DE3605748A1

DE3605748A1 - Fuellrohrloses fuellelement

Info

Publication number: DE3605748A1
Application number: DE19863605748
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl Ing Joerss; Alfred Rentel
Original assignee: Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG
Current assignee: Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG
Priority date: 1986-02-22
Filing date: 1986-02-22
Publication date: 1987-08-27
Also published as: EP0237823B1; EP0237823A1; ATE67984T1; DE3773412D1; US4757847A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf füllrohrlose Füllelemente für Füll maschinen gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.

Füllrohrlose Füllelemente der eingangs genannten Gattung besitzen einen Signalgeber, der von dem im angepreßten Gefäß in vorbestimm te Füllhöhe aufsteigenden Flüssigkeitsspiegel beeinflußt wird, um den Schließimpuls für das Flüssigkeitsventil des Füllelements aus zulösen. Ein Füllelement dieser Gattung ist beispielsweise aus DE- OS 31 40 513 für eine Gegendruck-Füllmaschine in Ein- oder Mehrkam merbauweise bekannt und enthält einen als Schaltorgan bezeichneten auf Leitfähigkeit aufweisende Flüssigkeiten ansprechenden Signalge ber, der Bestandteil einer Meßeinrichtung ist und in das zu füllen de Gefäß bei dessen Anheben in die Füllstellung einzuführen ist. Dieser Signalgeber ist koaxial zur Gefäßdichtung des Füllelements angeordnet und lotrecht in eine in einem Fortsatz eingebrachte Boh rung auswechselbar eingesetzt. Der Fortsatz, der ortsfest in der sich vom Ventilsitz des Flüssigkeitsventils des Füllelements nach unten erstreckenden Flüssigkeitsführung vorgesehen ist, weist an seinem gefäßseitigen Ende ein Leitorgan in Form eines Abweisers auf, der die in der Flüssigkeitsführung nach unten strömende Flüs sigkeit bei deren Austreten aus der Flüssigkeitsführung vom Signal geber fernhält. Zur Einstellung des Füllelements auf eine andere vorbestimmte Füllhöhe, beispielsweise bei Gefäßsortenwechsel, wird der Signalgeber gegen einen anderen ausgewechselt. Da eine Füllma schine eine Vielzahl von Füllelementen aufweist, ist das Auswech seln der Signalgeber sehr zeitraubend und führt folglich zu Pro duktionsausfall. Außerdem wird als nachteilig empfunden, daß der Signalgeber beim Ansprechen auf die vorbestimmte Füllhöhe mit Flüs sigkeit benetzt wird, was zu mikrobiologischer Verunreinigung des Signalgebers führen kann.

Ein anderes Füllelement der eingangs genannten Gattung, das aus DE- PS 16 32 004 bekannt ist, besitzt innerhalb einer zentral im Ven tilkörper des Flüssigkeitsventiles des Füllelementes angeordneten lotrechten Bohrung einen in das jeweils in Dichtlage mit der Gefäß dichtung des Füllelements verbrachte zu füllende Gefäß einzuführen den Signalgeber. Er spricht ebenfalls auf Leitfähigkeit aufweisen de Flüssigkeiten an und wird mittels einer am Signalgeber angrei fenden Hubeinrichtung aus einer oberen Stellung innerhalb der Boh rung des Ventilkörpers auf die vorbestimmte Füllhöhe in das in Dichtlage verbrachte Gefäß abgesenkt. In dieser Stellung, die durch ein der Hubeinrichtung zugeordnetes auswechselbares Zwischen stück begrenzt ist, wird die in der Flüssigkeitsführung des Füll elements nach unten strömende Flüssigkeit durch einen als Leitor gan ausgebildeten sich vom Dichtelement des Ventilkörpers nach un ten erstreckenden Fortsatz, vom Signalgeber ferngehalten. Nach An sprechen des Signalgebers auf die in vorbestimmte Füllhöhe ange stiegene Flüssigkeit hebt die Hubeinrichtung den Signalgeber in die obere Stellung an. Bei diesem Füllelement entfällt zwar durch die für den Signalgeber vorgesehene Einstellbarkeit mittels der Hubeinrichtung und der Zwischenstücke das Auswechseln des Signalge bers bei erforderlich werdender Umstellung des Füllelements auf eine andere vorbestimmte Füllhöhe. Diese Einstellbarkeit ist je doch durch einen erheblichen das Füllelement verteuernden Bauauf wand erkauft und erfordert weiterhin für die Umstellung auf eine andere vorbestimmte Füllhöhe das Auswechseln des die Senkbewegung des Signalgebers begrenzenden Zwischenstücks für jedes Füllelement der Füllmaschine.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Füllelemente der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß die bis her an den Füllelementen vorzunehmende Einstellung des Signalge bers auf die vorbestimmte Füllhöhe und der dadurch an den Füllele menten erforderliche erhebliche Bauaufwand ebenso entfällt, wie der unmittelbare Ansprechkontakt des Signalgebers mit der in das jeweilige Gefäß eingefüllten Flüssigkeit.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Füllelement durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Um die Erfindung auch für ein Füllelement gemäß Oberbegriff des An spruchs 5 einsetzen zu können, ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Fortsatz als Gasrohr ausgebildet ist, dessen lichter Durchgang die lotrechte Bohrung bildet und daß das Gasrohr an seinem gefäßseitigen Endbereich ein drallerzeugen des Leitorgan besitzt, das an die Flüssigkeitsführung angepaßt ist und an seinem oberen, dem gefäßseitigen Ende gegenüberstehenden En de mit einem Gewindeansatz zum Einschrauben in das Unterteil des Füllelements versehen ist und daß im Unterteil anschließend an das Gewinde zur Aufnahme des Gewindeansatzes eine Erweiterung vorgese hen ist, in die der im Unterteil verlaufende Spann- und Rückgas-Ka nal und die lotrechte Bohrung einmünden, und daß die Erweiterung in eine koaxial zur lotrechten Bohrung verlaufende Fassung über geht, in die der Signalgeber mit wirksamer Fühlfläche zur lotrech ten Bohrung weisend dicht eingesetzt ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist für ein Füllelement gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6 vorgesehen, daß der Fortsatz als Gasrohr ausgebildet ist, dessen lichter Durchgang die lotrechte Bohrung bildet und daß das Gasrohr an seinem gefäß seitigen Endbereich ein drallerzeugendes Leitorgan besitzt, das an die Flüssigkeitsführung angepaßt ist und daß der Signalgeber ober halb des gefäßseitigen Endes der lotrechten Bohrung unter Einhal tung eines Ringspaltes in der lotrechten Bohrung angeordnet ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unter ansprüchen.

