WO2013004328A1 - Gassperre sowie füllelement mit wenigstens einer gassperre - Google Patents

Gassperre sowie füllelement mit wenigstens einer gassperre Download PDF

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WO2013004328A1
WO2013004328A1 PCT/EP2012/002400 EP2012002400W WO2013004328A1 WO 2013004328 A1 WO2013004328 A1 WO 2013004328A1 EP 2012002400 W EP2012002400 W EP 2012002400W WO 2013004328 A1 WO2013004328 A1 WO 2013004328A1
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gas barrier
channels
gas
filling
webs
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PCT/EP2012/002400
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Inventor
Hans-Martin SCHWARZ
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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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    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
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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
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C3/2608—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks comprising anti-dripping means
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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
    • B67C2003/2645—Means to avoid overfilling by preventing gas returning from the container into the filling tank via the liquid valve, e.g. mesh screens

Definitions

  • the invention relates to a gas barrier according to the preamble of claim 1 and to a filling element with at least one gas barrier according to the preamble of claim 17.
  • Gas barriers usually consist of a sieve-like structure with a plurality of separate from each other by wall sections or webs openings or channels whose cross-section or internal dimension and the axial length are chosen so that on the one hand a trouble-free flow through the channels from the medium
  • gas barriers e.g. each consist of a larger number of thin and thin-walled tubes, which are connected to each other by a suitable technique, for example by soldering or welding to the sieve-like structure of the gas barrier.
  • Gas barrier effect generating surface tension of the filling material can work better, the stronger the cross-sectional area of each channel is adapted to a circular area and thus in particular sharp edges or angles on the
  • gas barriers (DE 10 2004 013 211 A1, AT 294 609, US 2 558 238), each consisting of an outer annular body or annular portion and protruding into the annulus webs and / or disposed in the annular space wall elements which within of the annulus form a simple or multiple or star-like structure.
  • Cross section or internal dimension is approximately equal to its axial length.
  • the object of the invention is to show a gas barrier, the sieve-like structure with optimal gas-barrier function has an improved transmission characteristic, while avoiding blind or dead spaces, especially while avoiding the risk of germs causing dead spaces.
  • a gas barrier according to the patent claim 1 is formed.
  • a filling element is the subject of patent claim 15.
  • Soft packaging such as those made of cardboard and / or
  • free-jet filling is to be understood as meaning a process in which the liquid product flows into the container to be filled in a free filling jet, the container with its container mouth or opening not resting against the filling element, but rather from the filling element or from is spaced there a Gregutauslass.
  • Heneycomb-like in the context of the invention means a hexagonal formation, in particular a training according to an equilateral hexagon.
  • the gas barrier effect is achieved.
  • Filling element is provided, a very homogeneous and linear beam formation achieved, and in such a way that no or substantially no air or gas bubbles are taken when immersing the Greinsky.
  • This very advantageous jet formation the bulk performance of the filling valve, measured in liters per second can be significantly increased, without causing undesirable foaming of the
  • the performance of the filling machine measured in containers per hour can be increased by the fact that the respective filling process can be continued with a very high stoking or filling capacity of the filling valves far into a narrowing container area, whereby the slowing usually following the end of a rapid filling phase Filling phase of a filling process can be initiated later than previously possible, whereby the time required to fill a container can be significantly reduced.
  • FIG. 1 shows in a very schematic representation and in side view a filling element for the free jet filling of containers in the form of bottles;
  • FIG. 2 is a perspective detail view of a gas barrier of the filling element of FIG. 1;
  • Fig. 5 is an enlarged partial view of Figure 3 according to the detail V;
  • Fig. 6 is an enlarged partial view of the section of Figure 4 corresponding to the detail X.
  • 1 is a filling element of a filling system, for example one
  • the filling element 1 which is provided, for example, with a plurality of similar filling elements 1 on the circumference of a not shown, to a vertical machine axis circumferentially drivable rotor includes u.a. a formed in a Sportsman 3 liquid channel 4, which forms a Playlistgabe 5 on the underside of the filling element 1 and in which within the Greelementgephinuses 3 not shown
  • Liquid valve for controlled delivery of the contents is provided in the respective bottle 2.
  • a gas barrier 6 is arranged, which forms the Artgutabgabe 5 in the illustrated embodiment and having the particular training illustrated in Figures 2-6.
  • the gas lock 6, which at the
  • the gas barrier 6 comprises an outer ring body or
  • annular section 7 which forms a closed peripheral wall and the interior of which is filled with a honeycomb structure 8 formed by a plurality of apertures or channels 9 and 9.1 - 9.4 arranged parallel to each other with their axes.
  • the honeycomb-like structure 8 is designed so that at a constant or substantially constant wall thickness of the portion 7 only directly on the inner surface of the annular
  • Section 7 provided and from this annular portion with respect to the axis GA outside limited channels 9.1 - 9.4 modified honeycomb form, i.
