EP3880598B1 - Füllelement für füllmaschine und maschine mit solchem füllelement - Google Patents

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EP3880598B1
EP3880598B1 EP19801361.7A EP19801361A EP3880598B1 EP 3880598 B1 EP3880598 B1 EP 3880598B1 EP 19801361 A EP19801361 A EP 19801361A EP 3880598 B1 EP3880598 B1 EP 3880598B1
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container
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Jean-Jacques SALBER
Jérôme SCHNEIDER
Bernard WASSER
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Costral Sa SA
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Costral Sa SA
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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
    • B67C3/06—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
    • B67C3/10—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure preliminary filling with inert gases, e.g. carbon dioxide
    • 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
    • B67C3/2614—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling
    • B67C3/2617—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling the liquid valve being opened by mechanical or electrical actuation
    • 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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    • 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
    • B67C2003/2651—The liquid valve being carried by the vent tube

Definitions

  • the present invention relates to the field of equipment for the automated transfer of liquids from a large-capacity container to a plurality of individual containers of smaller capacity, in particular food liquids, and in particular wines, beers, juices or similar drinks, still or sparkling.
  • Such pulling equipment generally by gravity and under slight pressure or depression
  • the subject of the present invention is an improved pulling (or pulling) device as well as a receptacle filling machine comprising such devices.
  • dispenser or filling devices are already known, allowing the level filling of containers, in particular bottles or the like, with a food liquid, in particular wine or the like, from a main or central container of the tank type or the like.
  • this EP document provides a complex arrangement of transmission means and actuator means, as well as specific mechanical connections between the two tubes.
  • valves controlling the circulation of gases between the bottle to be filled, the tank, the atmosphere and the neutral gas tanks are grouped together according to a linear configuration in a block arranged laterally and near the lower outlet of the spout, in being attached to the machine. This thus results in two separate bundles of supply hoses, one for the actuators in the upper part and the other for the valves in the lower part.
  • each puller device comprises three different actuator means, resulting in an extremely complex overall construction and kinematics.
  • the main object of the invention consists in overcoming the drawbacks of the aforementioned known solutions and in proposing a less complex construction of a dispenser device and of a filling machine, the number of moving parts or parts of which is limited, in particular in concerning parts or parts in contact with fluids (gaseous and liquid).
  • the subject of the invention is a puller device of the type presented above and which is characterized in that it comprises a fluidic management unit grouping together valves fluidically connected to the second internal tube and comprising at least one valve evacuation for a depression or atmospheric pressure of the container to be filled, at least one neutral gas injection valve or inerting, and at least one valve for fluid communication with the hollow body, this functional block being mounted in the upper part of said hollow body, through which the second tube passes and supporting the means for actuating the latter, and in that said hollow body with the above-mentioned first and second tubes, the fluidic management functional block and the means for actuating the second tube together form a structural unit rigidly fixed on or in the tank.
  • Fig. 2 to 9 show, for some only partially, a dispenser device 1 for machine 2 for filling containers 3, in particular bottles or the like, with a liquid 4, in particular with still wine, sparkling wine or the like, from a tank 5 or a similar storage container forming part of said machine 2.
  • said device 1 also comprises a fluidic management block 17 grouping together valves 12 to 15 fluidically connected to the second internal tube 8 and comprising at least one evacuation valve 12; at atmospheric pressure of the container 3 to be filled, at least one neutral or inerting gas injection valve 13, and at least one valve 15 for fluid communication with the hollow body 6.
  • this functional block 17 is mounted in the upper part of said hollow body 6, is crossed by the second tube 8 and supports the actuating means 11 of the latter.
  • said hollow body 6 with the first and second tubes 7, 8, the functional fluidic management block 17 and the actuating means 11 of the second tube 8 together form a structural unit rigidly fixed on or in the tank 5.
  • the puller device 1 comprises only a single actuating means 11 and a single moving part (the second internal tube 8), and this with a movement of small amplitude and between two extreme positions of opening and closing.
  • the modular structural unit formed by the hollow body 6 forming the adduction duct, the functional block 17 and the actuating means 11 can be configured to be mounted in the tank 5 and extend therethrough.
  • the tank then advantageously has a generally linear shape, with integrated spouts 9 arranged in a rectilinear arrangement.