Überraschend hat sich herausgestellt, daß der zur Gaszufuhr in das angepreßte Gefäß und/oder Gasabfuhr aus dem angepreßten Gefäß er forderliche lichte Durchgang in der Art der lotrechten Bohrung auch gleichzeitig ausreichend dimensioniert ist, um zum Erfassen der vorbestimmten Füllhöhe im Gefäß über ihn mittels einer Meßein richtung in das angepreßte Gefäß Impulse auszusenden und reflek tierte Impulse zu empfangen. Es ist dadurch möglich geworden, auf den bisher in das zu füllende Gefäß einzuführenden Signalgeber zu verzichten, der bei vorzunehmender Änderung der vorbestimmten Füll höhe Umstellungen am Füllelement erforderlich machte. Solche Ände rungen der vorbestimmten Füllhöhe führten stets zu Produktionsaus fall der mit einer Vielzahl von Füllelementen ausgerüsteten Füllma schinen. Auch wird als weiterer Vorteil der bisher für das Auswech seln bzw. die Höhenverstellbarkeit des Signalgebers am Füllelement erforderliche Aufwand vermieden, so daß für das jeweilige Füllele ment nicht nur die Herstellungskosten erheblich gesenkt werden, sondern auch gleichzeitig die Funktionssicherheit wesentlich er höht wird. Letztere ist Folge der erfindungsgemäßen Verlegung des Signalgebers in den oberhalb des mit dem jeweils zu füllenden Ge fäß in Kontakt kommenden Gefäßanpreßbereichs des Füllelements, wo durch der Signalgeber vor platzenden oder unzureichend zentrierten Gefäßen geschützt ist und somit vor Beschädigung und somit Funk tionsuntüchtigkeit bewahrt wird. Schließlich wird dadurch, daß die Erfindung zum Erfassen der vorbestimmten Füllhöhe ein berührungs los und kontaktlos arbeitendes Meßsystem vorschlägt, ausgeschlos sen, daß beispielsweise unzureichend gereinigte mit getränkeschäd lichen Keimen infizierte dem Füllelement zugeführte Gefäße über die in sie eingefüllte Flüssigkeit den Signalgeber infizieren mit der Folge, daß der Inhalt der nach erfolgter Infektion mit dem Füllelement gefüllten Gefäße nur kurze Zeit haltbar ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung dar gestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein füllrohrloses Füllelement mit einem fest in der Flüssigkeitsführung angeordneten Gasrohr und einer Meß einrichtung einschließlich Signalgeber gemäß der Erfin dung,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des unteren Bereichs des Füllelementes nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das drallerzeugende Leitorgan in Schnittrichtung I-I der Fig. 2,

Fig. 4 ein füllrohrloses Füllelement mit am Ventilkörper des Flüssigkeitsventils angeordnetem Gasrohr und eine Meß einrichtung einschließlich Signalgeber gemäß der Erfin dung,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des unteren Bereichs des Füllelements nach Fig. 5,

Fig. 6 ein Unterteil mit heb- und senkbarer Gefäßdichtung für die Füllelemente nach Fig. 1 und 4.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel handelt es sich um ein füllrohrloses Füllelement 10 für Gegendruck-Flaschenfüllmaschinen in Einkammerausführung. Solche Füllelemente 10 der nicht näher dargestellten umlaufenden Füllmaschine sind zu mehreren an einer ringförmigen Flüssigkeitskammer 11 angesetzt, die über der in ihr vorhandenen Flüssigkeit unter Überdruck stehendes Spanngas ent hält. Einem jeden Füllelement 10 steht ein im Tisch der Füllma schine gelagertes Hubelement 12 zur Gefäßanpressung gegenüber, und jedes Füllelement 10 weist einen aus einem Füllelementgehäuse 13 und einem Unterteil 14 bestehenden Füllelementkörper 15 auf. Im Inneren des Füllelementgehäuses 13 ist ein unter Einwirkung einer Öffnerfeder 16 stehender, vertikaler Ventilkörper 17 vorgesehen, der sich über ein an ihm vorgesehenes Dichtelement auf einem Ven tilsitz 18 abstützt. Ventilkörper 17 und Ventilsitz 18 bilden zu sammen das Flüssigkeitsventil 19, wobei auf den Ventilkörper 17 mittels eines Stößels 20 eine auf dem Füllelementgehäuse 13 befe stigte elektromagnetische oder elektropneumatische Betätigungs einrichtung 21, beispielsweise ein Magnet, einwirkt. Wirksam ge schaltet drückt sie den Ventilkörper 17 entgegen der Öffnerfeder 16 auf den Ventilsitz 18 und stellt dadurch die Schließlage des Flüssigkeitsventils 19 her.

