EP1544157B1 - Füllmaschine zum Füllen von Behältern - Google Patents
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- EP1544157B1 EP1544157B1 EP04029312A EP04029312A EP1544157B1 EP 1544157 B1 EP1544157 B1 EP 1544157B1 EP 04029312 A EP04029312 A EP 04029312A EP 04029312 A EP04029312 A EP 04029312A EP 1544157 B1 EP1544157 B1 EP 1544157B1
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- B67C2003/2668—Means for adapting the filling head to various sizes of containers
Definitions
- the invention relates to a filling machine for filling containers such as bottles or the like with a liquid product according to the type specified in the preamble of the main claim and as in the EP 0 337 913 A2 disclosed.
- Trinox methods are methods known as Trinox methods. Basis of such a method is that the bottle is initially overfilled with a classic Kurzrohr Stahlllsystem. Subsequently, the excess filling material is then pressed back precisely into the ring bowl until the end of a tube immersed in the product level. For this purpose, a pressure is regulated in a separate channel in the filler carousel, which is about 0.3 to 1.0 bar above the filling pressure set in the ring boiler.
- a pneumatically controlled valve opens a connection from this channel into the bottleneck.
- the path formed in the interior of the Trinox tube immersed in the filling material level in the ring bowl is also released electro-pneumatically.
- the overpressure in the bottleneck presses the product above the mouth of the Trinox tube is returned to the ring bowl.
- the process is completed as soon as the gas from the bottleneck above the product level can flow directly into the Trinox tube over a defined gap.
- the filling level is thus defined clearly and precisely by the gap width between the mirror and the pipe end or other return openings.
- the clamping gas valve or its valve body at the same time forms the Trinox valve.
- a gas flow reducing element for example in the form of a throttle or nozzle.
- a filling machine according to the patent claim 1 is formed. Accordingly, the invention provides that the Trinox tubes all filling elements are arranged on a central bearing ring as a common height adjustment.
- a first gas channel for supplying and discharging process gases and other media is provided in this filler neck and within this gas channel is provided in its height determining height infinitely height adjustable further gas channel for supplying a pressurized gas above the biasing pressure.
- a plurality of filling points is formed, each of which has a filling element 3 and under this one in the vertical direction up and down movable bottle carrier.
- the filling elements 3 are attached to the circumference of the ring vessel 1.
- This forms a vertical axis of the machine annularly enclosing interior 4, which is filled to a predetermined level with the drink or the liquid product, so that below the level occupied by the liquid medium liquid space 4 and above the level, a gas space for a below Compressive gas, for example, inert gas (eg CO 2 gas) is formed.
- inert gas eg CO 2 gas
- Each filling element has a housing 5, in the lower part of a liquid channel 6 is formed, which communicates with its one end with the Gregutraum 4 and on the underside of the filling element 3 and the housing 5, a vertical Greelementachse FA concentrically enclosing annular discharge opening 7 forms.
- the liquid valve 8 is provided, which is shown in the drawing in its closed position.
- This liquid valve consists of a valve body 9 which is movable by not shown actuating means for opening and closing by a predetermined movement stroke in the direction of the axis FA and rests in the closed state of the liquid valve 8 with a valve body surface against a formed in the liquid channel 6 valve lug.
- 10 denotes a centering tulip and 11 denotes an annular seal enclosing the discharge opening 7, against the located in sealing position with the filling element 3 bottle 2 pressed against its mouth pressed.
- an annular, common for all filling elements 3 vacuum channel 12 is provided in the ring bowl 1. Furthermore, a common for all filling elements 3 Trinox channel 13 is provided with the described overpressure gas on the ring boiler 1 or on the rotor having this ring boiler.
- the embodiment shown in the drawing shows a Greetil
- a inside the valve body extending upwardly and downwardly first gas channel 14, provided for supplying and discharging the process gas.
