EP2640660A1 - Füllelement sowie füllsystem oder füllmaschine zum freistrahlfüllen von flaschen oder dergleichen behältern - Google Patents

Füllelement sowie füllsystem oder füllmaschine zum freistrahlfüllen von flaschen oder dergleichen behältern

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EP2640660A1
EP2640660A1 EP11775910.0A EP11775910A EP2640660A1 EP 2640660 A1 EP2640660 A1 EP 2640660A1 EP 11775910 A EP11775910 A EP 11775910A EP 2640660 A1 EP2640660 A1 EP 2640660A1
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EP
European Patent Office
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filling
container
limiting element
jet
section
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EP11775910.0A
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EP2640660B1 (de
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Ludwig Clüsserath
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KHS GmbH
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KHS GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/001—Cleaning of filling devices
    • B67C3/002—Cleaning of filling devices using cups or dummies to be placed under the filling heads
    • B67C3/004—Cleaning of filling devices using cups or dummies to be placed under the filling heads permanently attached to the filling machine and movable between a rest and a working position

Definitions

  • the invention relates to a filling element for free jet filling of bottles or similar containers with a liquid product according to the preamble
  • Claim 1 and to a filling system or a filling machine for
  • Free-jet filling is to be understood in the context of the invention, a method in which the liquid product to be filled container on a vertical or substantially vertical flow path in a free filling jet
  • the container with its container mouth or opening does not rest against the filling element, but is spaced from the filling element or from a filling product outlet or outlet
  • another feature of this method is that the from the container during the filling process from the liquid
  • the "effective opening cross-section of the product outlet” is that which, for example, also depends on a large number of articles ittsö Stammen formed overall cross-section, which determines the jet cross-section of the filling jet at least substantially in the free jet filling.
  • Containers are in the context of the invention in particular cans, bottles, tubes,
  • Pouches each made of metal, glass and / or plastic, but also other packaging, which are suitable for filling liquid or viscous products.
  • substantially in the sense of the invention means deviations from respectively exact values by +/- 10%, preferably by +/- 5% and / or deviations in the form of changes which are insignificant for the function.
  • the minimum distance is also necessary, for example, in the sterile filling of sensitive products, the risk of contamination or To prevent contamination of the respective filling element on surfaces outside the Gregutauslaufs.
  • the minimum distance is required to, especially for filling elements with a container carrier for hanging support of the container in the area between the container carrier and the underside of the filling element or a
  • the object of the invention is to show a filling element, which is a
  • a filling element according to the patent claim 1 is formed.
  • a filling system is the subject of patent claim 12.
  • the at least one product-guiding and limiting element between the filling element and the container opening of the respective container to be filled is arranged during free jet filling such that this Gregut-guiding and limiting element, the filling jet or its vertical flow path preferably on the entire or almost the entire, but at least for the greater part of the flow path between the filling element and the opening or mouth of the container to be filled encloses.
  • the respective Greet-guiding and limiting element is designed so that the for the passage of the
  • the at least one product-guiding and limiting element is movable or movable or pivotable between an operative position
  • working position for the free jet filling and at least one non-effective position in which the filling material-guiding and limiting element is located outside or laterally of the flow path on which the Gregutstrahl flows to the respective container during filling.
  • a closure element for example in the form of a
  • Closing element for a CIP cleaning closes the Greetuslauf receiving space of the filling element, and a non-use position in which the Gregutauslauf for the free-jet filling is released from the closure element.
  • Fig. 1 in a simplified representation and in section a filling element of a filling system or a filling machine for free jet filling of containers, which are exemplified as bottles, with a liquid filling material, together with a arranged in a space between the filling element and the container mouth Golfgut-Leit and limiting element in its working position for the free jet filling;
  • FIG. 4 in a very simplified schematic representation of a product-Leit- and
  • Limiting element of a marren embodiment of the invention together with a container in the form of a bottle.
  • 1 is a filling element for free jet filling of containers in the form of bottles 2 with a liquid filling material, which flows to the respective bottle 2 during the filling process on the container or bottle opening 2.1 in a free Fangutstrahl on a vertical flow path.
  • the filling element 1 which is provided with a plurality of similar filling elements on the circumference of a rotatable about a vertical machine axis rotor 4, has in a Greelementgephinuse 5 u.a. a liquid channel 6, which is connected in the upper region via a product line 7 with a not shown and common to all filling elements 1 of the filling machine container or boiler for providing the liquid filling material.
  • the liquid channel 6 forms a Gregutauslauf 8, which is formed in the illustrated embodiment of a sieve-like gas barrier, which in turn by a plurality of each in the direction of a vertical
  • Actuator 1 1 in the Greenelementachse FA by a predetermined valve lift up and down is movable and rests with a closed liquid valve 9 with a sealing ring against a formed in the liquid passage 6 valve face.