Seitlich an das Füllelementengehäuse 13 ist eine Spanngasventil anordnung 22 angesetzt, in deren Gehäuse 23 eine mit einem nicht näher dargestellten Verbindungskanal versehene Ventilscheibe 24 in Form einer Steuerscheibe mittels eines Trägers 25 drehbar angeord net ist. Der Träger 25 besitzt an seinem freien, aus dem Gehäuse 23 herausragenden Ende einen Betätigungshebel 26, der mit am Ma schinengestell der Füllmaschine abstandsweise und in unterschied lichen Ebenen angebrachten Steuerelementen 27, beispielsweise Steuerkurven oder Steuernocken, bei Maschinenumlauf zusammenwirkt, um die Ventilscheibe 24 in die jeweils gewünschte Betriebsstellung zu schwenken. Eine Feder 28 preßt die Ventilscheibe 24 gasdicht gegen eine Sockelplatte 29, in deren der Ventilscheibe 24 zuge wandten Fläche der vom Spanngasbereich 30 der Flüssigkeitskammer 11 kommende, durch die Wandung der Flüssigkeitskammer 11 und das Füllelementengehäuse 13 geführte Spann- und Rückgas-Kanal 31 mün det. Ferner münden an der der Ventilscheibe 24 zugewandten Fläche der Sockelplatte 29 ein im Füllelementengehäuse 13 und im Unter teil 14 verlaufender, zum Anpreßbereich des Füllelements 10 ge führter Spann- und Rückgas-Kanal sowie ein Entlastungskanal 33, der in der Sockelplatte 29 nach außen geführt ist.

Vom Ventilsitz 18 des Flüssigkeitsventils 19 aus abwärts erstreckt sich eine Flüssigkeitsführung 34, die an dem durch das gefäßsei tige Ende des Unterteils 14 gebildeten dem zu füllenden Gefäß 35 zugewandten Füllelementkörperende ausmündet. Diese am gefäßseiti gen Ende des Unterteils 14 liegende Ausmündung der Flüssigkeitsfüh rung 34 umgibt konzentrisch die Gefäßdichtung 36 des Füllelements, der unmittelbar unterhalb eine auswechselbare an das Unterteil 14 angeschraubte Gefäßzentriertulpe 37 zugewiesen ist. Die im Unter teil 14 lotrecht verlaufende Strecke der Flüssigkeitsführung 34 durchsetzt mittig ein Fortsatz mit einer lotrechten Bohrung 38, vgl. Fig. 2. Dieser Fortsatz stellt ein Gasrohr 39 dar, dessen lichter Durchgang die lotrechte Bohrung 38 bildet und das im Be reich der Ausmündung der Flüssigkeitsführung 34 endet sowie in die sem gefäßseitigen Endbereich ein drallerzeugendes Leitorgan 40 in der Art eines mehrgängigen Gewindes, beispielsweise ein modifizier tes Spitzgewinde mit großer Steigung, besitzt, das mit seinem Außendurchmesser an den lichten Durchmesser der Flüssigkeitsfüh rung 34, mit seinem Innendurchmesser an den Außendurchmesser des Gasrohres 39 angepaßt ist, vgl. Fig. 3. Anstelle des drallerzeugen den Leitorgans 40 kann aber auch ein am unteren Ende des Gasrohres 39 angebrachter üblicher Abweisschirm oder dgl. Leitorgan vorgese hen sein, das die in der Flüssigkeitsführung 34 abwärtsströmende Flüssigkeit ebenfalls vom gefäßseitigen Ende der lotrechten Boh rung 38 weg zur Innenwandung des zu füllenden Gefäßes 35 hin ab lenkt und dadurch die zentrale Bohrung 38 frei von Flüssigkeit hält. Am oberen Ende des Gasrohres 39 ist anschließend an einen mit einer Dichtung versehenen Anschlagbund 49 ein Gewindeansatz 41 ausgebildet, womit das Gasrohr 39 in eine obere Gewindebohrung des Unterteils 14 eingeschraubt und gegen den Anschlagbund 49 angezo gen ist. An das obere Ende des Gasrohres 39 schließt sich im Unter teil 14 eine Erweiterung 42 an, in die die lotrechte Bohrung 38 und der Spann- und Rückgas-Kanal 32 münden.

