DE3008386C2 - Füllelement für Gegendruck-Füllmaschinen - Google Patents

Description

7. Füllelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement für Gegendruck-Füllmaschinen in Ein- und Mehrkammerbauweise, das zum Einführen der Flüssigkeit in ein an einen Gefäßabdichtungsbereich am unteren Teil des Füllelementkörpers angepreßtes Gefäß, ein im Füllelementkörper gehaltenes Füllrohr, das sich durch den Gefäßabdichtungsbereich erstreckt und von einem ringspaltförmigen Hohlraum umgeben ist, ein Spanngassystem mit einer von an der Füllmaschine angebrachten Einrichtungen gesteuerten Spanngas- Ventilanordnung, die zumindest zu Beginn des Einleitens von Spanngas einen Teil des Spanngases gleich wieder aus dem ringförmigen Hohlraum abführt, und mit in den ringspaltförmigen Hohlraum mündenden Kanälen zum Einleiten und Abführen von Spanngas, ein zumindest zum Schlie-Ben gesteuertes Flüssigkeitsventil und ein am Füllrohr angeordnetes, bei vorbestimmter Füllhöhe der Flüssigkeit im Gefäß zur Beendigung des Flüssigkeitszulaufs ansprechendes Steuerelement aufweist. Füllelemente der vorausgesetzten Art sind durch DE-OS 19 27 821 bekannt. Der dort zwischen dem Füllrohr, der Füllrohrfassung, einem Zwischenstück und der Zentriertulpe für das anzupressende Gefäß gebildete enge, ringspaltförmige Hohlraum ist an seinem oberen Ende über schräg nach oben geführte Bohrungen mit einem Spanngasrohr und in geringem Abstand unterhalb der Einmündung dieser Bohrungen mit einer im wesentlichen radial gerichteten Bohrung verbunden, von der eine ins Freie führende Drosselstrecke abzweigt. Dieser zum angepreßten Gefäß mit vollem Querschnitt offene, das Spanngas, Rückgas und Entlastungsgas führende Ringspalt hat aber den Mangel, daß in ihm, beispielsweise während der Entlastung eines gefüllten Gefäßes, Schaum und Flüssigkeit aufsteigen und zu Beginn der Vorspannung eines nachfolgenden zu füllenden Gefä-

tö ßes in dieses Gefäß eingeblasen und dabei in feinste Teilchen zerstäubt und in solcher Teilchenform an der Gefäßwandung niedergeschlagen wird. Gelangt nach dem Vorspannen die durch das Füllrohr in das Gefäß

einlaufende CCVhaltige Flüssigkeit in Berührung mit den an der Gefäßwand niedergeschlagenen Flüssigkeitsteilchen, dann entbindet sich an diesen Teilchen spontan Kohlensäure, und es kommt infolgedessen zu einer erheblichen Beunruhigung in der Flüssigkeit wodurch — insbesondere jm Interesse der Einhaltung der geforderten Füllhöhe in den Gefäßen — Füllmaschinen nur bei erheblich beeinträchtigter Durchsatzleistung betrieben werften können.

Aus der DE-AS 12 17 814 ist ein Füllelement bekannt, bei dem das Füllrohr in seiner Fassung von einem Ringspalt timgeben ist, der am oberen Ende über eine sich im wesentlichen parallel zum Füllrohr erstreckende Bohrung oder Bohrungen mit einer oder zwei Spanngasleitungen verbunden ist. Durch eine etwa mittig angeordnete radiale Bohrung ist ein Gasablaßvetitil an diesen Ringspalt angeschlossen. Auch diese bekannte Vorrichtung weist die durch die im Ringspalt nach einem Füllvorgang verbliebenen Flüssigkeitsreste in Verbindung mit der Vorspannung hervorgerufenen vorbeschriebenen Nachteile und Mangel auf.