  • Figure 1 shows the liquid valve 9 in the open position
  • Figure 2 shows the liquid valve 9 in the closed position, i. at befindlichem in the upper stroke position valve body 10th
  • the Gregutauslauf 8 is located in the interior 12 of a bell-shaped lower housing portion 3, which is open at the bottom via an opening 14 whose edge is formed with a the axis of this opening and thus the Golfelementachse FA concentrically enclosing ring seal 15.
  • the interior 12 is connected via a channel 16 with a common for all filling elements 1 of the filling machine and provided on the rotor 4 annular channel 17.
  • Each filling element 1 is assigned a container carrier 18, on which the respective bottle 2 to be filled, for example, with a mouth flange 2.1 formed below the mouth flange 2.2 is held suspended.
  • the container carrier 18 is provided by means of a bearing bush 18.1 on a fixed to the rotor 4 and with its axis parallel to the Greelementachse FA oriented bolt 19 pivotally, about the parallel to Greelementachse FA oriented bolt axis by an angular amount of
  • each filling element 1 can also be assigned to such container carrier 18, on soft each to be filled bottles 2 are taken upright.
  • Such container carrier 18 are in the art below the name bottle or container stand plate has become known. The nature of the container carrier 18 has no effect on the operation of the present invention.
  • the annular Golfgut-guiding and limiting element 20th At one connected to the bearing sleeve 18.1 and radially projecting from this support arm 20.1 is the annular Gregut-guiding and limiting element 20th
  • This is formed in the illustrated embodiment conical or funnel-like and encloses befindlichem in the working position
  • Container carrier 18 with its conical ring or funnel-like peripheral wall, the filler element axis FA concentric.
  • the cross section of the upper opening of the limiting element 20 is larger than the cross section of the opening 14 in the illustrated embodiment.
  • the cross section of the lower smaller opening of the limiting element is approximately equal to or slightly smaller than the mouth cross section of the respective bottle 2. In any case, the cross sections of upper and lower opening of the
  • Limiting element 20 significantly larger than the opening cross-section of the
  • Bottle mouth 2.1 arranged that it is slightly above both the top of the opening 14 and of the local ring seal 15, as well as below the container mouth 2.1 and thus a direct contact of the filling material-guiding and limiting element 20 with the underside of the filling element 1 and the
  • Bottle mouth 2.1 is avoided.
  • a support post 21 projecting over this top side, which is formed at its upper, free end as a circular disk-shaped flushing cap or plate 22 oriented with its disk axis parallel to the filling element axis FA or with such a flushing cap or plate is provided.
  • the support ram 21 with the flushing cap 22 is relative to the axis of the bolt 19 offset by 90 ° relative to the Gregutbegrenzungselement 20, in such a way that when in the
  • Cleaning position is preferably carried out via a common actuator.
  • the respective container carrier 18 is provided in the illustrated embodiment with a cooperating with the actuator not shown pin 23.
  • Bottle mouth 2.1 is effectively prevented by the filling material guiding and limiting element 20, that during the free-jet filling even with non-ideal formation of Medgutstrahles 3, especially at high powers of the filling machine and / or at the beginning and / or end of the respective filling process no filling Components or drops on the edge of the bottle mouth 2.1 and / or on the outer surface of the respective bottle 2 in the area of their
  • Bottle mouth 2.1 can get.
  • Grefen and / or Medgutspritzer etc. are rather collected on the inner surface of the funnel-like executed Golfgut-guiding and limiting element 20 and passed into the respective bottle 2.
  • Bottle mouth 2.1 in the bottle 2 flowing Medgutstrahles 3.1 with reduced beam cross section by appropriate control of the filling element, for example by periodic opening and closing of the local liquid valve is ensured that the the Gregut Leit- and
  • Limiting element 20a inflowing amount of material is at most equal to the effluent from the Grein-Leit- and limiting element Bigutmenge.
  • Boundary element 20 and 20a in particular, the cross section of the lower opening of this element to be designed so that the cross section is equal to or only slightly larger than the cross section of the Medgutstrahl 3 at the
  • the most suitable Standgut-guiding and limiting element 20 or 20a can be used in free-steel filling.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Supply Of Fluid Materials To The Packaging Location (AREA)

Abstract

Füllelement (1) zum Freistrahlfüllen von Flaschen (2) oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem an einem Füllelementgehäuse (5) vorgesehenen Füllgutauslauf (8), über welchen beim Füllen das flüssige Füllgut gesteuert durch ein Flüssigkeitsventil (9) dem jeweiligen mit seiner Behältermündung (2.1) unter dem Füllgutauslauf (8) angeordneten Behälter als freier Strahl zufließt, dessen Strahl - Querschnitt gleich oder im Wesentlichen gleich dem wirksamen Öffnungsquerschnitt des Füllgutauslaufs (8) ist, sowie mit einem Behälterträger (18) zum Halten des jeweiligen Behälters unterhalb des Füllgutauslaufs (8), und zwar mit seiner Behältermündung (2.1) in einem bezogen auf eine vertikale Füllelementachse (FA) axialen Abstand von dem Füllgutauslauf (8). Das Füllelement umfasst ebenfalls ein Füllgut - Leit - und Begrenzungselement (20, 20a), welches zumindest während des Freistrahlfüllens zwischen dem Füllelementgehäuse (5) und dem Behälter den Füllstrahl (3) zumindest teilweise umschließend angeordnet ist.