  • the modular structural unit composed of the hollow body 6 forming the intermediate reservoir, the functional block 17 and the actuating means 11 is mounted on the outside of tank 5, being secured preferably only by means 18, 18' of fluidic connection (rigid tubes) of said hollow body 6 with said tank 5, which is movable in the axial direction DA of spout 9 by relative to the sealed bearing means 10.
  • valves 12 to 16 can also be of another type, for example with a membrane.
  • the means for connecting the tank 5 with the intermediate tank 6 comprise two rigid conduits 18, 18' connected, with a mutual offset in the axial direction DA of the first and second tubes 7, 8, on one side to the intermediate tank 6, preferably elongated in this direction DA.
  • These two ducts 18, 18' are integral, on the opposite side, with a plate 19 for fixing to the tank 5, the lower duct 18 serving for the flow of the liquid 4 by gravity, and if necessary under gas pressure, and the upper pipe 18' being used for gaseous reflux.
  • the fluidic management block 17 comprises a central chamber 20 in fluidic communication, on the one hand, with the second tube 8 which passes through it and, on the other hand, with each of the control valves 12 to 15 integrated into said block 17.
  • these various valves 12 to 15 are arranged in block 17 circularly around said second tube 8 and said central chamber 20.
  • the second tube 8 may include holes 8" in its wall for communication between its internal passage and said central chamber 20.
  • the actuating means 11 of the second tube 8 preferably consists of a jack configured to move the second tube 8, which is provided at its lower end with an element 8' for sealing the annular passage 9' at the level of its outlet. lower, between a lowered open position and a raised closed position of the latter, that along the axial direction DA.
  • the second tube 8 may optionally consist of several tubular portions assembled therein and be connected to the cylinder 11 by a connection piece.
  • the cylinder 11 is advantageously of a pneumatic nature, to standardize the source of energy.
  • a jack 11 of the hydraulic or electric type can also be envisaged, as for the control means of the aforementioned valves.
  • the mechanical connection between the second inner tube 8 and the actuating cylinder 11 is achieved by a locking means 11 ', the release of which allows extraction of said inner tube 8.
  • the leaktight bearing means 10, through which the spout 9' passes comprises at least one valve 16 for controlling the circulation in a portion of fluid circulation line 10' configured to connect, by opening onto the outer face of the spout 9 extending through its opening 3', a receptacle 3 to be filled either with the external medium, or with a source of inert gas or pressurized inerting, such as CO 2 or N 2 .
  • This portion of line 10' makes it possible in particular to constitute a line of fluid circulation through a container 3 in association with the second internal tube 8.
  • the leaktight support means 10 also comprises a pressure detector 21 configured to measure the pressure in the gas circulation line portion 10'.
  • the leaktight bearing means 10 comprises a cylindrical body 22 through which the spout 9 passes and which comprises a first seal 22' extending externally around the first tube 7 and a second seal 22" intended to bear under pressure around the opening 3' of a container 3, and the circulation line portion 10' is integrated in a support arm 10" carrying the cylindrical body 22, the control valve 16 and the case optionally the pressure sensor 21, and opens between the aforementioned first and second seals 22', 22", said sealed support means 10 fixing the filling level in cooperation with the spout 9.
  • the cylindrical body 22 configured to form a sealed plug around the spout 9 and the opening 3' of the container 3 receiving it, can be connected to the support arm 10" in a removable manner, for example by a sealed connection by interlocking, clamping or the like, with blocking by a 10′′′ lock.
  • the dispenser device 1 can also also comprise a means 23 for centering and holding a container 3 being filled, for example in the form of a centering cone intended to come to rest at the level of the base of the 3" neck of a bottle 3, this means 23 sliding freely along and at a distance from the spout 9, under the sealed support means 10, being integral with a guide 23' connected to the hollow body 6 (with the ability to displacement along the axis DA).
  • a means 23 for centering and holding a container 3 being filled for example in the form of a centering cone intended to come to rest at the level of the base of the 3" neck of a bottle 3, this means 23 sliding freely along and at a distance from the spout 9, under the sealed support means 10, being integral with a guide 23' connected to the hollow body 6 (with the ability to displacement along the axis DA).
  • the invention also relates, as shown by the Fig. 1A and 1B , a machine 2 for filling containers 3, in particular bottles or the like, with a liquid 4, for example a food liquid of the still wine, sparkling or similar type, from a tank 5 or the like.