Schließlich ist noch durch die DE-OS 16 32 014 ein mit Füllrohr versehenes Füllelement bekannt, das eine durch die jeweils zu füllende Flasche steuerbare Spanngas-Ventilanordnung und eine höhenbewegliche Spanngaskammer in der Art einer Verteilerkammer aufweist, in die Kanäle zum Einleiten und Abführen von Spanngas münden. Abgesehen davon, daß dieses Füllelement weder ein am Füllrohr angeordnetes. Steuerelement zum Bestimmen der Füllhöhe aufweist noch eine Spanngas-Ventilanordnung besitzt, die von einer an der Füllmaschine angebrachten Steuereinrichtung gesteuert wird, stehen die Kanäle während des Spannvorganges nicht mit der Spanngaskammer in Verbindung, so daß es nicht möglich ist, zu Beginn des Einleitens des Spanngases in die Spanngaskammer aus dieser zumindest einen Teil des Spanngases und mit diesem Schaum- und Flüssigkeitsreste abzuführen. Somit weist auch dieses Füllelement die Nachteile der zuvor gewürdigten Füllelemente auf.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, bei einem Füllelement mit einem im FüHelementkörper gehaltenen Füllrohr das Einsteigen von Schaum und Flüssigkeit in den oberhalb des Bereichs der Gefäßanpressung um das Füllrohr gebildeten ringförmigen Hohlraum wesentlich zu erschweren und evtl. doch in diesen ringförmigen Hohlraum eingedrungenen Schaum und Flüssigkeit beim nachfolgenden Vorspannen zu beseitigen, ohne daß dabei den ruhigen Flüssigkeitsaufstieg in dem zu füllenden GefäC beeinträchtigende Teile dieser Schaum- und Flüssigkeitsreste in das Gefäß gelangen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der das Füllrohr umgebende Hohlraum als eine ringfönnige Spanngaskammer mit nach ihrem Inneren hin gegenüber dem im Bereich der Gefäßabdichtung angeordneten ringspaltförmigen Ausgang wesentlich erweiterten Querschnitt ausgebildet ist, wobei diese ringförmige Spanngaskammer seitlich mit im wesentlichen zylindrischen Flächen begrenzt ist und in den unteren Endbereich der Spanngaskammer mindestens ein Spanngas-Abführkanal und in gleicher öder darüberliegender Ebene mindestens ein Spanngas-Einleitkanal im wesentlichen tangential zu den zylindrischen Begrenzungsflächen in die Spanngaskammer einmünden. Diese ringförmige Spanngaskammer mit im wesentlichen zylindrischer Ausbildung und gegenüber dem verengten spaltförmigen Ausgari£ wesentlich erweitertem Querschnitt in ihrem inneren Bereich, verbunden mit tangentialer Einführung des Spanngases in die Spanngaskammer und Auslaß des Spanngases im unteren Endbereich der Spanngaskammer bietet bei angepreßtem zu füllendem Gefäß eine wirksame Durchspülung der Spanngaskammer bei Beginn der Spanngaseinführung, wobei in der Spanngaskammer enthaltene Schaum- und Flüssigkeitsreste wirksam über den Abführkanal beseitigt werden. Der enge spaltförmige Ausgang der Spanngaskammer im Anpreß- und Abdichtungsbereich des zu füllenden Gefäßes bewirkt, daß keine nennenswerten Mengen solcher Schaum- und Flüssigkeitsreste in das zu füllende Gefäß gelangen können. Außerdem bewirkt der verengte Querschnitt am Ausgang der Spanr.gaskammer, daß der Zutritt von Schaum und Flüssigkeit zur Spanngaskammer wesentlich erschwert wird.

Das wirksame Abführen von Flüssigkeitsresten und Schaumresten über den Spanngas-Abführkanal kann dadurch wesentlich verbessert werden, daß in der äußeren Umfangsfläche der ringförmigen Spanngaskammer im Bereich der Einmündung des Spanngas-Abführungskanals eine sich im wesentlichen ü£ial zur Spanngaskammer erstreckende Gasführungsnut angebracht ist. Diese Gasführungsnut kann sich von der Einmündung des Spanngas-Abführkanals nach oben und unten erstrecken. Besonders wirksam ist jedoch der sich nach oben erstreckende Teil der Gasführungsnut. Um ein optimales Abfangen und Abführen der Schaum- und Flüssigkeitsreste unter möglichst geringer Störung des in der Spanngaskammer von der tangentialen Spanngas·· einführung her erzeugten Spanngaswirbels zu erreichen, kann man die Gasführungsnut von der Einmündung des Spanngas-Abführungskanals her sich nach oben und auch nach unten verjüngend ausbilden.

Eine andere besonders wirksame Möglichkeit zum Auffangen und Abführen von Schaum- und Flüssigkeitsresten aus dem in der Spanngaskammer erzeugten Spanngaswirbel besteht darin, daß in der äußeren Umfangsfläche der ringförmigen Spanngaskammer im Bereich der Einmündung des Spanngas-Abführkanais eine sich im wesentlichen spiralförmig erstreckende Gasführurjsrippe ausgebildet ist. In dem Spanngaswirbel mitgeführte Schaum- und Flüssigkeitsteilchen schlagen sich an dieser Gasführungsrippe nieder und werden von dort zu dem Spanngas-Abführkanal geleitet. Diese Wirkung läßt sich dadurch optimal gestalten, da!) man die Gasführungsrippe in Umlaufrichtung eines in der Spanngaskammer von der tangential gerichteten Einmündung des Spanngas-Einleitkanals her erzeugten Spanngaswirbels schraubenförmig nach unten hinter der Einmündung des Spanngas-Abführkanals vorbei führt. Die Gasführungsrippe kann mit einer der Umlaufrichtung eines in der Spanngaskammer von der tangential gerichteten Einmündung des Spanngas-Einleitkanals her erzeugten Spanngaswirbels entgegenstehenden steilen Flanke und einer rückwärtigen flachen Flanke ausgebi'det sein. Dabei kann die Gasführungsrippe mit ihrer steilen Flanke dicht hinur der Einmündung des Spanngas-Abführkanals vorbeigeführt sein.
Um zu gewährleisten, daß der gewünschte Spülvorgang in der Spanngaskammer bei Beginn der Spanngaszufuhr abläuft und dabei möglichst keine Schaum- und Flüssigkeitsteilchen in das angepreßte Gefäß gelangen, kann man im Spanngas-Abführkanal ein bei Beginn der Spanngas-Zufuhr bei angepreßtem Gefäß kurzzeitig in Offenstellung steue.bares, ins Freie führendes Spanngas-Ablasßventil vorsehen. Hiermit erreicht man. daß das evtl. mit Flüssigkeitsteilohen und Schaumteilchen beladene Spanngas bei Beginn der Spanngaszufuhr

