EP2141115B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Abfüllen von zähfließenden Medien - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Abfüllen von zähfließenden Medien Download PDF

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EP2141115B1
EP2141115B1 EP09164166A EP09164166A EP2141115B1 EP 2141115 B1 EP2141115 B1 EP 2141115B1 EP 09164166 A EP09164166 A EP 09164166A EP 09164166 A EP09164166 A EP 09164166A EP 2141115 B1 EP2141115 B1 EP 2141115B1
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EP
European Patent Office
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container
filling
medium
longitudinal direction
filling element
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Walter Neumayer
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Krones AG
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    • 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
    • B67C3/20—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
    • B67C3/202—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 by weighing
    • 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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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2671—Means for preventing foaming of the liquid

Definitions

  • the present invention relates to a device for filling containers with liquid and in particular with viscous media.
  • Different devices for filling containers are known from the prior art.
  • devices are known with which viscous media such as mustard, tomato ketchup and the like are filled.
  • a load cell or a weighing device is often provided, which measures the weight of the filled container.
  • the bottles are raised relative to the height-fixed filling valve to effect the immersion.
  • load cells are provided, this is disadvantageous, since during the lifting movement of the load cell, including the bottle thereon, strong vibrations occur which interfere with the measurement or the taring. In such cases, the filling process can only begin when the vibrations are over and the weighing device is balanced.
  • the medium to be filled is in particular a foodstuff.
  • the DE 3727866 A1 discloses a weight-actuated filling system of the rotation type.
  • a filling tube is changed in its height adjustment, but this device is not suitable in particular for viscous media, since in this device a free-jet filler tube is provided, which thus generates a turbulent filling with a high oxygen absorption.
  • the describes DE 3727866 a very complicated lifting mechanism for the filling tube, in which the filling tube and a support, a filling valve and a longer pipe is moved. In this way, a precise insertion of the filling tube into the container is hardly possible, in particular, since due to the nowadays usual high machine performance and the strokes must go very quickly from equip.
  • US 3,814,147 A and GB 2 113 661 A disclose a filling element with a plurality of openings.
  • US 3005 473A discloses a device according to the preamble of claim 1.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a device for filling containers with in particular viscous media available, which allows a precise filling process.
  • a mechanically simple and therefore cost-effective embodiment is to be made available. This object is achieved by the subject matter of claim 1 and a method according to claim 12.
  • Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.
  • a device for filling containers with liquid and in particular viscous Media has a filling element which is at least partially insertable into an orifice of the container to be filled.
  • a filler of this filling element is designed such that the medium is at least directed to a wall of the container.
  • a connecting line is provided to direct the liquid medium from a reservoir for the liquid medium to the container, wherein the filling element in a longitudinal direction of the container relative to the container is movable.
  • the filling element is movable in the longitudinal direction of the container.
  • the container itself is preferably not moved during the filling process in its longitudinal direction.
  • a device which allows a precise filling in particular viscous media, at the same time the insertion of the filling element into the container is very precisely controlled. Furthermore, the weighing process can be carried out precisely.
  • the device has a valve device, which is arranged in the partially flexible connecting line between the reservoir and the container.
  • This valve device is preferably a filling valve.
  • the device has a weight measuring device which determines the weight of the container to be filled.
  • the weight during the actual filling process is determined.
  • the device according to the invention can thus the advantages of a load cell filler with the simultaneous use of a plunging into the container filling tube be exploited.
  • the device according to the invention is particularly suitable for filling viscous media. Due to the mobility of the filling element, vibrations do not influence the weight measurement. Furthermore, it is also not necessary to provide lifting elements under the receptacle for the containers, resulting in a simplified structure.
  • a movement amplitude of the valve device during the movement of the filling element in the longitudinal direction of the container is less than a movement amplitude of the filling element itself. In this way it is achieved that as few elements of the device are moved too much.
  • the maximum necessary amplitude is defined in particular by the movement of the filling element itself.
  • the upstream with respect to the liquid medium arranged devices, in particular the filling valve and the connecting line must be moved to the opposite only less.
  • the filling element it would also be possible for the filling element to be moved in the same way or with the same amplitude as the valve device. In this case, preferably both elements perform a purely translational movement in the longitudinal direction of the container.
  • the device has a guide device for guiding the movement of the filling element and this guide device is arranged between the valve device and the container or closer to the container than to the valve device.
  • the guide means comprises a guide rod which extends parallel to the longitudinal direction of the container. It could also be provided a plurality of guide rods, which extend parallel to the longitudinal direction of the container. Also, these guide rods are preferably arranged close to the container or close to the longitudinal direction of the container, so that a particularly precise guidance is possible.
  • the guide rod is arranged above or below the container and extends in the longitudinal direction of the containers.
  • the guide device or a part thereof is movable by means of a guide curve in the longitudinal direction of the container.
  • a guide curve in the longitudinal direction of the container.
