EP2879961A1 - Füllelement sowie füllmaschine - Google Patents

Füllelement sowie füllmaschine

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EP2879961A1
EP2879961A1 EP13737541.6A EP13737541A EP2879961A1 EP 2879961 A1 EP2879961 A1 EP 2879961A1 EP 13737541 A EP13737541 A EP 13737541A EP 2879961 A1 EP2879961 A1 EP 2879961A1
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EP
European Patent Office
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filling
abdichttulpe
bellows
housing portion
element according
Prior art date
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Granted
Application number
EP13737541.6A
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English (en)
French (fr)
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EP2879961B1 (de
Inventor
Dieter-Rudolf Krulitsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
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    • B67C2003/2657—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for filling cans

Definitions

  • the invention relates to a filling element for filling systems or filling machines for filling cans or similar containers according to the preamble of claim 1 and to a filling machine according to the preamble of claim 8.
  • Filling machines for filling, especially for pressure filling of containers in the form of cans with a liquid filling material are known in various designs.
  • a liquid filling material for example, beer, soft drinks, etc.
  • the sealing layer between the respective arranged below a filling element on or on a container carrier container and the filling element by lowering a Abdichttulpe on the container, which then with a seal sealed against the opening edge of the container in question and thereby a ua creates the container opening and the discharge opening of the filling element enclosing, sealed to the outside space.
  • the sealing tulip formed by an annular body is displaceably arranged on a housing section of the filling element housing in the direction of a filling element axis, namely between a raised position and the lowered position.
  • at least one the Golfelementachse concentrically enclosing sliding seal is provided between the annular body of Abdichttulpe and the outer surface of the housing portion. This must be constantly lubricated with water during operation of the filling machine to keep the wear, in particular the sliding seal low. However, it can not be avoided that the water required for lubrication also gets into the containers by dripping, which is increasingly viewed critically by customers or consumers.
  • the object of the invention is to show a filling element which the sliding seal between the Abdichttulpe and the Greelementgetude and the avoids disadvantages associated with this seal.
  • a filling element according to the patent claim 1 is formed.
  • a filling machine is the subject of claim 8.
  • the lifting movement of the sealing tulip preferably also designed or acting as centering in the Artelementachse between the raised starting position and the lowered working position, for example, via a plunger, for example cam controlled, the contact pressure with which the Abdichttulpe during filling abuts against the opening edge of the container, at least partially generated by the biasing and / or filling pressure, possibly supported by a force exerted on the plunger contact pressure.
  • the contact pressure generated by the biasing and filling pressure is essentially determined by the effective diameter of the bellows, taking into account the effective, i. determined by the Abdichttulpe opening cross-section of the container and can be adjusted by appropriate choice of the effective diameter of the bellows. Also by changing the biasing and / or filling pressure, the component of the contact force resulting from this pressure can be adjusted and / or regulated and adapted to the respective container, in particular also to its strength.
  • a preferred embodiment of the invention opens into the annular gap formed between the bellows and the Abdichttulpe and enclosed by these elements housing portion of the Greelementgeophuses, at least one channel in a CIP cleaning and / or sterilization of the filling system for supplying or Discharging an example liquid cleaning and / or sterilization medium in the annular gap or from this annular gap is used.
  • the channel opens preferably at an upper end of the annular gap in this annular gap, preferably in the region of the local attachment of the bellows.
  • the at least one channel opens obliquely into the annular gap, in such a way that the emerging from the channel cleaning and / or disinfecting medium flows through the annular gap from top to bottom in a helical flow, which then due to their high flow velocity and its helical course all Inner surfaces of the bellows and in particular also the Surfaces within the folds of the bellows are optimally cleaned and / or disinfected.
  • the filling element according to the invention is designed in particular for pressure filling of cans or the like containers and in this case also especially for pressure filling with high performance.
  • pressure filling is generally to be understood as meaning a filling process in which the container to be filled bears in a sealing position against the filling element and, as a rule, before the actual filling phase, ie before the liquid valve is opened via at least one controlled element in the filling element trained gas path with a pressurized gas clamping gas (inert gas or C02 gas) is biased, which is then displaced during filling of the inflowing the container contents increasingly as return gas from the container interior, and also via at least one controlled, formed in the filling element
  • This pretension phase may be preceded by further treatment phases, for example evacuation and / or flushing of the container interior with an inert gas, eg CO 2 gas, etc., also via the gas paths formed in the filling element.
