14), der mit einer an der Behälteranlage (9) vorgesehenen, gegenüber dem Füllrohr (10) versetzte Gaskanalöffnung (15) in Verbindung steht, die bei in Dichtlage am Füllelement (3) angesetztem Behälter (6) mit dem Behälterinnenraum in Verbindung steht, sowie

mit wenigstens einem ersten, zweiten und dritten, jeweils individuell durch die Steuereinrichtung (46) ansteuerbaren Steuerventil zum Steuern von im Gehäuse (7) jedes Füllelementes (3) ausgebildeten Gaswegen,

wobei ein erstes Steuerventil (16) eingangsseitig über einen ersten Gasweg (19) mit einem in Strömungsrichtung des Füllgutes auf das Flüssigkeitsventil (13) folgenden Bereich des Flüssigkeitskanals (11) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steuerventil (16) ausgangsseitig an den Gaskanal (14) angeschlossen ist, daß ein zweites Steuerventil (17) eingangsseitig an einen zweiten, an die erste Gaskammer (22) führenden Gasweg (21) und ausgangsseitig an den Gaskanal (14) angeschlossen ist, daß ein drittes Steuerventil (18) eingangsseitig an dem Gaskanal (14) und ausgangsseitig an einen dritten, an die zweite Gaskammer (25) führenden Gasweg (24) angeschlossen ist, daß zwischen dem Gaskanal (14) und dem dritten Gasweg (24) bzw. der zweiten Gaskammer (25) ein vierter Gasweg (27) vorgesehen ist, der ein Druckregelventil (29) aufweist, welches dann, wenn der am Druckregelventil (29) anliegende Differenzdruck einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, für eine Strömung aus dem Gaskanal (14) in den dritten Gasweg (24) bzw. in die zweite Gaskammer (25) öffnet.
Füllsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllgutkammer (2) die Kammer eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden und die Füllelemente (3) aufweisenden Ringkessels (1) ist.
Füllsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gaskammer und die zweite Gaskammer Ringkanäle (22, 25) sind, die in einem Rotor einer Füllmaschine umlaufender Bauart ausgebildet sind.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (13') des Flüssigkeitsventils (13) derart steuerbar ist, daß das Flüssigkeitsventil (13) wenigstens drei Zustände einnehmen kann, nämlich einen ersten geschlossenen Zustand zum Sperren des Flüssigkeitskanals (11), einen zweiten Zustand, bei dem das Flüssigkeitsventil (13) mit reduziertem Querschnitt geöffnet ist, sowie einen dritten Zustand, bei dem das Flüssigkeitsventil (13) vollständig geöffnet ist.
Füllsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsventil (13) einen in eine Achsrichtung, beispielsweise in Richtung einer Füllelementachse verschiebbaren Ventilkörper aufweist, der durch die Betätigungseinrichtung (13') bewegbar ist, und daß die Betätigungseinrichtung (13') ein Begrenzungselement (13'') aufweist, welches durch die Steuereinrichtung (46) derart aktivierbar ist, daß es im aktivierten Zustand nur eine begrenzte Bewegung des Ventilkörpers ermöglicht.
Füllsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (13') ein pneumatisches Betätigungselement, beispielsweise ein Zylinder ist, und daß das Begrenzungselement ein ebenfalls pneumatisch betätigbarer Begrenzungszylinder (13'') ist.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (16 - 18) pneumatisch betätigbare Ventile, vorzugsweise durch Membranen betätigbare Ventile oder Membran-Ventile sind.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Betätigungselement (13') sowie die pneumatisch betätigbaren Steuerventile (16 - 18) jeweils über elektro-pneumatische Ventile von der Steuereinrichtung (46) ansteuerbar sind.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch einen Halter (41) an jedem Füllelement (3), der den an das Füllelement angehobenen und angesetzten Behälter (6) in Bezug auf die Achse des Füllelementes bzw. des Füllrohres (10) zentriert.
Füllsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (41) derart steuerbar ist, daß er den Behälter (6) mit seiner Mündung (5) in einem Abstand von der Behälteranlage (9) hält.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Füllelement (3) ein solches mit langem Füllrohr (10) ist.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Gehäuses (7) jedes Füllelementes (3) ein glockenartiges Element (8) vorgesehen ist, welches innerhalb eines zur Unterseite des Füllelementes (3) hin offenen Schutzraum (8') die Behälteranlage (9) bildet.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert des Druckregelventils (29) auf die Differenz zwischen Vorentlastungsdruck und Atmosphärendruck eingestellt ist.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im dritten Gasweg (24) eine erste Drossel (26) zur Reduzierung des Strömungsquerschnittes vorgesehen ist.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im vierten Gasweg (27) in Serie mit dem Druckregelventil (29) wenigstens eine zweite Drossel (28) zur Reduzierung des Strömungsquerschnittes vorgesehen ist.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllgutkammer (2) mit einem zusätzlichen, vorzugsweise externen Vorratsbehälter (30) verbunden ist, der mit dem flüssigen Füllgut bis zu einem vorgegebenen Niveau (N) gefüllt ist, welches zumindest gleich, vorzugsweise aber höher liegt als das Niveau der Oberseite der Füllgutkammer (2), wobei oberhalb des Niveaus (N) im Vorratsbehälter (30) ein Gasraum gebildet ist, und daß die erste Gaskammer (22) über einen fünften Gasweg (39) mit dem Gasraum im Vorratsbehälter (30) in Verbindung steht.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Vorratsbehälter (30) ein Niveauregler (31) zur Konstanthaltung des Niveaus des Füllgutspiegels in diesem Behälter vorgesehen ist.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für ein druckloses Füllen der Behälter (6) unter Schutzgas die zweite Gaskammer mit einer Quelle für ein Schutzgas mit geregeltem (40) Druck verbunden ist.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen der zweiten Gaskammer (25) und der Quelle für das unter Druck stehende Schutzgas ein Druckregler (40) vorgesehen ist.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für ein druckloses Füllen der Behälter (6) unter Schutzgas die Steuerventile (16 - 18) sowie das Betätigungselement (13') des Flüssigkeitsventils (13) durch die Steuereinrichtung (6) derart steuerbar sind, daß zum Spülen des Behälters insbesondere im Innenraum sowie im Bereich der Behältermündung (5) das erste und dritte Steuerventil (16, 18) für einen Austritt des Spülgases aus der zweiten Gaskammer (25) am unteren Ende des Füllrohres (10) sowie an der Gaskanalöffnung (15) geöffnet sind.
Füllsystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß für ein zunächst langsames Anfüllen, für ein anschließendes Schnellfüllen und ein abschließendes Bremsfüllen bei der Behältermündung von der Behälteranlage (9) beabstandeten Behälter (6) die Steuereinrichtung (46) das Betätigungselement (13') zunächst für das Bewegen des Flüssigkeitsventils (13) in den zweiten Zustand (Öffnen mit reduziertem Querschnitt), dann für das Bewegen des Flüssigkeitsventils (13) in den dritten Zustand (vollständiges Öffnen), dann für das Bewegen des Flüssigkeitsventils (13) in den zweiten Zustand (Öffnen mit reduziertem Querschnitt) und schließlich dann für das Bewegen des Flüssigkeitsventils (13) in den ersten Zustand (Schließen des Flüssigkeitsventils) (erster Zustand) steuert.
Füllsystem nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entleeren des Füllrohres bei geschlossenem Flüssigkeitsventil (13) das erste und dritte Steuerventil (16, 18) geöffnet werden.