  • a machine 2 for filling containers 3, in particular bottles or the like, with a liquid 4, for example a food liquid of the still wine, sparkling or similar type, from a tank 5 or the like.
  • This machine 2 essentially comprises a frame 2' supporting said tank 5 with the liquid 4, under pressure of an inert gas or not, and, in addition, on the one hand, means for supplying empty containers 3, for positioning of said containers 3 with a view to their filling and evacuation of the filled containers 3 and, on the other hand, means for moving the tank 5 in vertical translation.
  • This machine 5 is furthermore equipped with a plurality of pulling devices 1, arranged circumferentially around ( Fig. 1 ) or along at least one side of said tank 5, or even mounted in said tank 5.
  • the pulling devices of this machine 2 consist of devices 1 of the type described above, and means 10 for sealing support 10 are also installed on the frame 2' so as to each cooperate with a corresponding puller device 1, being adjustable in position in the axial direction DA of the associated puller device 1.
  • control valves 12 to 16 are of the type closed by default (for example under the action of a spring - cf. drawings).
  • the actuating means 11 is biased in a default position such that the annular channel 9 'is closed in the absence of positive bias on opening (in the example shown in the drawings, the cylinder 11 pushes the inner tube 8 towards the bottom to release the lower opening of the channel 9', this against the elastic force of a compression spring).
  • the tank 5 is advantageously under pressure of an inert gas and the level N of liquid 4 in this tank 5 is located between the emerging orifices of the conduits 18 and 18' (cf. Fig. 3A ).
  • valve 16 can advantageously serve as a pressure safety valve.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
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Claims (13)

  1. Füllelement (1) für eine Maschine (2) zum Befüllen von Behältern (3), insbesondere von Flaschen oder dergleichen, mit einer Flüssigkeit (4), insbesondere mit Stillwein, Schaumwein oder dergleichen, aus einem Tank (5) oder einem ähnlichen Lagerbehälter, der Teil der Maschine (2) ist, wobei das Element (1) Folgendes beinhaltet:
    - einen Hohlkörper (6), der einen Zwischenbehälter oder eine Zuführleitung bildet, fluidisch mit dem Tank (5) verbunden ist und sich im unteren Teil durch ein erstes Rohr (7) fortsetzt, das eine axiale Richtung (DA) definiert und dazu konfiguriert ist, in einen zu befüllenden Behälter (3) durch eine Öffnung (3') desselben eingeführt zu werden, zum Beispiel im Bereich eines Flaschenhalses (3"),
    - ein zweites Rohr (8), das sich koaxial und innen durch den Hohlkörper (6) und das erste Rohr (7) erstreckt und zusammen mit dem ersten Rohr (7) einen Ausguss (9) mit einem Durchgang mit ringförmigem Querschnitt (9') definiert, der eine Fluidkommunikation zwischen dem Hohlkörper (6) und einem zu befüllenden Behälter (3) ermöglicht, wobei dieser Durchgang (9') durch eine axiale Verlagerung des zweiten Rohrs (8) in Bezug auf das erste Rohr (7) selektiv geöffnet und dicht verschlossen werden kann,
    - ein dichtes Anlagemittel (10), das dazu konfiguriert ist, die Öffnung (3') des Behälters (3) rund um den Ausguss (9), der durch die Öffnung (3') hindurchgeht, dichtend zu verschließen, und das zusammen mit dem ersten und dem zweiten Rohr (7, 8) die Füllhöhe des Behälters (3) bestimmt,
    - ein Betätigungsmittel (11) zum Ansteuern der axialen Positionierung des zweiten inneren Rohrs (8), wobei sich das Mittel (11) oberhalb des Hohlkörpers (6) auf der dem Ausguss (9) entgegengesetzten Seite befindet,
    - einen Satz Steuerventile (12 bis 16), die jeweils mit dem Hohlkörper (6), dem zweiten Rohr (8) bzw. dem zu befüllenden Behälter (3) in Fluidkommunikation stehen, um mindestens eine Art von Gas oder Luft in diesen einzuspritzen oder um Luft, ein eingespritztes Gas oder überschüssige Flüssigkeit (4) aus diesem abzuführen, wobei das Element (1) ferner einen Fluidverwaltungsblock (17) beinhaltet, der Ventile (12 bis 15), die fluidisch mit dem zweiten inneren Rohr (8) verbunden sind, enthält und mindestens ein Ablassventil (12; 14), um in dem zu befüllenden Behälter (3) einen Unterdruck oder einen atmosphärischen Druck zu erzeugen, mindestens ein Ventil zum Einspritzen eines neutralen oder Inertgases (13) und mindestens ein Ventil (15) zur Herstellung einer Fluidkommunikation mit dem Hohlkörper (6) umfasst, wobei dieser Funktionsblock (17) im oberen Teil des Hohlkörpers (6) montiert ist, von dem zweiten Rohr (8) durchquert wird und das Betätigungsmittel (11) für eben dieses stützt, und dass der Hohlkörper (6) mit dem ersten und dem zweiten Rohr (7, 8), der Funktionsblock zur Fluidverwaltung (17) und das Betätigungsmittel (11) des zweiten Rohrs (8) gemeinsam eine strukturelle Einheit bilden, die fest an oder in dem Tank (5) befestigt ist.