  • the filling body is designed such that a portion of the medium passes directly from the filling body to a bottom region of the container.
  • a particularly oxygen-poor filling by filling both on the bottle wall along in combination with a central product jet is possible.
  • This central product jet prevents the formation of hollow or air chambers within the viscous product to be filled. In this way, in turn, the oxygen uptake within the product can be reduced.
  • the filling body has a plurality of openings which direct the medium both to a wall and to a bottom area of the container. In this way, as described above, a particularly oxygen-poor filling without the formation of voids in the filling product is possible.
  • a portion of the connecting line is designed to be flexible.
  • this is a section which is arranged upstream or upstream with respect to the above-mentioned valve.
  • This flexible portion allows movement of the filling element, while also the filling valve is moved with a smaller amplitude than the filling element.
  • the filler body is movable only in a region which is small compared to the longitudinal orientation of the container.
  • the area is sufficient so that the end of the filling body is introduced through the mouth in a region of the container which lies directly below the mouth, for example in the region of a bottle shoulder. For a minimum lifting movement is provided, which in turn results in a low design effort for the entire system.
  • the device particularly preferably allows different filling speeds in order to achieve an exact filling quantity.
  • the valve device may, however, in particular, not exclusively be a diaphragm valve.
  • Another diaphragm valve can be used for another filling speed may be provided. This also makes it possible to control the flow rate of the product.
  • a combination of a weighing filler allows with a submerged filling tube, wherein the container to be filled under the filling valve is preferably centered by molded parts or a neck handling clamp is held.
  • the above-mentioned filling valve and thus the filling element is lowered until the filling tube or the filling body just so far immersed in the container that can be filled bubble-free over the container wall with the lateral outlets of the filling body.
  • the container stands, without being lifted, on the weight measuring device with which the filling weight is determined.
  • the above-mentioned valve devices such as double diaphragm valves allow up to 3 different filling speeds, whereby in particular the filling speed in the critical bottleneck region can be optimally selected.
  • a very simple Greetilup is possible because in the product path no valve rod with valve cone with a corresponding seal the axial movement, such as by a bellows, must be used.
  • the weight measuring device is arranged directly below the container. Also in this way a very precise weight measurement is possible.
  • the present invention is further directed to an arrangement for filling containers with a particular directed to viscous medium, said arrangement having a reservoir for the liquid medium and a plurality of devices of the type described above.
  • the present invention is further directed to a method for filling containers with liquid and in particular viscous media, wherein a filling element is introduced through an opening of the container into the container and the medium is directed starting from a filler of the filling element on a wall of the container and the medium is passed via a connecting line from a reservoir to a filling body and wherein before and after the filling operation, the filling element is moved relative to the container in a longitudinal direction of the container. According to the filling element is moved in the longitudinal direction of the container before and after the filling process and the container itself is not moved in this longitudinal direction. It would also be possible to move the filler element during the filling process.
  • the medium is directed through a plurality of openings of the filling body both on a wall and on a bottom portion of the container.
  • the filling element is moved by means of a guide device, on which preferably the filling element is arranged.
  • a guide device on which preferably the filling element is arranged.
  • Fig. 1 shows an assembly 50 for filling containers 10. These are containers 10, in which a viscous medium to be filled.
  • the arrangement has a reservoir 52 in which the medium to be filled is arranged.
  • the medium passes to a plurality of filling elements 2, which respectively protrude into an opening of the containers 10 during the filling process.
  • the reference numeral 20 refers in its entirety to guide means which move the individual filling elements 2 in the longitudinal direction L in order to initiate the filling process.
  • the guide device 20 has guide rods 26 along which a guide body 28 in the longitudinal direction L is displaceable.
  • the reference numeral 27 refers to a roller which is rotatably mounted about a bolt, said roller 27 with a (not shown) guide cam 16 cooperates to effect the longitudinal movement of the filling elements 2.
  • the reference numeral 12 refers to a valve device within the connecting line.
  • the reference numeral 54 refers to a carrier on which the devices 1 are arranged to be conveyed along a circular path. This carrier thus forms part of a transport device, not shown in its entirety, for transporting the devices 1 and thus also the containers 10.
  • FIG. 2 shows a device according to the invention in a first embodiment.
  • the connecting line has two sections 8 and 18, wherein the upper section 8 is designed to be flexible and is connected to the section 18 via a flange 9.
  • this flexible section 8 By means of this flexible section 8, a longitudinal movement of the filling element 2 in the longitudinal direction L is made possible.
  • the guide body 28 is moved in the longitudinal direction L, and thus the elastic portion 8 of the connection line bends.
  • the valve element 12 moves with a lower amplitude than the guide body 28.
  • the reference numeral 25 denotes a roller bolt about which the roller 27 is rotatably arranged.
  • the connector 18 is fixed to the guide body 28.
  • the guide body 28 Opposite the rod 26, the guide body 28 and thus also the filling element to be moved.