  • container in sealing position with the filling element means that the container to be filled in each case is pressed against its container mouth and bears tightly against the filling element or sealing lip there Deviations from the respective exact value by +/- 10%, preferably by +/- 5% and / or deviations in the form of insignificant changes for the function.
  • the filling position 1 includes i.a.
  • a filling element 3 which is arranged together with a plurality of similar filling elements on the circumference of a rotor 4 driven circumferentially about a vertical machine axis.
  • a base 5 is formed on the rotor 4, on which the container to be filled 2 with its bottom stand up.
  • Each filling element 3 comprises a Golfelementgephinuse 6, in which, inter alia, a liquid channel 7 is formed for the contents, which is connected at its upper, not shown in the figure area with a common for all filling elements 3, provided on the rotor 4 and the contents standing by boiler and at the lower end forms an annular discharge opening 8 for the contents.
  • a liquid valve 9 is provided in the flow direction of the filling material in front of the discharge opening 8, which consists essentially of a cooperating with a valve seat in the liquid channel 7 valve body 10 which is formed in the region of a lower end of a serving as a valve stem gas pipe 1 1.
  • the valve body 10 With the gas pipe 11, which with its axis in a parallel to Machine axis MA oriented Gearelementachse FA is arranged and in which an open at the bottom of the filling element 3 gas channel 12 is formed, the valve body 10 is raised from its closed position shown in the figure by an actuator, not shown, for opening the liquid valve 9 and closing the liquid valve 9 lowered again.
  • the Golfelementgepuruse 6 forms at its lower portion a tubular housing portion 6.1 with a reduced diameter.
  • a Abdichttulpe 13 in the direction of the Artelementachse FA is movably provided (double arrow A).
  • the Abdichttulpe 13 is formed as a housing section enclosing the 6.1 round body 13.1, the front end with a larger outer diameter with an inner, the Golfelementachse FA concentrically enclosing ring seal 14 and with an outer, the ring seal 14 and the Greelementachse FA concentrically enclosing lip seal at a lower ring body portion 13.1 15 is provided.
  • a housing section 6.1 above the Abdichttulpe 13 enclosing bellows 16 is provided with its upper, the discharge opening 8 further away edge with the Artelementgephaseuse 6 and with his lower, the discharge opening 8 closer edge with the seals 14 and 15 facing away from the top of Abdichttulpe 13 is connected.
  • the bellows 16 is made of a suitable elastic and / or flexible material, such as Teflon. As FIG. 1 also shows, both the sealing tulip 13 and the bellows 16 enclose the housing section 6.1 at a distance, forming an annular gap 19.
  • annular gap 19 In the upper region of the annular gap 19 formed between the bellows 16 and the outer surface of the housing section 6.1 opens a channel 18, which serves, for example, in a CIP cleaning of the filling machine and the filling elements 3, a liquid cleaning and / or sterilization medium in the annular gap 19 zuzu discussing, which then this annular gap 19 also for the cleaning and / or sterilization of the inner surfaces of the bellows 16 over the entire axial Length flows through.
  • the channel 18 is formed so that it opens obliquely, ie at an angle ⁇ smaller than 90 ° with respect to a plane E perpendicular to Greelementachse FA in the annular gap 19 so that the CIP cleaning and / or disinfecting medium when flowing out of the channel 18th has a velocity vector in the circumferential direction of the outer surface of the housing section 6.1 or about the Greelementachse FA and due to this velocity vector, the annular gap 19 flows through helically from top to bottom.
  • the channel 18 can also serve, for example, for rinsing and / or pretensioning a container already in sealing position at the filling position.
  • a housing section 6.3 which has an enlarged compared to the housing section 6.1 outer diameter.
  • the discharge opening 8 furthest away end of the bellows 16 of this is there for example, with an annular Faltenbalgabrough 16.1 made in one piece.
  • the bellows section 16.1 is received in an annular recess 20 formed concentrically around the filling element axis FA at the step 6.2 and fastened there by clamping ring 21 concentrically enclosing the filling element axis FA.
