WO2011116798A1 - Verfahren sowie füllelement zum füllen von behältern mit einem flüssigen füllgut - Google Patents

Verfahren sowie füllelement zum füllen von behältern mit einem flüssigen füllgut Download PDF

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WO2011116798A1
WO2011116798A1 PCT/EP2010/007037 EP2010007037W WO2011116798A1 WO 2011116798 A1 WO2011116798 A1 WO 2011116798A1 EP 2010007037 W EP2010007037 W EP 2010007037W WO 2011116798 A1 WO2011116798 A1 WO 2011116798A1
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filling
liquid
valve body
channel
filling element
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PCT/EP2010/007037
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Ludwig Clüsserath
Dieter-Rudolf Krulitsch
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Khs Gmbh
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    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
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    • 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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves
    • B67C3/286—Flow-control devices, e.g. using valves related to flow rate control, i.e. controlling slow and fast filling phases

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a filling claim 7.
  • Such gas barriers are essentially sieve-like inserts, each having a multiplicity of continuously open channel sections formed in the insert, the cross-section of each of which is selected in such a way that, due to the surface tension of the liquid filling material and the ambient pressure, product residues located in these channel sections and optionally also located in an overlying part of the product or Golfgutweges be retained.
  • the disadvantage here is, inter alia, that such permanently or permanently arranged in the product and Golfgutweg gas barriers are not suitable for bottling products that contain solid or solid ingredients, such as for filling fruit juices with pulp, fruit pieces, fruit fibers, etc.
  • the object of the invention is to provide a method and a filling element for filling containers, in which the dripping preventing structure is realized in a simplified manner and which is not subject to any restrictions on the nature of the contents, ie in particular for a filling of products with solid or more solid constituents.
  • a filling element is the subject of claim 7.
  • a special feature of the invention is that the structure for preventing dripping is produced only when closing the filling element or the liquid valve by relative movement of the valve body and / or a moving with this valve body functional element, by the relative movement between the valve body and On the one hand and the inner surface or inner contour of the product or Gregutweges formed in the filling element, on the other hand, for example by the fact that this produces a drip preventing gas barrier or the filling element is sealed in the immediate vicinity of its discharge opening.
  • the filling element is part of a filling system, for example a filling system of a filling machine of a rotating design.
  • Figures 3 - 6 in partial view and in section the filling element of Figures 1 and 2 in four different operating states, two of which are again the open and the closed operating state of the filling element.
  • 1 is a filling element of a filling system for filling containers in the form of bottles 2 with a liquid filling material, for example with fruit juice, which also contains solid or solid components, for example pulp, fruit fibers or pulp, in a liquid phase.
  • the filling element 1 is designed for free jet filling of the bottles 2, i. for a filling in which the respective bottle to be filled 2 is arranged with its bottle opening 2.1 below the filling element 1 and spaced therefrom, so that during filling the liquid product as free filling jet 3 through the bottle opening 2.1 the inner space of the bottle 2 supplied becomes.
  • the filling element 1 is part of a filling system, for example a filling machine of a rotating design, in which a plurality of similar filling element 1 is provided on a rotor, not shown, revolving around a vertical machine axis, as is known to the person skilled in the art.
  • the filling element 1 comprises a multi-part housing 4 in the illustrated embodiment, in which a liquid or product path for the liquid is provided.
  • Sige medium in the form of a liquid channel 5 is formed.
  • the latter is executed in the illustrated embodiment rotationally symmetrical to a vertical Greelementachse FA and connected with its upper portion to a product channel 6 for supplying the liquid filling material.
  • the liquid channel 5 forms a discharge opening 7 from which the filling jet 3 is discharged during filling, ie when the liquid valve 1 (FIG. 1) is open, specifically to prevent contamination of the respective bottle 2, in particular in the area of its Bottle opening 2.1 as possible spray-free, ie clean beam with laminar flow, which also allows at least low foaming filling of the respective bottle 2 with the respective contents.
  • a liquid valve 8 which essentially comprises a valve body 9 at the lower end of a valve stem 10 with outer accordion-like seal 1 1 and the Golfelementachse FA concentrically enclosing annular valve seat 12 which is formed by the inner surface of the liquid channel 5.
  • the valve body 9 is equipped with a ring seal 13, with which it rests against the valve seat 12 when the filling element 1 is closed (FIG. 2). With an actuating device, not shown, the valve body 9 is controlled to open and close the Rudidesl or the diesstechniksven- tils 8 controlled in the Greelementachse FA up and down movable.
  • the liquid channel 5 is composed of a plurality of channel sections 5.1-5.5 which, starting from the connection of the product channel 6 in the direction of the discharge opening 7 and in the axial direction of the filler element axis FA, adjoin one another, namely from the channel section 5.1, which has the largest diameter, in which the product channel 6 opens and has, for example, a circular cylindrical inner surface or inner contour, from the subsequent, conically narrowing channel section 5.2, from the subsequent channel section 5.3 with respect to the channel section 5.1 significantly reduced diameter and, for example, again with a circular cylindrical inner surface, from the adjoining, frusto-conically narrowing channel section 5.4 and from the channel section 5.5, which forms the discharge opening 7 and Having a comparison with the channel section 5.3 significantly reduced inner cross section with circular cylindrical inner surface or inner contour. All channel sections 5.1 - 5.5. are formed coaxially with the Greelementachse FA.
  • the valve seat 12 is formed by the inner surface of the channel section 5.2 directly at the transition between the
  • a rod-like extension or with a punch 14 having a circular cylindrical peripheral surface, formed tapering at its lower end 14.1 and with its longitudinal extent coaxially with the Greelementachse FA is arranged.
  • the punch 14 At least at the lower, tapered or conical end 14.1 of the punch 14 is formed with a liquid-repellent surface or coating (lotus effect). Furthermore, the punch 14 has a circular cylindrical outer diameter which is slightly smaller than the inner diameter of the channel section 5.5. The axial length of the same axis with the Medelementachse FA and thus arranged with the axis of the valve stem 10 punch 14 is slightly greater ßer than the axial distance which has the valve seat 12 from the discharge opening 7 in the direction of the Medelementachse FA.
  • the punch 14, which is for example made in one piece with the valve body 9, immediately adjoins the part of the valve body 9 which has the seal 1 3.
  • the filling element 1 on the underside of its housing 4 further comprises a bell body 15, which encloses, inter alia, the discharge opening 7 or a part of the housing 4 having this opening, in particular also such that the discharge opening 7 within the of the bell body 15 formed interior 16 is located.
  • the bell body 15 is open at the bottom.
  • the filling element 1 for example, for a CIP cleaning and / or - disinfection of the bell body 15 and the interior 16 by a not shown rinse cap closed.
  • For feeding or discharging the example liquid cleaning and / or disinfecting medium opens into the interior 16 a line 17.
  • the liquid valve 8 is opened by lifting the valve body 9 in the Greelementachse FA ( opening stroke). 1, the valve body 9 is located in the part of the liquid channel 5 formed by the channel section 5.1.
  • the plunger 14 is completely accommodated in the part of the liquid channel 5 formed by the channel sections 5.1 - 5.3, so that in particular an annular liquid or product path having a sufficiently large flow cross-section is formed around the punch 14, through which the liquid contents, even those with solid or more solid components, can flow through the liquid channel 5 in a trouble-free manner.
  • the liquid valve 8 and thus the filling element 1 are closed (closing stroke).
  • the punch 14 projects with its lower end 14.1 from the discharge opening 7 and extends with a partial length not only the channel sections 5.3 and 5.4, but is taken with a partial length in the channel section 5.5, in such a way that between the outer surface of the punch 14 and the inner surface or inner contour of the channel section 5.5, an annular gap 18 is formed.
