DE2856944B1 - Behaelterfuellorgan mit anpressbarer Behaelterdichtung und hoehenbewegbarem Rueckluftrohr - Google Patents

Description

• Der Zylinderraum 4 ist an einen Rückluftraum 6 im Kopfteil 1 angeschlossen.
• An der Unterseite des Unterteiles 2 ist innerhalb einer kegelförmigen Zentrierausnehmung 7 eine Behälterdichtung 8 angeordnet, die den innerhalb der ringförmigen Behälterdichtung 8 nach unten ausmündenden Flüssigkeitsausfluß des Füllorganes gegen den Rand 12 der unter dem Füllorgan stehenden Flasche 9 abdichtet.
• Seitlich am Unterteil 2 - und zwar in bezug auf die in der Figur links liegende Rotationsachse des Füllers aullenliegend - ist ein Mitnehmer 10 befestigt, der während des Füllerumlaufes mit einer nicht dargestellten, von unten angreifenden Hubkurve bzw. mit einer Senkkurve 11 in Eingriff gelangt, wodurch das Unterteil 2 gegenüber dem feststehenden Kopfteil 1 um einen Hub bewegt wird, der etwas größer ist, als die Eintauchtiefe der Flasche 9 in die Zentrierausnehmung 7 des Unterteiles 2. Wie im nachfolgenden noch auszuführen, ist während des Behälterwechsels ein Rückluftrohr 26 des Huborganes soweit angehoben, daß es den Behälterwechsel nicht stört.
• Ein Behälterwechsel läuft also wie folgt ab: Aus der dargestellten Füllstellung heraus wird nach beendetem Füllvorgang das Rückluftrohr 26 angehoben und sodann mittels einer am Mitnehmer 10 angreifenden (nicht dargestellten) Hubkurve das Unterteil 2 soweit angehoben, daß der Rand 12 der Flasche unterhalb der Füllorganunterkante 13 steht. Sodann wird die Flasche 9 ohne eigene Hubbewegung seitlich abtransportiert und durch eine leere Flasche ersetzt. Die neue Flasche wird grob vorzentriert unter das Füllorgan gebracht. Anschließend wird das Füllorganunterteil 2 mit der Senkkurve 11 oder gegebenenfalls auch ohne eine solche Kurve aufgrund seines Eigengewichtes auf die Flasche abgesenkt. Dabei findet durch Eingriff des Flaschenrandes 12 mit der konischen Zentrierausnehmung 7 eine Feinzentrierung statt, bis die Behälterdichtung 8 in dichtender Anlage auf den Flaschenrand 12 gelangt.
• Zu Beginn des nun folgenden Füllvorganges wird der Rückluftraum 6 und somit der Zylinderraum 4 des Kopfteiles 1 mit Spanngas unter Druck gesetzt, so daß das Unterteil 2 mit einer Dichtkraft auf die Flasche gepreßt wird, die in vorteilhafter Weise vom abzudichtenden Gasdruck abhängt. Die Anpreßkraft ergibt sich aus dem Spanngasdruck multipliziert mit der Flächendifferenz zwischen der Fläche des Kolbens 3 und dem Querschnitt des Flaschenrandes 12.
• Die ZuFührung der abzufüllenden Flüssigkeit in die Flasche 9 erfolgt über einen seitlichen Flüssigkeitseinlaß 14, der in eine Ventilkammer 15 im Unterteil 2 mündet.
• In dieser sitzt ein Ventilkörper 16, der vertikal auf- und abbewegbar ist und in seiner unteren Stellung mit einer Rindichtung 17 auf dem Kammerboden dichtend aufliegt. Dabei dichtet er den Flüssigkeitszulauf 14 gegenüber einer zentralen Flüssigkeitsausflußbuchse 18 ab, die innerhalb der Behälterdichtung 8 nach unten in die Flasche 9 mündet.
• Im Unterteil 2 ist eine Welle 19 gelagert, deren inneres Ende in die Ventilkammer 15 ragt und dort einen inneren Nocken 20 trägt, der in eine Ringnut 21 des Ventilkörpers 16 eingreift. Am äußeren Ende der Welle 19 sitzt ein äußerer Nocken 22, der mittels nicht dargestellter, weiterer Heb- und Senkkurven während des Füllerumlaufes derart gesteuert wird, daß der Ventilkörper 16 in gewünschter Weise zum Durchlassen der Flüssigkeit angehoben bzw. zum Absperren abgesenkt wird.