  • modified channels are, while all other channels 9 have the cross-section of an unmodified honeycomb, i. the one-sided hexagon
  • honeycomb-like structure 8 acts as a gas barrier, ie after each closing of the liquid valve of the filling element 1, in particular taking into account the surface tension of the liquid filling material this in the gas barrier 6 and in the gas barrier 6 having and in the flow direction to the closed contents following part of the
  • Liquid channel 4 is held back and thus unwanted dripping of the contents after closing the liquid valve is prevented.
  • the channels 9 separated from each other by a plurality of webs 10 each have a honeycomb or hexagonal cross-section, i. a cross section corresponding to an equilateral hexagon and are formed with their axes parallel to each other and parallel to the axis of the annular portion 7 and to the gas barrier axis GA, but with the exception of the immediately adjacent to the annular portion 7 and by webs 0.1 separated from each other modified channels 9.1 - 9.4, which have a deviating from the honeycomb form in cross-section as described in more detail below.
  • the cross-section or the inner dimension of the channels 9 is selected so that two mutually opposite, mutually parallel cross-sectional sides each have a spacing in the order of 1, 9mm - 2.35mm, preferably a distance of about 2mm.
  • Length / internal dimension of the channels 9 is in the illustrated embodiment in
  • the wall thickness of the webs 10 and 10.1 is less than 0.7 mm, for example equal to or less than 0.5 mm.
  • the wall thickness of the webs 10 and 10.1 is in the range between 0.4mm and 0.6mm.
  • the webs 10 and 10.1 are formed so that their wall thickness to Gasserperrenunterseite 6.2 decreases, for example, such that the wall thickness of the webs 10 and 10.1 at the gas barrier bottom 6.2 only 70% to 90% of the wall thickness at the
  • Gassperrenoberseite is 6.1 and thereby also according to the internal dimension or the cross section of the channels 9 from the gas barrier top 6.1 to
  • Gas lock bottom 6.2 increases, for example, such that the
  • the gas barrier 6 has a
  • the gas barrier 6 is further shaped so that the upper side of the honeycomb structure 8 at the gas barrier top side 6.1 is level with the top of the annular portion 7, but the latter projects on the gas barrier bottom side 6.2 over the bottom there of the honeycomb structure 8, with a projection of about 0.95mm - 1.05mm, preferably with a projection of about 1mm.
  • An essential feature of the gas barrier 6 is further that the outer,
  • the outer modified channels are denoted by 9.1-9.4 in FIG. 5 and adjoin each other in a circumferential direction of the gas barrier 6 assumed by the arrow A in accordance with the increase of their reference numerals.
  • the channels 9.1 - 9.4 form by way of example but not necessarily similar channel groups in such a way that each channel group of four modified channels 9.1 - 9 in the
  • each channel group extends over a certain angular range about the gas barrier axis GA, wherein the size of the angular range is determined by the number of channel groups. For example, the angular range for 6 channel groups is 60 °.
  • modified channels 9.1 - 9.4 are preferably identical in terms of the formation of their channels and their sequence in the assumed circumferential direction A, since the manufacturing costs can be reduced by this approach.
  • E1 denotes two planes which extend the gas barrier axis GA radially to this axis and around the axis
  • Gas barrier axis GA are offset from one another at an angle of 60 °.
  • E2 denotes two planes which likewise extend radially to the axis and enclose the gas barrier axis GA at an angle of 60 ° and additionally at an angle of 30 with respect to the planes E1 °.
  • each plane E1 perpendicularly intersects the webs 10 separating the channels 9 and 9.1 and the channels 9 and 9.1 along the plane E1 with their axes also in this plane
  • the planes E2 extend in each case along the webs 10 oriented radially relative to the gas barrier axis GA in such a way that webs 10 and channels 9 or 9.3 arranged along their planes in the plane E2 alternate along each plane E2.
  • the outer channels 9.1 are designed so that the two in the annular portion 7 merging webs 10.1, starting from the
  • FIG. 5 also shows, three further modified channels 9.2, 9.3, 9.4 and 9.4, 9.1 and 9.2 are respectively arranged between the outer modified channels 9.1 and 9.3 assigned in the planes E1 and E2.
  • Gas barrier are formed by channels of a honeycomb structure, so that at an optimal for the function of the gas barrier cross-section and / or aspect ratio of the channels through optimal use of the available
  • Regions of the respective filling element or the local liquid channel can be used with equal advantages.
  • the surfaces or edges of the webs 10, 10.1 by blasting (for example by blasting with glass beads or sand), by embossing, bending, etc. to edit so that the contents adhere to an increased extent to the machined surfaces or edges, which the insensitivity of the gas barrier can be increased against unwanted influences such as vibrations or centrifugal forces.
  • blasting for example by blasting with glass beads or sand
  • embossing by embossing, bending, etc.