  • This annular gap 18 has such a small gap width that, when the liquid valve 1 is closed, it acts as a gas barrier (annular gap gas barrier) which, in particular, drips the filling material remaining in the channel sections 5.3 and 5.4 at the discharge opening 7 is effectively prevented.
  • the gap width of the annular gap 18 is for example many times smaller than the maximum width, which has the annular gap in the channel section 5.3 when the liquid valve 8 is closed, and is for example at most 20% of this width.
  • FIGS. 3 to 6 again show the filling element 1 in the fully opened operating state (FIG. 3) and in the completely closed operating state (FIG. 6), but also in two further operating states which the filling element 1 occupies when closing.
  • the valve body 9 is moved via the valve stem 10 when closing the liquid valve 8 initially from the open position in a first closing stroke down to an intermediate position, in which although the valve body 9 and its seal 13 still clearly spaced from the valve seat 12, but the punch 14 is just moved so far into the channel section 5.5, that between the circular cylindrical inner surface of the channel section 5.5 and the circular cylindrical outer surface of the punch 14, a short annular gap 18.1 is formed, directly at the transition between the channel sections 5.4 and 5.5.
  • the filling element 1 is already closed so far that the liquid contents at the discharge opening 7 at best only is still delivered with a reduced amount.
  • the final closing of the liquid valve 8 then takes place corresponding to FIGS. 5 and 6.
  • the second closing stroke is preferably carried out with a considerably slower stroke speed than the first closing stroke, so that filling material residues, in particular also from the channel section 5.5, are very gentle and in particular be ejected splash-free by the punch 14 at the discharge opening 7.
  • the ram 14 forms with the inner surface of the channel section 5.5 in turn the annular gap 18 extending over the entire axial length of this channel section or the gas barrier (annular gap gas barrier), with which the in particular in the channel sections 5.3 and 5.4 remaining residues of the contents are retained.
  • the movement of the valve body 9 with the plunger 14 during closing of the filling element 1 preferably does not take place in one go, but clocked, ie in individual substeps or movements. In this case, it is also possible in particular for the individual partial movements or partial steps to be carried out at different speeds and / or for a complete stop of movement to take place between at least two partial movements.
  • FIGS. 7 and 8 show, as a further embodiment, a filling element 1 a which has the liquid channel 5 a with the liquid valve 8 a in the filling element housing 4 a and which essentially differs from the filling element 1 of FIGS. 1 to 6 in that the filling element 1 a is used instead of a single discharge opening forming channel portion 5.5 on the underside of the filling element in the liquid passage 5a an insert 19, which is designed with a plurality of channels or channel sections 20 with their axes parallel to each other and parallel to the Greelementachse FA arranged and open at the top and bottom.
  • the insert 19 thus forms, with the lower open ends of the channel sections 20, a multiplicity of delivery openings, from which, in the case of jet filling, the filling jet 3 flows into the bottle 2 arranged below the filling element 1a as a uniform, preferably laminar jet.
  • the liquid valve 8a in turn, consists of a valve body 9a which is controlled in the direction of the filling element axis FA and bears against the valve seat 12a formed on the inner surface of the liquid channel 5a when the filling element 1a or the liquid valve 8a (FIG. 8) is closed.
  • a plurality of rod-shaped punch 21 are held with its upper end.
  • the number and arrangement of the punches 21, which are oriented with their axes parallel to each other and parallel to the Greelementachse FA, corresponds to the number and arrangement of the channel sections 20 in the insert 19.
  • the lower ends of the punches 21 are located in a common, perpendicular to the Greelementachse FA oriented level.
  • the axial length of the plunger 21 is selected so that they are at an open liquid valve 8a, ie at a maximum lifting position raised valve body 9a with their lower ends clearly spaced from the insert 19 and from the upper ends of the channel sections 20.
  • the liquid valve 8a is opened, an unhindered product flow through the liquid channel 5a and through the channel sections 20 is thus possible.
  • the punches 21 each extend with a partial length into an associated channel section 20.
  • the punches 21 have a preferably circular cylindrical outer diameter, which is slightly smaller than the local preferably circular cylindrical inner diameter of the channels channel sections 20, so that when the filling element 1a is closed in each channel section 20 between the inner surface and the outer surface of the associated punch 21 an annular gap is formed with a relation to the cross section of the channel sections 20 significantly reduced cross section, for example, with a cross section smaller than 20% of the cross section of the respective channel portion 20.
  • the cross section of the channel sections 20 is selected so that a trouble-free filling of a filling with solid or solid components is possible, in which case the insert 19 as such is not or only partially effective as a structure or gas barrier, which after closing the Liquid valve 8a prevents dripping of the contents.
  • the insert 19 becomes fully effective as a drip-preventing structure or as a gas barrier.
  • the insert 19 with its channel sections 20 does not form a gas barrier.
  • the filling element 1 a for filling liquid products without solid or solid components of the insert 19 but also be designed with its channel sections 20 so that it already forms a gas barrier of its own.
  • the filling process during closing of the liquid valve 8a is already ended or substantially ended by the plungers 21 each submerging in the associated channel section 20.
  • Another advantage of the punches 21 is also that by this immersion in the channel sections 20 any residues of firmer or solid Geargut staggering tone (pulp, fruit pieces, fruit fibers, etc.) sheared off by the punch 21 and / or pressed into the Kanalab- sections 20 which reliably prevents the formation of lumps, etc.
  • FIGS. 9 and 10 show, as a further embodiment, a filling element 1, which in turn is intended for free-jet filling of bottles 2 or of other containers with the liquid filling material and has great similarities with the filling element 1 of FIGS Figures 9 and 10 are those components of the filling element 1 b, which are identical to components of the filling element 1, denoted by those reference numerals, which are also used in Figures 1-6.
  • the filling element 1 b thus essentially differs from the filling element 1 only in that the valve body 9 does not have the seal 13 and for tightly closing the liquid channel 5 in the closed state of the filling element 1 b on the inner surface of the channel section 5. 5 or a local annular groove a Medelementachse FA concentrically enclosing ring seal 22 is provided, which encloses closed with the liquid valve 1 b and the punch 14 and bears tightly against this punch.
  • a dripping of liquid filling material with the filling element 1 b closed is prevented in that the ring seal 22 is located directly on the discharge opening 7 and that between the inner surface of the channel section 5.5 and the outer surface of the punch 14 between the ring seal 22 and the discharge opening 7 formed Annular gap has a greatly reduced gap width.
  • the structure preventing the dripping when the filling element 1 b is closed is thus formed by the ring seal 22 provided directly at the discharge opening 7 and cooperating with the ram 14.
  • Figures 1 1 and 12 show as another embodiment, a filling element 1 c, which has certain similarities with the filling element 1 a of Figures 7 and 8 and in turn is intended for free jet filling of bottles 2 or other containers with the liquid product.
  • the filling element 1 c essentially consists of the filling element housing 4 c, in which the liquid channel 5 c connected to the product channel 6 is formed is, in which the liquid valve 8c is located.
  • an insert 23 is inserted, which is designed with a plurality of continuous and open at both ends channel portions 24.
  • the channel sections 24 are oriented with their axes parallel to one another and parallel to the filler element axis FA and form with their lower, open ends discharge openings, from which the liquid filling material as a free filling jet 3 the interior of the respective, under the filling element 1 c positioned bottles when filling the liquid product 2 flows.
  • the liquid valve 8c is formed by a plunger 9c or by a valve body 19 which can be moved up and down in a predetermined stroke in order to open and close the liquid valve 8c in the vertical filling element axis FA.