• Der Flüssigkeitseinlaß 14 ist auf der zur Rotationach- se des Füllers hin gelegenen Seite des Füllorganes angeordnet. An ihm ist ein Rohrstück 23 größeren Durchmessers befestigt, in dessen Innenwand eine elastische Ringdichtung 24 sitzt In dieser ist das Ende eines langen und starren Rohres 25 ohne Berührung mit dem am Füllorganunterteil 2 befestigten dickeren Rohr 23 dichtend eingespannt. Das Rohr 25 verläuft über eine längere Strecke von beispielsweise mehr als einem Meter zu einem Flüssigkeitsanschluß, beispielsweise an einem in der Rotationsachse des Füllers angeordneten Zentralkessel. Der innere Anschluß des Rohres 25 ist entsprechend dem in der Figur dargestellten äußeren Anschluß 23, 24, 25 ausgebildet. Das Rohr 25 ist also an beiden Enden lediglich in einem elastischen Dichtring gehalten. Die sich aufgrund der relativ kleinen Hubbewegung des Füllorganunterteiles 2 ergebende sehr kleine Winkeländerung des langen Rohres 25 wird in den Dichtringen an den Rohrenden aufgefangen.
• Das Füllorganunterteil 2 wird in gesamter Höhe von dem Rückluftrohr 26 durchsetzt. Dieses ist längsbeweglich in dem Kolbenansatz 3 des Unterteiles 2 geführt und in dieser Führung mit einer Ringdichtung 45 abgedichtet. Das Rückluftrohr durchsetzt den Ventilkörper 16 des Flüssigkeitsventiles innerhalb einer Durchlaßbohrung 27 größeren Durchmessers. Da der oberhalb des Ventilkörpers 16 befindliche Raum der Ventilkammer 15 durch die Bohrung 27 mit dem Inneren der Flasche 9 in Verbindung steht, ist nahe dem oberen Rand des Ventilkörpers eine Ringdichtung 28 vorgesehen, die den Ventilkörper gegen die Ventilkammerwand abdichtet.
• Auf diese Weise wird in der Dichtstellung des Ventilkörpers ein Überlaufen von Flüssigkeit durch die Bohrung 27 verhindert. Eine Abdichtung des Rückluftrohres 26 im Ventilkörper 16 kann hierbei entfallen.
• Das Rückluftrohr 26 ragt mit seinem Oberteil in den Rückluftraum 6 des Kopfteiles 1 und ist dort an seiner Außenseite mit einer Zahnstangenverzahnung 29 versehen, in die ein Ritzel 30 eingreift, das im Kopfteil 1 gelagert ist Auf der Außenseite des Kopfteiles ist an der das Ritzel 30 tragenden, in der Figur nicht sichtbaren Welle ein Hebel 31 befestigt, an dessen äußerem Ende ein Mitnehmer 32 sitzt.
• Am Kopfteil 1 ist in einem Ansatz 33 eine Stellschraube 34 vorgesehen, deren unteres Ende einen verstellbaren Anschlag für den Hebel 31 bildet. Der Mitnehmer 32 gelangt beim Füllerumlauf in Eingriff mit einer nicht dargestellten Senkkurve sowie mit einer in der Figur dargestellten Hebekurve 35, durch die das Rückluftrohr abgesenkt bzw. angehoben wird.
• In der in der Figur dargestellten Füllstellung des Füllorganes steht das Rückluftrohr 26 in seiner untersten Stellung, in der sein unteres Ende bis auf den Füllpegel in die Flasche 9 eintaucht. Zu diesem Zweck ist der das Rückluftrohr 26 in seiner Hubbewegung betätigende Hebel 31 mittels der Hubkurve 35 angehoben. Zum an den Füllvorgang anschließenden Behälterwechsel wird der Hebel 31 mittels einer nicht dargestellten Senkkurve soweit abgesenkt, daß das nunmehr angehobene Rückluftrohr 26 mit seiner Unterkante oberhalb der Füllorganunterkante 13 steht.
• Wie bereits oben erwähnt, muß dann zum Behälterwechsel nur noch ein relativ kleiner Hub des Füllorganunterteiles 2 ausgeführt werden, um die Flasche 9 vom Füllorgan völlig frei zu setzen.
• In der dargestellten Füllstellung muß das Rückluftrohr 26 in seiner Höhenlage äußerst genau eingestellt werden, um zu erreichen, daß seine den Füllpegel in der Flasche 9 bestimmende Unterkante genau in der gewünschten Höhenlage in der Flasche steht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Füllstellung des Rückluftrohres sehr genau durch Anschlag des Hebels 31 gegen die Stellschraube 34 gesichert. Mit der Stellschraube können Ungenauigkeiten des Füllers bzw.
• Exemplarstreuungen des Füllorganes ausgeglichen werden. In dieser Ausführungsform des Füllorganes ist die Hubkurve 35 vorteilhaft federnd ausgebildet, um Zerstörungen auszuschließen. Eine entsprechende Federung kann auch zwischen dem Hebel 31 und dem Mitnehmer 32 vorgesehen sein.