  • Injection molding so be prepared by master molding. According to the invention, all surface features such as dents and / or wavy lines that can be produced by prototypes are provided.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Gassperre eines Füllelementes (1) zum Füllen von Behältern (2) mit ei¬ nem flüssigen Füllgut, wobei die in einem Strömungsweg des Füllgu¬ tes anzuordnende Gassperre (6) eine gitterartige Struktur mit einer Vielzahl von an einer Gassperrenoberseite (6.1) und einer Gassperren¬ unterseite (6.2) offenen Kanäle (9, 9.1 - 9.4) aufweist, die durch Wan¬ dabschnitte oder Stege (10, 10.1) voneinander getrennt sind. Die git¬ terartige Struktur ist von einer Wabenstruktur (8) mit Kanälen (9) mit einem sechseckig Querschnitt.

Description

Gassperre sowie Füllelement mit wenigstens einer Gassperre
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gassperre gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Füllelement mit wenigstens einer Gassperre gemäß Oberbegriff Patentanspruch 17.
Die Verwendung von Gassperren in Füllelementen zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behälter ist bekannt, beispielsweise um beim Freistrahlfüllen von
Behältern nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils des Füllelementes ein unerwünschtes Nachtropfen von Füllgut aus dem Füllelement oder beispielsweise bei Füllelementen zum Druckfüllen von Behältern mit die Füllhöhe bestimmenden Rückgasrohren ein Aufsteigen von Luft- und/oder Gasblasen aus dem Kopfraum des gefüllten Behälters in den im Füllelement ausgebildeten Flüssigkeitskanal zu vermeiden.
Gassperren bestehen in der Regel aus einer siebartigen Struktur mit einer Vielzahl von durch Wandabschnitte oder Stege voneinander getrennten Öffnungen oder Kanälen, deren Querschnitt bzw. Innenmaß und deren axiale Länge so gewählt sind, dass einerseits ein störungsfreies Durchströmen der Kanäle vom Füllgut
gewährleistet ist und andererseits das Füllgut auch aufgrund seiner
Oberflächenspannung in der Gassperre zurückgehalten wird, sodass insbesondere beim Schließen des Flüssigkeitsventils des die Gassperre aufweisenden
Füllelementes ein Nachlaufen oder Nachtropfen von Füllgut verhindert wird. Bekannt sind Gassperren, deren siebartige Struktur von einer Vielzahl von
kreisförmigen Öffnungen oder Kanälen gebildet ist, wobei derartige Gassperren z.B. jeweils aus einer größeren Anzahl von dünnen und dünnwandigen Röhrchen bestehen, die durch eine geeignete Technik, beispielsweise durch Löten oder Schweißen zu der siebartigen Struktur der Gassperre miteinander verbunden sind. Die Fachwelt geht dabei davon aus, dass die die Dichtwirkung bzw. die
Gassperrenwirkung erzeugende Oberflächenspannung des Füllgutes umso besser wirken kann, je stärker die Querschnittsfläche jedes Kanals einer Kreisfläche angepasst ist und dadurch insbesondere scharfe Kanten oder Winkel an der
Innenfläche der Kanäle vermieden sind. Gleichzeitig hat aber die Verwendung von Kanälen mit kreisförmigen Querschnitt, insbesondere auch die Verwendung von diese Kanäle bildenden Röhrchen den entscheidenden Nachteil, dass in den Ecken (Zwickeln) zwischen aneinander angrenzenden Kanälen oder Röhrchen Blind- oder Toträume entstehen, die nicht vom Füllgut durchströmt werden oder so stark reduzierte Innenabmessungen besitzen, dass die Gefahr einer Verstopfung und möglicherweise sogar einer Verkeimung besteht.
Bekannt sind auch Gassperren (DE 10 2004 013 211 A1 , AT 294 609, US 2 558 238), die jeweils aus einem äußeren Ringkörper oder ringförmigen Abschnitt und aus in den Ringraum hineinragenden Stegen und/oder aus im Ringraum angeordneten Wandelementen bestehen, die innerhalb des Ringraumes eine einfache oder mehrfache oder sternartige Struktur bilden.
Bekannt sind ferner Gassperren (DE 41 40 524 A1) aus einem dünnwandigen Material, in welchem eine Vielzahl von Öffnungen ausgebildet sind, deren
Querschnitt oder Innenmaß etwa gleich ihrer axialen Länge ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gassperre aufzuzeigen, deren siebartige Struktur bei optimaler gassperrender Funktion eine verbesserte Durchlasscharakteristik aufweist, und zwar unter Vermeidung von Blind- oder Toträumen, insbesondere auch unter Vermeidung von die Gefahr einer Verkeimung bedingenden Toträumen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Gassperre entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Füllelement ist Gegenstand des Patentanspruchs 15.