praktisch vollständig ins Freie geblasen wird, wozu eine kurze Zeitspanne ausreicht. Allerdings wird hierfür eine besondere Steuerung am Spanngas-Ablaßventil erforderlich.

Es hat sich aber auch herausgestellt, daß schon der aus DE-OS 19 27 821 bekannte, über eine enge Düse ins Freie führende Spanngasauslaß für das Abführen der mittels des Spanngaswirbels aus der Spanngaskammer gespülten Schaum- und Flüssigkeitsteilchen ausreicht, obwohl dieser bekannte, über eine Düse ins Freie führende Spanngas-Ablaß nur dazu vorgesehen war, zu Beginn der Flüssigkeitszufuhr ein nur langsames Einführen und Aufsteigen der Flüssigkeit im angepreßten Gefäß zuzulassen. Ein dann in einem Zweigkanal des Spanngas-Abführkanals angeordnetes Spanngas-Ablaßventil kann dann anderen beim Füllvorgang notwendigen Funktionen vorbehalten bleiben.

Die F.rfindung läßt sich bei mechanisch gesteuerten Füllelementen wie auch bei Füllelementen mit elektrischer Schließsteuerung für das Flüssigkeitsventil vorteilhaft anwenden.

\usführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Füllelement gemäß der Erfindung für Mehrkammerausführung, axial geschnitten in Ruhestellung;

Fig.2 eine vergrößerte Darstellung der Spanngaskammer,

F i g. 3 einen Schnitt nach 3-3 der F i g. 2;

F i g. 4 eine Teildarstellung entsprechend F i g. 2 in abgewandelter Ausführung;

F i g. 5 einen Schnitt nach 5-5 der F i g. 4 und

F i g. 6 eine Teilansicht nach 6-6 der F i g. 4.

In den dargestellten Beispielen handelt es sich um ein Füllelement für Gegendruck-Flaschenfüllmaschinen in Mehrkammerausführung. Solche Füllelemente der nicht näher dargestellten, umlaufenden Füllmaschinen sind an einer ringförmigen Flüssigkeitskammer 21 angesetzt, die an ihrer Unterseite einen Spanngas-Ringkanal 22 und einen Entlüftungs-Ringkanal 23 mit ständig offenen. ins Freie führenden Auslassen 24 trägt. Das Füllelement weist einen Füllelementkörper 25 mit einem Ventilgehäuse 26 und einem aus elektrisch isolierendem Kunststoff bestehenden Spanngaskammer-Gehäuse 27 auf. Im Inneren des Ventilgehäuses 26 ist ein unter Einwirkung einer Öffnerfeder 29 stehendes, vertikales Flüssigkeitsventil 28 vorgesehen. Auf den sich auf einen Ventilsitz im Gehäuse 26 aufstützenden Ventilkörper des Flüssigkeitsventils 28 wirkt mittels eines Stößels 30 eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 31 ein. Wirksam geschaltet drückt sie den Ventilkörper entgegen der Wirkung der Öffnerfeder 29 auf den Ventilsitz und stellt dadurch die Schließlage des Flüssigkeitsventils 28 her.

An der Unterseite des Ventilgehäuses 26 ist von unten her ein Füllrohr 32 mit seinem Füllrohrkopf 33 eingesteckt. Das Füllrohr erstreckt sich durch das Spanngaskammer-Gehäuse 27 und den an ihm gebildeten Andrückbereich bzw. Abdichtungsbereich für das zu füllende Gefäß. Zwischen den Andrückbereich bzw. Abdichtungsbereich für das zu füllende Gefäß und dem Füllrohr ist ein enger Ringspalt 74 gebildet, der den Ausgang der oberhalb dieses Ringspaltes 74 in Spanngaskammer-Gehäuse 27 gebildeten, das Füllrohr 32 umgebenden Spanngaskammer 34 darstellt. Diese ringförmige Spanngaskammer 34 hat einen gegenüber dem Ringspalt 74 wesentlich vergrößerten Querschnitt

Seitlich an das Vemilgehäuse 26 ist eine Spanngas-Ventilanordnung 35 als ein Teil des Spanngassystems angesetzt, in deren Gehäuse 37 eine Ventilscheibe 36 in Form einer Steuerscheibe mittels eines Trägers 38 drehbar angeordnet ist. Der Träger 38 besitzt an seinem freien, aus dem Gehäuse 36 herausragenden Ende einen Betätigungshebel 39, der mit an einem Gestell der Füllmaschine abstandsweise in unterschiedlichen Ebenen angebrachten Steuerelementen, beispielsweise Steuerkurven oder Steuernocken, bei Maschinenumlauf zusammenwirkt, um die Ventilscheibe 37 in die jeweils gewünschte Betriebsstellung zu schwenken.