  • Plan or substantially plan in the illustrated embodiment in the embodiment and arranged in a plane perpendicular to Greelementachse FA bottom of the valve body 9c is provided with projecting over the underside peg-like projections or punches 25 with its axis parallel to each other and parallel to Golfelementachse FA are oriented.
  • the number and arrangement of the punches 25 is equal to the number and arrangement of the channel sections 24 in the insert 23, so that each channel section 24 is assigned a punch 25.
  • the outer diameter of the punches 25 is again slightly smaller than the inner diameter of the associated channel portion 24.
  • valve body 9c is provided on its underside with a plate-shaped seal 26 through which the punches 26 are passed.
  • open filling element 1 c is the valve body 9c controlled by the actuator, not shown, in its raised stroke position in which the underside of the valve body 9c and the lower ends of the punch 25 from the top of the insert 23 and of the upper ends of the channel sections 24 are spaced, so that when the filling element 1 c ( Figure 1 1) open an unobstructed flow of the liquid filling material through the liquid channel 5c and the channel sections 24 for generating the filling jet 3 can form.
  • valve body 9 c With closed filling element 1 c (FIG. 12), the valve body 9 c is sealed against the top of the insert 23 with the seal 26, so that the liquid keitcanal 5c in the area of the liquid valve 8c is closed.
  • Each punch 25 is received in a channel section 24.
  • the liquid valve 8c is at least largely closed when the punches 25 enter the associated channel sections 24, even before the seal 26 comes to rest against the upper surface of the insert 23 forming the valve surface. Furthermore, not only a clear centering of the valve body 9c is achieved with closed liquid valve 8c in this embodiment by the insertion of the punch 25 in the channel sections 24, but at least by the entering into the channel sections 24 punch 25 displacement of a partial volume of the liquid filling material from the channel sections 24 and thus among others a removal of solid or more solid Gregut knew former possibly accumulated in the channel sections 24 by "rinsing" with the displaced Geargutvolumen.
  • a dripping preventing structure or a kind of gas barrier is formed, which ensures that remaining in the channel sections 24 Medgutreste be retained there and do not lead to dripping of the closed filling element 1 c , even if the insert 23 as such is not effective as a gas barrier.
  • channel sections 20 and 24 are each formed in an insert 19 and 23, respectively.

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Abstract

Verfahren zum Füllen, insbesondere zum Freistrahlfüllen von Flaschen (2) oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut unter Verwendung eines Füllelementes (1, 1a-1c) mit wenigstens einem während des Füllens von dem flüssigen Füllgut durchströmten und beispielsweise von einem Flüssigkeitskanal (5, 5a-5c) gebildeten Füllgutweg im Inneren des Füllelementes und mit wenigstens einem im Füllgutweg angeordneten Flüssigkeitsventil (8, 8a-8c), welches zur gesteuerten Abgabe des Füllgutes an wenigstens einer Abgabeöffnung (7) geöffnet und geschlossen wird, wobei bei geschlossenem Flüssigkeitsventil ein Nachtropfen des flüssigen Füllgutes an der wenigstens einen Abgabeöffnung (7) durch wenigstens eine diese Nachtropfen verhindernde Struktur vermieden wird.

Description

Verfahren sowie Füllelement zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Füllelement Patentanspruch 7.
Insbesondere bei Verfahren und Füllelementen zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder anderen Behältern, d.h. bei Verfahren und Füllelementen, bei denen der jeweilige Behälter mit seiner Behälteröffnung unterhalb des Füllelementes und im Ab- stand vom diesem angeordnet ist und das flüssige Füllgut beim Füllen als freier Füllstrahl dem Behälter zugeführt wird, ist es üblich und auch notwendig, ein Nachtropfen des flüssigen Füllgutes aus der wenigstens einen Abgabeöffnung nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils und damit des Füllelementes zu verhindern. Als System oder Struktur hierfür weisen bekannte Füllelemente sogenannte Gassperren auf, die permanent im Produkt- oder Füllgutweg angeordnet sind. Derartige Gassperren sind im Wesentlichen siebartige Einsätze mit jeweils einer Vielzahl von bei- dendig offenen, in dem Einsatz ausgebildeten Kanalabschnitten, deren Querschnitt jeweils so gewählt ist, dass aufgrund der Oberflächenspannung des flüssigen Füllgutes und des Umgebungsdruckes Füllgutreste, die sich in diesen Kanalabschnitten sowie gegebenenfalls auch in einem darüber liegenden Teil des Produkt- oder Füllgutweges befindet, zurückgehalten werden. Nachteilig hierbei ist u.a., dass derartige permanent bzw. fest im Produkt- und Füllgutweg angeordnete Gassperren für ein Abfüllen von Produkten grundsätzlich nicht geeignet sind, die feste oder festere Bestandteile enthalten, beispielsweise für ein Abfüllen von Fruchtsäften mit Pulpe, Fruchtstücken, Fruchtfasern usw.
Es wurde daher auch bereits vorgeschlagen (WO2007/137727 A2), die jeweilige Gassperre im Produkt- oder Füllgutweg beweglich vorzusehen, und zwar zwischen einem wirksamen Zustand, in welchem sich die Gassperre im Produkt- oder Füllweg befindet, und einem nicht wirksamen Zustand, in welchem die Gassperre außerhalb des Produkt- oder Füllgutweges angeordnet ist. Nachteilig hierbei ist, dass für die Gassperre ein zusätzliches Steuerelement erforderlich ist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Füllelement zum Füllen von Behältern aufzuzeigen, bei welchem die das Nachtropfen verhindernde Struktur in vereinfachter weise realisiert ist und welches keinerlei Einschränkungen hinsichtlich der Art des Füllgutes unterliegt, d.h. insbesondere auch für ein Abfüllen von Produkten mit festen oder festeren Bestandteilen geeignet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Füllelement ist Gegenstand des Patentanspruchs 7.
Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass die Struktur zum Verhindern des Nachtropfens erst beim Schließen des Füllelementes bzw. des Flüssigkeitsventils durch Relativbewegung des Ventilkörpers und/oder eines mit diesem Ventilkörper mitbewegten Funktionselementes erzeugt wird, und zwar durch die Relativbe- wegung zwischen dem Ventilkörper und/oder dem mit diesem mitbewegten Funktionselement, einerseits und der Innenfläche oder Innenkontur des im Füllelement ausgebildeten Produkt- oder Füllgutweges, andererseits, und zwar beispielsweise dadurch, dass hierbei eine das Nachtropfen verhindernde Gassperre erzeugt oder aber das Füllelement in unmittelbarer Nähe seiner Abgabeöffnung verschlossen wird. Das Füllelement ist Teil eines Füllsystems, beispielsweise eines Füllsystems einer Füllmaschine umlaufender Bauart.
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 Rückbe- ziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird um Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 und 2 in vereinfachter Teildarstellung und im Schnitt ein Füllelement gemäß der Erfindung in zwei unterschiedlichen Betriebszuständen, von denen der eine der geöffnete und der andere der geschlossene Be- triebszustand des Füllelementes sind;
Fig. 3 - 6 in Teildarstellung und im Schnitt das Füllelement der Figuren 1 und 2 in vier unterschiedlichen Betriebszuständen, von denen zwei wiederum der geöffnete und der geschlossene Betriebszustand des Füllelementes sind;
Fig. 7 und 8 in Teildarstellung und im Schnitt ein weiteres Füllelement gemäß der
Erfindung im geöffneten und im geschlossenen Betriebszustand; Fig. 9 und 10 in Teildarstellung und im Schnitt ein weiteres Füllelement gemäß der
Erfindung im geöffneten und im geschlossenen Betriebszustand; Fig. 11 und 12 in Teildarstellung und im Schnitt ein weiteres Füllelement gemäß der
Erfindung im geöffneten und im geschlossenen Betriebszustand.
