DE102020131817A1

DE102020131817A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt

Info

Publication number: DE102020131817A1
Application number: DE102020131817.0A
Authority: DE
Inventors: Valentin Becher
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2020-12-01
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2022-06-02
Also published as: US20220169488A1; EP4008682A1; US11814277B2; CN114572925A

Abstract

Vorrichtung (1) und Verfahren zum Behandeln eines Behälters (100), umfassend das Befüllen des Behälters (100) mit einem Füllprodukt, vorzugsweise einem Getränk in einer Getränkeabfüllanlage, wobei die Vorrichtung (1) aufweist: einen Ventilgrundkörper (10) mit einem Auslauf (13) zum Einleiten des Füllprodukts in den Behälter (100) und einer Drallkammer (11), die mit dem Auslauf (13) in Fluidverbindung steht und eingerichtet ist, um das Füllprodukt während des Einleitens in den Behälter (100) in Drall zu versetzen; einen Ventilkegel (14), der zumindest teilweise im Ventilkörper (10) angeordnet ist, eine Axialrichtung definiert und den ein Gaskanal (18) in Axialrichtung durchdringt, wobei der Ventilkegel (14) vorzugsweise für eine Durchflussregelung des Füllprodukts durch den Auslauf (13) in Axialrichtung verschiebbar eingerichtet ist; und eine Sensoreinrichtung (20) mit einem Sensorkopf (22), der zur Detektion zumindest eines Signals eingerichtet und im Gaskanal (18) angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Behandeln eines Behälters, umfassend das Befüllen des Behälters mit einem Füllprodukt, vorzugsweise einem Getränk in einer Getränkeabfüllanlage.
Stand der Technik
In der Fluidabfüllung im Lebensmittelbereich sind Füllorgane unterschiedlicher Bauart bekannt. Hierbei wird zwischen den grundlegenden Produktarten nicht-karbonisierter (stiller) und karbonisierter (CSD) Flüssigkeiten unterschieden. Im Fall nicht-karbonisierter Produkte, wie beispielsweise bei der Abfüllung von stillem Wasser, Saft usw., wird die Flüssigkeit üblicherweise in einem Freistrahl in den Behälter gefüllt. Im Unterschied dazu wird bei der Abfüllung karbonisierter Produkte, wie beispielsweise Bier, Sprudelwasser, Softdrinks usw., die Flüssigkeit üblicherweise an der Behälterinnenwand entlang in den Behälter geleitet, um ein Ausgasen und Schaumbildung zu vermindern.
Der Durchfluss des Füllprodukts durch das Füllorgan und damit das Einleiten in einen Behälter wird zumeist durch ein Füllventil gesteuert, das einen Ventilkegel umfasst, der in einer zum Ventilkegel komplementär geformten Ventilaufnahme sitzt. Durch Anheben des Ventilkegels aus der Ventilaufnahme wird so der Füllvorgang gestartet, und durch anschließendes Absenken des Ventilkegels auf die Ventilaufnahme wird der Füllvorgang wieder beendet.
Bei der Abfüllung insbesondere karbonisierter Produkte kann der zu befüllende Behälter gegen das Füllorgan abgedichtet werden. Um ein Ausgasen und Schaumbildung weiter zu vermindern, kann der Behälter im Rahmen des sogenannten Gegendruckverfahrens unter Überdruck gesetzt werden, damit das CO₂ in der flüssigen Phase gebunden bleibt. Hierzu wird der Behälter an das Füllorgan gasdicht angepresst und vor dem Füllstart mit einem Spanngas, beispielsweise CO₂, vorgespannt. Nach dem Vorspannen beginnt die Abfüllung. Anstatt eines Ventilkegels wie im Fall der Freistrahlabfüllung übernimmt die Funktion des Öffnens/Schließens des Ventils ein Drallkörper, der darüber hinaus die strömende Flüssigkeit in Rotation versetzt. Wird der Drallkörper angehoben, fließt das Produkt über eine strömungstechnisch optimierte Kontur für die Wandabfüllung durch den Ringspalt in den angepressten Behälter. Durch die Fliehkräfte der Rotation wird die Flüssigkeit nach außen getrieben und fließt dann an der Behälterinnenwand entlang, weshalb diese Art der Abfüllung auch als „Wandabfüllung“ bezeichnet wird. Gleichzeitig kann das Gas im Behälter über eine Bohrung im Drallkörper und einer daran angebundenen Ventilstange entweichen. Bei Füllende wird der Ringspalt geschlossen, indem der Drallkörper gegen die Auslaufkontur gepresst wird. Anschließend wird der Behälter auf Umgebungsdruck entlastet und vom Füllorgan getrennt.
Der Füllvorgang kann demnach eine Reihe von Schritten aufweisen, umfassend das druckdichte Anpressen des Behälters gegen das Füllorgan, einen Gasaustausch insbesondere im Fall sauerstoffempfindlicher Füllprodukte, eine Druckerhöhung oder Druckabsenkung im Behälter, das Einbringen des Füllprodukts sowie eine Entlastung des Behälters.
Die Füllorgane sind üblicherweise mit Sensoren ausgestattet, um einen oder mehrere Schritte des Füllvorgangs zu überwachen. So kann die Eindosierung des Füllprodukts in den Behälter beispielsweise mittels eines Durchflussmessers im Produktzulauf oder einer in die Behältermündung eintauchenden elektrischen Stabsonde überwacht werden. Im Unterschied zur Freistrahlabfüllung kann das Behältergewicht bei der Wandabfüllung nicht gemessen werden, da der Behälter an das Füllorgan angepresst wird. Es ist weiterhin bekannt, einen Drucksensor in den Gasweg des Füllorgans zu integrieren, um so den beabsichtigten Über- oder Unterdruck im Behälter zu überwachen. Für die Information, ob ein Behälter ordnungsgemäß unter dem Füllorgan vorhanden ist, werden üblicherweise Ultraschallschranken verwendet, die aus Kostengründen nicht auf dem mitdrehenden Karussell, sondern stationär am Einlauf und gegebenenfalls an einigen zusätzlichen Stellen installiert sind.
Die vorstehend dargelegten Sensoren überwachen die Befüllung des Behälters entweder indirekt, beispielsweise über den Durchfluss des Füllprodukts in den Behälter, oder direkt durch eine eintauchende Sonde. In beiden Fällen kann ein mangelhafter Füllvorgang jedoch nur bedingt erkannt werden, da nur der Schritt des Einleitens des Füllprodukts in den Behälter überwacht wird. Die Bildung von Schaum, insbesondere im Fall karbonisierter Getränke, in den Schritten des Einleitens des Füllprodukts in den Behälter sowie Entspannens des Behälters kann so jedoch nicht oder nur unzureichend überwacht werden. Durch einen zusätzlichen Drucksensor im Füllorgan können die Schritte des Gasaustauschs im Behälter, der Druckerhöhung oder Evakuierung sowie der Entlastung überwacht werden; allerdings ist der Drucksensor zumeist ein zusätzlicher Sensor, installiert in jedem Füllorgan. Die Eindosierung des Füllprodukts in den Behälter kann durch einen Drucksensor nicht zufriedenstellend überwacht werden, so dass weiterhin und zusätzlich ein Durchflussmesser und/oder eine Füllhöhensonde erforderlich sind. Die Schritte des Einbringens und Entfernen des Behälters werden entweder nicht oder durch weitere Sensoren überwacht.
Zusammenfassend wird der Füllvorgang derzeit entweder durch Anwendung einer Vielzahl von Sensoren überwacht, was zu hohen Kosten, einem hohen Wartungsaufwand usw. führt, oder es wird ein Kompromiss angestrebt, bei dem nur die nötigsten Schritte überwacht werden, was wiederum zu Lasten der Zuverlässigkeit und Qualität geht.
Darstellung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung sowie ein verbessertes Verfahren zum Behandeln eines Behälters, umfassend das Befüllen des Behälters mit einem Füllprodukt, bereitzustellen, insbesondere die Zuverlässigkeit des Abfüllvorgans bei gleichzeitiger maschinenbaulicher Vereinfachung zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des quasi-nebengeordneten Verfahrensanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der folgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung dienen dem Behandeln eines Behälters, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage. Darunter fällt zumindest das Befüllen des Behälters mit einem Füllprodukt.
Als abzufüllende Produkte kommen insbesondere Getränke, beispielsweise Wasser, Softdrinks, Bier, Mischgetränke und dergleichen in Betracht. Besonders bevorzugt werden karbonisierte Getränke abgefüllt.