Description

Füllelement sowie Füllsystem oder Füllmaschine zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder dergleichen Behältern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1 sowie auf ein Füllsystem oder einer Füllmaschine zum
Freistrahlfüllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit dem flüssigen Füllgut gemäß Oberbegriff Patentanspruch 12. Unter„Freistrahlfüllen" ist im Sinne der Erfindung ein Verfahren zu verstehen, bei dem das flüssige Füllgut dem zu befüllenden Behälter auf einem vertikalen oder im Wesentlichen vertikalen Strömungsweg in einem freien Füllstrahl zuströmt, wobei der Behälter mit seiner Behältermündung oder -Öffnung nicht am Füllelement anliegt, sondern von dem Füllelement bzw. von einem dortigen Füllgutauslass oder -auslauf beabstandet ist. Ein weiteres Merkmal dieses Verfahrens ist auch, dass die aus dem Behälter während des Füllprozesses vom flüssigen Füllgut verdrängte Luft nicht in das Füllelement bzw. in einen dort ausgebildeten, Gas führenden Bereich oder Kanal gelangt, sondern frei in die Umgebung strömt. Der„wirksame Öffnungsquerschnitt des Füllgutauslaufs" ist im Sinne der Erfindung derjenige, beispielsweise auch von einer Vielzahl von Austrittsöffnungen gebildete Gesamtquerschnitt, der beim Freistrahlfüllen den Strahl-Querschnitt des Füllstrahles zumindest im Wesentlichen bestimmt. „Behälter" sind im Sinne der Erfindung insbesondere Dosen, Flaschen, Tuben,
Pouches, jeweils aus Metall, Glas und/oder Kunststoff, aber auch andere Packmittel, die zum Abfüllen von flüssigen oder viskosen Produkten geeignet sind.
Der Ausdruck„im Wesentlichen" bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen von jeweils exakten Werten um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Füllelemente oder Füllsysteme zum Freistrahlfüllen von Behältern sind in
unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Beim Freistrahlfüllen lässt es sich bisher nicht vermeiden, dass gelegentlich zusätzlich zu dem eigentlichen zentralen
Füllgutstrahl, dessen Querschnitt u.a. durch den wirksamen Öffnungsquerschnitt des wenigstens einen Füllgutauslaufs bestimmt wird, Füllgutspritzer oder -tropfen entstehen, die dann auf den Rand der Behältermündung oder -Öffnung des zu füllenden Behälters treffen, sodass es zu einer Benetzung oder Verschmutzung der Außenfläche der Behälter, insbesondere auch unterhalb der Behältermündung kommt. Dies hat vielfach eine unerwünschte Schimmelbildung zur Folge, oder aber bei gefüllten Behältern, die mit einem Schraubverschluss verschlossen werden, wird durch diese Verschmutzung an der Behälteraußenfläche und im Bereich des dortigen Gewindes das Öffnen des Verschlusses z.B. durch verklebtes Füllgut deutlich erschwert.
Speziell bei Füllmaschinen umlaufender Bauart ist dieser Verschmutzungseffekt bei höheren Leistungen (Anzahl der gefüllten Behälter je Zeiteinheit) bzw. bei höheren Maschinendrehzahlen in einem erhöhten Maße zu beobachten, und zwar bedingt durch die auf das Füllgut einwirkenden Fliehkräfte, die den Füllgutstrahl, aber auch Füllgutspritzer oder -tropfen bezogen auf die Maschinenachse radial nach außen und damit zumindest teilweise auf den Rand der jeweiligen Behältermündung lenken. Die beschriebenen Verschmutzungseffekte resultieren beim Freistrahlfüllen insbesondere auch daraus, dass zwischen der Unterkante des jeweiligen
Füllgutauslaufs, der bevorzugt von einer Gassperre gebildet ist, die u.a. das
Nachtropfen des Füllgutes am Ende des jeweiligen Füllprozesses, d.h. nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils im Füllelement verhindert, und der Oberkante des zu füllenden Behälters bzw. der Oberkante der Behältermündung ein Mindestabstand eingehalten werden muss. Dieser Mindestabstand ist u.a. erforderlich, um bei Ausbildung des Füllgutauslaufs als Gassperre einen Kontakt einer sich
möglicherweise an der Behältermündung beim Füllen ausbildenden Schaumkrone mit der Gassperre und damit ein Auslaufen des in der Gassperre zurückgehaltenen Füllgutes bei geschlossenem Flüssigkeitsventil zu vermeiden.