In den Figuren 1 und 2 ist 1 ein Füllelement eines Füllsystems zum Füllen von Behältern in Form von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut, beispielsweise mit Fruchtsaft, welcher in einer flüssigen Phase auch feste oder festere Bestandteile, beispielsweise Pulpe, Fruchtfasern oder Fruchtfleisch enthält. Das Füllelement 1 ist für ein Freistrahlfüllen der Flaschen 2 ausgebildet, d.h. für ein Füllen, bei dem die jeweils zu füllende Flasche 2 mit ihrer Flaschenöffnung 2.1 unterhalb des Füllelementes 1 und von diesem beabstandet angeordnet ist, sodass während des Füllens das flüssige Füllgut als freier Füllstrahl 3 durch die Flaschenöffnung 2.1 dem Innen- räum der Flasche 2 zugeführt wird. Weiterhin ist das Füllelement 1 Bestandteil eines Füllsystems, beispielsweise einer Füllmaschine umlaufender Bauart, bei der an einem nicht dargestellten, um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor eine Vielzahl gleichartiger Füllelement 1 vorgesehen ist, wie dies dem Fachmann bekannt ist.
Im Detail umfasst das Füllelement 1 ein bei der dargestellten Ausführungsform mehrteiliges Gehäuse 4, in welchem ein Flüssigkeits- oder Produktweg für das flüs- sige Füllgut in Form eines Flüssigkeitskanals 5 ausgebildet ist. Letzterer ist bei der dargestellten Ausführungsform rotationssymmetrisch zu einer vertikalen Füllelementachse FA ausgeführt und mit seinem oberen Bereich an einen Produktkanal 6 zum Zuführen des flüssigen Füllgutes angeschlossen ist. An der Unterseite des Füllelementes 1 bildet der Flüssigkeitskanal 5 eine Abgabeöffnung 7, aus der während des Füllens, d.h. bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 1 (Figur 1 ) der Füllstrahl 3 abgegeben wird, und zwar zur Vermeidung einer Verschmutzung der jeweiligen Flasche 2 insbesondere auch im Bereich ihrer Flaschenöffnung 2.1 als möglichst spritzfreier, d.h. sauberer Strahl mit laminarer Strömung, der auch ein zumindest schaumarmes Füllen der jeweiligen Flasche 2 mit dem jeweiligen Füllgut ermöglicht.
Im Flüssigkeitskanal 5 ist ein Flüssigkeitsventil 8 vorgesehen, welches im Wesentlichen einen Ventilkörper 9 am unteren Ende eines Ventilstößels 10 mit äußerer ziehharmonikaartiger Dichtung 1 1 sowie einen die Füllelementachse FA konzentrisch umschließenden kreisringförmigen Ventilsitz 12 umfasst, der von der Innenfläche des Flüssigkeitskanals 5 gebildet ist. Der Ventilkörper 9 ist mit einer Ringdichtung 13 ausgestattet, mit der er bei geschlossenem Füllelement 1 gegen den Ventilsitz 12 anliegt (Figur 2). Mit einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung ist der Ventilkörper 9 zum Öffnen und Schließen des Füllelementesl bzw. des Flüssigkeitsven- tils 8 gesteuert in der Füllelementachse FA auf und ab bewegbar.
Wie die Figuren 1 und 2 auch zeigen, setzt sich der Flüssigkeitskanal 5 aus mehreren Kanalabschnitten 5.1 - 5.5 zusammen, die ausgehend vom Anschluss des Produktkanals 6 in Richtung zur Abgabeöffnung 7 und in Achsrichtung der Füllelement- achse FA aneinander anschließen, und zwar aus dem Kanalabschnitt 5.1 , der den größten Durchmesser aufweist, in den der Produktkanal 6 mündet und der beispielsweise eine kreiszylinderförmige Innenfläche oder Innenkontur aufweist, aus dem anschließenden, sich kegelförmig verengenden Kanalabschnitt 5.2, aus dem anschließenden Kanalabschnitt 5.3 mit gegenüber dem Kanalabschnitt 5.1 deutlich reduziertem Durchmesser und beispielsweise wiederum mit kreiszylinderförmiger Innenfläche, aus dem anschließenden, sich kegelstumpfförmig verengenden Kanalabschnitt 5.4 und aus dem Kanalabschnitt 5.5, der die Abgabeöffnung 7 bildet und einen gegenüber dem Kanalabschnitt 5.3 deutlich reduzierten Innenquerschnitt mit kreiszylinderförmiger Innenfläche oder Innenkontur aufweist. Sämtliche Kanalabschnitt 5.1 - 5.5. sind achsgleich mit der Füllelementachse FA ausgebildet. Der Ventilsitz 12 ist von der Innenfläche des Kanalabschnittes 5.2 gebildet und zwar unmittelbar am Übergang zwischen dem Kanalabschnitt 5.2 und dem Kanalabschnitt 5.3.
An der dem Ventilstößel 10 abgewandten und der Abgabeöffnung 7 zugewandten Unterseite ist der Ventilkörper 9 mit einer stabartigen Verlängerung oder mit einem Stempel 14 versehen, der eine kreiszylinderförmige Umfangsfläche aufweist, an seinem unteren Ende 14.1 spitz zulaufend ausgebildet und mit seiner Längserstreckung achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnet ist.
Zumindest an dem unteren, spitz zulaufenden bzw. kegelförmigen Ende 14.1 ist der Stempel 14 mit einer flüssigkeitsabweisenden Oberfläche oder Beschichtung (Lotuseffekt) ausgebildet. Weiterhin besitzt der Stempel 14 einen kreiszylinderförmigen Außendurchmesser der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Kanalabschnittes 5.5. Die axiale Länge des achsgleich mit der Füllelementachse FA und damit mit der Achse des Ventilstößels 10 angeordneten Stempels 14 ist etwas grö- ßer ist als der axiale Abstand, den der Ventilsitz 12 von der Abgabeöffnung 7 in Richtung der Füllelementachse FA aufweist. Der Stempel 14, der beispielsweise einstückig mit dem Ventilkörper 9 hergestellt ist, schließt sich unmittelbar an den die Dichtung 1 3 aufweisenden Teilabschnitt des Ventilkörpers 9 an. Bei der dargestellten Ausführungsform weist das Füllelement 1 an der Unterseite seines Gehäuses 4 weiterhin einen Glockenkörper 15 auf, der u.a. die Abgabeöffnung 7 bzw. einen diese Öffnung aufweisenden Teil des Gehäuses 4 umschließt, und zwar insbesondere auch derart, dass sich die Abgabeöffnung 7 innerhalb des von dem Glockenkörper 15 gebildeten Innenraumes 16 befindet. Während des Fül- lens ist der Glockenkörper 15 an der Unterseite offen. Zum Reinigen und/oder Desinfizieren des Füllelementes 1 , beispielsweise für eine CIP-Reinigung und/oder - Desinfektion werden der Glockenkörper 15 bzw. der Innenraum 16 durch eine nicht dargestellte Spülkappe verschlossen. Zum Zu- oder Abführen des beispielsweise flüssigen Reinigungs- und/oder Desinfektionsmediums mündet in den Innenraum 16 eine Leitung 17. Für das Freistrahlfüllen der jeweiligen unter dem Füllelement 1 angeordnete Flasche 2 wird das Flüssigkeitsventil 8 durch Anheben des Ventilkörpers 9 in der Füllelementachse FA geöffnet (Öffnungshub). Der Ventilkörper 9 befindet sich dann bei vollständig geöffnetem Füllelement 1 entsprechend der Figur 1 in dem vom Kanalabschnitt 5.1 gebildeten Teil des Flüssigkeitskanals 5. Der Stempel 14 ist vollstän- dig in dem von den Kanalabschnitten 5.1 - 5.3 gebildeten Teil des Flüssigkeitskanals 5 aufgenommen, sodass insbesondere auch um den Stempel 14 herum ein ringförmiger Flüssigkeits- oder Produktweg mit ausreichend großem Strömungsquerschnitt gebildet ist, über den das flüssige Füllgut, auch solches mit festen oder festeren Bestandteilen störungsfrei den Flüssigkeitskanal 5 durchströmen kann.