Neben dem eigentlichen Einleiten des Füllprodukts in den Behälter können je nach Füllprodukt und/oder Prozess weitere Schritte sinnvoll oder erforderlich sein. So ist es im Rahmen eines Gegendruck- oder Unterdruckverfahrens erforderlich, den Behälter gegen eine Mündung des Füllorgans anzupressen und den Behälter mit einem entsprechenden Unterdruck oder Überdruck zu beaufschlagen. Weiterhin können Schritte des Spülens, Reinigens, Vorspannens, Evakuierens, Entlastens usw. Teil des Füllvorgangs sein, die hierin gemeinsam als „Behandlung“ des Behälters bezeichnet sind.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung, die hierin auch als „Füllorgan“ bezeichnet ist, umfasst einen Ventilgrundkörper mit einem Auslauf zum Einleiten des Füllprodukts in den Behälter und einer Drallkammer, die mit dem Auslauf in Fluidverbindung steht und eingerichtet ist, um das Füllprodukt während des Einleitens in den Behälter in Drall zu versetzen. Ferner weist die Vorrichtung einen Ventilkegel auf, der zumindest teilweise im Ventilkörper angeordnet ist, eine Axialrichtung definiert und vorzugsweise zumindest einen Teil der Wandung der Drallkammer ausbildet. Ein Gaskanal durchdringt den Ventilkegel in Axialrichtung.
Der Ventilkegel erstreckt sich vorzugsweise in Axialrichtung durch den Ventilgrundkörper, wobei die Formulierung „erstreckt sich ... durch“ nicht so zu verstehen ist, dass der Ventilkegel den Ventilgrundkörper in Axialrichtung beidseitig überragt. In anderen Worten, die Abmessung des Ventilkegels in Axialrichtung kann kleiner sein als die des Ventilgrundkörpers.
Der Ventilkegel ist für eine Durchflussregelung des Füllprodukts durch den Auslauf vorzugsweise in Axialrichtung verschiebbar eingerichtet. Zu diesem Zweck wirkt der Ventilkegel beispielsweise mit einem Ventilsitz zusammen, der Teil des Ventilgrundkörpers sein kann.
Unter der Bezeichnung „Durchflussregelung“ ist hierin eine Änderung des Durchflusses durch Verstellung des Ventilkegels gemeint, wobei eine vollständige Unterbindung des Durchflusses, d.h. ein Durchfluss von Null umfasst ist. Ein binäres Ein- und Ausschalten des Durchflusses fällt somit ebenso unter die Durchflussregelung wie eine graduelle Änderung des Volumenstroms. Die Verstellbarkeit des Ventilkegels erfolgt vorzugsweise translatorisch entlang der durch den Ventilkegel und Auslauf determinierten Axialrichtung. Der Ventilkegel kann innerhalb eines Arbeitswegs graduell verstellbar sein.
Die Behältermündung befindet sich während der Befüllung normalerweise direkt unterhalb des Auslaufs. Die Behältermündung kann zu diesem Zweck an einem Mündungsabschnitt des Ventilgrundkörpers anliegen. Alternativ ist das Füllorgan auch als Freistrahlventil anwendbar.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung mit einem Sensorkopf, der zur Detektion zumindest eines Signals eingerichtet und im Gaskanal angeordnet ist.
Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung der einzige Sensor des Füllorgans, d.h. die Erfindung erlaubt es, dass das Füllorgan keine weiteren Sensoren, wie beispielsweise einen Durchflussmesser oder eine Füllstandsonde, aufweist, da die hierin dargelegte Sensoreinrichtung so angeordnet und eingerichtet ist, dass nicht nur eine sondern vorzugsweise mehrere Messgrößen während der Behandlung des Behälters überwacht werden können.
Die Anwendung einer solchen im Gaskanal des Füllorgans mit Drallkammer platzierten Sensoreinrichtung ermöglicht eine maschinenbauliche Vereinfachung, da bisher verwendete Sensoren, beispielsweise für Durchfluss, Füllstand, Behälterdetektion (Flada) und Druck, ersetzt und gleichzeitig mehrere oder sogar alle Schritte im Füllvorgang mit einem Sensor kontinuierlich überwacht werden können. Dies führt zu einem geringeren Wartungsaufwand, einer verbesserten Zuverlässigkeit und Kostenersparnis aufgrund weniger Sensoren und weniger Varianten.
Darüber hinaus können Schritte bzw. Abläufe während des Füllvorgangs, die bisher nicht oder nur unzureichend überwacht werden konnten, beispielsweise betreffend den Vorgang des Positionierens und/oder Anpressens des Behälters gegen den Mündungsabschnitt des Füllorgans, durch die Sensoreinrichtung überwacht werden.
Durch einen kompakten Aufbau des Füllorgans kann der Sensorkopf in sehr kurzem Abstand zur Behältermündung positioniert werden, wodurch sich ein großes Sensorsichtfeld erzielen lässt. Dies wird weiter durch den Drall des Füllprodukts unterstützt, wodurch ein stabiles „Auge“ beim Abfüllen gebildet wird, durch das der Sensorkopf ungestört „hindurchschauen“ kann.
Da das Füllorgan mit dem Ventilgrundkörper sowohl für die Wandabfüllung als auch zur Freistrahlfüllung bzw. für atmosphärisch abzufüllende Produkte anwendbar ist, reduziert sich die Vielzahl an Füllorganvarianten für unterschiedliche Anwendungen. Somit reduzieren sich der Pflege- sowie Wartungsaufwand und die Anzahl an Maschinenvarianten. Abfüllanlagen, die mit Füllorganen der hierin beschriebenen Art ausgestattet sind, sind universell einsetzbar. Mit ihnen lässt sich eine große Vielfalt unterschiedlicher Getränke, Behälterformate und -materialien (PET, Glas, Dose, still, karbonisiert usw.) abfüllen.
Vorzugsweise weist der Sensorkopf eine Sende-/Empfangsfläche auf, die eingerichtet ist, um ein Sendesignal in Richtung Behälter auszusenden und ein durch das Sendesignal veranlasstes Empfangssignal zu empfangen. Das durch das Sendesignal veranlasste Empfangssignal kann beispielsweise eine Reflexion des Sendesignals oder ein durch das Sendesignal induziertes Signal sein. In anderen Worten, der Sensorkopf sendet gemäß dieser Ausführungsform ein Sendesignal in den am oder unterhalb des Auslaufs positionieren Behälter aus. Der Behälter, ein sich darin befindliches Gas oder Fluid veranlasst oder beeinflusst beispielsweise eine Reflexion des Signals, das wiederum vom Sensorkopf detektiert wird. Aus der Abschwächung, Laufzeitverzögerung, Interferenz usw. kann nun auf Messgrößen geschlossen werden, wie beispielsweise auf den Abstand zum Behälterboden, die Füllhöhe im Behälter, den Schaumgehalt, die Schaumhöhe, Gaszusammensetzung, Gasdruck, strukturelle Beschaffenheit des Behälters und dergleichen.
Besonders bevorzugt ist das Sendesignal ein Ultraschallsignal. In anderen Worten, die Sensoreinrichtung ist vorzugsweise als Ultraschallreflextaster bzw. Ultraschallsensor ausgebildet. In diesem Fall bilden der Gaskanal und die Behälterwand einen Resonanzraum für das Ultraschallsignal. Der Behälterboden oder die Flüssigkeitsoberfläche fungieren als Reflexionsflächen. Allerdings kann die Sensoreinrichtung auch ein anderes Messprinzip bzw. Messverfahren anwenden, wie beispielsweise eine optische Messung oder ein auf Radarwellen oder Mikrowellen beruhendes Messverfahren.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Auswerteeinrichtung auf, die mit der Sensoreinrichtung in Kommunikation steht und eingerichtet ist, um aus den von der Sensoreinrichtung detektierten Signalen auf eine oder mehrere Messgrößen zu schließen. Die gewünschte Messgröße kann aus den detektierten Signalen beispielsweise errechnet, aus einem funktionalen Zusammenhang oder einer Datenbank entnommen oder auf andere Weise ermittelt werden. Als geeignete Messgröße(n) kommen insbesondere in Betracht: Füllhöhe des Füllprodukts im Behälter; Gasdruck, - zusammensetzung oder -konzentration im Gaskanal sowie Behälter; Schaummenge/-höhe und/oder Schaumbeschaffenheit im Behälter; Behälterposition; struktureller Zustand des Behälters, d.h. beispielsweise ob der Behälter defekt ist. Die Kommunikation zwischen der Sensoreinrichtung und der Auswerteeinrichtung kann analog oder digital, drahtlos oder drahtgebunden erfolgen. Ferner können die Sensoreinrichtung und die Auswerteeinrichtung integral oder durch getrennte elektronische Komponenten realisiert sein. So kann die Auswerteeinrichtung beispielsweise gemeinsam mit dem Sensorkopf in einem einzigen Sensorgehäuse installiert sein.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung ferner eine Füllorgansteuerung auf, die mit der Auswerteeinrichtung in Kommunikation steht und eingerichtet ist, um die Behandlung des Behälters zu steuern und/oder zu regeln. Die durch Sensoreinrichtung und Auswerteeinrichtung ermittelten Messgrößen können somit für die Steuerung bzw. Regelung des Füllvorgangs genutzt werden. Die Behandlung umfasst hierbei vorzugsweise einen oder mehrere der folgenden Schritte: Positionieren des Behälters relativ zum Füllorgan; druckdichtes Anpressen des Behälters gegen einen Mündungsabschnitt des Ventilgrundkörpers; Einleiten eines Gases (beispielsweise CO₂, Reinluft, Stickstoff usw.) durch den Gaskanal in den Behälter, beispielsweise um den Behälter zu spülen, zu reinigen und/oder vorzuspannen; Abziehen eines Gases durch den Gaskanal aus dem Behälter; Erzeugen eines Überdrucks im Behälter; Erzeugen eines Unterdrucks im Behälter; Einleiten des Füllprodukts in den Behälter; Entlasten des Behälters; Entfernen des Behälters vom Mündungsabschnitt des Ventilgrundkörpers.