Der Mindestabstand ist aber auch erforderlich, um beispielsweise beim sterilen Abfüllen von empfindlichen Produkten die Gefahr einer Verschmutzung oder Verkeimung des jeweiligen Füllelementes an Flächen außerhalb des Füllgutauslaufs zu vermeiden.
Weiterhin ist der Mindestabstand erforderlich, um speziell bei Füllelementen mit einem Behälterträger zur hängenden Halterung der Behälter in den Bereich zwischen dem Behälterträger und der Unterseite des Füllelementes oder eines
Füllelementgehäuse eine das Füllelement dort verschließende Spülkappe oder ein anderes Verschließelement für eine CIP-Reinigung einbringen zu können. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllelement aufzuzeigen, welches eine
Verschmutzung der Behälter an ihrer Behälteraußenfläche durch verspritztes Füllgut und die damit verbundenen Nachteile beim Freistrahlfüllen zuverlässig vermeidet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllelement entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Füllsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 12.
Bei dem erfindungsgemäßen Füllelement ist während des Freistrahlfüllens das wenigstens eine Füllgut-Leit- und Begrenzungselement zwischen dem Füllelement und der Behälteröffnung des jeweils zu füllenden Behälters derart angeordnet, dass dieses Füllgut-Leit- und Begrenzungselement den Füllstrahl bzw. dessen vertikalen Strömungsweg vorzugsweise auf dem gesamten oder nahezu dem gesamten, zumindest aber auf dem allergrößten Teil des Strömungsweges zwischen dem Füllelement und der Öffnung oder Mündung des zu füllenden Behälters umschließt. Trotz der Einhaltung des erforderlichen Mindestabstandes zwischen der Unterseite des Füllelementes oder der Unterkante des Füllgutauslaufs und der Oberkante des zu füllenden Behälters bzw. der Behältermündung werden eventuelle Füllgutspritzer und/oder -tropfen durch das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement zurückgehalten und durch die Behältermündung in den Behälter geleitet. Selbst bei Füllmaschinen umlaufender Bauart und bei hohen Leistungen bzw. hohen Drehzahlen solcher Maschinen besteht die Gefahr einer Verschmutzung der Behälter im Bereich ihrer Behälteraußenfläche durch verspritztes Füllgut nicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das jeweilige Füllgut-Leit- und Begrenzungselement so ausgeführt, dass sich der für den Durchtritt des
Füllgutstrahles dienende Innenraum dieses Elementes zwar in Richtung vom Füllelement zum Behälter hin kegelstumpf- oder trichterartig verengt, dass aber der gesamte Innenraum des Füllgut-Leit- und Begrenzungselementes und dabei insbesondere auch die obere Öffnung für den Eintritt des Füllgutstrahles und die untere Öffnung für den Austritt des Füllgutstrahles einen Querschnitt aufweisen, der größer ist als der wirksame Öffnungsquerschnitt des Füllgutauslaufs und damit des Füllgutstrahls, sodass beim Freistrahlfüllen im Bereich des Füllgut-Leit- und
Begrenzungselementes eine Einschnürung des Füllgutstrahles nicht erfolgt.
Bevorzugt ist das wenigstens eine Füllgut-Leit- und Begrenzungselement bewegbar bzw. verfahrbar oder verschwenkbar zwischen einer wirksamen Position
(Arbeitsposition) für das Freistrahlfüllen und wenigstens einer nicht wirksamen Position ausgeführt, in welcher sich das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement außerhalb oder seitlich des Strömungsweges befindet, auf dem beim Füllen der Füllgutstrahl dem jeweiligen Behälter zufließt.