Im Gehäuse 36 der Spanngas-Ventilanordnung 35 ist außerdem ein elektrischer Steuerschalter 45 eingesetzt, der mit einem Abtaster 46 auf der als Steuernocken ausgebildeten Umfangsfläche der Ventilscheibe 37 bzw. des Ventilscheibenträgers 38 angreift und auf diese Weise Schaltstellungen des Steuerschalters 45 in Abhängigkeit von der Stellung der Ventilscheibe 36 hervorruft.

Zur Steuerung des Flüssigkeitsventils 28 ist ein Schaltorgan 55 dadurch gebildet, daß auf der Außenseite des aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere Metall, bestehenden Füllrohres 32 ein elektrisch isolierender Belag 53 angebracht ist, der sich vom mittleren Teil des eigentlichen Füllrohrabschnittes nach oben bis an den in das Ventilgehäuse 26 einzusteckenden Teil des Füllrofirkopfes 33 erstreckt. Der elektrisch isolierende Belag 5^ erstreckt sich von der Schulter 54 entlang der äußeren Umfangsfläche des Füllrohres 32 nach unten, aus der Spanngaskammer 34 heraus bis unterhalb einer Höhe die der gewünschten Füllhöhe der Behälter entspricht.

Der elektrische Anschluß des Schaltorgans 55 erfolgt durch einen in das elektrisch isolierende Spanngaskammer-Gehäuse 27 eingesetzten, sich radial durch die Spanngaskammer 34 erstreckenden Kontaktstift 56, der gegen den elektrischen Leiter 55a gedrückt wird und das Füllrohr 32 in seiner in das Ventilgehäuse 26 eingesteckten Lage festhält.

Das Ventilgehäuse 26 weist ferner einen Entlüftungskanal 61 auf, der zum Entlüftungs-Ringkanal 23 an der Unterseite der ringförmigen Flüssigkeitskammer 21 führt. An den Entlüftungskanal 61 ist die Spanngaskammer 34 über einen im Kammergehäuse 27 vom unteren Endbereich der ringförmigen Spanngaskammer 34 abgehenden Abführkanal 62 angeschlossen. Der Abführkanal 62 steht über eine enge Düse 65 in ständig offener Verbindung mit dem Entlüftungskanal 61. Ein am Abführkanal 62 unterhalb der Düse 65 angeschlossener Zweigkanal 64 führt über eine Düse 66 in eine mit dem Entlüftungskanal 61 in Verbindung stehende Venfkammer eines die Verbindung öffnenden und verschließenden Gasablaßventils 67, das mit einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 68 versehen ist.

Bei den vorbeschriebenen, elektrischen Elementen sind das Steuerogan 55 und die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 31 des Flüssigkeitsventils 28 unter Zwischenschaltung einer elektrischen Steuereinrichtung 70 über einen Stromkreis miteinander verbunden. Diesen durch Flüssigkeitskontakt schließbaren Stromkreis bilden ausgehend von dem Steuerorgan 55 und dem damit in Verbindung stehenden Kontaktstift 56 die mit zwischengeschalteter Steuereinrichtung 70 und angeschlossener Stromquelle a zur elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 31 führende Leitung b, der Flüssigkeitsbehälter 2i, das Ventilgehäuse 26 des Füiieiementkörpers 25 und das Fülirohr 3Z An diesen Stromkreis in die Leitung b parallel angeschaltet ist der Steuerschalter 45. Die an die Stromquelle a zur Versorgung

der Stromkreise angeschlossene Steuereinrichtung 70 besitzt elektrische Schaltmittel zur Steuerung der Betätigungseinrichtung 31 für das Flüssigkeitsventil 28 und kann — wie angedeutet — auf der Oberseite oder im lichten Raum des Innenumfangs der ringförmigen Flüssigkeitskammer 21 angeordnet werden. An weiteren, in der Steuereinrichtung 70 angebrachten Steuereinrichtung«,■ ist das Gasablaßventil 67 mit einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 68 über die Leitung c angeschlossen.