  • annular Faltenbalgabrough 16.2 which extends into the annular body 13.1 and there in a recess on the inner surface of the annular body 3.1 is connected thereto in a suitable manner, for example by gluing Clamping, clamping, vulcanizing, screwing, etc., in such a way that the inner surface of the Faltenbalgabitess 16.2 is flush or substantially flush with the subsequent inner surface of the annular body 13.1.
  • the sealing tulip 13 in the filling element axis FA is first lowered onto the container 2, so that the annular seal 14 bears in a sealed manner against the container or opening edge 2.1 surrounding the container opening.
  • the also provided lip seal 15 is used for example in the case of a CIP cleaning to seal a then required flushing cap.
  • the respective container 2 located in sealing position on the filling element 3 is prestressed, for example, via the gas channel 12 with a pressurized inert gas, for example pressurized C02 gas.
  • a pressurized inert gas for example pressurized C02 gas.
  • biasing and / or filling pressure which acts on the inner annular surfaces of the Abdichttulpe 13 and the bellows 16, results for the Abdichttulpe 13 a contact pressure, which may also act in addition to a force exerted on the plunger 17 contact force and with the Abdichttulpe 13 and the ring seal 14 is pressed against the opening edge 2.1.
  • the biasing and / or filling pressure can thus be the contact pressure with which the Abdichttulpe 13 and whose annular seal 14 abuts against the opening edge 2.1, are set.
  • the effective diameter of the bellows 16, which is decisive for the resultant of the biasing and / or filling pressure contact force is dependent because of the small inner Faltenbalg malmesser di and the larger outer Faltenbalg malmesser and corresponds to the square root of (di 2 + da 2) / 2 ).
  • the filling element 3 Due to the formation of the filling element 3 with the bellows 16, the previously common sliding of the Abdichttulpe 13 on the housing section 6.1 is avoided with a sliding seal and the resulting disadvantages.
  • the effective diameter of the bellows 16 by appropriate choice of the inner and outer Faltenbalg malmessers di or to adjust so that this effective diameter corresponds to the sliding diameter of the sliding seal of conventional filling elements.

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Abstract

Füllelement eines Füllsystems oder einer Füllmaschine zum Füllen von Dosen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit einem Füllelementgehäuse (6), welches an einem Gehäuseabschnitt (6.1) wenigstens eine Abgabeöffnung (8) zur gesteuerten Abgabe des Füllgutes in den jeweiligen Behälter aufweist, mit einer Abdichttulpe (13), die relativ zu dem Gehäuseabschnitt in einer Füllelementachse (FA) relativ zum Gehäuseabschnitt (6.1) zwischen einer angehobenen Position und einer abgesenkten Position für eine Dichtlage gegen einen Öffnungsrand (2.1) des Behälters (2) bewegbar ist, sowie mit Dichtungsmitteln (16) zum Abdichten des Übergangs zwischen der Abdichttulpe (13) und dem Füllelementgehäuse (6).

Description

Füllelement sowie Füllmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement für Füllsysteme oder Füllmaschinen zum Füllen von Dosen oder dergleichen Behältern gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Füllmaschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 8.