Bevorzugt ist weiterhin ein Verschlusselement, beispielsweise in Form einer
Verschlusskappe oder einer Verschlussplatte vorgesehen, die beispielsweise zusammen mit dem Füllgut-Leit- und Begrenzungselement verfahrbar bzw.
bewegbar oder schwenkbar ist, und zwar zwischen einer Position, in der das
Verschlusselement für eine CIP-Reinigung einen den Füllgutauslauf aufnehmenden Raum des Füllelementes verschließt, und einer Nichtgebrauchsposition, in der der Füllgutauslauf für das Freistrahlfüllen von dem Verschlusselement freigegeben ist.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren
Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Füllelement eines Füllsystems bzw. einer Füllmaschine zum Freistrahlfüllen von Behältern, die beispielhaft als Flaschen dargestellt sind, mit einem flüssigen Füllgut, zusammen mit einem in einem Raum zwischen dem Füllelement und der Behältermündung angeordneten Füllgut-Leit- und Begrenzungselement in seiner Arbeitsposition für das Freistrahlfüllen;
Fig. 2 das Füllelement der Figur 1 beim Schwenken des Füllgut-Leit- und
Begrenzungselementes aus der Arbeitsposition in eine
Nichtgebrauchsposition;
Fig. 3 das Füllelement der Figur 1 mit einer in Dichtlage mit dem Füllelement
angeordneten Spülkappe; Fig. 4 in sehr vereinfachter schematischer Darstellung ein Füllgut-Leit- und
Begrenzungselement einer weitren Ausführungsform der Erfindung, zusammen mit einem Behälter in Form einer Flasche.
In den Figuren ist 1 ein Füllelement zum Freistrahlfüllen von Behältern in Form von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut, welches der jeweiligen Flasche 2 während des Füllprozesses über deren Behälter- oder Flaschenöffnung 2.1 in einem freien Füllgutstrahl auf einem vertikalen Strömungsweg zufließt.
Das Füllelement 1 , welches mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors 4 vorgesehen ist, weist in einem Füllelementgehäuse 5 u.a. einen Flüssigkeitskanal 6 auf, der im oberen Bereich über eine Produktleitung 7 mit einem nicht dargestellten und für sämtliche Füllelemente 1 der Füllmaschine gemeinsamen Behälter oder Kessel zur Bereitstellung des flüssigen Füllgutes verbunden ist. Im unteren Bereich des Gehäuses 5 bildet der Flüssigkeitskanal 6 einen Füllgutauslauf 8, der bei der dargestellten Ausführungsform von einer siebartigen Gassperre gebildet ist, die ihrerseits von einer Vielzahl von sich jeweils in Richtung einer vertikalen
Füllelementachse FA erstreckenden und beidendig offenen Kanälen gebildet ist. Innerhalb des Flüssigkeitskanals 6 und bezogen auf die Strömungsrichtung des Füllgutes vor dem Füllgutauslauf 8 ist ein Flüssigkeitsventil 9 mit einem Ventilkörper 10 vorgesehen, welcher zum gesteuerten Öffnen und Schließen des
Flüssigkeitsventils 9 und damit des Füllelementes 1 durch eine
Betätigungseinrichtung 1 1 in der Füllelementachse FA um einen vorgegebenen Ventilhub auf- und ab bewegbar ist und bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 9 mit einem Dichtungsring gegen eine im Flüssigkeitskanal 6 ausgebildete Ventilfläche anliegt. Die Figur 1 zeigt das Flüssigkeitsventil 9 in der geöffneten Stellung, d.h. bei in der unteren Hubposition befindlichem Ventilkörper 10. Die Figur 2 zeigt das Flüssigkeitsventil 9 in der geschlossenen Stellung, d.h. bei in der oberen Hubposition befindlichem Ventilkörper 10.
Der Füllgutauslauf 8 befindet sich im Innenraum 12 eines glockenartigen unteren Gehäuseabschnitts 3, welcher an der Unterseite über eine Öffnung 14 offen ist, deren Rand mit einer die Achse dieser Öffnung und damit auch die Füllelementachse FA konzentrisch umschließenden Ringdichtung 15 ausgebildet ist. Der Innenraum 12 ist über einen Kanal 16 mit einem für sämtliche Füllelemente 1 der Füllmaschine gemeinsamen und am Rotor 4 vorgesehenen Ringkanal 17 verbunden. Jedem Füllelement 1 ist ein Behälterträger 18 zugeordnet, an welchem die jeweils zu füllende Flasche 2 beispielsweise mit einem unterhalb der Flaschenmündung 2.1 ausgebildeten Mündungsflansch 2.2 hängend gehalten ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Behälterträger 18 mittels einer Lagerbuchse 18.1 an einem am Rotor 4 befestigten und mit seiner Achse parallel zur Füllelementachse FA orientierten Bolzen 19 schwenkbar vorgesehen, und zwar um die parallel zur Füllelementachse FA orientierte Bolzenachse um einen Winkelbetrag von
beispielsweise 90° zwischen der in der Figur 1 dargestellten Arbeitsposition, in der der Behälterträger 18 zur hängenden Befestigung der jeweils zu füllenden Flasche 2 dient, und einer in der Figur 3 dargestellten Reinigungsposition für eine CIP- Reinigung des jeweiligen Füllelementes 1 bzw. der Füllmaschine.