Unter„Durchlasscharakteristik" ist im Sinne der Erfindung das Verhältnis der
Gesamtquerschnittsfläche der vom Füllgut durchströmbaren Kanäle zu der geschlossenen Gesamtquerschnittsfläche der Gassperre zu verstehen, wobei die geschlossene Gesamtquerschnittsfläche im wesentlichen von den Wandabschnitten oder Stegen zwischen den Kanälen und von dem die Wabenstruktur
umschließenden äußeren Ringkörper oder ringförmigen Abschnitt bestimmt ist. „Behälter" sind im Sinne der Erfindung insbesondere Flaschen, Dosen, auch
Weichverpackungen, beispielsweise solche hergestellt aus Karton und/oder
Kunststofffolie und/oder Metallfolie. Unter„Freistrahlfüllen" ist im Sinne der Erfindung ein Verfahren zu verstehen, bei dem das flüssige Füllgut dem zu befüllenden Behälter in einem freien Füllstrahl zuströmt, wobei der Behälter mit seiner Behältermündung oder -Öffnung nicht am Füllelement anliegt, sondern von dem Füllelement bzw. von einem dortigen Füllgutauslass beabstandet ist.
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. „Wabenartig" bedeutet im Sinne der Erfindung eine sechseckartige Ausbildung, insbesondere auch eine Ausbildung entsprechend einem gleichseitigen Sechsecks.
Durch die wabenartige bzw. sechseckartige Ausbildung der Öffnungen oder Kanäle über ihre gesamte Länge oder zumindest über den weitaus größten Teil ihrer Länge ist es möglich, den jeweils zur Verfügung stehenden Gesamtquerschnitt der
Gassperre durch Vermeidung von Blind- oder Toträumen optimal für diese Kanäle zu nutzen und dennoch deren Innenabmessungen so klein zu halten, dass
insbesondere auch unter Berücksichtigung der Oberflächenspannung des Füllgutes die Gassperrenwirkung erreicht wird.
Es hat sich gezeigt, dass beispielsweise bei einem Füllgut in Form eines stillen Wassers mit der erfindungsgemäßen Ausbildung die Durchlasscharakteristik der Gassperre im Vergleich zu einer herkömmlichen Gassperre gleicher Größe
wesentlich verbessert werden kann, und zwar derart, dass die für das Füllen eines Behälters benötigte Zeit um bis zu 20% reduziert wird.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Gassperre wird insbesondere dann, wenn diese im Bereich des Füllgutauslasses bzw. der Füllgutabgabe des
Füllelementes vorgesehen ist, eine sehr homogene und lineare Strahlbildung erreicht, und zwar auch derart, dass beim Eintauchen des Füllgutstrahles in den im Behälter aufsteigenden Füllgutspiegel keine oder im Wesentlichen kein Luft- oder Gasblasen eingeschlagen werden. Durch diese sehr vorteilhafte Strahlbildung kann die Schüttleistung des Füllventils, gemessen in Litern pro Sekunde erheblich gesteigert werden, ohne dass es zu einer unerwünschten Schaumbildung des
Füllgutes kommt. Weiterhin kann die in Behältern je Stunde gemessene Leistung der Füllmaschine dadurch gesteigert werden, dass der jeweiligen Füllprozess mit sehr hoher Schürt- oder Füllleistung der Füllventile bis weit in einen sich verengenden Behälterbereich hinein fortgesetzt werden kann, wodurch die üblicherweise an das Ende einer Schnellfüllphase anschließende Langsam-Füllphase eines Füllprozesses später als bisher möglich eingeleitet werden kann, wodurch die zur Befüllung eines Behälters erforderliche Zeit erheblich gesenkt werden kann.
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 sehr schematischer Darstellung und in Seitenansicht ein Füllelement zum Freistrahlfüllen von Behältern in Form von Flaschen;
Fig. 2 in perspektivischer Einzeldarstellung eine Gassperre des Füllelementes der Figur 1 ;
Fig. 3 und 4 die Gassperre der Figur 2 in Draufsicht sowie im Schnitt entlang der Linie A - A der Figur 3;
Fig. 5 eine vergrößerte Teildarstellungen der Figur 3 entsprechend dem Detail V; Fig. 6 eine vergrößerte Teildarstellung des Schnitts der Figur 4 entsprechend dem Detail X. In den Figuren ist 1 ein Füllelement eines Füllsystems, beispielsweise einer
Füllmaschine umlaufender Bauart zum Freistrahlfüllen von Behältern in Form von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut. Das Füllelement 1 , welches beispielsweise mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente 1 am Umfang eines nicht dargestellten, um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors vorgesehen ist, umfasst u.a. einen in einem Füllelementgehäuse 3 ausgebildeten Flüssigkeitskanal 4, der an der Unterseite des Füllelementes 1 eine Füllgutabgabe 5 bildet und in welchem innerhalb des Füllelementgehäuses 3 ein nicht dargestelltes
Flüssigkeitsventil zur gesteuerten Abgabe des Füllgutes in die jeweilige Flasche 2 vorgesehen ist.