Die Formulierungen „Positionieren des Behälters relativ zum Füllorgan“ und „druckdichtes Anpressen des Behälters gegen einen Mündungsabschnitt des Ventilgrundkörpers“ umfassen nicht nur eine Bewegung des Behälters relativ zum Füllorgan, sondern alternativ oder zusätzlich kann auch das Füllorgan selbst bewegt werden, um die gewünschte relative Position bzw. Lage zwischen Füllorgan und Behälter zu erzielen.
Die Bezeichnungen „Überdruck“ und „Unterdruck“ sind in erster Linie relativ zueinander zu verstehen, sie können sich jedoch auch auf den Normaldruck beziehen.
Die Auswerteeinrichtung kann Bestandteil der Füllorgansteuerung sein oder mit einer solchen in Kommunikation stehen, um den Abfüllvorgang zu steuern und/oder zu regeln. Die Kommunikation kann analog oder digital, drahtgebunden oder drahtlos erfolgen. Die Auswerteeinrichtung und Füllorgansteuerung können zentral oder dezentral, Bestandteil internetbasierter und/oder cloudbasierter Anwendungen oder auf andere Weise implementiert sein, sowie gegebenenfalls auf Datenbanken zugreifen. Die Auswerteeinrichtung und Füllorgansteuerung können beispielsweise softwaregestützt durch eine Recheneinheit implementiert sein.
Vorzugsweise weist die Drallkammer eine Ringform oder spezieller die Form eines Torus auf, deren Querschnittskontur in Erstreckungsrichtung sowie senkrecht zur Erstreckungsrichtung eine rundliche Form hat. Die Drallkammer erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen axialsymmetrisch um den Ventilkegel.
In anderen Worten, die Drallkammerwandung ist vorzugsweise sowohl entlang der Ringachse derselben als auch senkrecht dazu geometrisch im Wesentlichen stetig und differenzierbar. Die Formulierung „im Wesentlichen“ weist zum einen darauf hin, dass Ecken beispielsweise in den Mündungsbereichen eines Hauptzulaufs sowie etwaigen, weiter unten beschriebenen Nebenzuläufen nicht immer vermeidbar sind, und zum anderen, dass geometrische Bezeichnungen, wie etwa „stetig, „differenzierbar“, „Eckpunkte“ usw., nicht ideal-mathematisch auszulegen sind. Wichtig ist diesbezüglich, dass die genannten Querschnittskonturen der Drallkammer keine polygonale, etwa rechteckige, Form haben.
Es sei darauf hingewiesen, dass sich räumliche Angaben, wie etwa „unter“, „unterhalb“, „über“, „oberhalb“ usw. auf die Einbaulage des Füllorgans beziehen, die durch die Schwerkraftrichtung eindeutig bestimmt ist. Die Axialrichtung desselben stimmt im Einbauzustand zumindest im Wesentlichen mit der Schwerkraftrichtung überein.
Der Ventilgrundkörper benötigt gemäß dieser Ausführungsvariante weder Drallkörper, wie etwa Leitflügel oder Drallkanäle, noch zusätzliche Strömungsführungen und ist somit sehr kompakt, hygienisch und tolerant für disperse Fest-/Flüssigkeitsmischungen, die beispielsweise Fruchtstückchen, Slurry, Fruchtfasern oder dergleichen enthalten. Ferner ist die Größe von Stückchen in der Strömung aufgrund des Verzichts auf Drallkörper kaum begrenzt. Der Ventilgrundkörper erlaubt eine vollständige Ausspülung des Ventilinnenraums mit minimaler Spülmenge, aufgrund hoher Turbulenzen, die in der Drallkammer erzielbar sind, und einer vergleichsweise kleinen Oberfläche. Zudem weist die Drallkammer im Wesentlichen keine Ecken auf, in denen sich Aromastoffe, Fruchtstückchen und dergleichen verfangen könnten. Auch dadurch wird die Durchspülbarkeit optimiert. Aus diesen Gründen ist der Ventilgrundkörper für den flexiblen, behälterweisen Füllproduktwechsel, insbesondere durch hinzudosierbare Komponenten, besonders geeignet.
Vorzugsweise weist die Drallkammer wie oben erwähnt die Form eines Torus auf. Die Bezeichnung „Torus“ bezieht sich hierbei nicht nur auf einen Rotationskörper konstruiert aus einer Kreiskontur, auch wenn dies bevorzugt ist, sondern die Rotationskontur bzw. -fläche kann ebenso elliptisch, oval oder auf andere Weise rundlich sein, solange auf polygonale Ecken und Kanten verzichtet wird. Durch einen solchen rotationssymmetrischen Aufbau werden die Ausbildung eines gleichmäßigen Dralls sowie die Ausspülbarkeit weiter unterstützt.
Die Drallkammer erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen axialsymmetrisch um den Ventilkegel. Der Ventilkegel durchdringt die Drallkammer in diesem Fall zentral, wodurch der Ventilkegel synergetisch einen Teil der die Drallkammer bildenden Wandung ausbildet. Auf diese Weise kann der Ventilgrundkörper noch kompakter gestaltet werden, wobei die Funktionalitäten des Ventilkegels und der Drallkammer baulich integriert sind.
Vorzugsweise weist der Ventilgrundkörper einen Hauptzulauf auf, der tangential in die Drallkammer mündet und eingerichtet ist, um das Füllprodukt oder eine Hauptkomponente des Füllprodukts so in die Drallkammer einzuleiten, dass das Füllprodukt in der Drallkammer in Drall versetzt wird.
Die Bezeichnung „tangential“ erfordert hierin keine geometrisch perfekte tangentiale Anbindung des Hauptzulaufs. Vielmehr kann es baulich sinnvoll sein, den Hauptzulauf in einem gewissen Winkel in die Drallkammer einmünden zu lassen. Wichtig ist, dass die Einströmrichtung in diesem Fall im Wesentlichen seitlich und wandseitig, d.h. nicht von oben oder seitlich-zentral, erfolgt und so unmittelbar zu einem Drall, d.h. Ringstrom, in der Drallkammer führt.
Durch den tangentialen Einlauf des Füllprodukts aus dem Hauptzulauf in die Drallkammer wird dieses optimal in Drall versetzt, wodurch das Füllprodukt zentrifugalkraftbedingt nach außen getrieben wird und nach Austritt aus dem Auslauf in einer Spiralbewegung an der Behälterwand abwärts strömt. Die Verjüngung bzw. Einschnürung der Drallkammer zum Auslauf hin hat einen Druckabfall und damit eine Verstetigung des Dralls zur Folge. Dies führt zum einen zu einem gleichmäßigen, wohldefinierten Drall über den Umfang hinweg und ist zum anderen ein maßgeblicher Bestimmungsfaktor für die Durchflussmenge. Der seitliche, d.h. tangential in die Drallkammer einmündende Hauptzulauf schafft zudem Platz oberhalb der Drallkammer. Der Raum ist unverbaut und kann genutzt werden, um den Ventilgrundkörper modular zu erweitern, beispielsweise mit der oben dargelegten Sensoreinrichtung, so dass die Variantenbildung bzw. Differenzierung des Füllorgans für konkrete Anwendungen spät erfolgen kann, wodurch sich Kosten und Ressourcen einsparen lassen.
Vorzugsweise geht zumindest die axiale Außenwandung der Drallkammer stetig und differenzierbar in den Hauptzulauf über, um die Drallbildung und Ausspülbarkeit zu optimieren. Aus den gleichen Gründen weist der Hauptzulauf im Bereich der Mündung in die Drallkammer vorzugsweise im Wesentlichen die gleiche Querschnittskontur senkrecht zur Erstreckungsrichtung wie die Drallkammer auf. Vorzugsweise sind beide Konturen kreisförmig mit im Wesentlichen gleichem Durchmesser. Auf diese Weise geht die tangentiale Zuführung des Füllprodukts optimal in den Ringstrom innerhalb der Drallkammer über.
Vorzugsweise ist der Auslauf ringförmig, wobei sich die ebenfalls ringförmige Drallkammer allmählich zum Auslauf hin verjüngt, wodurch das Füllprodukt nach Austritt aus dem Auslauf in einer Spiralbewegung im Behälter abwärts strömt. Mittels einer gezielten Beschleunigung des Füllprodukts im Ringkanal zwischen Drallkammer und Auslauf ist ein rasches und kontrolliertes Abfüllen realisierbar. Die Drallkammer hat vorzugsweise eine zur Achse des ringförmigen Auslaufs axialsymmetrische Form.