Abweichend vom der soeben beschriebenen Art der Behälterträger zur hängenden Aufnahme der zu füllenden Faschen 2, können jedem Füllelement 1 auch solche Behälterträger 18 zugeordnet, auf weichen die jeweils zu füllenden Flaschen 2 stehend aufgenommen werden. Solche Behälterträger 18 sind in der Technik unter der Bezeichnung Flaschen- oder Behälterstandteller bekannt geworden. An der Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung hat die Art der Behälterträger 18 keine Auswirkungen. An einem mit der Lagerhülse 18.1 verbundenen und von dieser radial wegstehenden Tragarm 20.1 ist das ringförmige Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20
vorgesehen. Dieses ist bei der dargestellten Ausführungsform kegelring- oder trichterartig ausgebildet und umschließt bei in der Arbeitsposition befindlichem
Behälterträger 18 mit seiner kegelring- oder trichterartig ausgebildeten Umfangswand die Füllelementachse FA konzentrisch.
Der Querschnitt der oberen Öffnung des Begrenzungselementes 20 ist bei der dargestellten Ausführungsform größer als der Querschnitt der Öffnung 14. Der Querschnitt der unteren kleineren Öffnung des Begrenzungselementes ist etwa gleich oder geringfügig kleiner als der Mündungsquerschnitt der jeweiligen Flasche 2. In jedem Fall sind die Querschnitte der oberen und unteren Öffnung des
Begrenzungselementes 20 deutlich größer als der Öffnungsquerschnitt des
Füllgutauslaufs 8 und damit deutlich größer als der Querschnitt des Füllgutstrahles 3. Weiterhin ist das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20 in seiner in der Figur 1 dargestellten Arbeitsposition derart zwischen der Öffnung 14 und der
Flaschenmündung 2.1 angeordnet, dass es sowohl oben von dem Rand der Öffnung 14 bzw. von der dortigen Ringdichtung 15, als auch unten von der Behältermündung 2.1 geringfügig beabstandet ist und somit ein direkter Kontakt des Füllgut-Leit- und Begrenzungselementes 20 mit der Unterseite des Füllelementes 1 und der
Flaschenmündung 2.1 vermieden ist.
An der dem Rotor 4 zugewandten Oberseite des Behälterträgers 18 ist weiterhin ein über diese Oberseite wegstehender Tragstempel 21 vorgesehen, der an seinem oberen, freien Ende als kreisscheibenförmige, mit ihrer Scheibenachse parallel zur Füllelementachse FA orientierte Spülkappe oder -platte 22 ausgebildet oder mit einer derartigen Spülkappe oder -platte versehen ist. Der Tragstempel 21 mit der Spülkappe 22 ist bezogen auf die Achse des Bolzens 19 um 90° gegenüber dem Füllgutbegrenzungselement 20 versetzt, und zwar derart, dass bei in die
Reinigungsposition geschwenktem Behälterträger 18 sich die Spülkappe 22 unter der Öffnung 14 befindlich und mit ihrer Achse achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnet ist. Durch Anheben des Behälterträgers 8 über eine nicht dargestellte, beispielsweise mit dem Bolzen 19 zusammenwirkende Hubeinrichtung ist die
Spülkappe 20 mit ihrer dem Behälterträgers 18 abgewandten Oberseite in Dichtlage gegen die Ringdichtung 15 anpressbar, sodass dann der Innenraum 12 an der
Unterseite des Füllelementes 1 geschlossen ist und bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 9 ebenso wie alle anderen Flüssigkeitsleitungen oder -kanäle, insbesondere auch der Flüssigkeitskanal 6, die Produktleitung 7, der Füllgutauslauf 8 bzw. die diesen Auslauf bildende Gassperre und der Kanal 16 von dem bei der CIP-Reinigung und/oder CIP-Desinfektion verwendeten in de Regel flüssigen Reinigungs- und/oder Desinfektionsmedium durchströmt werden kann, wie dies in der Figur 3 mit den dortigen Pfeilen angedeutet ist.
Das Schwenken der den Füllelementen 1 der Füllmaschine jeweils eigenständig zugeordneten Behälterträger 18 zwischen der Arbeitsposition und der
Reinigungsposition erfolgt bevorzugt über eine gemeinsame Betätigungseinrichtung. Hierfür ist der jeweilige Behälterträger 18 bei der dargestellten Ausführungsform mit einem mit der nicht dargestellten Betätigungseinrichtung zusammenwirkenden Zapfen 23 versehen.