Die Erweiterung 42 geht unmittelbar oberhalb derselben in eine Fas sung 43 über, die an der an der Unterseite des Füllelementgehäuses 13 anliegenden Oberseite des Unterteiles 14 endet und konzentrisch zur lotrechten Bohrung 38 eingebracht ist. In die Fassung ist ein Signalgeber 44 bzw. Fühler aufgenommen, dessen wirksame Fühlfläche 50 zur Erweiterung 42, und dessen unwirksame mit einem Signalaus gang versehene Oberseite zur Unterseite des Füllelementgehäuses 13 zeigt. Der Signalgeber 44 ist Teil einer für berührungslose Erfas sung der vorbestimmten Füllhöhe im zu füllenden Gefäß ausgebilde ten Meßeinrichtung 45, die zur Erfassung der vorbestimmten Füll höhe mittels des Signalgebers 44 Impulse über die lotrechte Boh rung 38 im Gasrohr 39 in das an die Gefäßdichtung 36 angepreßte Ge fäß 35 führt bzw. sendet und vom im Gefäß 35 aufsteigenden Flüssig keitsspiegel reflektierte Impulse auswertet und bei Erfassung der vorbestimmten Füllhöhe ein elektrisches Signal zum Steuern der Be tätigungseinrichtung 21 abgibt. Die Meßeinrichtung 45 kann für ein Ultraschall-Meßverfahren, aber auch für ein sichtbares oder un sichtbares Licht benutzendes Licht-Meßverfahren ausgebildet sein. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 arbeitet die Meßeinrich tung 45 nach dem Ultraschall-Meßverfahren, wobei der vom Signalge ber 44 umfaßte Teilbereich der Meßeinrichtung 45 dem Füllelement 10 zugeordnet ist und der verbleibende weitere Teilbereich 46 der Meßeinrichtung 45 vor Feuchtigkeit geschützt zentral auf dem die Flüssigkeitskammer 11 tragenden Füllmaschinenoberteil der Füllma schine angeordnet ist. An den Signaleingang des weiteren Teilbe reiches 46, der für alle Füllelemente 10 der Füllmaschine vorgese hen ist, ist der als Wandler ausgebildete Signalgeber 44 des jewei ligen Füllelements 10 der Füllmaschine über eine an seinem Signal ausgang angeschlossene, durch einen Kanal 47 im Füllelementgehäuse 13 nach außen geführte und außerhalb des Füllelements 10 gegen Be schädigung geschützte Signalleitung a verbunden. Es kann aber auch für jedes Füllelement 10 allein ein solcher weiterer Teilbereich 46 vorgesehen sein. Der gemeinsam für alle Füllelemente 10 der Füllmaschine vorgesehene weitere Teilbereich 46 ist in bekannter Weise und deshalb nicht näher dargestellt mit einer Funktionsgrup pe "Ablaufsteuerung" versehen, an die im wesentlichen ein Sender für die über den Signalgeber 44 auszusendenden Ultraschall-Impul se, ein Empfänger für die vom Signalgeber 44 aufgrund empfangener Echo-Impulse abgegebenen elektrischen Signale sowie ein oder mehre re Verstärker und ein Füllhöhen-Sollwerteinsteller 48 für die vor bestimmte Füllhöhe, beispielsweise ein Programmstecker, angeschlos sen ist. In Abwandlung davon ist bei dem in Fig. 4 gezeigten Aus führungsbeispiel, bei dem die Meßeinrichtung 45 nach dem Licht-Meß verfahren arbeitet, der weitere Teilbereich 46 aus einem an sich bekannten Lichttaster gebildet, wobei die Fühlfläche 50 des Signal gebers 44 der Meßeinrichtung 45 aus dem Ende eines Lichtleiters zum Senden der Licht-Impulse und aus dem Ende eines Lichtleiters zum Empfangen der reflektierten Licht-Impulse gebildet ist, und sendender Lichtleiter sowie empfangender Lichtleiter zusammen zu einem im wesentlichen kreisrunden, flexiblen Strang 57 zusammenge faßt sind. Das bei erfaßter vorgegebener Füllhöhe abgegebene Aus gangssignal des weiteren Teilbereiches 46 der Meßeinrichtung 45 kann in einer ebenfalls auf dem Oberteil der Füllmaschine angeord neten Steuereinrichtung 52, beispielsweise einem datenverarbeiten den Gerät erfolgen, die das nach erfolgter Programmanforderung das einem jeden Füllelement 10 der Füllmaschine zugehörige Ausgangssig nal zu einem Schaltsignal verarbeitet. Dieses wird über die nicht dargestellte Ausgabesteuerung der Steuereinrichtung 52 über die Signalleitung b der Betätigungseinrichtung 21 des Füllelements 10 zugeleitet, von dem das Ausgangssignal stammte. Ist für jedes Füll element 10 allein eine Meßeinrichtung 45 vorgesehen, dann kann an den Signalausgang des weiteren Teilbereichs 46 eine Steuereinrich tung 52 in der Art eines Schaltrelais angeschlossen sein, an das ausgangsseitig die Signalleitung b der Betätigungseinrichtung 21 gelegt ist.

Vor Beginn des Füllvorganges, von dem die zur weiteren Erläuterung der Erfindung wesentlichsten Phasen nachstehend beschrieben sind, weist das Füllelement 10 die in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage auf. Hierbei ist das zu füllende Gefäß 35, z. B. eine Flasche, mit tels der Hubeinrichtung 12 an die Gefäßdichtung 36 des Füllele ments 10 dicht angepreßt, und es hält die wirksam geschaltete elek tromagnetische Betätigungseinrichtung 21 entgegen der Öffnerfeder 16 das Flüssigkeitsventil 19 geschlossen. Außerdem ist die Verbin dung der Kanäle 31, 32 durch die in neutraler Stellung stehende Ventilscheibe 24 unterbrochen und mittels des Füllhöhen-Sollwert einstellers 48 zentral die vorbestimmte Füllhöhe, beispielsweise ein Schaltpunkt bzw. Schaltbereich, am weiteren Teilbereich 46 der Meßeinrichtung 45 für alle Füllelemente 10 der Füllmaschine einge stellt. Nach dem bei Umlauf der Füllmaschine erfolgenden Schwenken der Ventilscheibe 24 durch Anlauf des Betätigungshebels 26 an das für das Vorspannen des Gefäßes vorgesehene Steuerelement 27 des Ma schinengestells setzt die Vorspannung des Gefäßes 35 aus dem Gas raum 30 der Flüssigkeitskammer 11 über die nach dieser Schwenkbewe gung vom nicht dargestellten Verbindungskanal der Ventilscheibe 24 miteinander verbundenen Kanäle 31, 32, die Erweiterung 42 und die zentrale Bohrung 38 des Gasrohres 39 ein. Bei Druckausgleich zwi schen weiterhin angepreßtem Gefäß 35 und der Flüssigkeitskammer 11 sowie kurz danach mittels der Steuereinrichtung 52 unwirksam ge schalteter elektromagnetischer Betätigungseinrichtung 21 bewegt die Öffnerfeder 16 den Ventilkörper 17 nach oben, so daß das Flüs sigkeitsventil 19 geöffnet ist und die Flüssigkeit aus der Flüssig keitskammer 11 über die freigegebene Flüssigkeitsführung 34 und das drallerzeugende Leitorgan 40 in den Durchgang der Gefäßdich tung 36 und darauf über die Innenwandung des Gefäßes 35 in dieses einfließt. Bei beibehaltener Schwenkstellung der Ventilscheibe 24 wird das beim Einfließen der Flüssigkeit in das Gefäß 35 aus die sem verdrängte Rückgas über die zentrale Bohrung 38, die Erweite rung 42 und die verbundenen Kanäle 31, 32 in den Spanngasraum 30 der Flüssigkeitskammer 11 geleitet.