  • the valve body 12 is connected to the product container 52 by means of a movable element (cf. FIG. 1 ), as here an elastic hose.
  • valve body is moved by means of a lifting cam or guide cam 16, but it would also be possible to use a pneumatic cylinder for the lifting movement.
  • the movable valve may be attached to an automatic CIP cap 35. However, it would also be possible to make this CIP cap manually usable.
  • Reference numeral 40 refers to an actuator which is connected to the CIP cap 35 via a rod 42 to pivot it. More specifically, the CIP cap 35 can be slid below the end of the filling member 2 to cover it. Lifting elements may be provided on a CIP automatic 15 in order to press the CIP cap 35 from below onto the filling element.
  • a further guide curve can be provided, which actuates the actuating elements 40, for example in FIG Fig. 1 pushes outward to pivot the CIP caps 35.
  • the CIP cap 35 is closed, internal cleaning of the filling element and of the connecting lines 8, 18 is possible.
  • the reference numeral 30 refers to a load cell, which is arranged below the container and also determines its weight during the filling process.
  • the reference numeral 15 refers, as mentioned above, to the CIP automatic, which is arranged on a receiving plate 19.
  • a suspension device biases the filling element 2 in a specific direction, for example downwards or into its lower operating position.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a device according to the invention for filling containers.
  • 2 valves 12, 17 are provided, which allow additional filling speeds.
  • the container 10 to be filled is kept centered below the filling element, with format parts or neck handling clips being used for this purpose.
  • the two valves may be diaphragm valves and preferably provided side by side in the conduit 18 so that the flow area is in three stages (both valves open, the first valve open, the second valve closed, the first valve closed, the second valve open) is controllable.
  • the lines 8 and 18 have here corresponding to a slightly larger cross section than the sum of the cross sections of the two line sections within the diaphragm valves in the in Fig. 2 shown embodiment.
  • FIG. 4 shows two views of a filling element according to the invention 2.
  • This filling element 2 has at its lower end to a packing 4, which here has a central opening 22 and four lateral or oblique openings 24. Via the central opening 22, the product is led directly to the bottom of the container whereas the oblique openings 24 cause wetting of the container inner wall.
  • the entire filling valve is lowered until the filling body 4 just as far dips into the bottle that can be filled with the side openings or outlets 24 of the filling body bubble-free over the container inner wall.
  • the additional axial opening 22 shown in the filling body allows an additional product jet directly onto the container bottom 10c (cf. Fig. 2 . 3 ) too.
  • the container stands without being lifted on the weight measuring device 30, with which the filling weight is determined.
  • the filling speed can be optimally selected in the critical bottleneck area.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen mit flüssigen und insbesondere mit zähflüssigen Medien. Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Vorrichtungen zum Befüllen von Behältnissen bekannt. Dabei sind insbesondere auch Vorrichtungen bekannt, mit denen zähflüssige Medien wie beispielsweise Senf, Tomatenketchup und dergleichen abgefüllt werden. Bei derartigen Vorrichtungen ist oftmals eine Wägezelle oder eine Wägeeinrichtung vorgesehen, welche das Gewicht des befüllten Behältnisses misst. Dabei ist es auch bekannt, dass bei Füllsystemen mit einem Füllrohr, bei denen dieses Füllrohr in das zu füllende Behältnis eintaucht, üblicherweise die Flaschen gegenüber dem höhenfixierten Füllventil angehoben werden um das Eintauchen zu bewirken. Falls jedoch Wägezellen vorgesehen sind, ist dies nachteilig, da bei der Hubbewegung der Wägezelle einschließlich der darauf befindlichen Flasche starke Vibrationen entstehen, welche die Messung bzw. auch das Tarieren stören. In solchen Fällen kann der Füllvorgang erst beginnen, wenn die Vibrationen vorüber sind und die Wägeeinrichtung austariert ist. Bei dem abzufüllenden Medium handelt es sich insbesondere um ein Nahrungsmittel.
  • Aus der WO 02/098785 ist ein derartiges Füllsystem bekannt. Dabei wird das Behältnis während des Füllvorgangs einschließlich der Wägezelle wieder von einem langen Füllrohr abgezogen um einen konstanten Abstand zwischen der Füllrohrspitze und einem Flüssigkeitsspiegel einzuhalten.
  • Aus der EP 1 623 952 ist eine Relativbewegung zwischen der Flasche und dem Füllrohr bekannt, wobei auch hier die zu befüllende Flasche bewegt wird und wobei ein unterschichtiges Füllen des Produktes ohne zu große Benetzung der Füllrohraußenseite mit dem Produkt erreicht werden soll.
