EP0634357A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung der Füllmenge beim Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung der Füllmenge beim Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen Download PDF

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EP0634357A2
EP0634357A2 EP94110866A EP94110866A EP0634357A2 EP 0634357 A2 EP0634357 A2 EP 0634357A2 EP 94110866 A EP94110866 A EP 94110866A EP 94110866 A EP94110866 A EP 94110866A EP 0634357 A2 EP0634357 A2 EP 0634357A2
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EP
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filling
bottles
height
pneumatic cylinder
bottle
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    • B67C2003/2668—Means for adapting the filling head to various sizes of containers

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for influencing the filling quantity when filling liquids in bottles, in particular CO2-containing liquids in the counterpressure method.
  • a mechanical adjustment is known from a container filling element with a liftable return air pipe (DE 28 08 345).
  • This container filling element for gaseous liquids has a vertically movable return air tube which is mounted in the filling element and which can be brought into an upper position by means of a lifting drive and for filling up to a lower position which is immersed in the container to the level of the maximum filling level.
  • the lifting drive has a pinion which is rotatably mounted in the filler organ housing and meshes on a rack toothing of the return air tube and which is arranged in a return air space of the filler element, in which the upper end of the return air tube also lies.
  • a disadvantage here is the entire mechanical structure, which must be operated for each individual filling element in order to carry out the function with each container change, that is to say the lifting of the return air pipe in order to be able to attach a container to the filling element and the lowering of the filling element to complete the filling process to end with the appropriate fill level.
  • a method and an arrangement for adjusting the filling height in bottles when filling on height filling machines with several filling elements
  • the components of the filling elements required for the filling height adjustment are height adjustable by a common adjustment device.
  • the setting device is indirectly controlled by signals or by data which are determined by a data processing device by processing parameters. Such parameters are, for example, the reference temperature of the bottles, the filling temperature of the liquid and the like. The like.
  • the adjustment device consists of an adjustment of the upper part of the filling machine.
  • the height is adjusted by a stepper motor, which is controlled by the data processing device.
  • the disadvantage of this fill level adjustment is the great electrical and, in addition, the mechanical complexity of the method and the arrangement.
  • the filling valves each have a liquid valve which can be closed accordingly by an electronic control pulse emanating from a filling level measuring probe, the supply voltage for the filling valve electronics being supplied via a common transmission element. Signals are generated based on existing global parameters for the product or the bottles to be filled, and then, depending on the internally measured fill level, the closing time is corrected simultaneously in the form of a time delay or time certificate.
  • An electronic filling valve is a requirement for this switching method.
  • a continuously operating rotary filling machine (EP 0 179 975) is known for this purpose, in which pneumatic bottle lifters are provided and the filling taps are equipped with two-part, telescopic filling bells.
  • the upward coaxial movement of the lower centering and sealing element is limited to a minimum force so as not to damage the containers to be filled.
  • this force is not sufficient to create the required tightness at a filling opening of the container in order to initiate the filling process.
  • the tightness with the filling bell is then optimized by introducing liquid into a chamber which is enclosed between the upper fixed element and the movable lower element, thus increasing the counterforce at the filling opening of the container.
  • the containers to be filled consist of bottles with a neck collar
  • a device U 87 09 382 for centering bottles and the like.
  • the incoming bottles are countered by a gripper device that can be placed under the neck collar Filling and wear machine to move.
  • the gripper device has a fork-shaped centering opening for the bottle neck and, in addition to this, a gripper-free holding surface which counteracts the centrifugal force of the bottles.
  • the invention has for its object to adjust a level of the filling level of a CO2-containing liquid in bottles to be filled when filling in a bottle filling machine to ensure a constant nominal amount.
  • the main advantage of the solution according to the invention is that a central change in the filling level of all bottles to be filled is achieved by the method according to the invention and the associated devices, and the filling quantities in the bottles can also be changed by the changed filling level.
  • the filling quantity in the bottles can be adjusted so that it corresponds to the nominal filling quantity. Deviations from the nominal filling quantity caused by e.g. B. temperature fluctuations of the contents and or arise from foam formation, can be compensated. All that is necessary is to change the height position of the return path of the return gas escaping from the bottle centrally. This change is achieved in the invention in that the bottles to be filled are positioned differently in relation to the return gas opening.
  • the invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
  • the exemplary embodiment relates to a filling of liquids in PET bottles.
  • a bottle is placed on each filling element.
  • the bottles in the example are plastic bottles, for example PET bottles, which have a neck collar on the bottle neck.
  • the bottle is first centered and then on a vertically movable circular sealing element with a seal from below created.
  • the bottle is moved vertically by a lifting device up to a height position set at this.