Füllmaschinen zum Füllen, insbesondere auch zum Druckfüllen von Behältern in Form von Dosen mit einem flüssigen Füllgut (beispielsweise Bier, Softdrinks usw.) sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Speziell bei Füllmaschinen hoher Leistung (Anzahl der gefüllten Behälter je Zeiteinheit) ist es üblich, dass die Dichtlage zwischen dem jeweiligen unterhalb eines Füllelementes auf oder an einem Behälterträger angeordneten Behälter und dem Füllelement durch Absenken einer Abdichttulpe auf den Behälter erfolgt, die dann mit einer Dichtung gegen den Öffnungsrand des betreffenden Behälters abgedichtet anliegt und dadurch einen u.a. die Behälteröffnung und die Abgabeöffnung des Füllelementes einschließenden, nach außen hin abgedichteten Raum schafft. Die von einem Ringkörper gebildete Abdichttulpe ist dabei auf einem Gehäuseabschnitt des Füllelementgehäuses in Richtung einer Füllelementachse verschiebbar angeordnet, und zwar zwischen einer angehobenen Position und der abgesenkten Position. Um den Übergang zwischen dem Ringkörper und dem Füllelementgehäuse abzudichten, ist zwischen dem Ringkörper der Abdichttulpe und der Außenfläche des Gehäuseabschnittes wenigstens eine die Füllelementachse konzentrisch umschließende Schiebedichtung vorgesehen. Diese muss während des Betriebes der Füllmaschine ständig mit Wasser geschmiert werden, um den Verschleiß insbesondere der Schiebedichtung gering zu halten. Es lässt sich dabei aber nicht vermeiden, dass das zur Schmierung notwendige Wasser durch Abtropfen auch in die Behälter gelangt, was von Kunden bzw. Verbrauchern zunehmend kritisch gesehen wird. Weiterhin lässt sich auch nicht vermeiden, dass bei einem aseptischen, insbesondere auch kaltaseptischen Abfüllen eines Füllgutes in Dosen oder dergleichen Behälter über die Schiebedichtung Schmutzpartikel, Keime usw. in die Behälter oder in einen diese Behälter beim Füllen aufnehmenden Reinraum oder aseptischen Bereich einer Füllmaschine gelangen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllelement aufzuzeigen, welches die Schiebedichtung zwischen der Abdichttulpe und dem Füllelementgehäuse sowie die mit dieser Dichtung verbundenen Nachteile vermeidet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllelement entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Füllmaschine ist Gegenstand des Patentanspruchs 8. Die Hubbewegung der vorzugsweise auch als Zentriertulpe ausgebildeten oder wirkenden Abdichttulpe in der Füllelementachse zwischen der angehobenen Ausgangsposition und der abgesenkten Arbeitsposition erfolgt beispielsweise über einen Stößel, z.B. kurvengesteuert, wobei der Anpressdruck, mit dem die Abdichttulpe während des Füllens gegen den Öffnungsrand des Behälters anliegt, zumindest teilweise durch den Vorspann- und/oder Fülldruck erzeugt wird, eventuell unterstützt durch eine über den Stößel ausgeübte Anpresskraft.
Die durch den Vorspann- und Fülldruck erzeugte Anpresskraft ist dabei im Wesentlichen durch den Wirkdurchmesser des Faltenbalgs unter Berücksichtigung des wirksamen, d.h. von der Abdichttulpe nicht abgedeckten Öffnungsquerschnittes des Behälters bestimmt und kann durch entsprechende Wahl des Wirkdurchmessers des Faltenbalgs eingestellt werden. Auch durch Änderung des Vorspann- und/oder Fülldruckes kann die aus diesem Druck resultierende Komponente der Anpresskraft eingestellt und/oder geregelt und an den jeweiligen Behälter, insbesondere auch an dessen Festigkeit angepasst werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mündet in den Ringspalt, der zwischen dem Faltenbalg und der Abdichttulpe und dem von diesen Elementen umschlossenen Gehäuseabschnitt des Füllelementgehäuses gebildet ist, wenigstens ein Kanal, der bei einer CIP-Reinigung und/oder -Sterilisation des Füllsystems zum Zuführen oder Abführen eines beispielsweise flüssigen Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums in den Ringspalt oder aus diesem Ringspalt dient. Der Kanal mündet dabei bevorzugt an einem oberen Ende des Ringspaltes in diesen Ringspalt, vorzugsweise im Bereich der dortigen Befestigung des Faltenbalgs. Bevorzugt mündet der wenigstens eine Kanal schräg in den Ringspalt, und zwar derart, dass das aus dem Kanal austretende Reinigungs- und/oder Desinfektionsmedium den Ringspalt von oben nach unten in einer wendeiförmigen Strömung durchströmt, die dann aufgrund ihrer hohen Strömungsgeschwindigkeit und ihres wendeiförmigen Verlaufs sämtliche Innenflächen des Faltenbalgs und dabei insbesondere auch die Flächen innerhalb der Falten des Faltenbalgs in optimaler Weise gereinigt und/oder desinfiziert.
Das erfindungsgemäße Füllelement ist insbesondere für ein Druckfüllen von Dosen oder dergleichen Behälter und dabei speziell auch für ein Druckfüllen mit hoher Leistung konzipiert.