Nach dem Einbringen der erforderlichen Füllgutmenge in die unter dem Füllelement 1 angeordnete Flasche 2 werden das Flüssigkeitsventil 8 und damit das Füllelement 1 geschlossen (Schließhub). In diesem Betriebszustand, der in der Figur 2 dargestellt ist und in dem die Dichtung 13 des Ventilkörpers 9 gegen den Ventilsitz 12 abgedichtet anliegt, steht der Stempel 14 mit seinem unteren Ende 14.1 aus der Abgabeöffnung 7 vor und erstreckt sich mit einer Teillänge nicht nur durch die Kanalabschnitte 5.3 und 5.4, sondern ist mit einer Teillänge auch im Kanalabschnitt 5.5 aufgenommen, und zwar derart, dass zwischen der Außenfläche des Stempels 14 und der Innenfläche oder Innenkontur des Kanalabschnittes 5.5 ein Ringspalt 18 gebildet ist. Dieser Ringspalt 18 besitzt eine so geringe Spaltbreite, dass er bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 1 als eine ein Nachtropfen des Füllgutes verhindernde Struktur in Form einer Gassperre (Ringspaltgassperre) wirkt, mit der insbesondere auch das Nachtropfen des in den Kanalabschnitten 5.3 und 5.4 verbliebenen Füllgutes an der Abgabeöffnung 7 wirksam verhindert ist. Die Spaltbreite des Ringspalts 18 ist beispielsweise um ein Vielfaches kleiner als die maximale Breite, die bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 8 der Ringspalt im Kanalabschnitt 5.3 aufweist, und beträgt beispielsweise maximal 20% dieser Breite. Beim Schließen des Flüssigkeitsventils 8 wird durch den hierbei insbesondere auch in den Kanalabschnitt 5.5 eintretenden Stempel 14 Füllgut aus dem Kanalabschnitt 5.5 verdrängt, was zu einem vorübergehenden Anstieg der Flüssigkeitsmenge bzw. des Volumenstroms im Füllstrahl 3 und damit verbunden zu einem Verspritzen des Füllgutes auf Außenflächen der Flasche 2 und dabei insbesondere auch auf den Bereich der Flaschenöffnung 2.1 führen könnte. Um dies zu vermeiden, erfolgt beispielsweise ein langsames oder getaktetes Bewegen des Ventilkörpers 9 in die Schließstellung, und zwar durch entsprechende Ansteuerung und/oder Ausbildung der mit dem Ventilstößel 10 zusammenwirkenden Betätigungseinrichtung. Auch durch eine entsprechende Ausbildung der Kontur der Innenfläche des Kanalabschnittes 5.5 und/oder der Außenfläche des Stempels 14 zumindest auf seiner im Kanalabschnitt 5.5 aufgenommenen Teillänge kann ein sanftes und spritzfreies Verdrängen des flüssigen Füllgutes aus den Kanalabschnitten 5.4 und 5.5 beim Schließen des Flüssigkeitsventils 8 bzw. während des Schließhubes erreicht werden.
Die Figuren 3 - 6 zeigen das Füllelement 1 nochmals im vollständig geöffneten Betriebszustand (Figur 3) sowie im vollständig geschlossenen Betriebszustand (Figur 6), aber auch noch in zwei weiteren Betriebszuständen, die das Füllelement 1 beim Schließen einnimmt.
Wie in der Figur 4 dargestellt ist, wird der Ventilkörper 9 über den Ventilstößel 10 beim Schließen des Flüssigkeitsventils 8 zunächst aus der geöffneten Stellung in einem ersten Schließhub nach unten in eine Zwischenposition bewegt, in der zwar der Ventilkörper 9 bzw. dessen Dichtung 13 noch deutlich vom Ventilsitz 12 beabstandet sind, der Stempel 14 aber gerade soweit in den Kanalabschnitt 5.5 hineinbewegt ist, dass zwischen der kreiszylinderförmigen Innenfläche des Kanalabschnittes 5.5 und der kreiszylinderförmigen Außenfläche des Stempels 14 ein kurzer Ringspalt 18.1 gebildet ist, und zwar unmittelbar am Übergang zwischen den Kanalabschnitten 5.4 und 5.5. In diesem Zustand ist das Füllelement 1 bereits soweit geschlossen, dass das flüssige Füllgut an der Abgabeöffnung 7 allenfalls nur noch mit reduzierter Menge abgegeben wird. In einem anschließenden zweiten Schließhub erfolgt dann entsprechen den Figuren 5 und 6 das endgültige Schließen des Flüssigkeitsventils 8. Bevorzugt wird der zweite Schließhub mit einer gegenüber dem ersten Schließhub deutlich langsameren Hubgeschwindigkeit ausgeführt, so- dass Füllgutreste insbesondere auch aus dem Kanalabschnitt 5.5 sehr schonend und insbesondere spritzfrei durch den Stempel 14 an der Abgabeöffnung 7 ausgeschoben werden.
Im geschlossenen Zustand des Füllelementes 1 (Figur 6) bildet der Stempel 14 mit der Innenfläche des Kanalabschnittes 5.5 wiederum den sich über die gesamte axiale Länge dieses Kanalabschnittes erstreckenden Ringspalt 18 bzw. die Gassperre (Ringspaltgassperre), mit der die insbesondere auch in den Kanalabschnitten 5.3 und 5.4 verbliebene Reste des Füllgutes zurückgehalten werden. Wie beschrieben erfolgt die Bewegung des Ventilkörpers 9 mit dem Stempel 14 beim Schließen des Füllelementes 1 bevorzugt nicht in einem Zug, sondern getaktet, d.h. in einzelnen Teilschritten oder -bewegungen. Hierbei ist es insbesondere auch möglich, dass die einzelnen Teilbewegungen oder Teilschritte mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durchgeführt werden und/oder dass zwischen wenigstens zwei Teilbewegungen ein vollständiger Bewegungstopp erfolgt. Anstelle hiervon oder aber zusätzlich hierzu besteht wieder die Möglichkeit, ein gleichmäßiges und insbesondere auch spritz- und/oder tropffreies Verdrängen des Füllgutes insbesondere auch aus den Kanalabschnitten 5.4 und 5.5 beim Schließen des Füllelementes durch eine entsprechende geometrische Gestaltung der Innenkontur des Flüssig- keitskanals 5 und/oder der Außenkontur des Ventilkörpers 9 und/oder des Stempels 10 zu erreichen, und zwar beispielsweise in der Form, dass sich selbst bei einer konstanten Schließbewegung des Ventilkörpers 9 bei dem hierdurch bedingten Verdrängen des flüssigen Füllgutes insbesondere auch aus den Kanalabschnitten 5.4 und 5.5 kein übermäßiger und/oder abrupter und ein Verspritzen des Füllgutes ver- ursachender Anstieg des Volumenstroms im Füllstrahl 3 ergibt, vielmehr auch bei einer kontinuierlichen Schließbewegung ein Zustand erreicht wird, wie er durch ein langsames und/oder schrittweises bzw. unterbrochenes Bewegen des Ventilkörpers 9 in die Schließstellung erreichbar wäre.