Dabei werden von der Meßeinrichtung 45 mittels des Signalgebers 44 in vorbestimmten Zeitabständen Ultraschall-Impulse z. B. mit einer Frequenz von 200 kHz über die lotrechte Bohrung 38 in das Gefäß 35 ausgesendet und vom Signalgeber 44 die vom Flüssigkeitsspiegel re flektierten Echo-Impulse über die lotrechte Bohrung 38 empfangen. Die empfangenen Echo-Impulse wandelt der Signalgeber 44 in elektri sche Signale um, die über die Signalleitung a in den weiteren Teil bereich 46 der Meßeinrichtung 45 gelangen und darin verstärkt wer den. Bei erfaßter, vorbestimmter Füllhöhe erscheint am Signalaus gang des weiteren Teilbereiches 46 ein Signal, das von der Steuer einrichtung 52 abgefragt und gegebenenfalls nach weiterer Verarbei tung als Schaltsignal über deren Ausgabesteuerung an die Betäti gungseinrichtung 21 weitergeleitet und diese somit wirksam geschal tet wird. Sie stellt nun mittels des Stößels 20, entgegen der Öff nerfeder 16, den Ventilkörper 17 und folglich das Flüssigkeitsven til 19 in die Schließlage zurück. Die sich anschließende Unterbre chung der gasseitigen zwischen dem Gefäß 35 und dem Gasraum 30 der Flüssigkeitskammer 11 bestehende Verbindung und die darauf folgen de Druckentlastung erfolgen nach jeweils einer Schwenkbewegung der Ventilscheibe 24, wobei deren Verbindungskanal einerseits soweit verschwenkt wird, daß zwischen dem Spann- und Rückgas-Kanal 31 und dem Spann- und Rückgas-Kanal 32 die Verbindung unterbrochen wird und andererseits den Spann- und Rückgas-Kanal 32 mit dem Entla stungskanal 33 zur Entlastung des Gefäßes 35 verbindet. Nach die sem Füllvorgang während eines Umlaufs des Füllelements 10 wird das gefüllte Gefäß 35 vom Füllelement 10 abgezogen und in üblicher Wei se aus der Füllmaschine transportiert sowie die Ventilscheibe 24 in die neutrale Ausgangsstellung zurückgeschwenkt.

Bei der in Fig. 4 und 5 gezeigten Abwandlung des Füllelements 10 ist das Gasrohr 39 Bestandteil des Ventilkörpers 17 des Flüssig keitsventils 19. Es ist in den Ventilkörperschaft des Ventilkör pers 17 in ein dafür vorgesehenes Gewinde mit seinem Gewindeansatz 41 eingeschraubt und besitzt in einer Ringnut 53 des Anschlagbundes 49 das Dichtelement, worauf sich der Ventilkörper 17 auf dem Ventil sitz 18 des Flüssigkeitsventiles 19 abstützt, und die in ihm vorhandene lotrechte Bohrung 38 durchsetzt den Ventilkörper 17 über seine ganze Länge. In weiterer Abwandlung ist der Ventilsitz 18 im Unterteil 14 des Füllelementkörpers 15 ausgebildet und das Füllelementgehäuse 13 zur Schaffung eines Gasraumes 54 nach oben verlängert, den eine Abdeckung 55 zur Atmosphäre hin dicht ab schließt. Innerhalb des Gasraumes 54, der über einen Rohrstutzen 56 des Füllelementgehäuses 13 mit dem Spanngasbereich 30 der Flüs sigkeitskammer 11 in Verbindung steht, ist auf dem in den Gasraum 54 verlängerten Endbereich des Ventilkörpers 17 der Spanngasven tilkörper 57 eines üblichen Spanngasventils 58 heb- und senkbar ge lagert, das mit einem am Unterteil angebrachten Entlastungsventil 63 die bisherige Spanngasventilanordnung 22 ersetzt. An den Spann gasventilkörper 57 greift in eine dafür vorgesehene ringförmige Nut 59 eine Gabel 60 an, die am Stößel 20 der in der Abdeckung 55 eingesetzten Betätigungseinrichtung 21 ausgebildet ist. Durch ein Klemmelement 61 in der Abdeckung 55 und eine Durchgangsbohrung 62 im Spanngasventilkörper 57 ist der die Lichtleiter aufweisende Strang 51, der Bestandteil der zur berührungslosen Erfassung der vorbestimmten Füllhöhe mit Licht-Impulsen ausgebildeten Meßeinrich tung 45 ist, in die lotrechte Bohrung 38 des Gasrohres 39 nach un ten geführt, wobei zwischen der Wandung der lotrechten Bohrung 38 und dem Außenumfang des Stranges 51 ein Ringspalt für Spann- und Rückgas-Zu- bzw. Abfuhr eingehalten ist sowie die Fühlfläche 50 des Stranges 51 oberhalb des gefäßseitigen Endes der lotrechten Bohrung 38 angeordnet ist. Ist jedoch bei diesem Füllelement 10 ei ne für Ultraschall-Impulse ausgebildete Meßeinrichtung 45 vorzu sehen, dann ist anstelle des Stranges 51 ein nicht dargestellter hohler Schaft für die vom Klemmelement 61 bis in die lotrechte Boh rung 38 des Gasrohres 39 reichende Strecke vorzusehen. In diesem Fall trägt dann der Schaft an seinem innerhalb der lotrechten Boh rung 38 des Gasrohres 39 stehenden Ende den die Fühlfläche 50 auf weisenden Signalgeber 44, während durch den hohlen Bereich des Schaftes die sonst zum weiteren Teilbereich 46 gelegte Signallei tung b nach außen geführt ist. Schließlich weist das am Unterteil 14 angebrachte übliche Entlastungsventil 63 einen Ventilstößel 64 auf, der von einer am Maschinengestell der Füllmaschine ange brachten Steuerkurve 65 betätigt wird und bei Betätigung einen im Unterteil 14 zur Flüssigkeitsführung 34 geführten Entlastungskanal 66 mit der Atmosphäre verbindet.