Unter „Druckfüllen" ist im Sinne der Erfindung allgemein ein Füllverfahren zu verstehen, bei dem der jeweils zu füllende Behälter in Dichtlage gegen das Füllelement anliegt und in der Regel vor der eigentlichen Füllphase, d.h. vor dem öffnen des Flüssigkeitsventils über wenigstens einen gesteuerten, im Füllelement ausgebildeten Gasweg mit einem unter Druck stehenden Spanngas (Inertgas bzw. C02-Gas) vorgespannt wird, welches dann während des Füllens von dem dem Behälter zufließenden Füllgut zunehmend als Rückgas aus den Behälterinnenraum verdrängt wird, und zwar ebenfalls über wenigstens einen gesteuerten, im Füllelement ausgebildeten Gasweg. Dieser Vorspannphase können weitere Behandlungsphasen vorausgehen, beispielsweise ein Evakuieren und/oder ein Spülen des Behälterinnenraums mit einem Inertgas, z.B. C02-Gas usw., und zwar ebenfalls über die im Füllelement ausgebildeten Gaswege.
„In Dichtlage mit dem Füllelement befindlicher Behälter" bedeutet im Sinne der Erfindung, dass der jeweils zu füllende Behälter mit seiner Behältermündung angepresst und dicht am Füllelement bzw. an der dortigen Abdichttulpe anliegt. Der Ausdruck „im Wesentlichen" bzw. „etwa" bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
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 einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und im Teilschnitt ein Füllelement gemäß der Erfindung zusammen mit einem zu füllenden Behälter; Fig. 2 in sehr vereinfachter schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein Füllelementgehäuse im Bereich eines Kanals oder einer Bohrung zum Zuführen oder Abführen eines CIP-Reinigungs- und/oder Sterilisationsmediums. Dargestellt ist in der Figur 1 die Füllposition einer Füllmaschine zum Druckfüllen von Behältern 2 in Form von Dosen mit einem flüssigen Füllgut, beispielsweise mit einem kohlesäurehaltigen Füllgut, z.B. mit Bier oder mit Softdrink. Die Füllposition 1 umfasst u.a. ein Füllelement 3, welches zusammen mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend angetriebenen Rotors 4 angeordnet ist. Unter den Füllelementen 3 ist am Rotor 4 eine Standfläche 5 gebildet, auf der die zu füllenden Behälter 2 mit ihrem Boden aufstehen.
Jedes Füllelement 3 umfasst ein Füllelementgehäuse 6, in welchem u.a. ein Flüssigkeitskanal 7 für das Füllgut ausgebildet ist, der an seinem oberen, in der Figur nicht dargestellten Bereich mit einem für sämtliche Füllelemente 3 gemeinsamen, am Rotor 4 vorgesehenen und das Füllgut bereitstehenden Kessel verbunden ist und am unteren Ende eine ringförmige Abgabeöffnung 8 für das Füllgut bildet. Im Flüssigkeitskanal 7 ist in Strömungsrichtung des Füllgutes vor der Abgabeöffnung 8 ein Flüssigkeitsventil 9 vorgesehen, welches im Wesentlichen aus einem mit einem Ventilsitz im Flüssigkeitskanal 7 zusammenwirkenden Ventilkörper 10 besteht, der im Bereich eines unteren Endes eines als Ventilstößel dienenden Gasrohres 1 1 ausgebildet ist. Mit dem Gasrohr 11 , welches mit seiner Achse in einer parallel zur Maschinenachse MA orientierten Füllelementachse FA angeordnet ist und in dem ein an der Unterseite des Füllelementes 3 offener Gaskanal 12 gebildet ist, wird der Ventilkörper 10 aus seiner in der Figur dargestellten Schließposition durch eine nicht dargestellte Betätigungseinrichtung zum öffnen des Flüssigkeitsventils 9 angehoben und zum Schließen des Flüssigkeitsventils 9 wieder abgesenkt.
Das Füllelementgehäuse 6 bildet an seinem unteren Bereich einen rohrartigen Gehäuseabschnitt 6.1 mit reduziertem Durchmesser. An diesem Gehäuseabschnitt, an dem auch die Abgabeöffnung 8 sowie der Ventilsitz für das Flüssigkeitsventil 9 vorgesehen sind, ist eine Abdichttulpe 13 in Richtung der Füllelementachse FA bewegbar vorgesehen (Doppelpfeil A). Die Abdichttulpe 13 ist als ein den Gehäuseabschnitt 6.1 umschließender Ringkörper 13.1 ausgebildet, der an einem unteren Ringkörperabschnitt 13.1 stirnseitig mit vergrößertem Außendurchmesser mit einer inneren, die Füllelementachse FA konzentrisch umschließenden Ringdichtung 14 sowie mit einer äußeren, die Ringdichtung 14 sowie die Füllelementachse FA konzentrisch umschließenden Lippendichtung 15 versehen ist.