- valves shown in FIG. 3 which are arranged within the filling valve, it is possible to connect the first gas channel 14 alternately or simultaneously to the Trinox channel 13 and the vacuum channel 12.
- These possibilities may be, for example, the biasing gas originating from the Trinox channel 13, or the scavenging air to be removed from the container, for the process gases to be supplied or discharged through the first gas channel.
- a further second gas channel 15 extends. This is provided in the embodiment as the actual Trinox tube and out in the form of a gas pipe 16 from the Gearventilgeophen 5 up to a central Grein-adjusting 17, which in turn to a central bearing ring 18 is held.
- the bearing ring 18 by means of at least one drive device 19 relative to the front-side lower level of the filling elements 3 with the Trinox gas pipes 16 for determining the respective level by the Trinox method described above height adjustable and adjustable.
- the control valves or devices 20 provided for each filling point are expediently arranged, with which the individual Trinox compounds can be controlled in the ring bowl according to the required process specifications.
- the actual Trinox process is as follows: following a possible evacuation and / or rinsing process, the liquid valve 8 opens, the filling material flows into the container to be filled. The thereby displaced from the container process gas flows depending on the control of the valves through the gas channel 14 in the vacuum channel 12, or through the Trinox gas pipe 16 in the above the filling gas space 4 ".
- the filling process is terminated by closing the liquid valve 8 at a time at which the level of contents reached in the container exceeds the lower edge of the second gas channel 15. Thereafter, by appropriate control of the valves from the Trinox channel 13 originating gas, which has a higher pressure than the gas located in the Medgutraum 4, passed through the gas passage 14 into the interior of the container.
- the gas originating from the Trinox channel 13 presses the quantity of liquid which exceeds the lower edge of the second gas channel 15 through this second gas channel 15 back into the filling material space 4, whereby the desired filling level is exactly reached.
- the above-described embodiment can be modified to the effect that the supply and removal of the process gas also takes place through the Trinox channel, with a corresponding design of the control device is provided, with which the process gases can be fed to the Trinox channel.
- a corresponding design of the control device is provided, with which the process gases can be fed to the Trinox channel.
- appropriate training may also be the biasing channel for feeding the Trinox gas to be introduced.
- the corresponding channels are adjustable in height formed within the filler neck.
- the gas present in the further gas channel 14 after completion of the filling increased, above the biasing pressure pressure for biasing the subsequent container can be introduced into this, resulting in considerable savings in terms of reduction the consumption of bias gas and / or increased concentrations of inert gas.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Füllmaschine zum Füllen von Behältern wie Flaschen oder dergleichen mit einem flüssigen Füllgut gemäß der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Gattung und wie in der
EP 0 337 913 A2 offenbart. - Bei der Abfüllung von Wein, Perlwein, Cidre, Sekt und dergleichen ist es erforderlich, eine besonders präzise Füllhöhengenauigkeit zu erreichen, zumal ein Teil dieser Getränke mit Naturkorken oder entsprechenden Imitaten verschlossen werden. Der Abstand zwischen dem eingeführten Korken bzw. dessen Stirnseite und dem eigentlichen Füllspiegel in der Flasche ist dabei in engen Grenzen zu halten. Insbesondere bei Überfüllungen spritzt das Getränk während des Verschließvorganges am Korkenaußenmantel vorbei ins Freie und führt zu einer aus mikrobiologischen Gründen unerwünschten Benetzung der Flasche und Teilbereichen der Verschließmaschine.
- Darüber hinaus bildet sich in der Flaschenmündung unter dem Korken ein bestimmter Überdruck, der zum Hinauspressen des eingebrachten Korkens führen kann. Gleichermaßen treten insbesondere bei teuren Getränken - ungeachtet der verwendeten Verschlussarten - zusätzliche Kosten infolge solcher unerwünschten Überfüllungen auf. Dagegen verbleibt bei ebenfalls nicht erwünschten Unterfüllungen überschüssige Luft in der Flaschenmündung, was zu einer produktschädigenden Sauerstoffaufnahme führt.