Im Flüssigkeitskanal 4 ist eine Gassperre 6 angeordnet, die bei der dargestellten Ausführungsform die Füllgutabgabe 5 bildet und die die in den Figuren 2 - 6 dargestellte besondere Ausbildung aufweist. Die Gassperre 6, die bei der
dargestellten Ausführungsform so montiert ist, dass sie in Richtung der vertikalen Füllelementachse FA mit einer Teillänge über die die Füllgutabgabe 5 aufweisende Unterseite des Füllelementgehäuses 3 bzw. des Gehäuseabschnittes 3.1 vorsteht, ist bei der dargestellten Ausführungsform kreisscheibenartig und einstückig als Formteil aus einem produktneutralen Material, beispielsweise aus Kunststoff und/oder aus einem korrosionsbeständigen metallischen Werkstoff hergestellt, was vorteilhaft, jedoch nicht zwingend ist.
Im Einzelnen umfasst die Gassperre 6 einen äußeren Ringkörper oder
kreisringförmigen Abschnitt 7, der eine geschlossene Umfangswand bildet und dessen Innenraum mit einer wabenartigen Struktur 8 ausgefüllt ist, die von einer Vielzahl von mit ihren Achsen parallel zu einander angeordneten Öffnungen oder Kanälen 9 und 9.1 - 9.4 gebildet ist. Im Detail ist die wabenartige Struktur 8 so ausgeführt, dass bei konstanter oder im Wesentlichen konstanter Wandstärke des Abschnitts 7 lediglich die unmittelbar an der Innenfläche des ringförmigen
Abschnittes 7 vorgesehenen und von diesem ringförmigen Abschnitt bezogen auf die Achse GA außen begrenzten Kanäle 9.1 - 9.4 modifizierte Waben bilden, d.h.
modifizierte Kanäle sind, während alle übrigen Kanäle 9 den Querschnitt einer nicht modifizierten Wabe aufweisen, d.h. den einem gleichseitigen Sechseck
entsprechenden Querschnitt. Das Innenmaß bzw. der innere Querschnitt sowie die Länge der Kanälen 9 und 9.1 - 9.4 sind so gewählt sind, dass die wabenartige Struktur 8 als Gassperre wirkt, d.h. nach dem jeweiligen Schließen des Flüssigkeitsventils des Füllelementes 1 insbesondere unter Berücksichtigung auch der Oberflächenspannung des flüssigen Füllgutes dieses in der Gassperre 6 und in dem die Gassperre 6 aufweisenden und in Strömungsrichtung auf das geschlossene Füllgut folgenden Teil des
Flüssigkeitskanals 4 zurück gehalten und damit ein unerwünschtes Nachtropfen des Füllgutes nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils verhindert wird.
Die durch eine Vielzahl von Stegen 10 voneinander getrennten Kanäle 9 besitzen jeweils einen bienenwabenartigen oder sechseckförmigen Querschnitt, d.h. einen einem gleichseitigen Sechseck entsprechenden Querschnitt und sind mit ihren Achsen parallel zueinander sowie parallel zu der Achse des ringförmigen Abschnittes 7 bzw. zu der Gassperrenachse GA ausgebildet, allerdings mit Ausnahme der unmittelbar an den ringförmigen Abschnitt 7 anschließenden und durch Stege 0.1 von einander getrennten modifizierten Kanäle 9.1 - 9.4, die in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise einen von der Wabenform abweichenden Querschnitt besitzen.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Querschnitt bzw. das Innenmaß der Kanäle 9 so gewählt, dass zwei einander gegenüberliegende, parallel zueinander verlaufende Querschnittsseiten jeweils einen Abstand in der Größenordnung von 1 ,9mm - 2,35mm aufweisen, vorzugsweise einen Abstand von etwa 2mm. Die axiale Länge der Kanäle 9 und damit auch die Abmessung, die die wabenartige Struktur 8 in Richtung der Achse GA aufweist, betragen bei der dargestellten Ausführungsform etwa 7,6mm bis 8,4mm, bevorzugt etwa 8mm. Das Aspektverhältnis
Länge/Innenmaß der Kanäle 9 liegt bei der dargestellten Ausführungsform im
Bereich zwischen Drei und Fünf.
Die Wandstärke der Stege 10 und 10.1 ist kleiner als 0,7mm, beispielsweise gleich oder kleiner 0,5mm. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt die Wandstärke der Stege 10 und 10.1 im Bereich zwischen 0,4mm und 0,6mm. Vorzugsweise sind die Stege 10 und 10.1 so ausgebildet, dass ihre Wandstärke zur Gassperrenunterseite 6.2 abnimmt, beispielsweise derart, dass die Wandstärke der Stege 10 und 10.1 an der Gassperrenunterseite 6.2 nur noch 70% bis 90% der Wandstärke an der
Gassperrenoberseite 6.1 beträgt und sich dadurch entsprechend auch das Innenmaß oder der Querschnitt der Kanäle 9 von der Gassperrenoberseite 6.1 zur
Gassperrenunterseite 6.2 vergrößert, und zwar beispielsweise derart, dass der
Querschnitt an der Gassperrenunterseite 6.2 um 2% bis 4%, beispielsweise um etwa 3% größer ist als an der Gassperrenoberseite 6.1. Weiterhin sind die Stege 10 und 10.1 an der Gassperrenunterseite 6.2 abgerundet. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt die Gassperre 6 einen
Außendurchmesser im Bereich zwischen 21 ,5mm und 24,5mm, vorzugsweise einen Außendurchmesser von etwa 23mm und einen Innendurchmesser von etwa 20mm - 22 mm, vorzugsweise einen Innendurchmesser von etwa 21 mm. Die Gassperre 6 ist weiterhin so geformt, dass die Oberseite der wabenartigen Struktur 8 an der Gassperrenoberseite 6.1 niveaugleich mit der Oberseite des ringförmigen Abschnittes 7 liegt, Letzterer aber an der Gassperrenunterseite 6.2 über die dortige Unterseite der wabenartigen Struktur 8 vorsteht, mit einem Überstand von etwa 0,95mm - 1 ,05mm, vorzugsweise mit einem Überstand von etwa 1mm.