  • Die DE 3727866 A1 offenbart ein gewichtsbetätigtes Füllsystem vom Rotationstyp. Bei dieser Gestaltung wird ein Füllrohr in seiner Höheneinstellung verändert, wobei diese Vorrichtung jedoch insbesondere für zähflüssige Medien nicht geeignet ist, da bei dieser Vorrichtung ein Freistrahlfüllrohr vorgesehen ist , welches damit eine turbulente Füllung mit einer auch hohen Sauerstoffaufnahme erzeugt. Weiterhin beschreibt die DE 3727866 einen sehr aufwendigen Hebemechanismus für das Füllrohr, bei dem mit dem Füllrohr auch ein Träger, ein Füllventil und eine längere Rohrleitung bewegt wird. Auf diese Weise ist ein präzises Einführen des Füllrohrs in das Behältnis kaum möglich, insbesondere, da aufgrund der heutzutage üblichen hohen Maschinenleistungen auch die Hubbewegungen sehr schnell von statten gehen müssen.
  • US 3 814 147 A und GB 2 113 661 A offenbaren ein Füllelement mit mehreren Öffnungen. US 3005 473A offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Der vorliegen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen mit insbesondere zähflüssigen Medien zur Verfügung zu stellen, welche einen präzisen Abfüllvorgang erlaubt. Daneben soll eine mechanisch einfache und damit kostengünstige Ausführungsform zur Verfügung gestellt werden. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 12 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen mit flüssigen und insbesondere zähflüssigen Medien weist ein Füllelement auf, welches wenigstens teilweise in eine Mündung des zu befüllenden Behältnisses einführbar ist. Dabei ist ein Füllkörper dieses Füllelements derart ausgestaltet, dass das Medium zumindest auch an eine Wandung des Behältnisses gelenkt wird. Weiterhin ist eine Verbindungsleitung vorgesehen, um das flüssige Medium von einem Reservoir für das flüssige Medium zu dem Behältnis zu leiten, wobei das Füllelement in einer Längsrichtung des Behältnisses gegenüber dem Behältnis bewegbar ist. Das Füllelement ist in der Längsrichtung des Behältnisses bewegbar. Das Behältnis selbst wird während des Füllvorgangs in seiner Längsrichtung bevorzugt nicht bewegt.
  • Damit wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, welche ein präzises Abfüllen insbesondere auch zähflüssiger Medien erlaubt, wobei gleichzeitig auch der Einführvorgang des Füllelements in das Behältnis sehr präzise steuerbar ist. Weiterhin kann auch der Wägevorgang präzise durchgeführt werden.
  • Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Ventileinrichtung auf, die in der teilweise flexibel gestalteten Verbindungsleitung zwischen dem Reservoir und dem Behältnis angeordnet ist. Bei dieser Ventileinrichtung handelt es sich vorzugsweise um ein Füllventil.
  • Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Gewichtsmesseinrichtung auf, welche das Gewicht des zu befüllenden Behältnisses bestimmt. Dabei wird insbesondere auch das Gewicht während des eigentlichen Füllvorgangs bestimmt. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können damit die Vorteile eines Wägezellenfüllers mit dem gleichzeitigen Einsatz eines in das Behältnis eintauchenden Füllrohres ausgenutzt werden. Damit eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere zum Abfüllen von zähflüssigen Medien. Durch die Beweglichkeit des Füllelements nehmen Vibrationen keinen Einfluss auf die Gewichtsmessung. Weiterhin ist es auch nicht notwendig, Hubelemente unter der Aufnahme für die Behältnisse vorzusehen, wodurch sich ein vereinfachter Aufbau ergibt.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Bewegungsamplitude der Ventileinrichtung bei der Bewegung des Füllelements in der Längsrichtung des Behältnisses geringer als eine Bewegungsamplitude des Füllelements selbst. Auf diese Weise wird erreicht, dass möglichst wenig Elemente der Vorrichtung allzu stark bewegt werden. Die maximal nötige Amplitude wird dabei insbesondere durch die Bewegung des Füllelements selbst definiert. Die bezüglich des flüssigen Mediums stromaufwärts angeordneten Einrichtungen, insbesondere das Füllventil und die Verbindungsleitung müssen dem gegenüber nur weniger bewegt werden.
  • Es wäre jedoch auch möglich, dass das Füllelement in der gleichen Weise bzw. mit der gleichen Amplitude bewegt wird, wie die Ventileinrichtung. In diesem Fall führen bevorzugt beide Elemente eine rein translatorische Bewegung in der Längsrichtung des Behältnisses aus.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Führungseinrichtung zum Führen der Bewegung des Füllelements auf und diese Führungseinrichtung ist zwischen der Ventileinrichtung und dem Behältnis bzw. näher an dem Behältnis als an der Ventileinrichtung angeordnet. Damit ist es insbesondere möglich, das Füllelement besonders präzise zu führen, insbesondere entlang einer im wesentlichen exakten geraden Linie. Auf diese Weise wird ein sehr schnelles und präzises Einführen des Füllelements auch in Behältnisse mit geringem Mündungsquerschnitt ermöglicht.