Abweichend von der vorstehenden Funktionsbeschreibung für das in Fig. 1 dargestellte Füllelement 10 erfolgt bei der zuvor beschrie benen Füllelementabwandlung gem. Fig. 4, bei der auf die Anpres sung des Gefäßes 35 erfolgenden Unwirksamschaltung der Betätigungs einrichtung 21 das Vorspannen des Gefäßes 35 in der Weise, daß mit tels der am Stößel 20 angebrachten Gabel 60 der Spanngasventilkör per 57 angehoben und somit das Spanngasventil 58 geöffnet wird. Da durch beginnt die Vorspannung des Gefäßes 35 aus dem Spanngasbe reich 30 der Flüssigkeitskammer 11 über den Rohrstutzen 56, das ge öffnete Spanngasventil 58 und die lotrechte Bohrung 38. Bei Druck ausgleich zwischen dem weiterhin angepreßten Gefäß 35 und der Flüs sigkeitskammer 11 bewegt die Öffnerfeder 16 den Ventilkörper 17 nach oben, so daß das Flüssigkeitsventil 19 geöffnet ist und die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitskammer 11 über die freigegebene Flüssigkeitsführung 34 und das Leitorgan 40 in den Durchgang der Gefäßdichtung 36 und darauf über die Innenwandung des Gefäßes 35 in dieses einfließt. Das beim Einfließen der Flüssigkeit in das Ge fäß 35 verdrängte Rückgas entweicht über die lotrechte Bohrung 38 und das Spanngasventil 68 in den Gasraum 54 des Füllelementgehäu ses 13 und von dort über den Rohrstutzen 56 in den Spanngasbereich 30 der Flüssigkeitskammer 11. Dabei werden von der Meßeinrichtung 45 mittels des Signalgebers 44 über dessen Fühlfläche 50 am Strang 51 in vorbestimmten Zeitabständen Licht-Impulse, z. B. Impulse aus unsichtbarem Licht, über die sich unterhalb der Fühlfläche 50 er streckende lotrechte Bohrung 38 des Gasrohres 39 in das Gefäß 35 ausgesendet und vom Signalgeber 44 über dessen Fühlfläche 50 und den Strang 51 die vom Flüssigkeitsspiegel reflektierten Licht-Im pulse empfangen. Die empfangenen Licht-Impulse wandelt der Signal geber 44 in elektrische Signale um, die in den den weiteren Teil bereich 46 der Meßeinrichtung 45 bildenden Lichttaster gelangen.

Bei erfaßter, vorbestimmter Füllhöhe erscheint am Signalausgang des weiteren Teilbereiches 46 ein Signal, das von der Steuerein richtung 52 abgefragt und gegebenenfalls nach weiterer Verarbei tung als Schaltsignal über deren Ausgabesteuerung an die Betäti gungseinrichtung 21 weitergeleitet und diese somit wirksam ge schaltet wird. Sie stellt darauf mittels des Stößels 20 und der daran befestigten Gabel 60 das Spanngasventil 68 und gleichzeitig entgegen der Öffnerfeder 16 auch den Ventilkörper 17 und folglich das Flüssigkeitsventil 19 in die Schließlage zurück. Daran an schließend erfolgt nach Anlauf des Ventilstößels 64 des Entla stungsventils 63 an der Steuerkurve 65 die Entlastung des Gefäßes 35 über den Entlastungskanal 66. Nach diesem Füllvorgang während eines Umlaufs des Füllelements 10 wird nach Ablauf des Ventil stößels 64 von der Steuerkurve 65 das Entlastungsventil 63 ge schlossen und das gefüllte Gefäß 35 vom Füllelement 10 abgezogen und in üblicher Weise aus der Füllmaschine transportiert.