  • only the sealing element lies on the bottle mouthpiece with its own weight or loaded by a slightly prestressed spring, ie the contact pressure of the sealing element is very low.
  • the bottle is evacuated if necessary, but the sealing element must be locked, and then biased.
  • the bottle sucks on the sealing element.
  • the differential pressure created by the circular surface of the sealing element acts and seals the bottle sufficiently. If the pressure in the bottle is equal to the pressure above the liquid in the filling tank, the liquid valve opens and the bottle is filled.
  • the prestressing gas in the bottle escapes into the filling tank through a return gas opening in the return gas pipe.
  • the filling process is ended when the liquid level closes the return gas opening of a return gas pipe. No more return gas can escape from the bottle through the return gas pipe into the filling tank and the filling process is ended by closing the liquid outlet.
  • the pressure is influenced by the size of the differential pressure area between the piston and the bottle mouth.
  • the bottle is then relieved and discharged.
  • the filling level of the liquid in the bottle determines the filling quantity.
  • the filling level is determined by the height position of the return flow path of the return gas escaping from the bottle in relation to the bottle. This height position is adjusted and the filling level and the filling quantity are thereby influenced.
  • the height position is adjusted by a stroke adjustment and limitation of the bottle with respect to the height position of the return flow path.
  • the associated device for influencing the filling quantity when filling liquids in bottles, in particular CO2-containing liquids in the counter-pressure process consists of a filling machine with a filling tank, preferably an annular channel 1, on which filling elements are arranged.
  • the liquid 2 to be filled is located in the annular channel 1 and above it in a clamping gas chamber 3 is the clamping gas, which is under a pressure of, for example, 3 to 6 bar.
  • the filling elements arranged on the ring channel 1 have a filling organ housing 4 with a liquid outlet 5 and a liquid valve 6.
  • a return gas pipe 7 which has a return gas opening 8 at the bottom and which communicates with the upper end with the clamping gas chamber 3 and in its upper region is provided with a shut-off valve 9.
  • a conical liquid guide body 10 which is adapted to the shape of the liquid outlet 5.
  • the gas line 11 opens from the biasing valve 12 and relief valve 13 arranged in the filling organ housing 4.
  • the gas line 11 opens above a sealing element which consists of an annular piston 14 with a seal 15 and a sealing lip 16 sealing the bottle.
  • the piston 14 is arranged in the filling organ housing 4 so as to be vertically movable and, with its upper annular surface, generates a differential pressure depending on the pressure in the liquid outlet 5, which acts on the bottle mouth of a supplied and applied bottle and seals it against the attachment lip 16.
  • the bottles are fed to the filling machine via known devices.
  • the bottles are fed to the filling element by lifting by a lifting element, which for PET bottles consists of a fork 17.
  • the fork 17 reaches under the neck collar of the bottle and leads it to the sealing element on the filling element.
  • the fork 17 is arranged on a pneumatic cylinder 18 which is fastened on a piston rod 19 in a manner fixed against relative rotation and height (hanging pressure cylinder).
  • the piston rod 19 is fixed on a connecting ring 20 and includes a line 21 with an opening for the supply of compressed air.
  • the vertical movement of the pneumatic cylinder 18 takes place upwards through compressed air up to an adjustable stop and downwards through a roller 22 with a control cam 23 arranged on the pneumatic cylinder 18.
  • the piston rod 19 is still mounted in a holder 24 on its upper part.
  • the connecting ring 20 and the holder 24 are part of the carousel of the filling machine.
  • the adjustable stop consists of an adjusting element 25, which is designed to be rotationally symmetrical and has a toothing on its circumference into which a toothed ring 27 which adjusts all the stops engages.
  • the vertical movement of the pneumatic cylinder 18 upwards can, however, also be effected by the roller 22.
  • the roller 22 is guided on the control cam 23, which, however, is designed to be continuous and height-adjustable in this mode of operation.
  • the control curve 23 limits the pneumatic cylinder 18 moved upwards in its height position and at the same time moves the pneumatic cylinder 18 with the fork 17 downwards to remove the filled bottles.
  • the device works as follows:
  • the working cycles when filling liquids in bottles, in the example a CO2-containing liquid in PET bottles, are basically the same as known processes.
  • the evacuation, prestressing, filling and unloading is carried out as in known filling machines.
  • the feeding of the bottles to the filling elements, the sealing and the control of the filling process is changed.
  • an empty bottle is gripped by the fork 17 of the lifting member under the neck collar and moved upward.
  • the movement takes place in that the pneumatic cylinder 18 is pressurized with compressed air via the compressed air line 21 and the control cam 23 releases the roller 22.