  • Vorzugsweise weist die Führungseinrichtung eine Führungsstange auf, die sich parallel zu der Längsrichtung des Behältnisses erstreckt. Es könnten auch mehrere Führungsstangen vorgesehen sein, welche sich parallel zu der Längsrichtung des Behältnisses erstrecken. Auch sind diese Führungsstangen vorzugsweise nahe an dem Behältnis bzw. nahe an der Längsrichtung des Behältnisses angeordnet, so dass eine besonders präzise Führung möglich ist. Vorteilhaft ist die Führungsstange oberhalb oder unterhalb des Behältnisses angeordnet und erstreckt sich in der Längsrichtung der Behältnisse.
  • Vorzugsweise ist die Führungseinrichtung bzw. ein Teil derselben mittels einer Führungskurve in der Längsrichtung des Behältnisses bewegbar. Mit einer derartigen Führungskurve können sehr präzise Höhenunterschiede und damit Höhenverstellungen erreicht werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Füllkörper derart gestaltet, dass ein Anteil des Mediums direkt aus dem Füllkörper auf einen Bodenbereich des Behältnisses gelangt. Auf diese Weise ist ein besonders sauerstoffarmes Füllen durch Füllen sowohl an der Flaschenwand entlang in Kombination mit einem zentralen Produktstrahl möglich. Durch diesen zentralen Produktstrahl wird das Bilden von Hohl- bzw. Luftkammern innerhalb des zu befüllenden zähfließenden Produkts verhindert. Auf diese Weise kann wiederum die Sauerstoffaufnahme innerhalb des Produkts reduziert werden.
  • Erfindungsgemäß weist der Füllkörper mehrere Öffnungen auf, welche das Medium sowohl auf eine Wandung als auch auf einen Bodenbereich des Behältnisses richten. Auf diese Weise ist, wie oben beschrieben, ein besonders sauerstoffarmes Befüllen ohne die Bildung von Hohlräumen im Abfüllprodukt möglich.
  • Vorzugsweise ist ein Abschnitt der Verbindungsleitung flexibel ausgestaltet. Insbesondere handelt es sich dabei um einen Abschnitt, der vor bzw. stromaufwärts bezüglich des oben erwähnten Ventils angeordnet ist. Dieser flexible Abschnitt erlaubt eine Bewegung des Füllelements, wobei dabei auch das Füllventil mit einer geringeren Amplitude als das Füllelement bewegt wird.
  • Vorzugsweise ist der Füllkörper nur in einem Bereich bewegbar, der klein gegenüber der Längsausrichtung des Behältnisses ist. Besonders bevorzugt ist der Bereich ausreichend, damit das Ende des Füllkörpers durch die Mündung hindurch in einem Bereich des Behältnisses eingeführt wird, welche direkt unterhalb der Mündung beispielsweise im Bereich einer Flaschenschulter liegt. Damit wird eine minimale Hubbewegung vorgesehen, wodurch sich wiederum ein geringer konstruktiver Aufwand für die gesamte Anlage ergibt.
  • Weiterhin erlaubt besonders bevorzugt die Vorrichtung verschiedene Füllgeschwindigkeiten um eine exakte Füllmenge zu erreichen. So ist es beispielsweise möglich, mehrere Ventileinheiten vorzusehen, welche diese unterschiedlichen Füllgeschwindigkeiten erlauben. Bei der Ventileinrichtung kann es sich insbesondere aber nicht ausschließlich um ein Membranventil handeln. Ein weiteres Membranventil kann für eine andere Füllgeschwindigkeit vorgesehen sein. Damit ist es auch möglich, die Fliessgeschwindigkeit des Produkts zu steuern.
  • Es ist damit eine Kombination eines Wägefüllers mit einem eintauchenden Füllrohr ermöglicht, wobei der zu befüllende Behälter unter dem Füllventil bevorzugt zentriert durch Formteile oder eine Neckhandlingklammer gehalten wird. Das oben erwähnte Füllventil und damit das Füllelement wird abgesenkt, bis das Füllrohr bzw. der Füllkörper gerade soweit ins Behältnis eintaucht, dass mit den seitlichen Ausläufen des Füllkörpers blasenfrei über die Behälterwand gefüllt werden kann.
  • Das Behältnis steht dabei, ohne angehoben zu werden, auf der Gewichtsmesseinrichtung mit welcher das Füllgewicht bestimmt wird. Die oben erwähnten Ventileinrichtungen wie Doppelmembranventilen erlauben bis zu 3 verschiedene Füllgeschwindigkeiten, wodurch insbesondere die Füllgeschwindigkeit im kritischen Flaschenhalsbereich optimal gewählt werden kann. Durch das Membranventil ist ein sehr einfacher Füllventilaufbau möglich, da in dem Produktweg keine Ventilstange mit Ventilkegel mit entsprechender Abdichtung der axialen Bewegung, etwa durch einen Faltenbalg, eingesetzt werden muss.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Gewichtsmesseinrichtung direkt unterhalb des Behältnisses angeordnet. Auch auf diese Weise wird eine sehr präzise Gewichtsmessung ermöglicht.
  • Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Anordnung zum Befüllen von Behältnissen mit einem insbesondere zähflüssigen Medium gerichtet, wobei diese Anordnung ein Reservoir für das flüssige Medium und eine Vielzahl von Vorrichtungen der oben beschriebenen Art aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Füllen von Behältnissen mit flüssigen und insbesondere zähflüssigen Medien gerichtet, wobei ein Füllelement durch eine Mündung des Behältnisses in das Behältnis eingeführt wird und das Medium ausgehend von einem Füllkörper des Füllelements auf eine Wandung des Behältnisses gelenkt wird und das Medium über eine Verbindungsleitung von einem Reservoir zu einem Füllkörper geleitet wird und wobei vor und nach dem Füllvorgang das Füllelement gegenüber dem Behältnis in einer Längsrichtung des Behältnisses bewegt wird. Erfindungsgemäß wird vor und nach dem Füllvorgang das Füllelement in der Längsrichtung des Behältnisses bewegt und das Behältnis selbst wird in dieser Längsrichtung nicht bewegt. Es wäre auch möglich, dass Füllelement während des Füllvorgangs zu bewegen. Das Medium wird durch mehrere Öffnungen des Füllkörpers sowohl auf eine Wandung als auch auf einen Bodenbereich des Behältnisses gerichtet.
  • Auch durch das erfindungsgemäße Verfahren ist ein besonders präzises Füllen von Behältnissen mit zähflüssigen Medien möglich.
  • Bei einem bevorzugten Verfahren wird das Füllelement mittels einer Führungseinrichtung bewegt, an welcher bevorzugt das Füllelement angeordnet ist. Damit wird genau das zu bewegende Bestandteil, nämlich das Füllelement bewegt und auf diese Weise ist es insbesondere möglich, diese Bewegung sehr präzise auszuführen.
  • Weitere Vorteile der Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
  • Darin zeigen:
    • Fig. 1
    eine teilweise Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Befüllen
    von Behältnissen mit zähflüssigen Medien;
    Fig. 2
    eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen mit dem
    zähflüssigen Medium einer ersten Ausführungsform;
    Fig. 3
    eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen mit einem zähflüssigen Medi
    um in einer weiteren Ausführungsform; und
    Fig. 4
    zwei Darstellungen eines erfindungsgemäßen Füllelements.
  • Fig. 1 zeigt eine Anordnung 50 zum Befüllen von Behältnissen 10. Dabei handelt es sich hier um Behältnisse 10, in welche ein zähflüssiges Medium eingefüllt werden soll. Die Anordnung weist ein Reservoir 52 auf, in dem das abzufüllende Medium angeordnet ist. Über eine Verbindungsleitung, von denen hier jeweils nur ein oberer Teil 8 erkennbar ist, gelangt das Medium zu einer Vielzahl von Füllelementen 2, welche jeweils während des Einfüllvorgangs in eine Mündung der Behältnisse 10 hineinragen. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 20 in seiner Gesamtheit auf Führungseinrichtungen, welche die einzelnen Füllelemente 2 in der Längsrichtung L verschieben um den Füllvorgang einzuleiten.
  • Die Führungseinrichtung 20 weist dabei Führungsstangen 26 auf, entlang derer ein Führungskörper 28 in der Längsrichtung L verschiebbar ist. Das Bezugszeichen 27 bezieht sich auf eine Rolle, die um einen Bolzen drehbar gelagert ist, wobei diese Rolle 27 mit einer (nicht gezeigten) Führungskurve 16 zusammenwirkt um die Längsbewegung der Füllelemente 2 zu bewirken. Das Bezugszeichen 12 bezieht sich auf eine Ventileinrichtung innerhalb der Verbindungsleitung. Das Bezugszeichen 54 bezieht sich auf einen Träger, an dem die Vorrichtungen 1 angeordnet sind, um hier entlang einer kreisförmigen Bahn befördert zu werden. Dieser Träger bildet damit einen Bestandteil einer in ihrer Gesamtheit nicht gezeigten Transporteinrichtung zum Transportieren der Vorrichtungen 1 und damit auch der Behältnisse 10.
  • Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform. Man erkennt hier, dass die Verbindungsleitung zwei Abschnitte 8 und 18 aufweist, wobei der obere Abschnitt 8 flexibel ausgeführt ist und über einen Flansch 9 mit dem Abschnitt 18 verbunden ist. Durch diesen flexiblen Abschnitt 8 wird eine Längsbewegung des Füllelements 2 in der Längsrichtung L ermöglicht.
  • Genauer gesagt wird der Führungskörper 28 in der Längsrichtung L bewegt und damit biegt sich der elastische Abschnitt 8 der Verbindungsleitung. Damit bewegt sich das Ventilelement 12 mit einer geringeren Amplitude als der Führungskörper 28. Mit Hilfe der Kurvenbahn bzw. Fühhrungskurve 16 ist auch eine sehr präzise Längsbewegung möglich.