Ein wesentliches Merkmal der Gassperre 6 ist ferner, dass der äußere,
kreisringförmige Abschnitt 7 an der Gassperrenunterseite 6.2 an seinem dortigen innen liegenden Rand scharfkantig, d.h. mit einer scharfen Kante 11 ausgeführt ist. Diese ist dadurch gebildet, dass die untere ringförmige Stirnfläche des Abschnittes 7 an der Kante 11 unmittelbar, d.h. ohne Abrundung in die die Achse GA
kreiszylinderförmig umschließende Innenfläche des Überstandes 7.1 übergeht.
Durch die scharfe Kante 11 wird in Verbindung mit dem Überstand 7.1 und der Abrundung der Stege 10 und 10.1 erreicht, dass die an der Gassperrenunterseite 6.2 aus den Kanälen 9 und 9.1 - 9.4 durchströmenden Einzelstrahlen einen
gleichmäßigen Gesamt-Füllgutstrahl bilden und sich hierfür insbesondere auch die Einzelstrahlen der Kanäle 9.1 - 9.4 gut von der Innenfläche des ringförmigen
Abschnitts 7 ablösen und sich ohne ein Verspritzen in den Gesamt-Füllgutstrahl eingliedern. Die äußeren modifizierten Kanäle sind in der Figur 5 mit 9.1 - 9.4 bezeichnet und schließen in einer durch den Pfeil A angenommenen Umfangsrichtung der Gassperre 6 entsprechend der Zunahme ihrer Bezugsziffern aneinander an. Die Kanäle 9.1 - 9.4 bilden beispielhaft aber nicht zwingend gleichartige Kanalgruppen in der Weise, dass auf jede Kanalgruppe von vier modifizierten Kanäle 9.1 - 9 in der
angenommenen Umfangsrichtung A eine weitere Kanalgruppe von ebenfalls vier modifizierten Kanäle 9.1 - 9.4 folgt. Dabei erstreckt sich jede Kanalgruppe über einen bestimmten Winkelbereich um die Gassperrenachse GA, wobei die Größe des Winkelbereichs durch die Anzahl der Kanalgruppen bestimmt wird. Beispielsweise beträgt der Winkelbereich bei 6 Kanalgruppen 60°. Die Kanalgruppen von
modifizierten Kanälen 9.1 - 9.4 sind vorzugsweise hinsichtlich der Ausbildung ihrer Kanäle und deren Folge in der angenommenen Umfangsrichtung A identisch, da durch diese Vorgehensweise die Herstellkosten gesenkt werden können. In der Figur 5 sind jeweils mit E1 zwei Ebenen bezeichnet, die die Gassperrenachse GA einschließend sich radial zu dieser Achse erstrecken und um die
Gassperrenachse GA in einem Winkel von 60° gegeneinander versetzt sind.
Weiterhin ist in der Figur 5 jeweils mit E2 zwei Ebenen bezeichnet, die ebenfalls die Gassperrenachse GA einschließend sich radial zu dieser Achse erstrecken und um die Gassperrenachse GA in einem Winkel von 60° gegeneinander versetzt sind sowie zusätzlich gegenüber den Ebenen E1 um einen Winkel von 30°.
Wie die Figur 5 zeigt, ist die wabenartige Struktur im Detail so ausgeführt, dass jede Ebene E1 die die Kanäle 9 und 9.1 trennenden Stege 10 senkrecht schneidet und die Kanäle 9 und 9.1 entlang der Ebene E1 mit ihren Achsen ebenfalls in dieser
Ebene angeordnet sind. Die Ebenen E2 erstrecken sich jeweils entlang der radial zur Gassperrenachse GA orientierten Stege 10, und zwar derart, dass entlang jeder Ebene E2 sich Stege 10 und mit ihren Achsen in der Ebene E2 angeordnete Kanäle 9 bzw. 9.3 abwechseln.