  • the bottle moves in its height movement through a centering opening and lies against the attachment lip 16.
  • the piston 14 of the sealing element which is vertically movable in the filling organ housing 4, is in its lowermost position and is guided with the bottle upwards.
  • the sealing lip 16 is loosely loaded by the weight of the sealing element or by a slightly preloaded spring on the bottle mouth.
  • tensioning gas is passed through the gas line 11 into the liquid outlet 5 and into the bottle.
  • the differential area of the annular piston 14 and the inside diameter of the bottle mouth create a differential pressure, by means of which the piston 14 of the sealing element is pressed down. Increased by the pressure on the lip 16, the bottle is thus centered and sealed.
  • the filling takes place, which is also ended in a known manner by closing the return gas opening 8 by the rising liquid.
  • the completion of the filling process is controlled by the invention in that the height position of the bottle to the return gas opening 8 in the return gas pipe 7 can be adjusted centrally.
  • the adjustment is made by a stop on the lifting element.
  • the stroke of the fork 17 is limited by the stop, and thus the height position of the bottle to the return gas opening 8 of the return gas pipe 7, which is immobile after the closing of the liquid valve 6.
  • the stop is centrally adjustable.
  • the adjustment is carried out by changing the height of the adjusting element 25.
  • the adjusting element 25 is rotated by the ring gear 28 and its height is changed by the fine thread on the piston rod 19.
  • the adjusting element 25 Since the fine thread is self-locking, the adjusting element 25 remains in its set height. The bottle can only be inserted into the filling element through the fork 17 up to the fixed height position.
  • control cam 23 which is height-adjustable and continuous for this purpose, effects an upward stroke limitation by the roller 22. Since the roller 22 is attached to the pneumatic cylinder, it limits the stroke of the fork 17 and thus the height position of the bottle.
  • the stop that limits the height of the pneumatic cylinder 18 was adjustable in height. But it is also possible to fix the height of the stop firmly and thus limit the pneumatic cylinder 18 in its vertical movement.
  • the change in the height position of the return flow path of the return gas escaping from the bottles takes place here by the height adjustment of the filling kettle with the filling elements.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Abstract

Die Füllmengen werden durch Beendigung des Füllvorganges in der Form bestimmt, daß durch die Füllhöhe der Flüssigkeit in den Flaschen der Gasrückfluß aus den Flaschen durch das Rückgasrohr (7) unterbrochen und das Flüssigkeitsventil (6) geschlossen wird, wobei das Rückgasrohr (7) dabei im Füllorgan in seiner Höhe unverstellbar fixiert ist. Dabei wird die Höhenposition des Rückflußweges des aus der Flasche entweichenden Rückgases in Bezug auf die Flaschen verstellt sowie die Abdichtung der Flaschen an den Füllorganen in ihrer Höhe verschoben und damit die Füllmenge in den Flaschen beeinflußt. Vorrichtungsgemäß ist an jedem Huborgan (18) ein den Hub begrenzender Anschlag (25) angeordnet und die Abdichteinrichtung weist ein im Ventilgehäuse höhenbewegliches Abdichtelement (14) auf. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Füllmenge beim Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen, insbesondere CO₂-haltigen Flüssigkeiten im Gegendruckverfahren entsprechend den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 4.
  • Allgemein ist es bekannt, Füllhöhenunterschiede bei einzelnen Füllorganen durch Höhenverstellung des Rückluftrohres bzw. bei einer gemeinsamen Verstellung durch eine Verschiebung des Zeitpunktes des Schließens der Flüssigkeitsventile zu korrigieren.
  • Eine mechanische Verstellung ist durch ein Behälterfüllorgan mit hebbaren Rückluftrohr (DE 28 08 345) bekannt. Dieses Behälterfüllorgan für gashaltige Flüssigkeiten besitzt ein höhenbewegliches, im Füllorgan gelagertes Rückluftrohr, das mittels eines Hubantriebes zum Behälterwechsel in einen obere und zum Füllen bis auf eine die Höhe des maximalen Füllpegels in den Behälter eintauchende untere Stellung bringbar ist. Der Hubantrieb weist dabei ein im Füllorgangehäuse drehbar gelagertes und auf einer Zahnstangenverzahnung des Rückluftrohres kämmendes Ritzel auf, welches in einem Rückluftraum des Füllorgans angeordnet ist, in dem auch das obere Ende des Rückluftrohres liegt.
    Nachteilig wirkt sich hierbei der gesamte mechanische Aufbau aus, der für jedes einzelne Füllorgan betrieben werden muß, um die Funktion bei jedem Behälterwechsel durchzuführen, d.h. das Heben des Rückluftrohres um einen Behälter an das Füllorgan anbringen zu können und das Absenkens des Füllorgans, um den Füllvorgang mit entsprechendem Füllpegel zu beenden.