Bei den in den Fig. 1 und 4 gezeigten Füllelementen 10 ist am je weiligen gefäßseitigen Ende des Füllelementkörpers 15 die Gefäß dichtung 36 stationär angeordnet und dieser gegenüberstehend im Tisch der Füllmaschine ein Hubelement 12 zugeordnet. Anstelle des Hubelements 12 und der stationären Gefäßdichtung 36 für jedes Füll element 10 kann in weiterer Abwandlung auch eine gemeinsame übli che, nicht dargestellte ringförmige Abstellplatte für alle Füll elemente 10 dem Tisch zugewiesen und die Gefäßdichtung 36 eines je den Füllelements 10 in das untere Ende einer heb- und senkbar aus gebildeten Hülse 67 aufgenommen sein; vgl. Fig. 6. Diese Hülse 67 ist auf einem konzentrisch zur lotrechten Bohrung 38 des Gasrohres 39 am Unterteil 14 ausgebildeten Stutzen 71 gelagert und darauf mit einer Nutringdichtung 68 abgedichtet. An die Hülse 67 kann un mittelbar ein nicht näher dargestelltes Element 69 angreifen, das zur Gefäßanpressung die Gefäßdichtung 36 aus einer Ausgangsstel lung auf die Mündung des jeweils zu füllenden Gefäßes absenkt und nach Ende des Füllvorgangs in die in Fig. 6 gezeigte Ausgangsstel lung anhebt. Es kann aber auch die Hülse 67 selbst als einfach- oder doppeltwirkender Kolben ausgebildet sein, der mittels pneuma tischer Steuerelemente absenkbar bzw. anhebbar ist. Des weiteren ist im Bereich des Leitorgans 40 des Gasrohres 39 die Flüssigkeits führung 34 in einen dem Stutzen 71 zugeordneten oberen Bereich und einen der Hülse 67 zugeordneten unteren, als ringförmigen Durch gang 70 bezeichneten Bereich unterteilt, so daß in abgesenkter Stellung der Hülse 67 die über die Flüssigkeitsführung 34 bei ge öffnetem Flüssigkeitsventil 19 herangeführte Flüssigkeit über den ringförmigen Durchgang 70 und die Gefäßdichtung 36 sicher an die Innenwand des angepreßten Gefäßes 35 gelangt und das gefäßseitige Ende der lotrechten Bohrung 38 frei von Flüssigkeit bleibt.

Die vorbeschriebene Erfindung ist nicht auf füllrohrlose Füllele mente für die vorerwähnten Gegendruck-Füllmaschinen in Einkammer- Bauweise beschränkt. Vielmehr ist sie für die Füllelemente von Ge gendruck-Füllmaschinen in Mehrkammer-Bauweise ebenso bestimmt, wie für Füllelemente von Füllmaschinen, mit denen bei atmosphärischem Druck oder bei Unterdruck abgefüllt wird.

Bezugszeichenliste 10 Füllelement
11 Flüssigkeitskammer
12 Hubelement
13 Füllelementgehäuse
14 Unterteil
15 Füllelementkörper
16 Öffnerfeder
17 Ventilkörper
18 Ventilsitz
19 Flüssigkeitsventil
20 Stößel
21 Betätigungseinrichtung
22 Spanngasventilanordnung
23 Gehäuse
24 Ventilscheibe
25 Träger
26 Betätigungshebel
27 Steuerelemente
28 Feder
29 Sockelplatte
30 Spanngasbereich
31 Spann- und Rückgas-Kanal
32 Spann- und Rückgas-Kanal
33 Entlastungskanal
34 Flüssigkeitsführung
35 Gefäß
36 Gefäßdichtung
37 Gefäßzentriertulpe
38 lotrechte Bohrung
39 Gasrohr
40 drallerzeugendes Leitorgan
41 Gewindeansatz
42 Erweiterung
43 Fassung
44 Signalgeber
45 Meßeinrichtung
46 weiterer Teilbereich
47 Kanal
48 Füllhöhen-Sollwerteinsteller
49 Anschlagbund
50 Fühlfläche
51 Strang
52 Steuereinrichtung
53 Ringnut
54 Gasraum
55 Abdeckung
56 Rohrstutzen
57 Spanngasventilkörper
58 Spanngasventil
59 Nut
60 Gabel
61 Klemmelement
62 Durchgangsbohrung
63 Entlastungsventil
64 Ventilstößel
65 Steuerkurve
66 Entlastungskanal
67 Hülse
68 Nutringdichtung
69 Element
70 ringförmiger Durchgang
71 Stutzen
a Signalleitung
b Signalleitung