• In einer anderen, in der Figur nicht dargestellen Ausführungsform ist bei Fortfall der Stellschraube 34 die Hubkurve 35 höhenverstellbar gelagert. Die exakte Füllstellung des Rückluftrohres 26 wird dabei durch Verstellen der Hubkurve eingestellt. Vorteilhaft dabei ist, daß für sämtliche an der Hubkurve vorbeilaufende Füllorgane die Füllstellung des Rückluftrohres vorgegeben wird. Diese Ausführungsform ist vorzuziehen, wenn mit dem Füller unterschiedliche Flaschengrößen, die unterschiedliche Füllhöhen verlangen, in raschem Wechsel gefüllt werden sollen.
• Konzentrisch oberhalb des Rückluftrohres 26 mündet eine Spanngasleitung 44 über ein Vorluftventil in den Rückluftraum 6 des Kopfteiles 1. Das Vorluftventil besteht aus einer Ventilkammer 38 mit einer unteren kegeligen Sitzfläche 36, in der eine Kunststoffkugel 37 liegt. Die Kugel ist in der Ventilkammer 38 frei beweglich und liegt im kraftfreien Zustand aufgrund ihres Eigengewichtes dichtend auf der Sitzfläche 36, in der sie eine nach unten in den Rückluftraum 6 führende Bohrung 39 verschließt.
• Am oberen Ende des Rückluftrohres 26 ist dieses zu einem zentralen Ansatz 40 verjüngt und mit Öffnungen 41 versehen. Der Ansatz 40 ist von geringerem Durchmesser als die Bohrung 39. Er ist von derartiger Länge, daß er in der zum Behälterwechsel angehobenen Stellung des Rückluftrohres dicht unter dem Kugelventil der Gasleitung 44 steht Die Gasleitung 44 steht ständig unter Druck, wobei in der Behälterwechselstellung, in der der Rückluftraum 6 durch das Rückluftrohr 26 nach unten mit der Umgebung in Verbindung steht, die Kugel 37 abdichtend gegen den Sitz 36 gepreßt wird. Zu Beginn des Füllvorganges muß das Vorluftventil kurzzeitig geöffnet werden, um den Rückluftraum 6 und den daran angeschlossenen Innenraum der Flasche 9 vorzuspannen. Dazu wird der das Rückluftrohr steuernde Hebel 31 mit einer nicht dargestellten zusätzlichen Senkkurve in einem Zusatzhub derart betätigt, daß das Rückluftrohr mit seinem oberen Ansatz 40 die Kugel 37 des Vorluftventiles anhebt.
• Nach kurzer Öffnung des Vorluftventiles kann das Rückluftrohr wieder abgesenkt werden. da nun die Flasche 9 vorgespannt ist Beim anschließenden Füllvorgang steigt der Flüssigkeitspegel in der Flasche und verdrängt Luft durch das Rückluftrohr 26 in den Rückluftraum 6. Das zurückströmende Gas hebt die Kugel 37, die zu diesem Zweck von geringem spezifischen Gewicht ist und strömt in bekannter Weise in die Gasleitung 44 zurück. Bei einem Bruch der Flasche 9 während des Füllvorganges schließt das Kugelventil 37 sofort automatisch.
• An den Rückluftraum 6 ist im oberen Bereich eine Entlastungsleitung 42 angeschlossen, die zu einem Entlastungsventil 43 führt. Diese schließt unter Federdruck sowie unter dem Druck des Spanngases und wird zum Entlasten durch Niederdrücken mittels einer nicht dargestellten weiteren Steuerkurve betätigt. Der Entlastungsvorgang findet in bekannter Weise am Schluß des Füllvorganges statt und dient dazu, den restlichen Gasraum in der Flasche bzw. die damit in Verbindung stehenden Gasräume im Füllorgan auf Atmosphärendruck zu entspannen, damit die abgefüllte Flüssigkeit in der Flasche 9 beim Abheben des Füllorganes nicht ausschäumt. Die Entlastung geschieht allmählich, wozu die Entlastungsleitung 42 bzw. das Entlastungsventil 43 strömungsreduzierend ausgebildet sind. Durch die Anordnung hoch oben im Füllorgan wird gewährleistet, daß beim Abspritzen keine Flüssigkeit von flüssigkeitsbenetzten Wänden mitgerissen wird.