Vorzugsweise weist der Ventilgrundkörper einen Ventilsitz auf, wobei der Ventilkegel und der Ventilsitz so eingerichtet sind, dass der Ventilkegel in einer Absperrstellung für ein vollständiges Verschließen des Auslaufs mit dem Ventilsitz dichtend in Kontakt steht. Die Integration von Durchflussregel- und Absperrfunktion im Ventilgrundkörper erlaubt eine Reduzierung der Bauteile und eine Vereinfachung des Produktweges. Dies führt zu geringeren Druckverlusten und trägt zu einer schonenderen Produktbehandlung sowie einer geringeren Schaumbildung beim Füllvorgang bei.
Vorzugsweise weist der Ventilkegel eine kegelförmige Auslaufkontur auf, die sich zum Auslauf hin verjüngt, und erstreckt sich zumindest teilweise in die Drallkammer. Auf diese Weise ist die Bauform des Ventilgrundkörpers besonders kompakt.
Vorzugsweise weist der Ventilgrundkörper einen oder mehrere Nebenzuläufe auf, die in die Drallkammer münden und eingerichtet sind, um entsprechend ein oder mehrere Zusatzkomponenten des Füllprodukts so in die Drallkammer einzuleiten, dass sich diese darin mit der Hauptkomponente vermischen. Durch die Nebenzuläufe findet die Zumischung von etwaigen Zusatzkomponenten direkt in der Drallkammer statt, wodurch eine gute Ausspülbarkeit des Ventilgrundkörpers sichergestellt und eine etwaige Aromaverschleppung minimiert wird. Zudem ist das Füllorgan damit für Anwendungen in Abfüllanlagen, die für eine flexible Dosierung und einen sofortigen Produktwechsel vorgesehen sind, besonders geeignet.
Das Füllprodukt wird in diesem Fall aus mehreren Komponenten, einer Hauptkomponente wie etwa Wasser oder Saft und zumindest einer Zusatzkomponente wie etwa Sirup, direkt in der Drallkammer des Füllorgans zusammengemischt. Hierbei werden bei der Abfüllung die Zusatzkomponenten des Füllprodukts in die Drallkammer eingebracht und gemeinsam in den zu befüllenden Behälter unter Drall eingeleitet.
Das Einleiten der Zusatzkomponente(n) in die Drallkammer kann so erfolgen, dass die zuvor durch die Hauptzufuhr zugeführte Hauptkomponente rückwärts verdrängt wird. Das verdrängte Volumen der Hauptkomponente wird beispielsweise mittels eines Durchflussmessers ermittelt, und damit ist ebenfalls das Volumen der zudosierten Komponente(n) bekannt und steuerbar. Bei der anschließenden Abfüllung des Füllprodukts in den Behälter wird die Hauptkomponente zusammen mit den zudosierten Komponenten vollständig aus dem Füllorgan in den Behälter gespült, wobei gleichzeitig die Gesamtfüllmenge mit demselben Durchflussmesser oder der Sensoreinrichtung ermittelt werden kann. Beim nächsten Abfüllzyklus können die Füllmengen und auch die zudosierten Komponentenmengen neu bestimmt werden. Damit ist eine hochflexible und hygienische Abfüllung individualisierter Getränke im Wesentlichen ohne Umstellzeiten möglich.
Vorzugsweise weist der Ventilgrundkörper ein Ventilgehäuse auf, das zumindest einen Teil der die Drallkammer sowie den Auslauf begrenzenden Wandung bildet, wodurch der Ventilgrundkörper baulich vereinfacht und besonders zuverlässig ist. Das Ventilgehäuse kann einstückig gefertigt sein. Vorzugsweise ist das Ventilgehäuse ein Gusskörper.
Vorzugsweise wird zumindest einer der Nebenzuläufe durch Öffnungen im Ventilgehäuse gebildet. Durch die Integration der Zufuhr von Dosagekomponenten in das Ventilgehäuse sind keine Schläuche oder zusätzlichen Leitungen erforderlich. Auf diese Weise werden auf baulich einfache und zuverlässige Weise die Ausspülbarkeit des Ventilgrundkörpers optimiert und eine etwaige Aromaverschleppung minimiert.
Vorzugsweise weist der Ventilgrundkörper eine Membran aus einem verformbaren Material auf, die einen Teil der die Drallkammer begrenzenden Wandung bildet, vorzugsweise im oberen Bereich. An einer Außenkontur, die vorzugsweise kreisförmig ist, ist die Membran am Ventilgehäuse und an einer Innenkontur, die vorzugsweise ebenfalls kreisförmig ist, am Ventilkegel angebunden. Der seitliche, d.h. tangential in die Drallkammer einmündende Hauptzulauf schafft neben den vorstehend genannten technischen Wirkungen Platz oberhalb der Drallkammer, der zur Montage der Membran, welche die Drallkammer im oberen Bereich abdichtet, genutzt werden kann.
Die Membran ist aus einem verformbaren bzw. flexiblen Material gefertigt, wodurch sie der Axialbewegung des Ventilkegels folgen kann und gleichzeitig eine hygienische Abdichtung gewährleistet. Der Arbeitsbereich des Ventilkegels bestimmt zugleich den Grad der Verformbarkeit, den das Material der Membran zu leisten hat. Durch diese Funktionalität sind die Bezeichnungen „flexibel“, „verformbar“ usw. in Bezug auf die Membran bestimmt. Die Flexibilität der Membran und die Materialbeschaffenheit, insbesondere im Fall von Teflon, unterstützen zudem eine Abfüllung des Füllprodukts unter Drall auch bei sehr geringen Füllströmen. Einem etwaigen unbeabsichtigten lokalen Maximum des Durchflusses zu Beginn des Abfüllvorgangs, bevor sich ein gleichmäßiger Durchfluss unter Drall einstellt, kann durch Verstellung des Ventilkegels bzw. durch ein stromaufwärts gelegenes Regelventil entgegengesteuert werden.
Die Symmetrie der Membran erlaubt zudem eine Ausführung mit einer hohen Lastspielzahl, wie sie für Füllorgane zumeist notwendig ist. Vorzugsweise weist die Membran einen ringförmigen Einspannabschnitt auf, der zur Befestigung am Ventilgehäuse eingerichtet ist.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung zumindest einen Gasweg auf, der seitlich in den Gaskanal einmündet. So können beispielsweise eine Gaszuleitung, um Spanngas, Spülgas und/oder dergleichen dem Gaskanal zuzuführen, und eine Gasableitung, um Gas aus dem Behälter abzuleiten, als Gaswege vorgesehen sein. Der eine oder die mehreren Gaswege sind vorzugsweise entsprechend als flexibler Schlauch ausgeführt, wodurch sie die Axialbewegung des Ventilkegels ausgleichen können.
Einer oder mehrere der Gaswege münden vorzugsweise im Wesentlichen unmittelbar unterhalb des Sensorkopfs in den Gaskanal ein. Auf diese Weise kann durch synergetische Wirkung der Gasströme im Gaskanal eine Verschmutzung des Sensorkopfs unterbunden oder zumindest vermindert werden.
Einer oder mehrere der Gaswege können tangential in den zentralen Gaskanal geführt werden. Eine solche tangentiale Anordnung der Gaswege führt in einem Reinigungsbetrieb, beispielsweise mit Wasser, zu einer effektiven Reinigung des Sensorkopfs.
Die oben genannte Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Behandeln eines Behälters, umfassend das Befüllen des Behälters mit einem Füllprodukt, vorzugsweise einem Getränk in einer Getränkeabfüllanlage, gelöst, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen einer Vorrichtung gemäß einer der vorstehend dargelegten Ausführungsvarianten; Einleiten des Füllprodukts in die Drallkammer des Ventilgrundkörpers und Versetzen des Füllprodukts in der Drallkammer in einen Drall; Ausleiten des unter Drall stehenden Füllprodukts aus der Drallkammer über den Auslauf des Ventilgrundkörpers in den Behälter, wodurch das Füllprodukt an der Behälterinnenwand entlang in den Behälter fließt; und Detektieren zumindest eines Signals, das sich aus dem Behälter durch den Gaskanal fortpflanzt durch den Sensorkopf der Sensoreinrichtung.
Die Merkmale, technischen Wirkungen, Vorteile sowie Ausführungsbeispiele, die in Bezug auf die Vorrichtung beschrieben wurden, gelten analog für das Verfahren.
So wird aus den oben genannten Gründen aus den von der Sensoreinrichtung detektierten Signalen vorzugsweise auf eine oder mehrere Messgrößen geschlossen, insbesondere auf eine Füllhöhe des Füllprodukts im Behälter und/oder einen Gasdruck, -zusammensetzung oder - konzentration im Gaskanal sowie Behälter und/oder eine Schaummenge/-höhe bzw. Schaumbeschaffenheit im Behälter und/oder eine Behälterposition und/oder einen strukturellen Zustand des Behälters.