Die Figuren 7 und 8 zeigen als weitere Ausführungsform ein Füllelement 1 a, wel- ches in dem Füllelementgehäuse 4a den Flüssigkeitskanal 5a mit dem Flüssigkeitsventil 8a aufweist und welches sich vom Füllelement 1 der Figuren 1 - 6 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass bei dem Füllelement 1 a anstelle eines eine einzige Abgabeöffnung bildenden Kanalabschnittes 5.5 an der Unterseite des Füllelementes in den Flüssigkeitskanal 5a ein Einsatz 19 eingesetzt ist, der mit einer Viel- zahl von Kanälen oder Kanalabschnitten 20 ausgeführt ist, die mit ihren Achsen jeweils parallel zueinander und parallel zur Füllelementachse FA angeordnet sowie jeweils am oberen und unteren Ende offen sind. Der Einsatz 19 bildet somit mit den unteren offenen Enden der Kanalabschnitte 20 eine Vielzahl von Abgabeöffnungen, aus denen beim Freistrahlfüllen der Füllstrahl 3 der unter dem Füllelement 1 a ange- ordneten Flasche 2 als gleichmäßiger, möglichst laminarer Strahl zufließt.
Das Flüssigkeitsventil 8a besteht wiederum aus einem in Richtung der Füllelementachse FA gesteuert bewegbaren Ventilkörper 9a, der bei geschlossenem Füllelement 1 a bzw. Flüssigkeitsventil 8a (Figur 8) gegen den an der Innenfläche des Flüssigkeitskanals 5a gebildeten Ventilsitz 12a anliegt. An der Unterseite des Ventilkörpers 9a sind mehrere stabförmige Stempel 21 mit ihrem oberen Ende gehalten. Die Anzahl und Anordnung der Stempel 21 , die mit ihren Achsen parallel zueinander sowie parallel zu der Füllelementachse FA orientiert sind, entspricht der Anzahl und Anordnung der Kanalabschnitte 20 im Einsatz 19. Die unteren Enden der Stempel 21 befinden sich in einer gemeinsamen, senkrecht zur Füllelementachse FA orientierten Ebene. Weiterhin ist die axiale Länge der Stempel 21 so gewählt, dass diese bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 8a, d.h. bei in die maximale Hubstellung angehobenem Ventilkörper 9a mit ihren unteren Enden deutlich vom Einsatz 19 bzw. von den oberen Enden der Kanalabschnitte 20 beabstandet sind. Bei geöff- netem Flüssigkeitsventil 8a ist somit ein ungehinderter Füllgutstrom durch den Flüssigkeitskanal 5a und durch die Kanalabschnitte 20 möglich. Im geschlossenen Zustand des Füllelementes 1 a (Figur 8) reichen die Stempel 21 jeweils mit einer Teil- länge in einen zugehörigen Kanalabschnitt 20 hinein. Zumindest auf dieser Teillänge besitzen die Stempel 21 einen vorzugsweise kreiszylinderförmigen Außendurchmesser, der etwas kleiner ist als der dortige vorzugsweise kreiszylinderförmigen Innendurchmesser der Kanäle Kanalabschnitte 20, sodass bei geschlossenem Füllelement 1 a in jedem Kanalabschnitt 20 zwischen dessen Innenfläche und der Außenfläche des zugehörigen Stempels 21 ein Ringspalt mit einem gegenüber dem Querschnitt der Kanalabschnitte 20 deutlich reduzierten Querschnitt, beispielsweise mit einem Querschnitt kleiner als 20 % des Querschnittes des jeweiligen Kanalabschnitts 20 gebildet ist.
Bevorzugt ist dabei der Querschnitt der Kanalabschnitte 20 so gewählt, dass ein störungsfreies Abfüllen auch eines Füllgutes mit festen oder festeren Bestandteilen möglich ist, wobei dann der Einsatz 19 als solcher nicht oder nur bedingt als Struktur bzw. Gassperre wirksam ist, die nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils 8a ein Nachtropfen des Füllgutes verhindert. Durch die bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 8a in die Kanalabschnitte 20 hineinreichenden Stempel 21 wird der Einsatz 19 voll als das Nachtropfen verhindernde Struktur bzw. als Gassperre wirksam.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass der Einsatz 19 mit seinen Kanalab- schnitten 20 von sich aus keine Gassperre bildet. Insbesondere bei Verwendung des Füllelements 1 a zum Abfüllen von flüssigen Produkten ohne feste oder festere Bestandteile kann der Einsatz 19 aber mit seinen Kanalabschnitten 20 auch so ausgeführt sein, dass er bereits von sich aus eine Gassperre bildet. In jedem Fall wird aber der Füllvorgang beim Schließen des Flüssigkeitsventils 8a bereits dadurch be- endet oder im Wesentlichen dadurch beendet, dass die Stempel 21 jeweils in den zugehörigen Kanalabschnitt 20 eintauchen. Ein weiterer Vorteil der Stempel 21 besteht auch darin, dass durch dieses Eintauchen in die Kanalabschnitte 20 eventuell vorhandene Reste von festeren oder festen Füllgutbestandteilen (Pulpe, Fruchtstücke, Fruchtfasern usw.) durch die Stempel 21 abgeschert und/oder in die Kanalab- schnitte 20 gedrückt werden, wodurch die Bildung von Verklumpungen usw. sicher vermieden ist. Die Figuren 9 und 10 zeigen als weitere Ausführungsform ein Füllelement 1 , welches wiederum zum Freistrahlfüllen von Flaschen 2 oder von anderen Behältern mit dem flüssigen Füllgut bestimmt ist und vom prinzipiellen Aufbau große Ähnlichkeiten mit dem Füllelement 1 der Figuren 1 - 6 aufweist, sodass in den Figuren 9 und 10 solche Komponenten des Füllelementes 1 b, die mit Komponenten des Füllelementes 1 identisch sind, mit denjenigen Bezugsziffern bezeichnet sind, die auch in den Figuren 1 - 6 verwendet sind.
Von dem Füllelement 1 unterscheidet sich somit das Füllelement 1 b im Wesentli- chen nur dadurch, dass der Ventilkörper 9 die Dichtung 13 nicht aufweist und zum dichten Verschließen des Flüssigkeitskanals 5 im geschlossenen Zustand des Füllelementes 1 b an der Innenfläche des Kanalabschnittes 5.5 bzw. in einer dortigen Ringnut eine die Füllelementachse FA konzentrisch umschließende Ringdichtung 22 vorgesehen ist, die bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 1 b auch den Stempel 14 umschließt und dicht gegen diesen Stempel anliegt.
Ein Nachtropfen von flüssigem Füllgut bei geschlossenem Füllelement 1 b ist dadurch verhindert, dass sich die Ringdichtung 22 unmittelbar an der Abgabeöffnung 7 befindet und der zwischen der Innenfläche des Kanalabschnitts 5.5 und der Außen- fläche des Stempels 14 zwischen der Ringdichtung 22 und der Abgabeöffnung 7 gebildete Ringspalt eine stark reduzierte Spaltbreite aufweist. Die bei geschlossenem Füllelement 1 b das Nachtropfen verhindernde Struktur ist also durch die unmittelbar an der Abgabeöffnung 7 vorgesehene und mit dem Stempel 14 zusammenwirkende Ringdichtung 22 gebildet.