  2. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die modulare strukturelle Einheit, die durch den Hohlkörper (6), der eine Zuführleitung bildet, den Funktionsblock (17) und das Betätigungsmittel (11) gebildet wird, dazu konfiguriert ist, in dem Tank (5) montiert zu sein, und sich durch diesen erstreckt.
  3. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die modulare strukturelle Einheit, die aus dem Hohlkörper (6), der einen Zwischenbehälter bildet, dem Funktionsblock (17) und dem Betätigungsmittel (11) besteht, an der Außenseite des Tanks (5) montiert ist und dabei vorzugsweise nur durch fluidische Verbindungsmittel (18, 18') des Hohlkörpers (6) an dem Tank (5) befestigt ist, welcher gemäß der axialen Richtung (DA) des Ausgusses (9) in Bezug auf das dichte Anlagemittel (10) beweglich ist.
  4. Füllelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel des Tanks (5) mit dem Zwischenbehälter (6) zwei starre Leitungen (18, 18') beinhalten, die mit einem Versatz in der axialen Richtung (DA) des ersten und zweiten Rohrs (7, 8) auf einer Seite an dem Zwischenbehälter (6) angeschlossen sind, vorzugsweise mit einer in dieser Richtung (DA) länglichen Form, wobei diese zwei Leitungen (18, 18') auf der entgegengesetzten Seite fest an einer an dem Tank (5) befestigen Platte (19) angebracht sind, wobei die untere Leitung (18) dem Herabfließen der Flüssigkeit (4) durch Schwerkraft und ggf. durch Gasdruck dient und die obere Leitung (18') dem Rückfluss von Gas dient.
  5. Füllelement nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidverwaltungsblock (17) eine zentrale Kammer (20) umfasst, die einerseits mit dem zweiten Rohr (8), das durch sie hindurchgeht, und anderseits mit jedem der Steuerventile (12 bis 15), die sich in dem Block (17) befinden, in Fluidkommunikation steht, und dass diese unterschiedlichen Ventile (12 bis 15) in dem Block (17) kreisförmig um das zweite Rohr (8) und die zentrale Kammer (20) herum angeordnet sind.
  6. Füllelement nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidverwaltungsblock (17) aus zwei komplementären Teile (17', 17") besteht, nämlich einerseits einem unteren Teil (17'), der die Sitze (12' bis 15') der Steuerventile (12 bis 15), die sich in dem Block (17) befinden, sowie Abschnitte (17‴) von Fluidzirkulationsleitungen, die jeweils mit der äußeren Umgebung, dem zweiten Rohr (8) und dem Hohlkörper (6) verbunden sind, umfasst, wobei dieser untere Teil (17') vorteilhafterweise den Zwischenbehälter oder die Zuführleitung (6) auf der entgegengesetzten Seite des unteren Endes, das sich durch das erste Rohr (7) fortsetzt, verschließt, und andererseits einem oberen Teil (17''), der die Ansteuerungsmittel (12" bis 15") für die Ventile (12 bis 15) umfasst und das Betätigungsmittel (11) zum translatorischen Ansteuern des zweiten inneren Rohrs (8) in der axialen Richtung (DA) trägt.