Vorzugsweise umfasst die Behandlung des Behälters aus den oben genannten Gründen einen oder mehrere der folgenden Schritte: Positionieren des Behälters relativ zum Füllorgan; druckdichtes Anpressen des Behälters gegen einen Mündungsabschnitt des Ventilgrundkörpers; Einleiten eines Gases durch den Gaskanal in den Behälter; Abziehen eines Gases durch den Gaskanal aus dem Behälter; Erzeugen eines Überdrucks im Behälter; Erzeugen eines Unterdrucks im Behälter; Einleiten des Füllprodukts in den Behälter; Entlasten des Behälters; Entfernen des Behälters vom Mündungsabschnitt des Ventilgrundkörpers.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die darin beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben dargelegten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele erfolgt dabei mit Bezug auf die begleitenden Figuren.
Figurenliste
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 einen schematischen Querschnitt eines Füllorgans mit einer Sensoreinrichtung, einer Auswerteeinrichtung und einer Füllorgansteuerung;
2 eine perspektivische Schnittansicht eines Ventilgrundkörpers des Füllorgans mit Drallkammer, Ventilkegel und Membran;
3 eine Querschnittsansicht des Ventilgrundkörpers der 2;
4 eine Querschnittsansicht eines Ventilgrundkörpers mit Drallkammer, Ventilkegel und Membran gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
5 den Ventilgrundkörper der 4 in einer Draufsicht.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei sind gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanz zu vermeiden.
Die 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Vorrichtung 1 zum Befüllen eines Behälters 100 mit einem Füllprodukt. Die Vorrichtung 1 ist hierin auch als „Füllorgan“ bezeichnet oder umfasst ein solches. Als abzufüllende Produkte kommen insbesondere Getränke, beispielsweise Wasser, Softdrinks, Bier, Mischgetränke und dergleichen in Betracht. Besonders bevorzugt werden durch das Füllorgan 1 karbonisierte Getränke abgefüllt.
Das Füllorgan 1 umfasst einen Ventilgrundkörper 10. Die 2 ist eine perspektivische Ansicht des Ventilgrundkörpers 10. Die 3 zeigt den Ventilgrundkörper 10 in einer Querschnittsansicht.
Der Ventilgrundkörper 10 weist eine als Ringkanal bzw. Torus ausgeführte Drallkammer 11 auf. Der Ventilgrundkörper 10 weist ferner einen in der Perspektive der 1, 2 und 3 nicht sichtbaren Hauptzulauf 12 auf, der tangential oder im Wesentlichen tangential in die Drallkammer 11 mündet. Der Hauptzulauf 12 geht aus dem Ausführungsbeispiel der 4 und 5 hervor.
Im unteren Bereich des Ventilgrundkörpers 10 verjüngt sich die Drallkammer 11 zu einem ringförmigen Auslauf 13, aus dem das Füllprodukt während der Abfüllung austritt und in einen unterhalb des Ventilgrundkörpers 10 platzierten Behälter 100 einläuft.
Es sei darauf hingewiesen, dass sich räumliche Angaben, wie etwa „unter“, „unterhalb“, „über“, „oberhalb“ usw. auf die Einbaulage des Füllorgans 1 beziehen, die durch die Schwerkraftrichtung eindeutig bestimmt ist. Ferner weist das Füllorgan 1 bzw. dessen Ventilgrundkörper 10 durch den ringförmigen Auslauf 13 eine eindeutig definierte Axialrichtung auf, die im Einbauzustand zumindest im Wesentlichen mit der Schwerkraftrichtung übereinstimmt.
Durch die tangentiale Zufuhr des Füllprodukts aus dem Hauptzulauf 12 in die Drallkammer 11 wird dieses in Drall versetzt, wodurch das Füllprodukt zentrifugalkraftbedingt nach außen getrieben wird und nach Austritt aus dem Ventilgrundkörper 10 weiter nach außen gelangt und an der Behälterwand abwärts strömt. Die Verjüngung bzw. Einschnürung der Drallkammer 11 zum Auslauf 13 hin führt zum einen zu einem gleichmäßigen, wohldefinierten Drall über den Umfang hinweg und ist zum anderen ein maßgeblicher Bestimmungsfaktor für die Durchflussmenge. Ist der Grad der Verjüngung, insbesondere die Abmessung des Ringspalts am Auslauf 13, einstellbar, lässt sich somit eine integrierte Durchflussregelung gegebenenfalls bis hin zur Absperrung realisieren.
Die vorstehend genannte Durchflussregelung lässt sich wie folgt implementieren: Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1, 2 und 3 weist der Ventilgrundkörper 10 zu diesem Zweck einen Ventilkegel 14 auf, der eine zylindrische, sich zum Auslauf 13 hin verjüngende Form hat. Der sich an die Drallkammer 11 anschließende Ringspalt wird innenseitig zumindest abschnittsweise von der Außenumfangsfläche des Ventilkegels 14 gebildet. Außen wird der Ringspalt von einem Ventilgehäuse 15 begrenzt bzw. gebildet. Der Ventilkegel 14 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Axialrichtung, d.h. nach oben und unten, verschiebbar eingerichtet. Auf diese Weise lässt sich der Ringspalt am Auslauf 13 vergrößern und verkleinern. Die Höhenverstellung des Ventilkegels 14 erfolgt innerhalb eines Arbeitsbereichs, d.h. zwischen einer vollständig geöffneten Position und einer geschlossenen Position oder einer Position des minimalen Durchflusses, vorzugsweise stufenlos. Wird durch die Innenform des Ventilgehäuses 15 ein Ventilsitz 16 gebildet, der in einer Schließstellung des Füllorgans 1 mit dem Ventilkegel 14 dichtend in Kontakt steht, kann der Auslauf 13 vollständig verschlossen werden, wodurch eine Absperrfunktion realisiert wird.
Der seitliche, d.h. tangential in die Drallkammer 11 einmündende Hauptzulauf 12 schafft neben den vorstehend genannten technischen Wirkungen zudem Platz oberhalb der Drallkammer 11. Der Raum ist unverbaut und kann zur Montage einer Membran 17 genutzt werden, welche die Drallkammer 11 im oberen Bereich abdichtet.
Die Membran 17 weist eine kreisförmige Außenkontur auf, die direkt oder indirekt über ein Befestigungsmittel am Ventilgehäuse 15 angebunden ist. Die Membran 17 ist radial innen am Ventilkegel 14 befestigt. Die Membran 17 ist aus einem flexiblen Material, vorzugsweise Teflon, gefertigt, wodurch sie der Axialbewegung des Ventilkegels 14 folgen kann und gleichzeitig eine hygienische Abdichtung der Drallkammer 11 gewährleistet. Die Symmetrie der Membran 17 erlaubt zudem eine Ausführung mit einer hohen Lastspielzahl, wie sie für Füllorgane 1 zumeist notwendig ist.
Der Ventilgrundkörper 10 weist ferner einen Gaskanal 18 auf, der den Ventilkegel 14 in Axialrichtung zentral durchdringt. Der Gaskanal 18 dient zum Einleiten eines Gases, wie beispielsweise Spülgas, Spanngas und dergleichen, und fungiert gleichzeitig als Rückgaskanal, um etwaiges Gas, das während eines Gasaustauschs abzuführen ist und/oder während der Befüllung aus dem Behälter 100 verdrängt wird, abzuleiten. Der Gaskanal 18 kann jedoch auch als Mehrkanalkonstruktion, beispielsweise Rohr-in-Rohr-Konstruktion, realisiert sein, etwa um separate Zu- und Abgaswege zu schaffen.
In den Gaskanal münden seitlich ein oder mehrere Gaswege 18a, 18b ein, beispielsweise eine Gaszuleitung 18a, um das Gas - Spanngas, Spülgas usw. - dem Gaskanal 18 zuzuführen, und eine Gasableitung 18b, um Gas aus dem Behälter 100 abzuleiten. Die Gaswege 18a, 18b sind vorzugsweise jeweils als flexibler Schlauch ausgeführt, wodurch sie die Axialbewegung des Ventilkegels 14 ausgleichen können.
Der Ventilkegel 14 endet im Wesentlichen direkt unterhalb einer Drosselstelle, d.h. der engsten Stelle des den Auslauf 13 bildenden Ringspalts, wodurch ein definierter Wechsel von einer einphasigen Spaltströmung zu einer Wandfilmströmung im Behälter 100 realisiert wird. Es wird so eine wohldefinierte, gleichbleibende Abrisskante der Flüssigkeit gebildet, und zwar an der Stelle mit der höchsten Strömungsgeschwindigkeit. Vorzugsweise befindet sich der Ventilsitz 16, d.h. die Absperrstelle, in unmittelbarer Nähe zur Abrisskante, wodurch die Oberflächen, die zu einem Nachtropfen führen könnten, minimiert werden.
Der Ventilkegel 14 ist vorzugsweise aus Teflon gefertigt, wodurch das Ablaufverhalten aufgrund der geringen Oberflächenenergie verbessert wird. Wenn zudem das Ventilgehäuse 15 aus Edelstahl gefertigt ist, kann durch eine solche Materialpaarung eine vollständige Abdichtung auch bei hohen Differenzdrücken sichergestellt werden.