Zur Abdichtung des Übergangs zwischen der Abdichttulpe 13 bzw. dem Ringkörper 13.1 und dem Füllelementgehäuse 6 ist ein den Gehäuseabschnitt 6.1 oberhalb der Abdichttulpe 13 umschließender Faltbalg 16 vorgesehen, der mit seinem oberen, der Abgabeöffnung 8 weiter entfernt liegenden Rand mit dem Füllelementgehäuse 6 und mit seinem unteren, der Abgabeöffnung 8 näher liegenden Rand mit der den Dichtungen 14 und 15 abgewandten Oberseite der Abdichttulpe 13 verbunden ist. Der Faltenbalg 16 ist aus einem geeigneten elastischen und/oder flexiblen Material gefertigt, beispielsweise aus Teflon. Wie die Figur 1 auch zeigt, umschließen sowohl die Abdichttulpe 13 als auch der Faltenbalg 16 den Gehäuseabschnitt 6.1 mit Abstand unter Ausbildung eines Ringspalts 19.
In dem oberen Bereich des zwischen den Faltenbalg 16 und der Außenfläche des Gehäuseabschnittes 6.1 gebildeten Ringspaltes 19 mündet ein Kanal 18, welcher beispielsweise dazu dient, bei einer CIP-Reinigung der Füllmaschine und deren Füllelemente 3 ein flüssiges Reinigungs- und/oder Sterilisationsmedium in den Ringspalt 19 zuzuleiten, welches dann diesen Ringspalt 19 auch für die Reinigung und/oder Sterilisation der Innenflächen des Faltenbalgs 16 über die gesamte axiale Länge durchströmt. Der Kanal 18 ist so ausgebildet, dass er schräg, d.h. in einem Winkel α kleiner als 90° gegenüber einer Ebene E senkrecht zur Füllelementachse FA in den Ringspalt 19 mündet, sodass das CIP-Reinigungs- und/oder Desinfektionsmedium beim Ausströmen aus dem Kanal 18 einen Geschwindigkeitsvektor in Umfangsrichtung der Außenfläche des Gehäuseabschnittes 6.1 bzw. um die Füllelementachse FA aufweist und bedingt durch diesen Geschwindigkeitsvektor den Ringspalt 19 von oben nach unten wendelartig durchströmt. Hierdurch werden unter Berücksichtigung einer ausreichend hohen Strömungsgeschwindigkeit des CIP-Reinigungs- und/oder Desinfektionsmediums sowie des wendeiförmigen Verlaufs der Strömung sämtliche Innenflächen auch des Faltenbalgs 16 gründlich und optimal gereinigt sowie desinfiziert.
Der Kanal 18 kann beispielsweise auch zum Spülen und/oder Vorspannen eines bereits in Dichtlage an der Füllposition befindlichen Behälters dienen.
An den Gehäuseabschnitt 6.1 schließt sich über eine Stufe 6.2 ein Gehäuseabschnitt 6.3 an, der einen im Vergleich zum Gehäuseabschnitt 6.1 vergrößerten Außendurchmesser aufweist. Zur Befestigung des oberen, der Abgabeöffnung 8 am weitesten entfernt liegenden Endes des Faltenbalgs 16 ist dieser dort beispielsweise mit einem ringförmigen Faltenbalgabschnitt 16.1 einstückig hergestellt. Der Faltenbalgabschnitt 16.1 ist in einer an der Stufe 6.2 ausgebildeten, die Füllelementachse FA konzentrisch umschließenden ringförmigen Ausnehmung 20 aufgenommen und dort durch einen die Füllelementachse FA konzentrisch umschließenden Klemmring 21 durch Klemmen befestigt. An dem unteren, der Abgabeöffnung 8 näher liegenden Ende ist der Faltenbalg 16 einstückig mit einem ringförmigen Faltenbalgabschnitt 16.2 hergestellt, der in den Ringkörper 13.1 hineinreicht und dort in einer Ausnehmung an der Innenfläche des Ringkörpers 3.1 mit diesem in geeigneter Weise verbunden ist, beispielsweise durch Kleben, Klemmen, Einspannen, Vulkanisieren, Schrauben usw., und zwar derart, dass die Innenfläche des Faltenbalgabschnitts 16.2 bündig oder im Wesentlichen bündig mit der anschließenden Innenfläche des Ringkörpers 13.1 ist. Zum Füllen des jeweiligen mit seiner Behälteröffnung unterhalb des Füllelementes 3 angeordneten Behälters 2 wird zunächst die Abdichttulpe 13 in der Füllelementachse FA auf den Behälter 2 abgesenkt, sodass die Ringdichtung 14 abgedichtet gegen den die Behälteröffnung umgebenden Behälter- oder Öffnungsrand 2.1 anliegt.