Claims

Füllrohrloses Füllelement für Füllmaschinen zum Abfüllen von stillen oder kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten in Flaschen, Dosen oder dgl. Gefäße, mit einem die vorbestimmte Füllhöhe im zu füllenden Gefäß erfassenden Signalgeber, der einer koaxial zur Gefäßdichtung des Füllelements angeordneten, gegen Flüssig keitszutritt aus der Flüssigkeitsführung des Füllelements ge schützten lotrechten Bohrung zugeordnet und Bestandteil einer Meßeinrichtung ist, die bei Erfassung der vorbestimmten Füll höhe ein das Steuern des Flüssigkeitsventiles in die Schließla ge auslösendes Signal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (45) zur berührungslosen Erfassung der vorbe stimmten Füllhöhe mittels auf den Flüssigkeitsspiegel geführ ter und von diesem reflektierter Impulse ausgebildet ist und der Signalgeber (44) der lotrechten Bohrung (38) oberhalb de ren gefäßseitigem Ende zugeordnet ist, wobei über die lotrech te Bohrung (38) sowohl der Signalgeber (44) auf die vorbestimm te Füllhöhe anspricht als auch die Gaszufuhr in das angepreßte Gefäß (35) und/oder die Gasabfuhr aus dem angepreßten Gefäß (35) vorgenommen wird.
2. Füllrohrloses Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Meßeinrichtung (45) zur berührungslosen Erfassung der vorbestimmten Füllhöhe mit Ultraschall-Impulsen ausgebil det ist.
3. Füllrohrloses Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Meßeinrichtung (45) zur berührungslosen Erfassung der vorbestimmten Füllhöhe mit Licht-Impulsen ausgebildet ist.
4. Füllrohrloses Füllelement nach Anspruch 1 und 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (45) aus einem Licht taster besteht, der einen einen Lichtleiter zum Senden der Licht-Impulse und einen Lichtleiter zum Empfangen der re flektierten Licht-Impulse aufweisenden Signalgeber (44) be sitzt, und daß die beiden Lichtleiter zu einem flexiblen, im wesentlichen kreisrunden Strang (51) geformt sind, der mit sei ner Fühlfläche (50) entweder unter Einhaltung eines Ring spaltes innerhalb der lotrechten Bohrung (38) angeordnet oder der lotrechten Bohrung (38) oberhalb derselben zugeordnet ist.
5. Füllrohrloses Füllelement nach einem oder mehreren der Ansprü che 1 bis 4, mit einem in der Flüssigkeitsführung des Füllele ments fest angeordneten, mit lotrechter Bohrung versehenen Fortsatz, der an seinem gefäßseitigen Endbereich ein Leitorgan zum Schutz der lotrechten Bohrung gegen Flüssigkeitszutritt aus der Flüssigkeitsführung aufweist, wobei ein Spann- und Rückgas-Kanal der lotrechten Bohrung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz als Gasrohr (39) ausgebildet ist, dessen lichter Durchgang die lotrechte Bohrung (38) bil det und daß das Gasrohr (39) an seinem gefäßseitigen Endbe reich ein drallerzeugendes Leitorgan (40) besitzt, das an die Flüssigkeitsführung (34) angepaßt ist und an seinem oberen, dem gefäßseitigen Ende gegenüberstehenden Ende mit einem Gewin deansatz (41) zum Einschrauben in das Unterteil (14) des Füll elements (10) versehen ist und daß im Unterteil (14) anschlie ßend an das Gewinde zur Aufnahme des Gewindeansatzes (41) eine Erweiterung (42) vorgesehen ist, in die der im Unterteil (14) verlaufende Spann- und Rückgas-Kanal (32) und die lotrechte Bohrung (38) einmünden, und daß die Erweiterung (42) in eine koaxial zur lotrechten Bohrung (38) verlaufende Fassung (43) übergeht, in die der Signalgeber (44) mit wirksamer Fühlfläche (50) zur lotrechten Bohrung (38) weisend dicht eingesetzt ist.
6. Füllrohrloses Füllelement nach einem oder mehreren der Ansprü che 1 bis 4, mit einem höhenbeweglichen Ventilkörper für das in einem Füllelementkörper des Füllelements angeordnete Flüs sigkeitsventil und mit einer oberen Abdeckung für den Füllele mentkörper, wobei der Ventilkörper an seinem oberen Endbereich ein Spanngasventil, an seinem unteren Endbereich einen die Flüssigkeitsführung durchsetzenden, als Leitorgan wirkenden Fortsatz besitzt und die lotrechte Bohrung den Fortsatz und den Ventilkörper durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz als Gasrohr (39) ausgebildet ist, dessen lichter Durchgang die lotrechte Bohrung (38) bildet und daß das Gas rohr (39) an seinem gefäßseitigen Endbereich ein drallerzeu gendes Leitorgan (40) besitzt, das an die Flüssigkeitsführung (34) angepaßt ist und daß der Signalgeber (44) oberhalb des ge fäßseitigen Endes der lotrechten Bohrung (38) unter Einhaltung eines Ringspaltes in der lotrechten Bohrung (38) angeordnet ist.
7. Füllrohrloses Füllelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß das Gasrohr (39) und der Ventilkörperschaft des Ven tilkörpers (17) durch eine Gewindeverbindung miteinander ver bunden sind, wobei das Gasrohr (39) an seinem oberen Ende mit einem sich an einen Anschlagbund (49) nach oben anschließenden Gewindeansatz (41) zum Einschrauben in den Ventilkörperschaft des Ventilkörpers (17) versehen ist und daß in einer Ringnut (53) des Anschlagbundes (49) das dem Ventilkörper (17) zuge ordnete zur Abstützung desselben auf dem Ventilsitz (18) be stimmte Dichtelement des Flüssigkeitsventils (19) aufgenom men ist.
8. Füllrohrloses Füllelement nach einem oder mehreren der Ansprü che 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (44) am unteren Ende eines Schaftes befestigt ist, der von außen her durch ein mit Dichtung versehenes Klemmelement (61) der oberen Abdeckung (55) und eine Durchgangsbohrung (62) des Spanngasventilkörpers (57) in die lotrechte Bohrung (38) des
9. Füllrohrloses Füllelement nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schaft durch den aus den Lichtleitern be stehenden, dem Signalgeber (44) des Lichttasters der Meßein richtung (45) zugeordneten Strang (51) gebildet ist.
10. Füllelement nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der untere mit dem drallerzeugenden Leitorgan (40) des Gasrohres (39) zusammenwirkende Endbereich der Flüs sigkeitsführung (34) des Füllelements (10) in Form eines ring förmigen Durchgangs (70) einer heb- und senkbaren die Gefäß dichtung (36) am gefäßseitigen Ende aufnehmenden Hülse (67) zu geordnet und innerhalb dieser mittels einer Nutringdichtung (68) zur Atmosphäre hin abgedichtet ist.