Die Figuren 1 1 und 12 zeigen als weitere Ausführungsform ein Füllelement 1 c, welches gewisse Ähnlichkeiten mit dem Füllelement 1 a der Figuren 7 und 8 aufweist und wiederum zum Freistrahlfüllen von Flaschen 2 oder von anderen Behältern mit dem flüssigen Füllgut bestimmt ist.
Das Füllelement 1 c besteht im Wesentlichen aus dem Füllelementgehäuse 4c, in welchem der mit dem Produktkanal 6 verbundene Flüssigkeitskanal 5c ausgebildet ist, in dem sich das Flüssigkeitsventil 8c befindet. In das untere Ende des Flüssigkeitskanals 5c ist ein Einsatz 23 eingesetzt, der mit mehreren durchgehenden und beidendig offenen Kanalabschnitten 24 ausgeführt ist. Die Kanalabschnitte 24 sind mit ihren Achsen parallel zueinander sowie parallel zur Füllelementachse FA orien- tiert und bilden mit ihren unteren, offenen Enden Abgabeöffnungen, aus denen beim Füllen das flüssige Füllgut als freier Füllstrahl 3 dem Innenraum der jeweiligen, unter dem Füllelement 1 c positionierten Flaschen 2 zufließt. Das Flüssigkeitsventil 8c ist bei dieser Ausführungsform von einem Stempel 9c oder von einem Ventilkörper 19 gebildet, der zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 8c in der vertika- len Füllelementachse FA in einem vorgegebenen Hub bzw. gesteuert auf- und ab bewegbar ist. An der bei der dargestellten Ausführungsform planen oder im Wesentlichen planen und in einer Ebene senkrecht zur Füllelementachse FA angeordneten Unterseite ist der Ventilkörper 9c mit über die Unterseite wegstehenden zapfenartigen Vorsprüngen oder Stempeln 25 versehen, die mit ihrer Achse parallel zueinan- der und parallel zur Füllelementachse FA orientiert sind. Die Anzahl und Anordnung der Stempel 25 ist gleich der Anzahl und Anordnung der Kanalabschnitte 24 in dem Einsatz 23, sodass jedem Kanalabschnitt 24 ein Stempel 25 zugeordnet ist. Der Außendurchmesser der Stempel 25 ist wiederum geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des zugehörigen Kanalabschnitts 24.
Weiterhin ist der Ventilkörper 9c an seiner Unterseite mit einer plattenförmigen Dichtung 26 versehen, durch die die Stempel 26 hindurchgeführt sind. Bei geöffnetem Füllelement 1 c befindet sich der Ventilkörper 9c gesteuert durch die nicht dargestellte Betätigungseinrichtung in seiner angehobenen Hubstellung, in der die Unterseite des Ventilkörpers 9c sowie auch die unteren Enden der Stempel 25 von der Oberseite des Einsatzes 23 bzw. von den oberen Enden der Kanalabschnitte 24 beabstandet sind, sodass sich bei geöffnetem Füllelement 1 c (Figur 1 1 ) eine ungehinderte Strömung des flüssigen Füllgutes durch den Flüssigkeitskanal 5c und die Kanalabschnitte 24 zur Erzeugung des Füllstrahles 3 ausbilden kann.
Bei geschlossenem Füllelement 1 c (Figur 12) liegt der Ventilkörper 9c mit der Dichtung 26 abgedichtet gegen die Oberseite des Einsatzes 23 an, sodass der Flüssig- keitskanal 5c im Bereich des Flüssigkeitsventils 8c geschlossen ist. Jeder Stempel 25 ist in einem Kanalabschnitt 24 aufgenommen.
Auch bei dieser Ausführungsform wird das Flüssigkeitsventil 8c bereits mit dem Ein- treten der Stempel 25 in die zughörigen Kanalabschnitte 24 zumindest weitestgehend geschlossen, und zwar noch bevor die Dichtung 26 gegen die die Ventilfläche bildende Oberseite des Einsatzes 23 zur Anlage kommt. Weiterhin wird auch bei dieser Ausführungsform durch das Einführen der Stempel 25 in die Kanalabschnitte 24 nicht nur eine eindeutige Zentrierung des Ventilkörpers 9c bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 8c erreicht, sondern durch die in die Kanalabschnitte 24 eintretenden Stempel 25 erfolgt zumindest auch ein Verdrängen eines Teilvolumens des flüssigen Füllgutes aus den Kanalabschnitten 24 und damit u.a. ein Entfernen von in den Kanalabschnitten 24 eventuell angelagerten festen oder festeren Füllgutbestandteilen durch„Ausspülen" mit dem verdrängten Füllgutvolumen.
Weiterhin ist durch das Schließen der Kanalabschnitte 24 an der Oberseite des Einsatzes 23 eine das Nachtropfen verhindernde Struktur bzw. eine Art Gassperre gebildet, die gewährleistet, dass in den Kanalabschnitten 24 verbliebene Füllgutreste dort zurückgehalten werden und nicht zu einem Nachtropfen des geschlossenen Füllelementes 1 c führen, und zwar auch dann, wenn der Einsatz 23 als solcher nicht als Gassperre wirksam ist.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne das dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
So wurde vorstehend davon ausgegangen, dass die Kanalabschnitte 20 bzw. 24 jeweils in einem Einsatz 19 bzw. 23 ausgebildet sind. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, diese Kanalabschnitte oder entsprechende Kanäle direkt am jeweiligen Füllelementgehäuse oder einem Gehäuseteil auszuführen. Bezugszeichenliste
1 , 1a - 1c Füllelement
2 Behälter oder Flasche
2.1 Behälter- oder Flaschenöffnung
3 Füllstrahl
4, 4a, 4b, 4c Füllelementgehäuse
5, 5a - 5c Flüssigkeitskanal
5.1 - 5.5 Kanalabschnitt
6 Produktleitung oder Kanal
7 Abgabeöffnung
8, 8a - 8c Flüssigkeitsventil
9, 9a Ventilkörper
10 Ventilstößel
11 Dichtung
12 Ventilsitz
13 Dichtung
14 Stempel
14' Stempelende
15 Glockenkörper
16 Innenraum des Glockenkörpers 15
17 Leitung
18, 18.1 Ringspalt
19 Einsatz
20 Kanalabschnitt
21 Stempel
22 Ringdichtung
23 Einsatz
24 Kanalabschnitt
25 Stempel
26 Dichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Füllen, insbesondere zum Freistrahlfüllen von Flaschen (2) oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut unter Verwendung eines Füllelementes (1 , 1 a - 1 c) mit wenigstens einem während des Füllens von dem flüssigen Füllgut durchströmten und beispielsweise von einem Flüssigkeitskanal (5, 5a, 5c) gebildeten Füllgutweg im Inneren des Füllelementes und mit wenigstens einem im Füllgutweg angeordneten Flüssigkeitsventil (8, 8a, 8c), welches zur gesteuerten Abgabe des Füllgutes an wenigstens einer Abgabeöffnung (7) geöffnet und geschlossen wird, wobei bei geschlossenem Flüssigkeitsventil ein Nachtropfen des flüssigen Füllgutes an der wenigstens einen Abgabeöffnung (7) durch wenigstens eine diese Nachtropfen verhindernde Struktur vermieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass die das Nachtropfen verhindernde Struktur erst beim Schließen des Füllelementes (1 , 1 a - 1 c) durch eine hierbei erfolgende Relativbewegung zwischen einem Ventilkörper (9, 9a, 9c) und/oder wenigstens einem mit dem Ventilkörper mitbewegten Funktionselementes (14, 21 , 25), einerseits und zumindest einem Teil einer umgebenden Innenkontur des Füllgutweges, andererseits erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die das Nachtropfen verhindernde Struktur als Gassperre zwischen dem geschlossenen Flüssigkeitsventil (8, 8a - 8c) und der wenigstens einen Abgabeöffnung (7) gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die das