  7. Füllelement nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (11) des zweiten Rohrs (8) aus einem Zylinder besteht, der dazu konfiguriert ist, das zweite Rohr (8), welches an seinem unteren Ende über ein Element (8')zum dichten Verschließen des ringförmigen Durchgangs (9') im Bereich seines unteren Ausgangs verfügt, zwischen einer abgesenkten Öffnungsstellung und einer angehobenen Schließstellung zu verlagern.
  8. Füllelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem zweiten inneren Rohr (8) und dem Betätigungszylinder (11) über ein Verriegelungsmittel (11') erfolgt, dessen Entriegelung ein Herausziehen des inneren Rohrs (8) ermöglicht.
  9. Füllelement nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das dichte Anlagemittel (10), das von dem Ausguss (9') durchquert wird, mindestens ein Ventil (16) zur Steuerung der Zirkulation in einem Abschnitt (10') einer Fluidzirkulationsleitung umfasst, der dazu konfiguriert ist, einen zu befüllenden Behälter (3) entweder mit der äußeren Umgebung oder mit einer Quelle für unter Druck stehendes neutrales oder Inertgas, wie etwa CO2 oder N2, zu verbinden, indem er an der Außenfläche des Ausgusses (9), der sich durch die Öffnung (3') erstreckt, mündet.
  10. Füllelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das dichte Anlagemittel (10) ferner einen Drucksensor (21) umfasst, der dazu konfiguriert ist, den Druck in dem Abschnitt der Gaszirkulationsleitung (10') zu messen.
  11. Füllelement nach einem beliebigen der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das dichte Anlagemittel (10) einen zylindrischen Körper (22) beinhaltet, der von dem Ausguss (9) durchquert wird und der eine erste Dichtung (22'), die sich außen um das erste Rohr (7) erstreckt, und eine zweite Dichtung (22"), die dazu bestimmt ist, unter Druck um die Öffnung (3') eines Behälters (3) zur Anlage zu kommen, umfasst, und dass sich der Abschnitt der Zirkulationsleitung (10') in einem Haltearm (10"), der den zylindrischen Körper (22), das Steuerventil (16) und ggf. den Drucksensor (21) trägt, befindet und zwischen der vorgenannten ersten und zweiten Dichtung (22', 22") mündet, wobei das dichte Anlagemittel (10) zusammen mit dem Ausguss (9) die Füllhöhe festlegt.
  12. Füllelement nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner ein Mittel (23) zum Zentrieren und Halten eines Behälters (3) während des Befüllens beinhaltet, beispielsweise in Form eines Zentrierkonus, der dazu bestimmt ist, im Bereich der Basis des Flaschenhalses (3") einer Flasche (3) zur Anlage zu kommen, wobei dieses Mittel (23) frei entlang und in einem Abstand zu dem Ausguss (9) unterhalb des dichten Anlagemittels (10) gleitet.
  13. Maschine (2) zum Befüllen von Behältern (3), insbesondere von Flaschen oder dergleichen, mit einer Flüssigkeit (4), beispielsweise einem flüssigen Nahrungsmittel vom Typ Stillwein, Schaumwein, Bier, Saft oder dergleichen, aus einem Tank (5) oder dergleichen, wobei die Maschine (2) ein Gestell (2') beinhaltet, das den Tank (5) mit der Flüssigkeit (4), die durch ein neutrales Gas unter Druck gesetzt ist oder nicht, trägt, wobei die Maschine (2) ferner einerseits Mittel (2'') zur Zuführung von leeren Behältern (3), zur Positionierung der Behälter (3) zwecks ihrer Befüllung und zum Abtransport der befüllten Behälter (3) und andererseits Mittel zur vertikalen translatorischen Verlagerung des Tanks (5) beinhaltet, wobei die Maschine (5) ferner über eine Vielzahl von Füllelementen (1) verfügt, die kreisförmig um den Tank (5) herum oder entlang mindestens einer Seite desselben angeordnet sind oder in dem Tank (5) angebracht sind,
    wobei die Maschine (2) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Füllelemente (1) aus Elementen nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10 bestehen und dass dichte (10) Anlagemittel (10) ebenfalls an dem Gestell (2') montiert sind, sodass ein jedes mit einem entsprechenden Füllelement (1) zusammenwirkt und dabei gemäß der axialen Richtung (DA) des assoziierten Füllelements (1) von der Position her verstellbar ist.
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