  • Das Bezugszeichen 25 kennzeichnet einen Rollenbolzen, um den die Rolle 27 drehbar angeordnet ist. Mit einem Flansch 32 ist das Verbindungsstück 18 an dem Führungskörper 28 befestigt. Gegenüber der Stange 26 kann der Führungskörper 28 und damit auch das Füllelement bewegt werden. Allgemein ist der Ventilkörper 12 mit Hilfe eines beweglichen Elements mit dem Produktbehälter 52 (vergleiche Figur 1) verbunden, wie hier einem elastischen Schlauch.
  • Bei der hier gezeigten Ausführungsform wird der Ventilkörper mittels einer Hubkurve bzw. Führungskurve 16 bewegt, es wäre jedoch auch möglich, für die Hubbewegung einen Pneumatikzylinder einzusetzen. An dem beweglichen Ventil kann an eine automatische CIP - Kappe 35 befestigt sein. Es wäre jedoch auch möglich, diese CIP - Kappe manuell einsetzbar auszuführen.
  • Das Bezugszeichen 40 bezieht sich auf ein Betätigungselement, welches über eine Stange 42 mit der CIP - Kappe 35 verbunden ist, um diese zu schwenken. Genauer gesagt, kann die CIP - Kappe 35 unterhalb des Endes des Füllelements 2 geschoben werden, um dieses abzudecken. An einer CIP - Automatik 15 können Hubelemente vorgesehen sein, um die CIP - Kappe 35 von unten an das Füllelement anzudrücken.
  • Weiterhin kann eine weitere Führungskurve vorgesehen sein, welche die Betätigungselemente 40 betätigt, beispielsweise in Fig. 1 nach außen drängt, um die CIP - Kappen 35 zu schwenken. Bei geschlossener CIP - Kappe 35 ist eine Innenreinigung des Füllelement sowie der Verbindungsleitungen 8, 18 möglich.
  • Mit Hilfe des Füllelements 2 bzw. einem unten genauer beschriebenen Füllkörper dieses Füllelements 2, der dann in die Mündung 10a des Behältnisses eingeführt wird, ist es möglich sowohl die Seitenwände 10b als auch den Bodenbereich 10c mit dem Produkt zu benetzen. Auf diese Weise ist es möglich das Produkt von dem Behälter 52 über einen statischen Druck oder mit leichtem Überdruck im Bereich von 0,05 bis 0,8 bar zu dem Ventil 12 zu fördern.
  • Das Bezugszeichen 30 bezieht sich auf eine Wägezelle, welche unterhalb des Behältnisses angeordnet ist und auch während des Füllvorgangs dessen Gewicht bestimmt. Das Bezugszeichen 15 bezieht sich, wie oben erwähnt, auf die CIP - Automatik, welche auf einer Aufnahmeplatte 19 angeordnet ist. Eine Federungseinrichtung spannt das Füllelement 2 in einer bestimmten Richtung, beispielsweise nach unten bzw. in ihre untere Betriebsstellung vor.
  • Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Befüllen von Behältnissen. In dieser Ausführungsform sind 2 Ventile 12, 17 vorgesehen, welche zusätzliche Füllgeschwindigkeiten ermöglichen. Allgemein wird das zu füllende Behältnis 10 unterhalb des Füllelements zentriert gehalten, wobei hierzu Formatteile oder Neckhandling - Klammern verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform können die beiden Ventile Membranventile und bevorzugt nebeneinander in der Leitung 18 vorgesehen sein, so dass der Strömungsquerschnitt in drei Stufen (beide Ventile offen; das erste Ventil offen, das zweite Ventil geschlossen; das erste Ventil geschlossen, das zweite Ventil offen) regelbar ist. Die Leitungen 8 und 18 weisen hier entsprechend einen etwas größeren Querschnitt auf, als die Summe der Querschnitte der beiden Leitungsteilabschnitte innerhalb der Membranventile bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform.
  • Figur 4 zeigt zwei Ansichten eines erfindungsgemäßen Füllelements 2. Dieses Füllelement 2 weist an seinem unteren Ende einen Füllkörper 4 auf, der hier eine zentrale Öffnung 22 und vier seitliche bzw. schräge Öffnungen 24 aufweist. Über die zentrale Öffnung 22 wird das Produkt direkt auf den Boden des Behältnisses geführt wohingegen die schrägen Öffnungen 24 eine Benetzung der Behälterinnenwand bewirken. Dabei wird das komplette Füllventil abgesenkt, bis der Füllkörper 4 gerade soweit in die Flasche eintaucht, dass mit den seitlichen Öffnungen bzw. Ausläufen 24 des Füllkörpers blasenfrei über die Behälterinnenwand gefüllt werden kann. Die gezeigte zusätzliche axiale Öffnung 22 in dem Füllkörper lässt einen zusätzlichen Produktstrahl direkt auf den Behälterboden 10c (vergleiche Fig. 2, 3) zu.