- Zur Lösung dieser Problemstellungen zeigt der Stand der Technik Verfahren auf, die unter der Bezeichnung Trinox- Verfahren bekannt sind. Grundlage eines derartigen Verfahrens ist, dass die Flasche zunächst einmal mit einem klassischen Kurzrohrfüllsystem überfüllt wird. Anschließend wird dann das überschüssige Füllgut präzise bis zum Ende eines in den Füllgutspiegel eingetauchten Röhrchens zurück in den Ringkessel gedrückt. Hierzu ist in einem separaten Kanal im Füllerkarussell ein Druck eingeregelt, der ca. 0,3 bis 1,0 bar über dem im Ringkessel eingestellten Fülldruck liegt.
- Unmittelbar nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils nach dem eigentlichen Füllvorgang öffnet ein pneumatisch gesteuertes Ventil eine Verbindung von diesem Kanal in den Flaschenhals. Gleichzeitig wird der im Inneren des in den Füllgutspiegels eintauchenden Trinox-Rohres ausgebildete Weg in den Ringkessel ebenfalls elektro-pneumatisch freigegeben. Der Überdruck im Flaschenhals drückt das oberhalb der Mündung des Trinox-Rohres anstehende Produkt in den Ringkessel zurück. Der Vorgang ist beendet, sobald das Gas aus dem Flaschenhals oberhalb des Füllgutspiegels über einem definierten Spalt direkt in das Trinox-Röhrchen einfließen kann. Die Füllhöhe ist damit durch die Spaltbreite zwischen Spiegel und Rohrende oder anderweitiger Rückführöffnungen eindeutig und präzise definiert.
- Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der
DE 19818761 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Ausgestaltung bildet das Spanngas- Ventil bzw. dessen Ventilkörper zugleich das Trinox-Ventil. In dieser Ausführungsform ist im ersten Gasweg, über den der Innenraum des Behälters nach dem Füllende und nach dem Schließen des Füll- oder Flüssigkeitsventil mit dem Trinox-Druck beaufschlagt wird, um die Füllhöhe einzustellen und das überschüssige Füllgut durch das Rückgasrohr in den Flüssigkeitsraum des Ringkessels zurückzudrücken, ein den Gasfluss reduzierendes Element, beispielsweise in Form einer Drossel oder Düse vorgesehen. Hierdurch wird in Verbindung mit einer entsprechenden Ausbildung des Spanngasventils erreicht, dass der Trinox-Druck in der gefüllten Flasche unabhängig von den Schwankungen des Gasdruckes innerhalb des Trinox-Kanals eingeregelt ist. - Da in der Praxis die Füllhöhen verschiedener Behältertypen oder Behälterchargen regelmäßig von einander abweichen, hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Trinox- oder Rückgasrohre höhenverstellbar auszubilden, wodurch die Füllhöhe in bestimmten Grenzen frei einstellbar ist.
- Eine derartige Vorrichtung wurde zum Beispiel in der
EP 0 337 913 A2 vorgestellt. Bei dieser Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Trinoxrohr je Füllvorgang je eine Aufwärts- und eine Abwärtsbewegung durchführt, und bei diesen Bewegungen das eigentliche Verschließelement des Füllventils mit bewegt. Zur Realisierung der Bewegungen des Trinoxrohres ist eine Kombination von Nocken und Betätigungsabtaster vorgesehen. Nachteilig an der vorgeschlagenen Ausbildung ist, dass das Trinoxrohr bei jedem Füllvorgang zwischen einer oberen und einer unteren, die Füllhöhe bestimmenden Position bewegt wird, wodurch sich zum einen ein erhöhter Verschleiß der Dichtungen, zum anderen aber auch eine größere Ungenauigkeit der erreichten Füllhöhen ergibt. - Beispielsweise ausgehend von einem solchen Verfahren und einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, hierzu eine verbesserte Weiterbildung aufzuzeigen, mit welcher unter Einsatz des Trinox-Verfahrens die Füllhöhe in den Flaschen automatisch und stufenlos je nach den gegebenen Bedingungen bei verbesserter Genauigkeit und vermindertem Verschleiß eingestellt werden kann.