Wie aus den F i g. 2 bis 5 deutlicher ersichtlich, ist die Spanngaskammer 34 mit einer äußeren, im wesentlichen zylindrischen Umfangsfläche 71 abgegrenzt, die im Inneren des Spanngaskammer-Gehäuses 27 ausgebildet ist. Nach oben ist die Spanngaskammer 34 durch die untere Stirnfläche 72 des Ventilgehäuses 26 abgegrenzt und nach unten durch eine Dichtungsplatte 73 an die die zu füllende Behälter angedrückt werden. Die innere Begrenzungsfiache der Spanngaskammer 34 wird durch die im wesentlichen zylindrische Umfangsfläche des Füllrohres 32 bzw. des auf dieses gelegten elektrischen Leiters 55a und des Füllrohrkopfes 33 bzw. des auf diesem angebrachten, elektrisch isolierenden Belages 53 gebildet. Die Abdichtplatte 73 ragt mit ihrem mittleren Bereich dicht an die Oberfläche des Füllrohres 32 bzw. des elektrischen Leiters 55a heran und bildet mit dem Füllrohr 32 nur einen engen Ringspalt 74, der ausreicht, um beim Vorspannen das Spanngas aus der Spanngaskammer 34 in das angepreßte Gefäß übertreten zu lassen und beim Füllen des Gefäßes das Spanngas aus dem Gefu3 in die Spanngaskammer 34 zurücktreten zu lassen. Der Strömungswiderstand soll bei dem zurückströmenden Spanngas im wesentlichen durch die Düse 65 bestimmt werden.

Zur besseren Klarstellung gegenüber der im wesentlichen schematischen Darstellung der F i g. 1 ist in den F i g. 2 bis 5 verdeutlicht, daß ein Spanngas-Einführkanal 43 im Ventilgehäuse 26 so geführt ist, daß er bei 75 an der unteren Stirnfläche des Ventilgehäuses 26 etwa tangential zur Innenwandtiäche 41 oberhalb des Abganges des Spanngas-Abführkanals 62 in die Spanngaskammer 34 mündet. Zur besseren Verdeutlichung ist deshalb in den F i g. 2 und 4 der Füllrohrkopf 33 in seinem oberen Teil abgebrochen dargestellt.

Durch die im wesentlichen tangentiale Anordnung der Einmündung 75 des Spanngas-Einleitkanals 43 wird das unter Druck eingeführte Spanngas in einer Kreisbewegung um den Füllrohrkopf 33 und den oberen Teil des eigentlichen Füllrohres 32 herum in einer zirkulierenden Gasströmung bzw. einem Wirbel geführt. Diese Spanngasströmung wird zu einem Teil über den Spanngas-Abführkanal 62 und die Düse 65 ins Freie entlassen. Bei geöffnetem Spanngasablaßventil 67 kann man auch diese Spanngasströmung weitgehend über den Zweigkanal 64, die Düse 66 und das Spanngas-Ablaßventil 67 ins Freie entlassen.

Um das Auffangen und Abführen von durch den Ringspalt 74 evtL in die Spanngaskammer 34 gelangten Schaum- und Flüssigkeitsteilchen zu erleichtern und zu verbessern, ist im Bereich der Einmündung des Spanngas-Abführkanals 62 eine sich im wesentlichen axial erstreckende Gasführungsnut 63 in der äußeren Umfangswand 71 der Spanngaskammer 34 angebracht Diese Gasführungsnut hat im dargestellten Beispiei einen sich oberhalb der Einmündung des Spanngas-Abführkanals 62 bis zur unteren Stirnfläche des Ventilgehäuses 26 verjüngenden Teil und einen unteren, unterhalb der Einmündung des Spanngas-Ablaßkanals 62 liegenden Teil, der sich nach unten hin bis zu der oberen Fläche der Dichtungsplatte 73 verjüngt.

Im Beispiel der F i g. 4 bis 6 ist der Aufbau der Spanngaskammer 34 und des Spanngaskammer-Gehäuses 27 grundsätzlich der gleiche. Jedoch ist anstelle der in die Fläche der Umfangswand 71 eingelassenen Gasführungsnut 63 eine gegenüber der Fläche der Umfangswand 71 nach dem Inneren der Spanngaskammer 34 vorstehende Gasführungsrippe 76 vorgesehen. Diese

ίο Gasführungsrippe ist im dargestellten Beispiel spiralförmig oder schraubenförmig geführt und zwar in dem gleichen Umlaufsinn wie ein durch die tangentiale Einführung bei 75 in der Spanngaskammer 34 erzeugter Spanngaswirbel. Die F i g. 4 bis 6 zeigen ferner, daß die Gasführungsrippe 76 eine steile ggf. sogar radial liegende Flanke 76a aufweist. Diese steile Flanke 76a steht der durch den Pfeil in Fig. 5 angedeuteten Strömungsrichtung des Spanngaswirbels entgegen. Die im Sinne dieser uuiOii pfeil äFigcucütcicFi SiröiTiünäriChiüng des Spauugaswirbels rückwärtige Flanke 76b der Gasführungsrippe 76 ist dagegen flach verlaufend ausgebildet. Die Gasführungsrippe 76 ist derart angeordnet, daß sie mit der stellen Flanke 76a im Strömungssinne des Druckgaswirbels unmittelbar hinter der Einmündung des Spanngas-Abführkanals 62 vorbeiläuft. Durch den im Inneren der Druckgaskammer 34 gebildeten Wirbel werden dort evtl. vorhandene Schaum- und Flüssigkeitsteilchen in den äußeren Bereich des Wirbels, also die Nähe der Umfangswand 71 geschleudert und prallen dadurch gegen die steile Flanke 76a der Gasführungsrippe 76, von wo sie dann unter der Wirkung des über diese steile Flanke 76a gleitenden Gasstromes in die Einmündung des Gasableitkanals 62 geführt werden. Eine Verstärkung dieser Wirkung läßt sich noch erreichen, wenn man die Gasführungsrippe unterhalb der Einmündung des Spanngas-Abführkanals entgegengesetzt spiralig oder schraubenförmig ausbildet, wie dies in F i g. 6 angedeutet ist.