Der Ventilgrundkörper 10 benötigt abgesehen vom Ventilkegel 14 weder Drallkörper, wie etwa Leitflügel oder Drallkanälen, noch zusätzliche Strömungsführungen und ist somit sehr hygienisch und tolerant für disperse Fest-/Flüssigkeitsmischungen, die beispielsweise Fruchtstückchen, Slurry, Fruchtfasern oder dergleichen enthalten. Ferner ist die Größe von Stückchen in der Strömung aufgrund des Verzichts auf Drallkörper kaum begrenzt. Zum Abfüllen großer Stückchen, beispielsweise mit Volumina von 5 x 5 x 5 mm oder darüber, kann der Ventilkegelhub während des Füllvorgangs flexibel erhöht werden.
Der Ventilgrundkörper 10 ist besonders für die oben dargelegte Wandabfüllung geeignet, bei der das Füllprodukt spiralförmig an der Behälterinnenwand abwärts läuft. Allerdings kann ein mit dem Ventilgrundkörper 10 ausgestattetes Füllorgan 1 auch als Freistrahlventil angewendet werden. In diesem Fall kann der Ventilgrundkörper 10 als hygienisches Regelventil verwendet werden, indem dieses in eine entsprechende Füllproduktleitung mit anschließender Beruhigungsstrecke und gegebenenfalls Gassperre am Auslauf eingebaut wird. Sofern erforderlich, kann der Drall durch einen radialen statt tangentialen Haupteinlauf 12 entfernt werden.
Der Ventilgrundkörper 10 erlaubt eine vollständige Ausspülung des Ventilinnenraums, insbesondere der Drallkammer 11 und des sich in Füllrichtung daran anschließenden Auslaufs 13, mit minimaler Spülmenge, aufgrund hoher Turbulenzen, die in der Drallkammer 11 erzielbar sind, und einer vergleichsweise kleinen Oberfläche. Aus diesem Grund ist der Ventilgrundkörper 10 für einen häufigen, beispielsweise bis zu behälterweisen, Wechsel des Füllprodukts, insbesondere hinzudosierbarer Komponenten, besonders geeignet. Aufgrund der besonders guten Ausspülbarkeit ist der Ventilgrundkörper 10 auch in aseptischen Füllmaschinen anwendbar.
Die Integration von Regel- und Absperrfunktion im Ventilgrundkörper 10 erlaubt eine Reduzierung der Bauteile und eine Vereinfachung des Produktweges. Dies führt zu geringeren Druckverlusten und trägt zu einer schonenderen Produktbehandlung sowie einer geringeren Schaumbildung beim Füllvorgang bei.
Die kompakte Bauform des Ventilgrundkörpers 10 ermöglicht zudem eine hygienische Integration des Ventilkegelantriebs und gegebenenfalls weiterer Steuerungsfunktionen im Ventilkopf, d.h. oberhalb der Drallkammer 11, beispielsweise eine Integration von Gasventilen zum Vorspannen der Behälter 100, Rückgasleitungen, Entlastungsleitungen, Magnetventilen für weitere separate Steuerungsfunktionen im Bereich des Füllorgans 1, wie etwa Ventil heben und senken, Komponenten zudosieren und dergleichen. Ebenso kann beispielsweise eine Steuerungsplatine zur Realisierung dezentraler Steuerungsarchitekturen im Ventilkopf installiert werden.
Da das Füllorgan 1 mit dem Ventilgrundkörper 10 modular erweiterbar ist und zudem sowohl für die Wandabfüllung als auch zur Freistrahlfüllung bzw. für atmosphärisch abzufüllende Produkte anwendbar ist, reduziert sich die Vielzahl an Füllorganvarianten für unterschiedliche Anwendungen. Somit reduzieren sich der Pflege- sowie Wartungsaufwand und die Anzahl an Maschinenvarianten. Abfüllanlagen, die mit Füllorganen 1 der hierin beschriebenen Art ausgestattet sind, sind universell einsetzbar. Mit ihnen lässt sich eine große Vielfalt unterschiedlicher Getränke, Behälterformate und -materialien (PET, Glas, Dose, still, karbonisiert usw.) abfüllen.
Die 4 ist eine Querschnittsansicht eines Ventilgrundkörpers 10 mit Drallerzeugung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Eine Draufsicht auf den Ventilgrundkörper 10 ist in der 5 gezeigt. Der grundlegende Aufbau und die damit verbundenen technischen Funktionen ähneln dem Ausführungsbeispiel der 1, 2 und 3. Der Ventilgrundkörper 10 gemäß den 4 und 5 hat jedoch einen gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten erweiterten Funktionsumfang.
So weist der Ventilgrundkörper 10 zwei weitere Zuläufe auf, die hierin als erster und zweiter Nebenzulauf 12a, 12b bezeichnet sind. Die Anzahl von zwei Nebenzuläufen 12a, 12b ist nur beispielhaft und kann je nach Anwendungszweck variieren.
Die Nebenzuläufe 12a, 12b ermöglichen die Zuführung weiterer Komponenten, die hierin auch als Zusatzkomponente(n) bezeichnet sind, direkt in die Drallkammer 11 hinein. Um die Mengen der Zusatzkomponenten dosieren zu können, können die Nebenzuläufe 12a, 12b jeweils mit einem Dosageventil 19a ausgestattet sein. Das dem Nebenzulauf 12b zugehörige Dosageventil ist in der Perspektive der 4 nicht erkennbar, kann jedoch wie das Dosageventil 19a ausgebildet sein.
Durch die Nebenzuläufe 12a, 12b findet die Zumischung von Zusatzkomponenten direkt in der Drallkammer 11 statt, wodurch eine gute Ausspülbarkeit des Ventilgrundkörpers 10 sichergestellt und eine etwaige Aromaverschleppung minimiert wird. Durch die Integration der Zufuhr von Dosagekomponenten in das Ventilgehäuse 15 sind keine Schläuche oder zusätzlichen Leitungen erforderlich. Auf diese Weise ist der Ventilgrundkörper 10 besonders für einen Produktsofortwechsel geeignet.
Der Ventilgrundkörper 10 ist in mehrerlei Hinsicht modular aufgebaut und kann so auf einfache Weise funktional erweitert und angepasst werden. Die Membran 17 weist einen Einspannabschnitt 17a auf, der zur Befestigung im Ventilgehäuse 15 eingerichtet ist. Der Einspannabschnitt 17a ist ein ringförmiges Gebilde, das einstückiger Bestandteil der Membran 17 oder als separates Element daran befestigt sein kann. Im radial inneren Bereich ist die Membran 17 am Ventilkegel 14 befestigt.
Bevorzugt ist eine Materialpaarung aus Teflon für den Ventilkegel 14 und für die Membran 17. Die Flexibilität der Membran und die Materialbeschaffenheit unterstützen eine Abfüllung des Füllprodukts unter Drall auch bei sehr geringen Füllströmen. Zudem wird einem etwaigen unbeabsichtigten lokalen Maximum des Durchflusses zu Beginn eines Abfüllvorgangs, bevor sich ein gleichmäßiger Durchfluss unter Drall einstellt, entgegengesteuert. In Kombination mit einem Ventilkegel 14 aus Teflon, der das Ablaufverhalten aufgrund geringer Oberflächenenergie optimiert, kann so eine gleichmäßige, ruhige und störungsfreie Abfüllung mit kurzen Füllzeiten realisieren werden.
Der modulare Aufbau erlaubt, dass verschiedene Membrane 17 und/oder Ventilkegel 14 mit unterschiedlichen Strömungs- und Abfülleigenschaften angewendet und kombiniert werden können, ohne dass der gesamte Ventilgrundkörper 10 neu entworfen werden muss. Der übrige Ventilgrundkörper 10, insbesondere das Ventilgehäuse 15, kann ein unveränderliches, standardisiertes Bauteil sein, während die Ventileigenschaften einfach durch die bauliche Einheit aus Ventilkegel 14 und Membran 17 variabel sind. Auf diese Weise können beispielsweise die Größe der Drallkammer 11, die Form des Ventilkegels 14, insbesondere dessen Auslaufkontur, Vorspannposition und Vorspannkraft des Ventilkegels 14 durch die Membran 17 und dergleichen auf einfache Weise modifiziert und an die gewünschte Anwendungsumgebung angepasst werden.
Zurückkommend auf die 1 und 4 ist darin eine mögliche Anbindung eines flaschenförmigen Behälters 100 an einen Mündungsabschnitt 15c des Ventilgehäuses 15 gezeigt. Der Behälter 100 hat eine Behältermündung 101, die im Modus der Wandabfüllung mit dem Mündungsabschnitt 15c in Kontakt steht, wodurch das Füllprodukt während der Abfüllung, durch die Drallkammer 11 in Drall versetzt, unter Einwirkung der Zentrifugalkraft in einer Spiralbewegung an der Behälterwand abwärts strömt.