- Zur Lösung dieser, der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist eine Füllmaschine entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Trinoxrohre alle Füllelemente an einem zentralen Lagerring als gemeinsamer Höhenverstelleinrichtung angeordnet sind.
- Ferner wird in selbständiger Ausgestaltung vorgeschlagen, dass in diesem Füllstutzen ein erster Gaskanal zum Zu- und Abführen von Prozessgasen und weiterer Medien vorgesehen und innerhalb dieses Gaskanals ein in seiner die Füllhöhe bestimmenden Höhe stufenlos höhenverstellbarer weiterer Gaskanal zum Zuführen eines Druckgases oberhalb des Vorspanndruckes vorgesehen ist.
- Mit dieser erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausbildung sind die eingangs genannten Anforderungen problemlos zu erfüllen und wesentlich verbesserte höhenmäßige Anpassungen des Füllstandes auch während der laufenden Abfüllung durchführbar. Manuelle Maßnahmen zur Füllhöhenanpassung und Korrektur sind nicht mehr erforderlich.
- Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- In der Zeichnung ist mit 1 ein Ringkessel, der an einem ansonsten nicht dargestellten, um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotor der Füllmaschine vorgesehen ist, welche zum Füllen der Flaschen 2 mit einem Getränk, beispielsweise Sekt, unter Gegendruck dient.
- Am Umfang des Rotors bzw. 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 aufweist. Die Füllelemente 3 sind am Umfang des Ringkessels 1 befestigt. Dieser bildet einen die vertikale Maschinenachse ringförmig umschließenden Innenraum 4, der bis zu einem vorgegebenen Niveau mit dem Getränk bzw. dem flüssigen Füllgut befüllt ist, so dass unterhalb des Niveaus ein von dem flüssigen Füllgut eingenommener Flüssigkeitsraum 4 und oberhalb des Niveaus ein Gasraum für ein unter Druck stehendes Gas, beispielsweise Inertgas (z.B. CO2 -Gas) gebildet ist.
- Jedes Füllelement besitzt ein Gehäuse 5, in dessen unterem Teil ein Flüssigkeitskanal 6 ausgebildet ist, der mit seinem einen Ende mit dem Füllgutraum 4 in Verbindung steht und an der Unterseite des Füllelementes 3 bzw. dem Gehäuse 5 eine die vertikale Füllelementachse FA konzentrisch umschließende ringförmige Abgabeöffnung 7 bildet. Im Flüssigkeitskanal 6 ist das Flüssigkeitsventil 8 vorgesehen, welches in der Zeichnung in seiner geschlossenen Stellung dargestellt ist. Dieses Flüssigkeitsventil besteht aus einem Ventilkörper 9, der durch nicht näher dargestellte Betätigungsmittel zum Öffnen und Schließen um einen vorgegebenen Bewegungshub in Richtung der Achse FA bewegbar ist und im geschlossenen Zustand des Flüssigkeitsventils 8 mit einer Ventilkörperfläche gegen einen im Flüssigkeitskanal 6 gebildeten Ventilansatz anliegt. Mit 10 sind eine Zentriertulpe und mit 11 ein die Abgabeöffnung 7 umschließende ringförmige Dichtung bezeichnet, gegen die die in Dichtlage mit dem Füllelement 3 befindliche Flasche 2 mit ihrer Mündung angepresst anliegt.