Die Arbeitsweise des Füllelements in der dargestellten Ausführungsform ist wie folgt:

In Ruhestellung ist das Flüssigkeitsventil 28 geschlossen und die Spanngas-Ventilanordnung 35 ebenfalls für die drei darüber geführten Kanäle, nämlich den Spanngaszuführkanal 41, den Ausgleichskanal 42 und den Spanngaseinleitkanal 43. geschlossen. Das Gasablaßventil 67 ist ebenfalls geschlossen.

Durch die Drehbewegung der Abfüllmaschine gelangt das in Fig. 1 dargestellte Füllelement in den Bereich eines am Maschinenrahmen angebrachten Steuerelements für den Betätigungshebel 39, wodurch die Spanngas-Ventilanordnung 35 in Spannstellung gebracht wird, d. h. eine Betriebsstellung, in der ein zu füllendes Gefäß von unten her mittels eines Huborgans an das Füllelement 20 angepreßt und die Ventilscheibe in eine Stellung eingestellt wird, in welcher der Spanngaszuf ührkanal 41 mit dem Spanngaseinleitkanal 43 verbunden ist Gleichzeitig ist der Steuerschalter 45 zum Einschalten der Betätigungseinrichtung 31 des Flüssigkeitsventils 28 betätigt worden. Nunmehr strömt das Spanngas bei 75 in den oberen Teil der Spanngaskammer 34 ein und bildet eine den Füllrohrkopf 33 und den oberen Teil des Füllrohres 32 umkreisende Wirbelströmung, die evtl. im Inneren der Spanngaskammer vorhandene Schaumteilchen und Flüssigkeitsteilchen in Richtung der äußeren Umfangswand 71 der Spanngaskammer schleudert Dadurch werden solche Schaumteilchen und Flüssigkeitsteilchen an der Gasführungsnut 63 bzw. der Gasführungsrippe 76 abgefangen.

Überraschend hat es sich herausgestellt, daß auch bei diesem Betriebsstadium noch geschlossenem Gasablaßventil 67 die durch die Düse 65 im Gasablaßkanal 62 zum Entlüftungskanal 61 strömende Spanngasmenge ausreicht, um in die Spanngaskammer 34 gelangte Schaumteilchen und Flüssigkeitsteilchen abzuführen und daran zu '.lindern, in das zu füllende Gefäß zu gelangen. Hierbei erfolgt ein wirksames Durchspülen der Spanngaskammer 34, um sämtliche dort vorhandenen Schaum- und Flüssigkeitsreste wirksam zu entfernen. Dies ist zurückzuführen auf das Zusammenwirken des im oberen Teil der Spanngaskammer 34 gebildeten, den Füllrohrkopf 33 und den oberen Teil des Füllrohres 32 umkreisenden Spanngaswirbels in Verbindung mit der engen Ausbildung des Ringspaltes 74 am unteren Ausgang der Spanngaskammer 34 und der Gasführungsnut 63 bzw. Gasführungsrippe 76.

Wenn besondere Anforderungen gestellt v/erden, insbesondere Flüssigkeiten abzufüllen sind, die stärker dazu neigen, als Schaum- oder Flüssigkeitsreste in die Spanngaskammer einzudringen, und auch stärker dazu neigen, sich dort festzusetzen, kann in besonderer Ausbildung der Erfindung die Spanngas-Ventilanordnung 35 bzw. die Steuereinrichtung 70 dazu ausgebildet sein, das Gasablaßventil 67 kurzzeitig bei Beginn der Spanngaszufuhr zur Spanngaskammer 34 zu öffnen. Der dann über die Düse 66 gebildete wesentlich erweiterte Gasauslaß ins Freie läßt dann einen wesentlich stärkeren Spanngaswirbel in der Spanngaskammer 34 entstehen, sowie eine wesentlich verstärkte Spanngasströmung im Gasablaßkanal 62 und im Zweigkanal 64. Ein solcher verstärkter Spülvorgang ist aber nur kurzzeitig auszuführen. Durch einen in der Steuereinrichtung 70 enthaltenen Zeitschalter wird dann die Betätigungsvorrichtung 68 des Gasablaßventils 67 umgesteuert, so daß nach Ablauf eines solchen kurzzeitigen verstärkten Spülvorgangs dann die normale Einführung des Spanngases in das angepreßte Gefäß einsetzen kann, bis dort die gewünschte Vorspannung eingestellt ist.