Der vorstehend dargelegte tangentiale Hauptzulauf 12 belässt die Oberseite des Ventilgrundkörpers 10 auf eine Weise unverbaut, dass ein oder mehrere modulare Ventilkomponenten angebaut werden können. Zudem ist durch die Wandabfüllung des Füllprodukts der Raum in der Achse des Behälters 100 nur mit Gas gefüllt, so dass diese zentralen Abschnitte des Füllorgans 1 für eine Sensoreinrichtung 20 genutzt werden können, deren Aufbau und Funktion im Weiteren mit Bezug auf die 1 dargelegt wird.
Die Sensoreinrichtung 20 weist ein Sensorgehäuse 21 auf, das sich vorzugsweise zentral in Verlängerung des Ventilkegels 14 bzw. des Gaskanals 18 nach oben erstreckt. Die Sensoreinrichtung 20 weist ferner einen Sensorkopf 22 mit einer Sende-/Empfangsfläche 22a auf.
Die Sensoreinrichtung 20 ist vorzugsweise als Ultraschallreflextaster bzw. Ultraschallsensor ausgebildet. In diesem Fall bilden der Gaskanal 18 und die Behälterwand einen Resonanzraum für das Ultraschallsignal. Der Behälterboden oder die Flüssigkeitsoberfläche fungieren als Reflexionsflächen. Allerdings kann die Sensoreinrichtung 20 auch ein anderes Messprinzip bzw. Messverfahren implementieren, wie beispielsweise eine optische Messung oder ein auf Radarwellen oder Mikrowellen beruhendes Messverfahren.
Durch den kompakten Aufbau des Füllorgans 1 kann der Sensorkopf 21 in sehr kurzem Abstand zur Behältermündung 101 positioniert werden, wodurch sich ein großes Sensorsichtfeld S erzielen lässt. Dies wird weiter durch den Drall des Füllprodukts unterstützt, wodurch ein stabiles „Auge“ beim Abfüllen gebildet wird, durch das der Sensorkopf 21 ungestört „hindurchschauen“ kann. Dadurch ist zweierlei möglich, entweder die Sensoreinrichtung 20 unmittelbar als Füllstandsensor, der die Entfernung der Flüssigkeitsoberfläche des Füllprodukts im Behälter 100 vom Sensorkopf 22 erfasst, anzuwenden oder zusätzlich einen Füllstandsensor (in den Figuren nicht gezeigt) zu installieren.
Einer, mehrere oder alle der Gaswege 18a, 18b münden vorzugsweise im Wesentlichen unmittelbar unterhalb des Sensorkopfs 22 in den Gaskanal 18 ein. Auf diese Weise kann durch synergetische Wirkung der Gasströme im Gaskanal 18 eine Verschmutzung der Sende-/Empfangsfläche 22a unterbunden oder zumindest vermindert werden.
Einer, mehrere oder alle der Gaswege 18a, 18b können tangential in den zentralen Gaskanal 18 geführt werden. Eine solche tangentiale Anordnung der Gaswege 18a, 18b vor der Sende-/Empfangsfläche 22a führt in einem Reinigungsbetrieb, beispielsweise mit Wasser, zu einer effektiven Reinigung der Sende-/Empfangsfläche 22a. Außerdem kommt der Sensorkopf 22 im normalen Betrieb ohne übermäßiges Überschäumen während der Abfüllung nur mit gasförmigen Medien in Kontakt, nicht jedoch mit Flüssigkeiten. Im Falle eines etwaigen Berstens des Behälters 100 ist der Sensorkopf 22 durch die Platzierung im Gaskanal 18 gut vor herumfliegenden Bruchstücken wie etwa Glasscherben geschützt.
Die Sensoreinrichtung 20 erlaubt eine Überwachung mehrerer oder sogar aller Schritte des Abfüllvorgangs. Zu diesem Zweck ist eine Auswerteeinrichtung 30 vorgesehen, die mit der Sensoreinrichtung 20 in Kommunikation steht und eingerichtet ist, um die analogen oder digitalen Detektionssignale der Sensoreinrichtung 20 auszuwerten. So können die Detektionssignale der Sensoreinrichtung 20 von der Auswerteeinrichtung 30 beispielsweise herangezogen werden, um auf eine oder mehrere der folgenden Messgrößen zu schließen: Füllhöhe des Füllprodukts im Behälter 100; Gasdruck im Gaskanal 18 bzw. Behälter 100; Schaummenge/-höhe bzw. Schaumbeschaffenheit im Behälter 100; Behälterposition relativ zum Mündungsabschnitt 15c; struktureller Zustand des Behälters 100, d.h. ob der Behälter 100 intakt oder beschädigt ist.
Die Auswerteeinrichtung 30 kann Bestandteil einer Füllorgansteuerung 40 sein oder mit einer solchen in Kommunikation stehen, um den Abfüllvorgang zu steuern und/oder zu regeln. Die Kommunikation kann analog oder digital, drahtgebunden oder drahtlos erfolgen. Die Auswerteeinrichtung 30 und Füllorgansteuerung 40 können zentral oder dezentral, Bestandteil internetbasierter und/oder cloudbasierter Anwendungen oder auf andere Weise implementiert sein, sowie gegebenenfalls auf Datenbanken zugreifen. Die Sensoreinrichtung 20, Auswerteeinrichtung 30 und Füllorgansteuerung 40 können integral oder durch getrennte elektronische Komponenten realisiert sein. So kann die Auswerteeinrichtung 30 beispielsweise, im Unterschied zur Darstellung der 1, im Sensorgehäuse 21 installiert sein, und die Auswerteeinrichtung 30 und Füllorgansteuerung 40 können beispielsweise softwaregestützt durch eine Recheneinheit implementiert sein.
Wenn die Position des Behälters 100 relativ zum Füllorgan 1 verändert wird, etwa während des Einbringens, Anpressens und Entnehmens des Behälters 100, ändert sich auch das von der Sensoreinrichtung 20 empfangene Signal, wodurch Schritte, die mit einer Positions- bzw. Lageänderung des Behälters 100 einhergehen, überwacht und entsprechend gesteuert werden können. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise der Füllvorgang automatisch starten, sobald ein Behälter 100 vorhanden ist und sich an der korrekten Position befindet.
Aufgrund der Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit von Gaseigenschaften, wie beispielsweise Zusammensetzung, Druck, Temperatur usw., können ferner Schritte des Gasaustauschs, der Druckerhöhung oder Absenkung/Evakuierung durch die Sensoreinrichtung 20 überwacht und entsprechend gesteuert werden.
Ebenso kann eine etwaige Schaumbildung während des Befüllens und/oder Entlastens des Behälters 100 durch die Sensoreinrichtung 20 überwacht werden.
Die Überwachung und Regelung der Dosierung des Füllprodukts ist bei allen Behältern 100 möglich. Als Regelgröße kann der Anstieg der Füllgeschwindigkeit verwendet werden.
Behälterdefekte, beispielsweise Flaschenplatzer, lassen sich ebenso durch die Sensoreinrichtung 20 erkennen.
Der vorstehend beschriebene Anwendungsumfang der Sensoreinrichtung 20 ist im Fall eines Messprinzips, das auf dem Aussenden und Detektieren von Ultraschallwellen beruht, gegeben. Allerdings kann der Anwendungsumfang vollständig oder zumindest teilweise auch durch andere Messverfahren wie beispielsweise optische Messungen erzielt werden.
Die Anwendung einer solchen im Gaskanal 18 des Füllorgans 1 mit Drallkammer 11 platzierten Sensoreinrichtung 20 ermöglicht eine maschinenbauliche Vereinfachung, da bisher verwendete Sensoren, beispielsweise für Durchfluss, Füllstand, Behälterdetektion (Flada) und Druck, ersetzt und gleichzeitig mehrere oder sogar alle Schritte im Füllvorgang mit einem einzigen Sensor kontinuierlich überwacht werden können.
Darüber hinaus können Schritte bzw. Abläufe während des Füllvorgangs, die bisher nicht oder nur unzureichend überwacht werden konnten, betreffend etwa den Vorgang des Positionierens und/oder Anpressens des Behälters 100 gegen den Mündungsabschnitt 15c des Füllorgans 1, durch die Sensoreinrichtung 20 überwacht werden.
Der Einsatz einer einzigen Sensoreinrichtung 20 im Füllorgan 1 führt zu einem geringeren Wartungsaufwand und einer Kostenersparnis aufgrund weniger Sensoren und weniger Varianten.
Es ist möglich, die Sensoreinrichtung 20 sowohl für PET-Flaschen als auch für Glasflaschen, Dosen oder andere Behälterarten anzuwenden, wodurch Sensorvarianten reduziert werden.
Auch Füllprodukte mit geringen Leitfähigkeiten können im Unterschied zu elektrischen Stabsonden problemlos gemessen werden.
Der Einsatz von Durchflussmessern, etwa kostenintensiven Coriolis-Massendurchflussmessern, ist nicht notwendig.