Füllsystem nach einem der Ansprüche 20 - 22, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuereinrichtung (46) vor dem Abziehen des Behälters (6) vom Füllelement (3) durch Öffnen des dritten Steuerventils (18) der Schutzraum (8') mit dem Schutzgas aus der zweiten Gaskammer (25) beaufschlagbar ist.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Füllung der Behälter (6) unter Gegendruck nach dem Einkammer-Füllprinzip der Gasraum des zusätzlichen Vorratsbehälters (30) mit einer Quelle für ein Druckgas verbunden ist.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen der Druckgasquelle und dem Gasraum des Versorgungsbehälters (30) ein Druckregler (35) vorgesehen ist.
Füllsystem nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gaskammer (25) zur Atmosphäre hin Offen ist.
Füllsystem nach einem der Ansprüche 24 - 26, dadurch gekennzeichnet daß die Steuerventile (16 - 1 8) sowie das Betätigungselement (13') durch die Steuereinrichtung (46) derart steuerbar sind, daß in einer Vorspannphase zum Vorspannen des Innenraumes des mit der Mündung (5) in Dichtlage gegen das Füllelement (3) anliegenden Behälters (6) das zweite Steuerventil zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Gaskanal (14) und dem zweiten Gasweg geöffnet wird, daß für ein langsames Anfüllen bei geschlossenen Steuerventilen (16 - 18) das Flüssigkeitsventil (13) vollständig geöffnet wird, daß für ein anschließendes Schnellfüllen das zweite Steuerventil (17) zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Gaskanal (14) und der ersten Gaskammer (21) geöffnet wird, und daß für ein anschließendes Bremsfüllen und eine Vorentlastung sämtliche Steuerventile (16 -18) geschlossen werden und nach Ablauf der Bremsfüllung des Flüssigkeitsventil (13) für das anschließende Vorentlasten auf einen Vorentlastungsdruck in den ersten Zustand gebracht wird.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Füllung der Behälter (6) unter Gegendruck nach dem Drei-Kammer-Füllprinzip die Füllgutkammer (2) über einen Druckregler (45) mit einer Quelle für ein unter Druck stehendes Füllgut und die erste Gaskammer (22) über einen weiteren Druckregler (42) mit einer Quelle für ein unter Druck stehendes Spanngas verbunden sind, wobei die Druckregler (42, 45) derart eingestellt sind, daß der Fülldruck in der Füllgutkammer (2) gleich oder vorzugsweise größer ist als der Spanngasdruck in der ersten Gaskammer (22), und daß die zweite Gaskammer (25) als Entlastungskammer dient und vorzugsweise mit der Atmosphäre verbunden ist.
Füllsystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (13') für das Flüssigkeitsventil (13) sowie die Steuerventile (16 -18) durch die Steuereinrichtung (46) derart steuerbar sind, daß für das Vorspannen des jeweils in Dichtlage mit dem Füllelement (3) gebrachten Behälters (6) das zweite Steuerventil (17) geöffnet wird, daß für das langsame Anfüllen bei geschlossenen Steuerventilen (16 - 18) das Flüssigkeitsventil (13) geöffnet wird, daß für das anschließende Schnellfüllen das dritte Steuerventil (18) zur Herstellung einer zusätzlichen Verbindung aus dem Behälterinnenraum in die zweite Gaskammer (25) geöffnet wird, und daß für ein Bremsfüllen anschließend das dritte Steuerventil (18) geschlossen und für das Vorentlasten bei geschlossenen Steuerventilen (16 - 18) das Flüssigkeitsventil (13) geschlossen wird.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließen des Flüssigkeitsventils (13) nach dem Ansprechen einer füllhöhenbestimmenden Sonde (10') mii einer Zeitvorgabe verzögert erfolgt.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einzelnen Füllphasen das Öffnen und/oder Schließen der Steuerventile (16 - 18) und/oder des Flüssigkeitsventils (13) jeweils nach einer durch eine Zeitvorgabe bestimmten Zeitdauer erfolgt, und daß die Zeitvorgaben an der Steuereinrichtung (46) einstellbar oder eingestellt sind.