• Bei der dargestellten Ausführungsform des Füllorganes muß jedoch gewährleistet sein, daß während des Entlastungsvorganges das Rückluftrohr leer ist. Bei einem am unteren Ende mit einem Ventil versehenen Rückluftrohr ist dies automatisch der Fall. Bei dem dargestellten unten offenen Rückluftrohr 26 muß jedoch dafür Sorge getragen werden, daß die nach beendetem Füllvorgang im Rückluftrohr stehende Flüssigkeitssäule vor dem Entlastungsvorgang abgelassen wird. Dies geschieht durch Anheben des Rückluftrohres vor dem Entlastungsvorgang. Da die an den beiden Enden des Rückluftrohres angeschlossenen Räume nach beendetem Füllvorgang gegeneinander abgesperrt sind, wird beim Anheben des Rückluftrohres durch dieses Gas aus dem Rückluftraum 6 durch das Rückluftrohr hindurch nach unten.verdrängt und treibt die Flüssigkeitssäule aus.
• In Abwandlung der dargestellten Ausführungsform kann die Kolben/Zylinderverbindung des Unterteiles 2 mit dem Kopfteil 1 auch derart ausgebildet sein, daß der Zylinder am Unterteil 2 und der Kolben am Kopfteil 1 ausgebildet sind. Wichtig ist jedoch die Anordnung dieser Kolben/Zylinderanordnung oberhalb der Flüssigkeitsventilkammer 15. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, kann bei dieser Ausbildung die gesamte Flüssigkeitsführung im Unterteil 2 nach strömungstechnischen Gesichtspunkten optimal gestaltet werden. So kann z. B.
• der unterhalb der Dichtung 28 des Ventilkörpers 16 gelegene Teil der Ventilkammer in beliebiger Breite als drallerzeugende Spiraleinlaufkammer ausgebildet werden.
• Auch der Hubantrieb des Rückluftrohres 26 kann in anderer Weise als dargestellt ausgebildet werden. So kann das Rückluftrohr beispielsweise mittels einer Gabel oder dgl. angehoben werden. Der Hubantrieb kann auch im Unterteil 2 des Füllorganes vorgesehen sein. Vorteilhaft ist er dann jedoch oberhalb der Ventilkammer angeordnet, um deren Ausbildung nicht zu stören.
• Durch Umgestaltung des Flüssigkeitsauslaufes 7,8, 18 kann das Füllorgan auch als Dosenfüller ausgebildet sein. So kann der Auslaufbereich einschließlich der Behälterdichtung 8 z. B. auswechselbar gestaltet sein. Es ist dann möglich, mit dem Füllorgan abwechselnd Flaschen und Dosen zu füllen. Die dazu erforderliche Füllhöhenverstellung des Rückluftrohres 26 wird durch die geschilderte Konstruktion wesentlich erleichtert.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Behälterfüllorgan für CO2-haltige Getränke mit von einer Kolben/Zylinder-Anordnung auf den Behälterrand preßbarer Dichtung und höhenbewegbarem Rückluftrohr, wobei das Füllorgan aus einem Kopfteil und einem die Dichtung tragenden Unterteil besteht und die beiden Teile über die Kolben/Zylinder-Anordnung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (2) das Flüssigkeitsventil (15, 16) aufnimmt und daß das Rückluftrohr (26) mit einem unabhängigen eigenen Hubantrieb (29, 30, 31, 32, 35) versehen ist, der es vor dem Behälterwechsel anhebt.
2. 2. Füllorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubantrieb (29, 30, 31, 32, 35) oberhalb des Flüssigkeitsventiles (15, 16) an dem dieses überragenden Rückluftrohr (26) angreift.
3. 3. Füllorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubantrieb ein im Füllorgangehäuse (1) drehbar gelagertes, mit einer Zahnstangenverzahnung (29) des Rückluftrohres (26) kämmendes Ritzel (30) aufweist.
4. 4. Füllorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückluftrohr (26) bis in den Kopfteil (1) ragt, in dem der Hubantrieb (30) gelagert ist.
5. 5. Füllorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer von einem Rückluftrohr durchsetzten Flüssigkeitsventilkammer, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückluftrohr (26) oberhalb der Ventilkammer (15) in der Füllstellung abgedichtet in einen oberen Rückluftraum (6) ragt, an den das Entlastungsventil (43) angeschlossen ist.