Im weiteren Umlauf der Füllmaschine gelangt das Füllelement in den Bereich eines weiteren Steuerelements am Maschinenrahmen, das den Steuerhebel 39 und die Ventilscheibe 37 in die Ruhestellung zurückschwenkt. In dieser Füllstellung mit aufgehobener Verbindung zwischen den Kanälen 41 und 43 sowie unterbrochenem Stromkreis am Steuerschalter 45 wird die Erregung des Elektromagneten in der Betätigungseinrichtung 31 aufgehoben, so daß die Öffnerfeder 29 den Ventilkörper des Flüssigkeitsventils 28 vom Ventilsitz aufwärts bewegt und die Flüssigkeit über das Füllrohr 32 in das zu füllende Gefäß einläuft. Über den Abführkanal 62, die Düse 65, den Entlüftungskanal 61 strömt das von der einlaufenden Flüssigkeit verdrängte Gas in den Entlüftungsringkanal 23 und von dort über die Auslässe ins Freie. Mit der Unterbrechung des Stromkreises am Schalter 45 wird wiederum ein in der Steuereinrichtung 70 enthaltenes Zeitverzögerungsglied in Gang gesetzt, das nach Ablauf einer vorher bestimmten Zeit die Betätigungseinrichtung 68 des Gasablaßventils 67 umschaltet, so daß dann das Gasablaßventil 67 geöffnet wird und das von der einfließenden Flüssigkeit verdrängte Spanngas über die Düse 66 und das Gasablaßventil 67 nach außen strömen kann. Die Düse 66 ist so ausgelegt, daß sie ausreichend Spanngas abströmen "läßt, um ein relativ schnelles Füllen des Gefäßes zuzulassen. Jedoch ist die Düse 66 noch ausreichend eng, um ausreichend Druck im Inneren des zu füllenden Gefäßes aufrecht zu erhalten, um den auf dem Flüssigkeitsventil

28 lastenden Flüssigkeitsdruck auszugleichen und das Flüssigkeitsventil 28 unter der Wirkung der Öffnerfeder

29 sicher in Offenstellung zu halten. Zugleich ist die Düse 66 auch so bemessen, daß sie während des oben beschriebenen Spülvorganges ein ausreichend schnelles Abströmen des Spanngases nach außen erlaubt, um ein wirksames Durchspülen der Spanngaskammer 34 zu gewährleisten und andererseits auch den Übertritt von Spanngas in das Gefäß während des Spülvorganges zu

to vermeiden.

Der Füllvorgang läuft so lange, bis die Standhöhe der Flüssigkeit das Schaltorgan 55 erreicht hat. Da die Flüssigkeit elektrisch leitfähig ist, stellt sie den Kontakt mit dem Schaltorgan her, so daß über den durch Flüssigkeitskontakt hergestellten Stromkreis ein Schließ-Steuer-Signal zur Steuereinrichtung 70 geleitet wird, das die Schaltmittel der Steuereinrichtung 70 derart beeinfluß, daß der Elektromagnet der Betätigungsvorrichtung 31 erregt wird und das Flüssigkeitsventil 28 die Schließstellung einnimmt. Bei fortgesetztem Umlauf des Füllelements und erneutem Anlauf des Betätigungshebels 39 an einem weiteren Steuerelement wird die Ventilscheibe 37 sodann in Ausgleichsstellung geschwenkt. In dieser Stellung sind die Kontakte an Steuerschalter 43 geöffnet und eine Verbindung zwischen dem Spanngaseinleitkanal 43 und dem Ausgleichskanal 42 hergestellt. Hierdurch können sich die Standhöhen der Flüssigkeit im Füllrohrinneren und in dem gefüllten Gefäß gegenseitig angleichen. Gleichzeitig wird der Überdruck, der noch im Gasraum des Gefäßes und in den mit diesem Gasraum im Gefäß über die Kanäle 42 und 43 in Verbindung stehenden Systemteilen vorhanden ist, über den Kanal 62, die Düse 65, den Kanal 61 und den Entlüftungsringkanal 23 abgebaut. In dieser Betriebsstellung.

in der der parallele Stromkreis am Steuerschalter 45 offen ist. bleibt der durch Flüssigkeitskontakt hergestellte Stromkreis am Steuerorgan 55 geschlossen und hält das Flüssigkeitsventil 28 in der Schließlage.
Beim weitergehenden Umlauf des Füllelements wird die Flasche durch Absenken vom Füllelement abgenommen. Hierbei wird der durch Flüssigkeitskontakt hergestellte Stromkreis unterbrochen, so daß der Elektromagnet der Betätigungseinrichtung 31 stromfrei wird. Die Schließlage des Flüssigkeitsventils wird nunmehr durch den einwirkenden Druck der in der Flüssigkeitskammer befindlichen Flüssigkeit aufrechterhalten. Die Ventilscheibe 37 ihrerseits kann durch erneuten Anlauf an ein Steuerelement am Maschinengestell in die Ruhestellung zurückgeschwenkt werden.