Nachtropfen verhindernde Struktur als Gassperre dadurch erzeugt wird, dass der Ventilkörper (9, 9a, 9c) und/oder das mit dem Ventilkörper (9, 9a, 9c) beim Schließen des Füllelements (1 , 1 a - 1 c) mitbewegte wenigstens eine Funktionselement (14, 21 , 25) in einen Teilabschnitt des Füllgutweges zur Reduzierung des dortigen Strömungsquerschnittes hineinbewegt wird, beispielsweise zur Reduzierung des Strömungsquerschnittes auf wenigstens einen zwischen der Außenkontur des Ventilkörpers (9, 9a, 6c) und/oder des Funktionseiemen- tes (14, 21 , 25) und der Innenkontur des Füllgutweges gebildeten Ringspalt (18, 18.1 ).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Nachtropfen verhindernde Struktur als Gassperre durch Einführen wenigstens eines mit dem Ventilkörper (9, 9a, 9c) mitbewegten und/oder am Ventilkörper (9, 9a, 9c) vorgesehenen Funktionselementes, welches als Stempel (14, 21 , 25) ausgebildet ist, in einen vorzugsweise die Abgabeöffnung (7) bildenden Kanalabschnitt (5.5, 20, 24) erzeugt wird, beispielsweise durch Einführen einer Vielzahl von Stempeln (14, 21 , 25) in jeweils einen zugehörigen Kanalabschnitt (20, 24).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die das Nachtropfen verhindernde Struktur als Gassperre dadurch erzeugt wird, dass wenigstens ein eine Abgabeöffnung bildender Kanalabschnitt (24), vorzugsweise eine Gruppe von mehreren, jeweils eine Abgabeöffnung bildenden Kanalabschnitten (24) an einem der Abgabeöffnung entfernt liegenden Ende durch den Ventilkörper (9c) und/oder durch an diesem vorgesehene Stempel (25) verschlossen werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Nachtropfen verhindernde Struktur dadurch gebildet wird, dass ein am Ventilkörper (9) vorgesehener Stempel (14) beim Schließen des Füllelementes (1 b) in einen die wenigstens eine Abgabeöffnung (7) bildenden Kanalabschnitt (5.5) hineinbewegt und der zwischen der Außenkontur des Stempels (14) und der Innenkontur des Kanalabschnittes (5.5) gebildete Ringspalt durch eine den Stempel (14) umschließende und in der Nähe der Abgabeöffnung (7) am Kanalabschnitt (5.5) vorgesehene Ringdichtung (22) verschlossen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schließen des Flüssigkeitsventils 8 in einem ersten und einem zwei- ten Schließhub des Ventilkörpers 9 erfolgt, wobei der zweite Schließhub mit ei¬ ner, gegenüber dem ersten Schließhub langsameren Hubgeschwindigkeit ausgeführt wird, so dass Füllgutreste schonend und spritzfrei durch den Stempel 14 an der Abgabeöffnung 7 ausgeschoben werden.
8. Füllelement, insbesondere zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder anderen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem in einem Füllelementgehäuse (4, 4a - 4c) ausgebildeten und von dem Füllgut beim Füllen durchströmbaren Flüssigkeitskanal (5, 5a, 5c), mit wenigstens einem im Flüssigkeitskanal (5) vorgesehenen Flüssigkeitsventil (8, 8a, 8c) zum gesteuerten Abgeben des flüssigen Füllgutes in den jeweiligen Behälter (2) an wenigstens einer Abgabeöffnung (7) sowie mit einer ein Nachtropfen des flüssigen Füllgutes bei geschlossenem Flüssigkeitsventil (8, 8a, 8c) verhindernden Struktur, dadurch gekennzeichnet, dass die das Nachtropfen verhindernde Struktur nach dem Schließen des Füllelementes (1 , 1 a - 1 c) zwischen einem Ventilkörper (9, 9a, 9c) und/oder wenigstens einem mit dem Ventilkörper mitbewegten Funktionselementes (14, 21 , 25), einerseits und zumindest einem Teil einer umgebenden Innenkontur des Flüssigkeitskanal (5, 5a, 5c), andererseits erzeugt ist.
9. Füllelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die das Nachtropfen verhindernde Struktur von einer Gassperre zwischen dem Flüssigkeitsventil (8, 8a, 8c) und der wenigstens einen Abgabeöffnung (7) gebildet ist.
10. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Nachtropfen verhindernde Struktur als Gassperre dadurch erzeugt ist, dass beim Schließen des Füllelements (1 , 1a - 1 c) der Ventilkörper (9, 9a, 9c) und/oder das mit dem Ventilkörper (9, 9a, 9c) mit bewegte wenigstens eine Funktionselement (14, 21 , 25) in einen Teilabschnitt des Flüssigkeitskanals (5, 5a, 5c) zur Reduzierung des dortigen Strömungsquerschnittes hineinbewegbar sind, beispielsweise zur Reduzierung des dortigen Strömungsquerschnittes auf einen zwischen der Außenkontur des Ventilkörpers (9, 9a, 6c) und/oder des Funktionselementes (14, 21 , 25) und der Innenkontur des Flüssigkeitskanals (5, 5a, 5c) gebildeten Ringspalt (18, 18.1 ).
1 1 . Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Nachtropfen verhindernde Struktur von einer Gassperre zwischen dem Flüssigkeitsventil (8, 8a, 8c) und der wenigstens einen Abgabeöffnung (7) bildet ist.
12. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Nachtropfen verhindernde Struktur als Gassperre durch Einführen wenigstens eines mit dem Ventilkörper (9, 9a, 9c) mit bewegten und/oder am Ventilkörper (9, 9a, 9c) vorgesehenen Stempels (14, 21 , 25) in einen vorzugsweise die Abgabeöffnung (7) bildenden Kanalabschnitt (5.5, 20, 24) erzeugt ist, beispielsweise durch Einführen einer Vielzahl von Stempeln (14, 21 , 25) in jeweils einen zugehörigen Kanalabschnitt (20, 24).
13. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die das Nachtropfen verhindernde Struktur als Gassperre dadurch erzeugt ist, dass wenigstens ein eine Abgabeöffnung bildender Kanalabschnitt (24), vorzugsweise eine Gruppe von mehreren, jeweils eine Abgabeöffnung bildenden Kanalabschnitten (24) an einem der jeweiligen Abgabeöffnung entfernt liegenden Ende durch den Ventilkörper (9c) und/oder durch an diesem vorgesehene Stempel (25) verschlossen ist.
14. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Nachtropfen verhindernde Struktur dadurch gebildet ist, dass am Ventilkörper (9) ein Stempel (14) vorgesehen ist, der beim Schließen des Füllelementes (1 b) in einen die wenigstens eine Abgabeöffnung (7) bildenden Kanalabschnitt (5.5) hineinbewegbar ist, und dass in diesem Kanalabschnitt (5.5) in der Nähe der Abgabeöffnung (7) eine Ringdichtung (22) vorgesehen ist, die den zwischen der Außenkontur des Stempels (14) und der Innenkontur des Kanalabschnittes (5.5) gebildeten Ringspalt abdichtet.
15. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schließen des Flüssigkeitsventils 8 in einem ersten und einem zweiten Schließhub des Ventilkörpers 9 ausführbar ist und wobei der zweite Schließhub mit einer, gegenüber dem ersten Schließhub langsameren Hubgeschwindigkeit ausführbar ist.
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