   Die Erfindung betrifft ein Behälterfüllorgan der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

   Ein solches Behälterfüllorgan ist aus der DE-OS 20 42 990 bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion ist das im wesentlichen nur die Behälterdichtung aufnehmende Unterteil mit dem Rückluftrohr zur gemeinsamen Höhenbewegbarkeit fest verbunden.

   Nachteilig dabei ist die Tatsache, daß diese Konstruktion auf Rückluftrohre sehr geringer Eintauchtiefe bzw.

   niedriger Füllgeschwindigkeiten beschränkt ist, da die Masse des bewegten Unterteiles den Hub des Rückluftrohres mitmachen muß. Ferner ist die Verbindungsstrebe zwischen diesen beiden gemeinsam bewegten Teilen von Nachteil, da sie den in den Behälter eintretenden Flüssigkeitstrom durchquert und dort den ruhigen Füllbetrieb störende Verwirbelungen erzeugt.

   Ferner von Nachteil ist bei der bekannten Konstruktion die große Länge des unter dem Flüssigkeitsventil liegenden Flüssigkeitsausflusses, der weitere fülltechnische Nachteile mit sich bringt, jedoch dadurch bedingt ist, daß das im Querschnitt relativ große Flüssigkeitsventil nicht im Bereich des tief am Kopfteil angeordneten Zylinders angeordnet werden kann.

   Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu beseitigen und insbesondere ein Behälterfüllorgan der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei guten Fülleigenschaften auch mit großer Eintauchtiefe des Rückluftrohres hohe Füllge- schwindigkeiten erreichen kann.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichnungsteiles des Anspruchs 1 gelöst. Bei dieser Konstruktion ist das Flüssigkeitsventil unterhalb der Kolben/Zylinderanordnung im Unterteil vorgesehen und kann dort unbeeinflußt von dem Zylinder konstruktiv optimal ausgebildet werden. Dabei kann auch der Flüssigkeitsausfluß sehr kurz gehalten werden. Ferner entfällt durch den eigenen Antrieb des Rückluftrohres die störende Verbindungsstrebe zwischen dem Rückluftrohr und dem bewegten Unterteil im Bereich des Flüssigkeitsausflusses. Dadurch ergeben sich insgesamt hervorragende Fülleigenschaften ohne irgendwelche Beunruhigung der Flüssigkeit. Da das Rückluftrohr einen eigenen Antrieb besitzt, kann es auch bei großer Eintauchtiefe bzw. großer die Füllorganunterkante überragender Länge und bei hohen Füllgeschwindigkeiten relativ einfach bewegt werden, da es nur eine verhältnismäßig geringe Masse besitzt. Das schwere Unterteil dagegen, das erfindungsgemäß noch durch das schwere Flüssigkeitsventil belastet ist, muß nur den relativgeringen Dichtungshub, der zum Behälterwechsel erforderlich ist, aufbringen.

   Dadurch lassen sich außerordentlich große Füllgeschwindigkeiten erreichen.

   Weiterhin ist das erfindungsgemäße Füllorgan vorteilhaft durch die Merkmale des Anspruches 2 gekennzeichnet. Auf diese Weise kann das Flüssigkeitssystem des Füllorganes frei gestaltet werden, ohne auf den Rückluftrohrantrieb Rücksicht nehmen zu müssen.

   Weiterhin ist das erfindungsgemäße Füllorgan vorteilhaft durch die Merkmale des Anspruches 3 gekennzeichnet. Diese Ausbildung ermöglicht den Antrieb des Rückluftrohres über eine einfache Drehdurchführung, die besser abgedichtet werden kann.

   Weiterhin ist das erfindungsgemäße Füllorgan vorteilhaft durch die Merkmale des Anspruches 4 gekennzeichnet Diese Anordnung des Rückluftrohrantriebes gewährleistet eine einfachere Ansteuerung dieses Antriebes am feststehenden Kopfteil und verringert ferner die Masssenkräfte des bewegten Unterteiles um die Masse des Rückluftrohres und dessen Antriebes.

   Schließlich ist das erfindungsgemäße Füllorgan vorteilhaft durch die Merkmale des Anspruches 5 gekennzeichnet. Bei dieser Ausbildung sitzt das Entlastungsventil weit vom Flüssigkeitssystem des Füllorganes entfernt, so daß beim Entlasten keine Flüssigkeit mitgerissen wird. Außerdem ist das Flüssigkeitssystem auf diese Weise vom Entlastungsventil befreit und kann demzufolge besser gestaltet und schneller bewegt werden.

   In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Füllorgan beispielsweise und schematisch dargestellt.

   Das dargestellte Füllorgan ist zum Betrieb an einem rotierenden Füller bestimmt, mit dem CO2-haltige Getränke, wie Bier, Limonade oder dgl. in Flaschen gefüllt werden sollen. An einem Füller sitzen je nach Leistungsfähigkeit mehrere Füllorgane. Das Füllorgan ist in seiner Füllstellung auf einer Flasche 9 dargestellt.

   Das Füllorgan besteht aus zwei Gehäuseteilen, von denen das in der Darstellung obere Teil als feststehendes Kopfteil 1 ausgebildet ist, das am Füller in nicht dargestellter Weise befestigt ist. Das Unterteil 2 ist an seinem oberen Ende als Kolben 3 ausgebildet, der in einer Zylinderausnehmung 4 des Kopfteiles 1 gleitend geführt und mit einer Kolbendichtung 5 abgedichtet ist.