Hierdurch befindet sich der betreffende Behälter 2 dann zentriert und in Dichtlage an dem betreffenden Füllelement 3. Das gesteuerte Absenken der Abdichttulpe 13 erfolgt beispielsweise kurvengesteuert über einen Stößel 17.
Die ebenfalls vorgesehene Lippendichtung 15 dient beispielsweise im Falle einer CIP-Reinigung zur Abdichtung einer dann erforderlichen Spülkappe.
Vor dem eigentlichen Füllen wird der jeweilige in Dichtlage am Füllelement 3 befindliche Behälter 2 beispielsweise über den Gaskanal 12 mit einem unter Druck stehenden Inertgas, beispielsweise mit unter Druck stehendem C02-Gas vorgespannt. Nach dem Vorspannen wird die eigentliche Füllphase durch öffnen des Flüssigkeitsventils 9 eingeleitet, wobei das hierbei durch das Füllgut aus dem Behälter 2 verdrängte Inertgas über den Gaskanal 12 abgeführt wird.
Durch den Vorspann- und/oder Fülldruck, der auf die innen liegenden Ringflächen der Abdichttulpe 13 sowie des Faltenbalgs 16 wirkt, ergibt sich für die Abdichttulpe 13 eine Anpresskraft, die eventuell zusätzlich zu einer über den Stößel 17 ausgeübten Anpresskraft wirkt und mit der die Abdichttulpe 13 bzw. deren Ringdichtung 14 gegen den Öffnungsrand 2.1 angepresst wird. Durch den Vorspann- und/oder Fülldruck kann somit die Anpresskraft, mit der die Abdichttulpe 13 bzw. deren Ringdichtung 14 gegen den Öffnungsrand 2.1 anliegt, eingestellt werden.
Der Wirkdurchmesser des Faltenbalgs 16, der für die aus dem Vorspann- und/oder Fülldruck resultierende Anpresskraft maßgeblich ist, ist abhängig von dem kleinen inneren Faltenbalgdurchmesser di und dem größerem äußeren Faltenbalgdurchmesser da und entspricht der Wurzel aus (di2 + da2)/2).