- Unterhalb des Innenraumes 4 ist im Ringkessel 1 ein ringförmiger, für sämtliche Füllelemente 3 gemeinsamer Vakuumkanal 12 vorgesehen. Weiterhin ist am Ringkessel 1 oder an dem diesen Ringkessel aufweisenden Rotor ein für alle Füllelemente 3 gemeinsamer Trinox-Kanal 13 mit dem beschriebenen Überdruckgas vorgesehen.
- Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Füllventilausbildung mit einem im Inneren des Ventilkörpers sich nach oben und unten erstreckenden ersten Gaskanal 14, vorgesehen zum Zu- und Abführen des Prozessgases.
- Mittels der in der Figur 3 dargestellten, innerhalb des Füllventils angeordneten Ventile ist es möglich, den ersten Gaskanal 14 abwechselnd oder aber auch gleichzeitig mit dem Trinox-Kanal 13 und dem Vakuumkanal 12 zu verbinden. Durch diese Möglichkeiten kann es sich bei den, durch den ersten Gaskanal Zu- oder Abzuführenden Prozessgasen beispielsweise um im Behälter befindliches, aus dem Trinox-Kanal 13 stammendes Vorspanngas oder aber auch um aus dem Behälter abzuführende Spülluft handeln.
- Innerhalb dieses ersten Gaskanals 14 erstreckt sich ein weiterer zweiter Gaskanal 15. Dieser ist in dem Ausführungsbeispiel als des eigentliche Trinox-Rohr vorgesehen und in Form eines Gasrohres 16 aus dem Füllventilgehäuse 5 nach oben zu einer zentralen Füllhöhen- Verstelleinrichtung 17 hinausgeführt, die ihrerseits an einem zentralen Lagerring 18 gehalten ist.
- Der Lagerring 18 ist mittels mindestens einer Antriebsvorrichtung 19 relativ zur stirnseitigen unteren Ebene der Füllelemente 3 mit den Trinox- Gasrohren 16 zur Bestimmung der jeweiligen Füllhöhe durch das eingangs beschriebene Trinox-Verfahren höhenmäßig beliebig verfahr- und einstellbar. Auf dem und/oder am Lagerring 18 sind zweckmäßig auch die für jede Füllstelle vorgesehenen Steuerventile oder - Vorrichtungen 20 angeordnet, mit denen die einzelnen Trinox-Verbindungen in den Ringkessel entsprechend den erforderlichen Prozessvorgaben gesteuert werden können.
- Der eigentliche Trinox-Prozess stellt sich wie folgt dar: im Anschluss an einen eventuellen Evakuierungs- und/oder Spülvorgang öffnet das Flüssigkeitsventil 8, das Füllgut strömt in den zu füllenden Behälter. Das dabei aus dem Behälter verdrängte Prozessgas strömt je nach Ansteuerung der Ventile durch den Gaskanal 14 in den Vakuumkanal 12, oder aber durch das Trinox-Gasrohr 16 in den oberhalb des Füllgutes befindlichen Gasraum 4".
- Der Füllprozess wird durch Schließen des Flüssigkeitsventils 8 zu einem Zeitpunkt beendet, an dem der im Behälter erreichte Füllgutspiegel die Unterkante des zweiten Gaskanals 15 übersteigt. Im Anschluss daran wird durch geeignete Steuerung der Ventile aus dem Trinox-Kanal 13 stammendes Gas, welches einen höheren Druck aufweist, als das im Füllgutraum 4 befindliche Gas, durch den Gaskanal 14 in das Innere des Behälters geleitet.
- Innerhalb des Behälters drückt das aus dem Trinox-Kanal 13 stammende Gas die Flüssigkeitsmenge, welche die Unterkante des zweiten Gaskanals 15 übersteigt durch diesen zweiten Gaskanal 15 zurück in den Füllgutraum 4, wodurch die gewünschte Füllhöhe exakt erreicht wird.
- Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel kann dahingehend abgewandelt werden, dass die Zu- und Abführung des Prozessgases auch durch den Trinox-Kanal erfolgt, wobei eine entsprechende Ausbildung der Steuereinrichtung vorzusehen ist, mit welcher die Prozessgase dem Trinox-Kanal zugeleitet werden können. In entsprechender Ausbildung kann auch der Vorspannkanal zur Zuführung des einzuleitenden Trinox-Gases ausgebildet sein. In beiden Varianten sind die entsprechenden Kanäle höhenverstellbar innerhalb des Füllstutzens ausgebildet.
- In einer weiteren, überaus vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das nach Beendigung der Füllung im weiteren Gaskanal 14 befindliche Gas erhöhten, oberhalb des Vorspanndruckes liegenden Druckes, zum Vorspannen der nachfolgenden Behälter in diese einleitbar ist, wodurch sich beträchtliche Einsparungsmöglichkeiten hinsichtlich der Reduzierung des Verbrauches an Vorspanngas und/oder erhöhte Konzentrationen von Inertgas ergeben.
Claims (6)
- Füllmaschine zum Füllen von Behältern wie Flaschen oder dergleichen mit einem flüssigen Füllgut, mit mehreren, jeweils ein Füllventil aufweisenden Füllelementen mit zumindest teilweise in jedem Füllelement (3) ausgebildeten Gaswegen, die während des Füllens jeweils über eine Verbindungsleitung (14) mit dem Innenraum des Behälters in Verbindung stehen und von denen ein erster Gasweg (16) an einen ein Vorspanngas mit einem ersten Druck aufweisenden Raum (4) für das Füllgut angeschlossen ist und dieser oder ein zweiter Gasweg (12,21,121) zum Abführen des Spanngases dient sowie mit einem weiteren Gasweg (13,21,131) zum Zuführen eines Gases mit einem Druck oberhalb des Spanngasdruckes, wobei die in und aus den Behältern führenden Gaswege innerhalb des mit dem Behälterhals verbindbaren Füllventilgehäuses (5) angeordnet sind, wobei in diesem Füllventilgehäuse (5) ein erster Gaskanal (14) zum Zu- und Abführen von Prozessgasen wie Vorspann- und Rückgas sowie weitere Medien vorgesehen und ein weiterer Gas- und Flüssigkeitskanal (15,16) in seiner den Füllspiegel bestimmenden Höhe stufenlos höhenverstellbar und zum Ab- und/oder Zuführen eines Druckgases oberhalb des Vorspanndruckes sowie zum Abführen von Flüssigkeit eingerichtet ist, wobei die Höhenverstellung der weiteren Gas- und Flüssigkeitskanäle (15,16) aller Füllelemente (3) durch eine gemeinsame Verstellvorrichtung (17) erfolgt, wobei die gemeinsame Verstellvorrichtung (17) der weiteren Gas- und Flüssigkeitskanäle (15) aller Füllelemente (3) als zentraler Lagerring (18) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Gas- und Flüssigkeitskanäle (15) aller Füllelemente (3) ortsfest am Lagerring (18) gehalten sind.
- Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Gas- und Flüssigkeitskanal (15,16) innerhalb des ersten Gaskanals (14) vorgesehen ist.
- Füllmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Lagerring (18) mittels mindestens einer Antriebsvorrichtung (19) relativ zur Unterseite der Füllelemente höhenmäßig verstellbar ist.
- Füllmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaskanal (14) zum Zu- und Abführen des Prozessgases wie Vorspann- und Rückgas auch zum Zuführen des zur Bestimmung der Füllhöhe erforderlichen Gases höheren Druckes vorgesehen ist.
- Füllmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser weitere Gaskanal (15) ebenfalls zum Zu- oder Abführen des Prozessgases zuschaltbar ist.
- Füllmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das nach Beendigung der Füllung im weiteren Gaskanal (15) befindliche Gas erhöhten, oberhalb des Vorspanndruckes liegenden Druckes, zum Vorspannen der nachfolgenden Behälter in diese einleitbar ist.
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