so Bei Ausführungen von Füllelementen, deren Füllrohre beispielsweise ohne Füllrohrkopf 33 gehalten werden, kann die Anordnung von Spanngas-Einleitkanal 43 und Spanngas-Abführkanal 62, 64 in der Weise getroffen werden, daß der Spanngas-Einleitkanal 43 in der Ebene der im unteren Endbereich liegenden Mündung des Spanngas-Abführkanals 62,64 in die Spanngaskammer 34 mündet, wodurch die Höhe der Spanngaskammer 34 verringert wird. Auch die Form der Spanngaskammer 34 ist nicht an eine zylindrische Ausbildung gebunden, sie kann beispielsweise konisch gestaltet sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Füllelement für Gegendruck-Füllmaschinen in Ein- und Mehrkammerbauweise, das zum Einführen der Flüssigkeit in ein an einen Gefäßabdichtungsbereich am unteren Teil des Füllelementkörpers angepreßtes Gefäß ein im Füllelementkörper gehaltenes Fülirohr, das sich durch den Gefäßabdichtungsbereich erstreckt und von einem ringspaltförmigen Hohlraum umgeben ist, ein Spanngassystem mit einer von an der Füllmaschine angebrachten Einrichtungen gesteuerten Spanngas-Ventilanordnung, die zumindest zu Beginn des Einleitens von Spanngas einen Teil des Spanngases gleich wieder aus dem ringförmigen Hohlraum abführt, und mit in den ringspaltförmigen Hohlraum mündenden Kanälen zum Einleiten und Abführen von Spanngas, ein zumindest zum Schließen gesteuertes Flüssigkeitsventil und ein am Füllrohr angeordnetes, bei vorbestimmter Füllhöhe der Flüssigkeit im Gefäß zur Beendigung des Flüssigkeitszulaufs ansprechendes Steuerelement aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der das Füllrohr (32) umgebende Hohlraum als eine ringförmige Spanngaskammer (34) mit nach ihrem Inneren hin gegenüber dem im Bereich der Gefäßabdichtung angeordneten ringspaltförmigen Ausgang (74) wesentlich erweiterten Querschnitt ausgebildet ist, wobei diese ringförmige Spanngaskammer (34) seitlich mit im wesentlichen zylindrischen Flächen (71, 33, 55a) begrenzt ist und in den unteren Endbereich tv.r Spanngaskammer (34) mindestens ein Sparngas-Abführkanal (62, 64) und in gleicher oder darüberlieg ;ider Ebene mindestens ein Spanngas-Einleitkanal (43) im wesentlichen tangential zu den zylindrischen Begrenzungsfiächen (71,33,55a)\n die Spanngaskammer (34) einmünden.

   2. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der äußeren Umfangsfläche der ringförmigen Spanngaskammer (34) im Bereich der Einmündung des Spanngas-Abführkanals (62,64) eine sich im wesentlichen axial zur Spanngaskarnmer (34) erstreckende Gasführungsnut (63) angebracht ist.

   3. Füllelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine sich oberhalb der Einmündung des Spanngas-Abführkanals (62, 64) nach oben erstreckende Gasführungsnut (63) vorgesehen ist.

   4. Füllelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasführungsnut von der Einmündung des Spanngas-Abführkanals (62, 64) her sich nach oben und auch nach unten verjüngend ausgebildet ist.

   5. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der äußeren Umfangsfläche (71) der ringförmigen Spanngaskammer (34) im Bereich der Einmündung des Spanngas-Abführkanals (62,64) eine sich im wesentlichen spiralförmig erstreckende Gasführungsrippe (76) ausgebildet ist.

   6. Füllelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasführungsrippe (76) in Umlaufrichtung eines in der Spanngaskammer (34) von der tangential gerichteten Einmündung des Spanngas-F.inlcitkanals (43) her erzeugten Spanngaswirbels schraubenförmig nach unten hinter der Einmündung des Spanngas-Abführkanals (62, 64) vorbei geführt gekennzeichnet, daß die Gasführungsrippe (76) mit einer der Umlaufrichtung eines in der Spanngaskammer (34) von der tangential gerichteten Einmündung des Spanngas-Einleitkanals (43) her erzeugten Spanngaswirbels entgegenstehenden steilen Flanke (76a^ und einer rückwärtigen flachen Ranke (76ty ausgebildet ist

   8. Füllelement nach Anspruch 7, dadurch g ?kennzeichnet, daß die Gasführungsrippe (76) mit ihrer steilen Flanke (76a,) dicht hinter der Einmündung des Spanngas-Abführkanals (62,64) vorbeigeführt ist.

   9. Füllelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanngas-Abführkanal (62) ein bei Beginn der Spanngas-Zufuhr bei angepreßtem Gefäß kurzzeitig in Offenstellung steuerbares, ins Freie führendes Spanngas-Ablaßventil enthält

   10. Füllelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanngas-Abführkanal (62) über eine enge Düse (65) in an sich bekannter Weise ständig nach dem Freien offen ist, und zugleich einen Zweigkanal (64) mit wesentlich größeren, wirksamen Durchlaßquerschnitt aufweist, der ein in Offenstellung steuerbares, ins Freie führendes Spanngas-Ablaßventil (67) enthält.