  • Auf diese Weise wird verhindert, dass das hochviskose Produkt beim Zusammenlaufen am Behälterboden Luft einschließt. Dies ist beispielsweise, wie oben erwähnt, bei Ketchup hilfreich, da der Sauerstoff in den Blasen mit dem Produkt reagieren würde und zu schwarzen Verfärbungen des Produkts führen würde.
  • Dabei steht während des Befüllungsvorgangs das Behältnis ohne dabei angehoben zu werden auf der Gewichtsmesseinrichtung 30, mit welcher das Füllgewicht bestimmt wird. Durch das oben erwähnte Doppelmembranventil 12 sind bis zu drei Füllgeschwindigkeiten möglich, wobei die Füllgeschwindigkeit im kritischen Flaschenhalsbereich optimal gewählt werden kann.

Claims (13)

  1. Vorrichtung (1) zum Befüllen von Behältnissen mit flüssigen und insbesondere mit zähflüssigen Medien, mit einem Füllelement (2), welches wenigstens teilweise in eine Mündung (10a) des zu befüllenden Behältnisses (10) einführbar ist, wobei ein Füllkörper (4) dieses Füllelements (2) derart ausgestaltet ist, dass das Medium zumindest auch an eine Wandung (10b) des Behältnisses (10) gelenkt wird, mit einer Verbindungsleitung (8, 18), um das flüssige Medium von einem Reservoir (52) für das flüssige Medium zu dem Behältnis (10) zu leiten, wobei das Füllelement (2) in einer Längsrichtung (L) des Behältnisses (10) gegenüber dem Behältnis (10) bewegbar ist und das Füllelement (2) in der Längsrichtung (L) des Behältnisses (10) bewegbar ist dadurch gekennzeichnet, dass
    der Füllkörper mehrere Öffnungen (22, 24) aufweist, welche das Medium sowohl auf eine Wandung (10b) als auch durch eine axiale Öffnung auf eignen Bodenbereich (10c) des Behältnisses (10) richten.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung (1) eine Ventileinrichtung (12) aufweist, die in der Verbindungsleitung (8, 18) zwischen dem Reservoir (52) und dem Behältnis (10) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung (1) eine Gewichtsmesseinrichtung (30) aufweist, welche das Gewicht
    des zu befüllenden Behältnisses (10) bestimmt
  4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung (1) eine Führungseinrichtung (20) zum Führen der Bewegung des Füllelements (2) aufweist, und diese Führungseinrichtung (20) zwischen der Ventileinrichtung (12) und dem Behältnis (10) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Führungseinrichtung (20) eine Führungsstange (26) aufweist, die sich parallel zu der Längsrichtung (L) des Behältnisses (10) erstreckt.
  6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Führungseinrichtung mittels einer Führungskurve (16) in der Längsrichtung (L) des Behältnisses (10) bewegbar ist.
  7. Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Füllkörper (4) derart gestaltet ist, dass ein Anteil des Mediums direkt aus dem Füllkörper auf einen Bodenbereich (10c) des Behältnisses (10) gelangt.
  8. Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Abschnitt (8) der Verbindungsleitung (8, 18) flexibel ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Füllkörper (2) nur in einem Bereich bewegbar ist, der klein gegenüber der Längsausdehnung des Behältnisses (10) ist.
  10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Gewichismesseinrichtung (30) direkt unterhalb des Behältnisses (10) angeordnet ist.
  11. Anordnung (50) zum Befüllen von Behältnissen (10) mit einem flüssigen Medium, mit einem Reservoir (52) für das flüssige Medium und mit einer Vielzahl von Vorrichtungen (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 - 10.
  12. Verfahren zum Befüllen von Behältnissen (10) mit einem flüssigen und insbesondere zähflüssigen Medium, wobei ein Füllelement (2) durch eine Mündung (10a) des Behältnisses (10) in das Behältnis (10) eingeführt wird und das Medium ausgehend von einem Füllkörper (4) des Füllelements (2) auf eine Wandung (10b) des Behältnisses (10) gelenkt wird und das Medium über eine Verbindungsleitung (8, 18) von einem Reservoir zu dem Füllkörper (4) geleitet wird, und wobei während des Füllvorgangs das Füllelement (2) gegenüber dem Behältnis (10) in einer Längsrichtung (L) des Behältnisses (10) bewegt wird, wobei während des Füllvorgangs das Füllelement (2) in der Längsrichtung (L) des Behältnisses (10) bewegt wird und das Behältnis (10) nicht in dieser Längsrichtung (L) bewegt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Medium durch mehrere Öffnungen (22, 24) des Füllkörpers sowohl auf eine Wandung (10b) als auch auf einen Bodenbereich (10c) des Behältnisses (10) gerichtet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Füllelement mittels einer Führungseinrichtung (20) bewegt wird, welche an dem Füllelement (2) angeordnet ist.
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