Durch die Ausbildung des Füllelementes 3 mit dem Faltenbalg 16 wird die bisher übliche Gleitführung der Abdichttulpe 13 am Gehäuseabschnitt 6.1 mit einer Schiebdichtung und die hieraus resultierenden Nachteile vermieden. Insbesondere dann, wenn bei einer vorhandenen Füllmaschine, die bereits für die Verwendung herkömmlicher Füllelemente konzipiert ist, anstelle dieser herkömmlichen Füllelemente die Füllelemente 3 verwendet werden sollen, ist es zweckmäßig, den Wirkdurchmesser des Faltenbalgs 16 durch entsprechende Wahl des inneren und äußeren Faltenbalgdurchmessers di bzw. da so einzustellen, dass dieser Wirkdurchmesser dem Gleitdurchmesser der Schiebedichtung der herkömmlichen Füllelemente entspricht. Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste
1 Füllposition
2 Behälter bzw. Dose
2.1 Öffnungsrand
3 Füllelement
4 Rotor
5 Standfläche
6 Füllelementgehäuse
6.1 Gehäuseabschnitt
6.2 Stufe
6.3 Gehäuseabschnitt
7 Flüssigkeitskanal
8 Abgabeöffnung
9 Flüssigkeitsventil
10 Ventilkörper
11 Gasrohr
12 Gaskanal
13 Abdichttulpe
13.1 Abdichttulpenabschnitt
13.1 Ringkörper
13.1.1 Ringkörperabschnitt
14 Ringdichtung
15 Lippendichtung
16 Faltenbalg
16.1 , 16.2 Faltenbalgabschnitt
17 Stößel
18 Kanal
19 Ringspalt
20 Ausnehmung an der Stufe 6.1
21 Klemm- oder Befestigungsring
A Hub der Abdichttulpe 13
FA Füllelementachse
MA Maschinenachse

Claims

Patentansprüche
1. Füllelement eines Füllsystems oder einer Füllmaschine zum Füllen von Dosen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit einem Füllelementgehäuse (6), welches an einem Gehäuseabschnitt (6.1) wenigstens eine Abgabeöffnung (8) zur gesteuerten Abgabe des Füllgutes in den jeweiligen Behälter (2) aufweist, mit einer Abdichttulpe (13), die relativ zu dem Gehäuseabschnitt (6.1) in einer Füllelementachse (FA) relativ zum Gehäuseabschnitt (6.1 ) zwischen einer angehobenen Position und einer abgesenkten Position für eine Dichtlage gegen einen Öffnungsrand (2.1) des Behälters (2) bewegbar ist, sowie mit Dichtungsmitteln zum Abdichten des Übergangs zwischen der Abdichttulpe (13) und dem Füllelementgehäuse (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmittel von einem die Füllelementachse (FA) umschließenden Faltenbalg (16) gebildet sind, der mit einem Ende dicht mit dem Füllelementgehäuse (6) und mit einem anderen Ende dicht mit der Abdichttulpe (13) verbunden ist.
2. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichttulpe (13) und der Faltenbalg (16) den Gehäuseabschnitt (6.1) an seiner Außen- oder Mantelfläche umschließen, vorzugsweise unter Ausbildung eines Ringspaltes (19) zwischen der Außenfläche des Gehäuseabschnitts (6.1) und einer Innenfläche der Abdichttulpe (13) sowie des Faltenbalgs (16).
3. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseabschnitt (6.1) an seiner Außen- oder Mantelfläche kreiszylinderförmig oder im Wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet ist.
4. Füllelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ringspalt (19) wenigstens ein Kanal (18) mündet, und zwar bevorzugt an einem der Abdichttulpe (13) entfernt liegenden Ende des Ringspaltes (19).
5. Füllelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des wenigstens einen Kanals (18) an seiner Mündung in den Ringspalt (19) mit einer gedachten, senkrecht zur Füllelementachse (FA) orientierten Ebene (E) einen Winkel (a) kleiner als 90° einschließt, wobei diese Achse vorzugsweise zugleich auch in einer Ebene parallel oder im Wesentlichen parallel zur Füllelementachse (FA) angeordnet ist.
6. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, von dem Faltenbalg (16) und der Abdichttulpe (13) umschlossene Gehäuseabschnitt (6.1) über eine Stufe (6.2) an einen weiteren Gehäuseabschnitt (6.3) des Füllelementgehäuses (6) mit vergrößertem Außenquerschnitt anschließt, und dass der Faltenbalg (16) an seinem der Abgabeöffnung (8) weiter entfernt liegenden Ende im Bereich der Stufe (6.2) durch Einspannen zwischen einem Halte- oder Klemmring (20) und dem Füllelementgehäuse (6) gehalten ist.
7. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (16) an seinem der Abgabeöffnung (8) näherliegenden Ende mit einem die Füllelementachse (FA) ringförmig umschließenden Faltenbalgabschnitt (16.2) in einen die Abdichttulpe (13) bildenden Ringkörper (13.1) hineinreicht und an einer Innenfläche des Ringkörpers (13.1), vorzugsweise in einer dortigen Ausnehmung mit der Abdichttulpe (13) dicht verbunden ist.
8. Füllmaschine zum Füllen von Dosen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut mit einem Füllsystem mit mehreren an einem umlaufenden Transportelement, beispielsweise an einem um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufenden Rotor vorgesehenen, jeweils eine Füllposition (1) bildenden Füllelementen (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Füllelemente (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind.
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