Trotz des erforderlichen axialen Abstandes zwischen Füllgutabgabe 6 und
Flaschenmündung 2.1 ist durch das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20 wirksam vermieden, dass während des Freistrahlfüllens auch bei nicht idealer Ausbildung des Füllgutstrahles 3, insbesondere auch bei hohen Leistungen der Füllmaschine und/oder am Beginn und/oder am Ende des jeweiligen Füllprozesses keine Füllgut-Bestandteile oder -Tropfen auf den Rand der Flaschenmündung 2.1 und/oder auf die Außenfläche der jeweiligen Flasche 2 im Bereich ihrer
Flaschenmündung 2.1 gelangen können. Füllguttropfen und/oder Füllgutspritzer usw. werden vielmehr an der Innenfläche des trichterartig ausgeführten Füllgut-Leit- und Begrenzungselementes 20 aufgefangen und in die jeweilige Flasche 2 geleitet.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass der Innenquerschnitt des Füllgut— Leit- und Begrenzungselementes 20 nicht nur an der Oberseite und an der Unterseite, sondern durchgehend im Vergleich zum Durchmesser des Füllgutstrahles 3 groß gewählt ist, sodass eine Einschnürung des Füllgutstrahles 3 durch das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20 nicht erfolgt.
Grundsätzlich sind auch Ausführungen möglich, bei denen das die jeweilige Füllgut- Leit- und Begrenzungselemente eine Einschnürung des Füllgutstrahles 3 bewirkt, wie dies in der Figur 4 sehr schematisch dargestellt ist. Das dort mit 20a bezeichnete Füllgut-Leit- und Begrenzungselement bewirkt eine Einschnürung oder Umformung des von dem in dieser Figur nicht dargestellten Füllelement abgegebenen
Füllgutstrahl 3 mit dem größerem Strahl-Querschnitt in einen durch die
Flaschenmündung 2.1 in die Flasche 2 fließenden Füllgutstrahles 3.1 mit reduziertem Strahl-Querschnitt, wobei selbstverständlich durch entsprechende Ansteuerung des Füllelementes, beispielsweise durch periodisches Öffnen und Schließen des dortigen Flüssigkeitsventils dafür gesorgt ist, dass die dem Füllgut-Leit- und
Begrenzungselement 20a zufließende Füllgutmenge höchstens gleich der aus dem Füllgut-Leit- und Begrenzungselement abfließenden Füllgutmenge ist.
Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, den Querschnitt des Füllgutleit- und
Begrenzungselementes 20 bzw. 20a, insbesondere auch den Querschnitt der unteren Öffnung dieses Elementes so auszuführen, dass der Querschnitt gleich oder nur geringfügig größer ist als der Querschnitt, den der Füllgutstrahl 3 an dem
Füllgutauslauf 8 aufweist, sodass durch das Füllgut- und Begrenzungselement gerade noch keine Einschnürung des Füllgutstrahles 3 erfolgt.
Die Erfindung wurde vorstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Neuerung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So wurde vorstehend davon ausgegangen, dass das Füllgut-Leit- und
Begrenzungselement 20 bzw. 20a bzw. dessen Unterseite beim Freistrahlfüllen von der Flaschenmündung 2.1 bzw. deren Ebene geringfügig beabstandet ist, d.h. sich oberhalb dieser Ebene befindet. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement während des Freistrahlfüllens mit seinem unteren, offenen Ende durch die Flaschenmündung 2.1 in das Innere der Flasche hineinreicht, und zwar unabhängig davon, ob eine Einschnürung des Füllgutstrahles 3 erfolgt oder nicht. Weiterhin besteht die Möglichkeit am Füllelement 1 wenigstens zwei Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20 bzw. 20a vorzusehen, die beispielsweise unterschiedliche axiale Länge aufweisen, so dass bei Flaschen 2 oder anderen Behältern
unterschiedlicher axialer Höhe jeweils das am besten passende Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20 bzw. 20a bei Freistahlfüllen verwendet werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Füllelement
2 Flasche
2.1 Flaschenmündung
3 Füllgutstrahl
3.1 eingeschnürter Füllgutstrahl
4 Rotor
5 Füllelementgehäuse
6 Flüssigkeitskanal
7 Produktleitung
8 Füllgutauslauf
9 Flüssigkeitsventil
10 Ventilkörper
1 1 Betätigungseinrichtung für Flüssigkeitsventil 9
12 Innenraum
13 glockenartige Verlängerung
14 Öffnung
15 Ringdichtung
16 Kanal
17 Ringkanal
18 Behälterträger
18.1 Lagerbuchse
19 Bolzen
20, 20a Füligutleit- und Begrenzungselement
20.1 Arm
21 Tragstück
22 Spülkappe
23 Mitnehmer bzw. Stift
FA Füllelementachse

Claims

Patentansprüche
1 . Füllelement zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem an einem Füllelementgehäuse (5) vorgesehenen Füllgutauslauf (8), über welchen beim Füllen das flüssige Füllgut gesteuert durch ein Flüssigkeitsventil (9) dem jeweiligen mit seiner Behältermündung (2.1 ) unter dem Füllgutauslauf (8) angeordneten Behälter als freier Strahl (3) zufließt, dessen Strahl-Querschnitt gleich oder im Wesentlichen gleich dem wirksamen Öffnungsquerschnitt des Füllgutauslaufs (8) ist, sowie mit einem Behälterträger (18) zum Halten des jeweiligen Behälters (2) unterhalb des Füllgutauslaufs (8), und zwar mit seiner Behältermündung (2.1 ) in einem bezogen auf eine Füllelementachse (FA) axialen Abstand von dem Füllgutauslauf (8), gekennzeichnet durch wenigstens ein Füllgut-Leit- und Begrenzungselement (20, 20a), welches zumindest während des Freistrahlfüllens zwischen dem Füllelementgehäuse (5) und dem Behälter (2) den Füllstrahl (3) zumindest teilweise umschließend angeordnet ist.
2. Füllelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllgut-Leit- oder Begrenzungselement (20, 20a) ringartig oder kegelringartig ausgebildet und zumindest für das Freistrahlfüllen mit einer oberen Eintrittsöffnung im Bereich des Füllelementgehäuses (5) und mit einer unteren Austrittsöffnung im Bereich der Behältermündung (2.1 ) angeordnet ist.
3. Füllelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllgut-Leit- oder Begrenzungselement (20, 20a) zumindest an seiner Innenfläche kegelstumpf- oder trichterartig mit einem Innenquerschnitt ausgeführt ist, der sich zumindest auf einer Teillänge des Füllgut-Leit- oder
Begrenzungselementes (20, 20a) mit zunehmendem Abstand vom
Füllelementgehäuse (5) verengt.
4. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllgut-Leit- oder Begrenzungselement (20) über seine gesamte axiale Länge einen Querschnitt aufweist, der größer ist als der Querschnitt des Füllgutstrahles (3) oder größer ist als der wirksame Querschnitt des Füllgutauslaufs (8), sodass das Füllgut das Füllgut-Leit- und
Begrenzungselement ohne Einschnürung des Füllgutstrahls (3) durchströmt.
5. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllgut-Leit- oder Begrenzungselement (20a) zumindest in einem Teilbereich, beispielsweise im Bereich der unteren
Austrittsöffnung einen Öffnungsquerschnitt aufweist, der gleich oder kleiner ist als der Querschnitt des in das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement eintretenden
Füllgutstrahls (3) oder des wirksamen Querschnittes des Füllgutauslaufs (8), sodass der Füllgutstrahl (3) durch das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement (20a) gerade noch keine oder eine Einschnürung erfährt.
6. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllgut-Leit- oder Begrenzungselement während des Freistrahlfüllens vom Füllelementgehäuse (5) und/oder vom Behälter (2) beabstandet ist oder trichterartig mit der unteren Austrittsöffnung in die
Behältermündung (2.1 ) hineinreicht.
7. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement (20, 20a) aus einer Arbeitsposition unterhalb des Füllgutauslaufs (8) in eine Nichtgebrauchsposition verfahrbar, bewegbar, oder schwenkbar ist, in der sich das Füllgut-Leit- und
Begrenzungselement (20, 20a) außerhalb oder seitlich eines Strömungsweges des Füllgutstrahls (3) befindet.
8. Füllelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllgut-Leitoder Begrenzungselement (20, 20a) für das Verfahren, Bewegen oder Schwenken zwischen der Arbeitsposition und der Nichtgebrauchsposition an einem beweglichen oder schwenkbaren Träger (18) vorgesehen ist.
9. Füllelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (18) ein Verschließelement (22), beispielsweise in Form einer Verschließplatte oder Verschließkappe vorgesehen ist, welches in der Nichtgebrauchsposition des wenigstens einen Füllgut-Leit- und Begrenzungselement (20, 20a) einen den Füllgutauslauf (8) aufnehmenden Raum (12) an der Unterseite des
Füllelementgehäuses (5) verschließt, beispielsweise für eine CIP-Reinigung des Füllelementes (1 ).
10. Füllelement nach einem der Ansprüche 7 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllgut-Leit- und Begrenzungselement (20, 20a) und/oder der Träger (18) um eine Achse parallel zur Füllelementachse (FA) schwenkbar sind.
1 1 . Füllelement nach einem der Ansprüche 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (18) zugleich der Behälterträger, vorzugsweise der Behälterträger für eine hängende Befestigung des jeweiligen Behälters (2) ist.
12. Füllsystem oder Füllmaschine zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder
dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit einer Vielzahl von an einem Maschinenelement, beispielsweise an einem umlaufenden Maschinenelement oder Rotor (4) angeordneten Füllelementen (1), dadurch gekennzeichnet, dass die
Füllelemente nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind.
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