Die notwendige Kommunikation zwischen der Auswerteeinrichtung 30, der Füllorgansteuerung 40 und/oder einer übergeordneten Anlagensteuerung kann bei dezentralen Steuerungskonzepten wesentlich reduziert werden. Auch die Anforderung an die erlaubte Übermittlungsverzögerung wird reduziert, da beispielsweise das Startsignal für den Abfüllvorgang nicht mehr übermittelt werden muss.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Füllorgan/Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt
10: Ventilgrundkörper
11: Drallkammer
12: Hauptzulauf
12a: Erster Nebenzulauf
12b: Zweiter Nebenzulauf
13: Auslauf
14: Ventilkegel
15: Ventilgehäuse
15c: Mündungsabschnitt
16: Ventilsitz
17: Membran
17a: Einspannabschnitt
18: Gaskanal
18a: Gasweg
18b: Gasweg
19a: Dosageventil
20: Sensoreinrichtung
21: Sensorgehäuse
22: Sensorkopf
22a: Sende-/Empfangsfläche
30: Auswerteeinrichtung
40: Füllorgansteuerung
100: Behälter
101: Behältermündung
S: Sichtfeld

Claims

Vorrichtung (1) zum Behandeln eines Behälters (100), umfassend das Befüllen des Behälters (100) mit einem Füllprodukt, vorzugsweise einem Getränk in einer Getränkeabfüllanlage, wobei die Vorrichtung (1) aufweist: einen Ventilgrundkörper (10) mit einem Auslauf (13) zum Einleiten des Füllprodukts in den Behälter (100) und einer Drallkammer (11), die mit dem Auslauf (13) in Fluidverbindung steht und eingerichtet ist, um das Füllprodukt während des Einleitens in den Behälter (100) in Drall zu versetzen; einen Ventilkegel (14), der zumindest teilweise im Ventilkörper (10) angeordnet ist, eine Axialrichtung definiert und den ein Gaskanal (18) in Axialrichtung durchdringt, wobei der Ventilkegel (14) vorzugsweise für eine Durchflussregelung des Füllprodukts durch den Auslauf (13) in Axialrichtung verschiebbar eingerichtet ist; und eine Sensoreinrichtung (20) mit einem Sensorkopf (22), der zur Detektion zumindest eines Signals eingerichtet und im Gaskanal (18) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkopf (22) eine Sende-/Empfangsfläche (22a) aufweist, die eingerichtet ist, um ein Sendesignal in Richtung Behälter (100) auszusenden und ein durch das Sendesignal veranlasstes Empfangssignal zu empfangen, wobei das Sendesignal vorzugsweise ein Ultraschallsignal, optisches Signal, eine Radarwelle oder Mikrowelle ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine Auswerteeinrichtung (30) aufweist, die mit der Sensoreinrichtung (20) in Kommunikation steht und eingerichtet ist, um aus den von der Sensoreinrichtung (20) detektierten Signalen auf eine oder mehrere Messgrößen zu schließen, vorzugsweise auf eine Füllhöhe des Füllprodukts im Behälter (100) und/oder einen Gasdruck, -zusammensetzung oder - konzentration im Gaskanal (18) sowie Behälter (100) und/oder eine Schaummenge/-höhe und/oder Schaumbeschaffenheit im Behälter (100) und/oder eine Behälterposition und/oder einen strukturellen Zustand des Behälters (100).
Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine Füllorgansteuerung (40) aufweist, die mit der Auswerteeinrichtung (30) in Kommunikation steht und eingerichtet ist, um die Behandlung des Behälters (100) zu steuern und/oder zu regeln, wobei die Behandlung vorzugsweise einen oder mehrere der folgenden Schritte umfasst: Positionieren des Behälters (100); druckdichtes Anpressen des Behälters (100) gegen einen Mündungsabschnitt (15c) des Ventilgrundkörpers (10); Einleiten eines Gases durch den Gaskanal (18) in den Behälter (100); Abziehen eines Gases durch den Gaskanal (18) aus dem Behälter (100); Erzeugen eines Überdrucks im Behälter (100); Erzeugen eines Unterdrucks im Behälter (100); Einleiten des Füllprodukts in den Behälter (100); Entlasten des Behälters (100); Entfernen des Behälters (100) vom Mündungsabschnitt (15c) des Ventilgrundkörpers (10).
Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallkammer (11) eine Ringform, vorzugsweise die Form eines Torus, aufweist, deren Querschnittskontur in Erstreckungsrichtung sowie senkrecht zur Erstreckungsrichtung eine rundliche Form hat, wobei sich die Drallkammer (11) vorzugsweise im Wesentlichen axialsymmetrisch um den Ventilkegel (14) erstreckt.
Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgrundkörper (10) einen Hauptzulauf (12) aufweist, der tangential in die Drallkammer (11) mündet und eingerichtet ist, um das Füllprodukt oder eine Hauptkomponente des Füllprodukts so in die Drallkammer (11) einzuleiten, dass das Füllprodukt in der Drallkammer (11) in Drall versetzt wird.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die axiale Außenwandung der Drallkammer (11) stetig und differenzierbar in den Hauptzulauf (12) übergeht, und/oder der Hauptzulauf (12) im Bereich der Mündung in die Drallkammer (11) im Wesentlichen die gleiche Querschnittskontur senkrecht zur Erstreckungsrichtung wie die Drallkammer (11) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslauf (13) ringförmig ist und sich die Drallkammer (12) allmählich zum Auslauf (13) hin verjüngt, wodurch das Füllprodukt nach Austritt aus dem Auslauf (13) in einer Spiralbewegung im Behälter (100) abwärts strömt.
Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgrundkörper (10) einen Ventilsitz (16) aufweist, wobei der Ventilkegel (14) und der Ventilsitz (16) so eingerichtet sind, dass der Ventilkegel (14) in einer Absperrstellung für ein vollständiges Verschließen des Auslaufs (13) mit dem Ventilsitz (16) dichtend in Kontakt steht.
Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgrundkörper (10) einen oder mehrere Nebenzuläufe (12a, 12b) aufweist, die in die Drallkammer (11) münden und eingerichtet sind, um entsprechend ein oder mehrere Zusatzkomponenten des Füllprodukts so in die Drallkammer (11) einzuleiten, dass sich diese darin mit einer Hauptkomponente des Füllprodukts vermischen.
Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgrundkörper (10) ein Ventilgehäuse (15), das zumindest einen Teil der die Drallkammer (11) sowie den Auslauf (13) begrenzenden Wandung bildet, und eine Membran (17) aus einem verformbaren Material aufweist, die einen weiteren Teil der die Drallkammer (11) begrenzenden Wandung bildet und an einer Außenkontur am Ventilgehäuse (15) angebunden ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest einen Gasweg (18a, 18b), vorzugsweise als flexibler Schlauch ausgeführt, aufweist, der seitlich, vorzugsweise tangential, in den Gaskanal (18) einmünden, wobei der zumindest eine Gasweg (18a, 18b) vorzugsweise unmittelbar unterhalb des Sensorkopfs (22) in den Gaskanal (18) einmündet.
Verfahren zum Behandeln eines Behälters (100), umfassend das Befüllen des Behälters (100) mit einem Füllprodukt, vorzugsweise einem Getränk in einer Getränkeabfüllanlage, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen einer Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche; Einleiten des Füllprodukts in die Drallkammer (11) des Ventilgrundkörpers (10) und Versetzen des Füllprodukts in der Drallkammer (11) in einen Drall; Ausleiten des unter Drall stehenden Füllprodukts aus der Drallkammer (11) über den Auslauf (13) des Ventilgrundkörpers (10) in den Behälter (100), wodurch das Füllprodukt an der Behälterinnenwand entlang in den Behälter (100) fließt; und Detektieren zumindest eines Signals, das sich aus dem Behälter (100) durch den Gaskanal (18) fortpflanzt durch den Sensorkopf (22) der Sensoreinrichtung (20).
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass aus den von der Sensoreinrichtung (20) detektierten Signalen auf eine oder mehrere Messgrößen geschlossen wird, vorzugsweise auf eine Füllhöhe des Füllprodukts im Behälter (100) und/oder einen Gasdruck, -zusammensetzung oder -konzentration im Gaskanal (18) sowie Behälter (100) und/oder eine Schaummenge/-höhe und/oder Schaumbeschaffenheit im Behälter (100) und/oder eine Behälterposition und/oder einen strukturellen Zustand des Behälters (100).
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung des Behälters (100) einen oder mehrere der folgenden Schritte umfasst: Positionieren des Behälters (100); druckdichtes Anpressen des Behälters (100) gegen einen Mündungsabschnitt (15c) des Ventilgrundkörpers (10); Einleiten eines Gases durch den Gaskanal (18) in den Behälter (100); Abziehen eines Gases durch den Gaskanal (18) aus dem Behälter (100); Erzeugen eines Überdrucks im Behälter (100); Erzeugen eines Unterdrucks im Behälter (100); Einleiten des Füllprodukts in den Behälter (100); Entlasten des Behälters (100); Entfernen des Behälters (100) vom Mündungsabschnitt (15c) des Ventilgrundkörpers (10).