An den Ebenen E1 sind die äußeren Kanäle 9.1 so ausgeführt, dass die beiden in den ringförmigen Abschnitt 7 übergehende Stege 10.1 ausgehend von der
Innenfläche des Abschnittes 7 divergieren, wobei diese Stege bei der dargestellten Ausführungsform eine größere Länge besitzen als die restlichen, die jeweilige Kanal 9.1 umschließenden Stege 10. Außerdem ist der Abstand, den die Stege 10.1 am ringförmigen Abschnitt 7 von einander aufweisen, kleiner als eine Seitenlänge des sechseckförmigen Querschnittes der nicht modifizierten Kanäle 9 bzw. die Länge der Stege 10. Im Bereich der Ebenen E2 sind die in den ringförmigen Abschnitt 7 übergehenden Stege 10.1 der Kanäle 9.3 so ausgeführt, dass diese Stege parallel zueinander und parallel zu der jeweiligen Ebene E2 verlaufen.
Wie die Figur 5 weiterhin zeigt, sind zwischen den in den Ebenen E1 bzw. E2 zugeordneten äußeren modifizierten Kanälen 9.1 bzw. 9.3 jeweils drei weitere modifizierte Kanäle 9.2, 9.3, 9.4 bzw. 9.4, 9.1 und 9.2 angeordnet.
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. Allen Ausführungen ist gemeinsam, dass die Durchlässe der jeweiligen
Gassperre von Kanäle einer Wabenstruktur gebildet sind, sodass bei einem für die Funktion der Gassperre optimal gewählten Querschnitt und/oder Aspektverhältnis der Kanäle durch optimale Nutzung des zur Verfügung stehenden
Gesamtquerschnittes und der Vermeidung von Todräumen ein möglichst großer Gesamtquerschnitt bei sehr homogener und laminarer Ausbildung des
Füllgutstrahles erreicht wird.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass die Gassperre 6 unmittelbar an der Füllgutabgabe 5 vorgesehen ist, d.h. unmittelbar die Füllgutabgabe bildet.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Gassperre auch in anderen
Bereichen des jeweiligen Füllelementes oder des dortigen Flüssigkeitskanals mit gleichen Vorteilen eingesetzt werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, zumindest Teile der Oberflächen und Kanten der Stege 10, 10.1 zu bearbeiten. Dazu ist vorgesehen, die Oberflächen oder Kanten der Stege 10, 10.1 durch Strahlen (beispielsweise durch Strahlen mit Glasperlen oder Sand), durch Prägen, Biegen usw. so zu bearbeiten, dass das Füllgut in gesteigertem Maße an den bearbeiteten Oberflächen oder Kanten haftet, wodurch die Unempfindlichkeit der Gassperre gegen unerwünschte Einflüsse wie z.B. Erschütterungen oder Zentrifugalkräfte gesteigert werden kann. Im Rahmen der Bearbeitung kann beispielsweise
vorgesehen sein, die unteren Kanten der Stege 10, 10.1 mit einem wellenförmigen Profil zu versehen, wodurch die Länge der Unterkante der Stege 10, 10.1 erheblich verlängert wird, was wiederum zu einer verbesserten Verwendbarkeit der so bearbeiteten Gassperren führt. Ebenfalls kann im Rahmen der Bearbeitung vorgesehen sein, zumindest Teile der Flächen und/oder zumindest Teile der Kanten der Stege 10, 10.1 mit Dellen zu versehen, wodurch sich ebenfalls die
Verwendbarkeit der Gassperre verbessern lässt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die zuvor beschriebenen besonderen Merkmale der Oberflächen und/oder Kanten der Stege 10, 10.1 nicht durch Bearbeitung sondern bereits bei der
Herstellung der eigentlichen Gassperre, also beispielsweise während des
Spritzgießens, also durch Urformen hergestellt werden. Dabei sind erfindungsgemäß alle durch Urformen herstellbaren Oberflächenmerkmale wie beispielsweise Dellen und/oder Wellenlinien vorgesehen.
Bezugszeichenliste
1 Füllelement
2 Flasche
3 Füllelementgehäuse
3.1 Gehäuseabschnitt
4 Flüssigkeitskanal
5 Füllgutabgabe
6 Gassperre
6.1 Gassperrenoberseite
6.2 Gassperrenunterseite
7 ringförmiger Abschnitt
7.1 Überstand
8 Wabenstruktur
9 Kanal
9.1 - 9.4 modifizierte Kanal
10, 10.1 Steg
11 Kante
FA Füllelementachse
GA Achse der kreisscheibenförmigen Gassperre 6
E1 , E2 Ebene

Claims

Patentansprüche
1. Gassperre eines Füllelementes (1) zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, wobei die in einem Strömungsweg des Füllgutes
anzuordnende Gassperre (6) eine gitterartige Struktur mit einer Vielzahl von an einer Gassperrenoberseite (6.1) und einer Gassperrenunterseite (6.2) offenen Kanäle (9, 9.1 - 9.4) aufweist, die durch Wandabschnitte oder Stege (10, 10.1) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die gitterartige Struktur von einer Wabenstruktur (8) mit Kanälen (9) mit einem, einem Sechseck entsprechenden Querschnitt, vorzugsweise mit einem, einem gleichseitigen Sechseck entsprechenden Querschnitt gebildet ist.
2. Gassperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wabenartige Struktur (8) von einem die Außen- oder Umfangsfläche der Gassperre (6) bildenden ringförmigen Abschnitt (7) umschlossen ist.
3. Gassperre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie
einstückig aus einem metallischen Werkstoff und/oder Kunststoff gefertigt ist.
4. Gassperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kanäle (9, 9.1 - 9.4) der wabenartigen Struktur (8) mit ihren Achsen parallel sowie parallel zu einer Gassperrenachse (GA) ausgebildet sind.
5. Gassperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der ringförmige Abschnitt (7) kreisringförmig ausgeführt ist.
6. Gassperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass entlang der Innenseite des ringförmigen Abschnittes (7) modifizierte Kanäle (9.1 - 9.4) vorgesehen sind, und dass die modifizierten Kanäle Kanalgruppen bilden, in denen jeweils mehrere modifizierte Kanäle in einer angenommenen Umfangsrichtung (A) aneinander anschließen und die sich jeweils über einen Winkelbereich von 60° um die Gassperrenachse (GA) erstrecken, und dass die Kanalgruppen hinsichtlich Form und Folge der modifizierten Kanäle (9.1 - 9.4) identisch ausgebildet sind.
7. Gassperre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede
Kanalsgruppe wenigstens einen modifizierten Kanal (9.1) mit einem von der Innenfläche des ringförmigen Abschnitts (7) und von fünf Stegen (10, 10.1) begrenzten Querschnitt sowie wenigstens einen weiteren Kanal (9.2 - 9.4), vorzugsweise wenigstens drei weitere Kanäle (9.2 - 9.4) aufweist, deren Querschnitt von der Innenfläche des ringförmigen Abschnittes (7) und drei Stegen (10, 10.1) begrenzt ist.
8. Gassperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Kanal (9) achsgleich mit der Gassperrenachse (GA) angeordnet ist.
9. Gassperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Innenmaß der sechseckförmigen Kanäle 1 ,9mm - 2,5mm, vorzugsweise etwa 2mm beträgt.
10. Gassperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass an der Gassperrenunterseite (6.2) die Stege (10, 10.1) abgerundet sind und/oder der ringförmige Abschnitt (7) mit einem Überstand (7.1) über die dortige Unterseite der Wabenstruktur (8) vorsteht,
beispielsweise mit einem Überstand von 0,95mm - 1 ,05mm, vorzugsweise mit einem Überstand von 1 mm.
11. Gassperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass sich das Innenmaß der Kanäle (9, 9.1 - 9.4) ausgehend von der Gassperrenoberseite (6.1) zur Gassperrenunterseite geringfügig erweitert, beispielsweise derart, dass das Innenmaß der Kanäle (9, 9.1 - 9.4) an der Gassperrenunterseite (6.2) um 2% bis 4%, beispielsweise um etwa 3% größer ist als an der Gassperrenoberseite (6.1).
12. Gassperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge der offenen Kanäle (9, 9.1-9.4) größer ist als ihr Innenmaß.
13. Gassperre nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge der offenen Kanäle (9, 9.1 - 9.4) etwa dem 3-fachen bis 5-Fachen des
Innenmaßes der sechseckförmigen Kanäle (9) entspricht.
14. Gassperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Stege (10, 10.1) kleiner als 0,7 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,55 mm ist.
15. Gassperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Gesamtflächenmaßes der
modifizierten Kanäle (9.1 - 9.4) zu dem Gesamtflächenmaß der
sechseckförmigen Kanäle (9) kleiner als Eins ist.
16. Gassperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest Teile der Oberflächen und/oder Kanten der Stege 10, 10.1 bearbeitet sind, beispielsweise durch Strahlen und/oder Prägen und/oder Biegen.
17. Gassperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest Teile der Oberflächen und/oder Kanten der Stege 10, 10.1 Dellen und/oder Wellenlinien oder sonstige durch Urformen herstellbare Oberflächen oder Kantengestaltungen aufweisen.
18. Füllelement eines Füllsystems zum Füllen von Behältern (2) mit einem
flüssigen Füllgut, insbesondere auch zum Freistrahlfüllen von Behältern (2) mit dem flüssigen Füllgut, wobei in einem in dem Füllelement (1) ausgebildeten Strömungsweg für das Füllgut wenigstens eine Gassperre mit einer von einer Vielzahl von Kanäle (9, 9.1 - 9.4) gebildeten siebartigen Struktur vorgesehen ist, die von dem Füllgut von einer Gassperrenoberseite (6.1) zu einer
Gassperrenunterseite (6.2) durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Gassperre (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 15 ausgebildet ist.
19. Füllelement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Gassperre (6) im Bereich eines Füllgutauslasses oder einer Füllgutabgabe (5) vorgesehen ist.
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