  • Bekannt ist auch ein Verfahren und eine Anordnung (DE 30 48 257) zum Einstellen der Füllhöhe in Flaschen beim Abfüllen auf Höhenfüllmaschinen mit mehreren Füllelementen, wobei die für die Füllhöheneinstellung erforderlichen Bestandteile der Füllelemente durch eine gemeinsame Einstelleinrichtung höheneinstellbar sind. Dabei wird die Einstelleinrichtung durch Signale oder durch Daten indirekt gesteuert, die von einem datenverarbeitenden Gerät durch Verarbeitung von Parametern ermittelt werden. Derartige Parameter sind z.B. die Bezugstemperatur der Flaschen, die Abfülltemperatur der Flüssigkeit u. dergl. Die Einstelleinrichtung besteht aus einer Verstellung des Oberteiles der Füllmaschine. Die Höhenverstellung erfolgt durch einen Schrittmotor, der mittels des datenverarbeitenden Gerätes gesteuert wird.
    Der Nachteil dieser Füllhöheneinstellung ist der große elektrische und zusätzlich der mechanische Aufwand des Verfahrens und der Anordnung.
  • Gemindert wird dieser Nachteil durch ein Verfahren mit Schaltung (DD 279 232) zur Niveaubeeinflussung beim Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen, wobei der Abfüllvorgang in Abhängigkeit von einen intern gemessenen Füllstand in den Flaschen beendet wird. Dazu besitzen die Füllventile je ein Flüssigkeitsventil, welches entsprechend von einem von einer Füllstandsmeßsonde ausgehenden elektronischen Steuerimpuls verschließbar ist, wobei die Versorgungsspannung für die Füllventilelektronik über ein gemeinsames Übertragungselement zugeführt wird. Nach vorhandenen globalen Parametern beim Füllgut bzw. bei den zu füllenden Flaschen werden Signale gebildet und danach in Abhängigkeit vom intern gemessenen Füllstand der Schließzeitpunkt in Form einer Zeitverzögerung bzw. Zeitbeschleinigung alle Füllventile gleichzeitig korrigiert.
    Bei diesem Verfahren mit Schaltung ist ein elektronisches Füllventil Bedingung.
  • Um eine Flasche durch eine Füllmaschine mit Flüssigkeit füllen zu können, ist es notwendig die Flasche an ein Füllorgan anzulegen. Dabei ist es üblich, um die Flaschen beim Zentrieren und Abdichten an ein Füllorgan nicht zu beschädigen, die Anpreßkraft zu begrenzen, indem nur die Kraft einer Differenzfläche genutzt wird.
  • Bekannt ist dazu eine hontinuierlich arbeitende Rotationsfüllmaschine (EP 0 179 975), bei der pneumatische Flaschenheber vorgesehen sind und die Abfüllhähne mit zweiteiligen, teleskopartig ausgebildeten Füllglocken ausgestattet sind. Dabei wird in einer ersten Stufe die koaxiale Bewegung des unteren Zentrier- und Dichtelementes nach oben auf eine minimale Kraft begrenzt, um die zu füllenden Behälter nicht zu beschädigen. Diese Kraft reicht jedoch nicht aus, um an einer Einfüllöffnung des Behälters die erforderliche Dichtheit zu schaffen, um den Abfüllvorgang einzuleiten. In einer zweiten Stufe wird die Dichtheit mit der Abfüllglocke dann derart optimiert, indem Flüssigkeit in eine Kammer eingeleitet wird, die zwischen dem oberen festen Element und dem beweglichen unteren Element eingeschlossen ist, womit die Gegenkraft an der Einfüllöffnung des Behälters erhöht wird.
  • Bestehen die zu füllenden Behälter aus Flaschen mit einem Halskragen ist es durch eine Vorrichtung (U 87 09 382) zum Zentrieren von Flaschen und dergl. insbesondere in einer rotierenden Füll- und Verschließmaschine bekannt, die einlaufenden Flaschen von einer unter den Halskragen anlegbaren Greifervorrichtung gegen die Füll- und Verschleißmaschine zu bewegen. Die Greifervorrichtung weist dabei eine gabelförmige Zentrieröffnung für den Flaschenhals und neben dieser eine der Fliehkraft der Flaschen entgegenwirkende greiferlose Haltefläche auf.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Höhe des Füllniveaus einer CO₂-haltigen Flüssigkeit in zu füllenden Flaschen bei der Abfüllung in einer Flaschenfüllmaschine zur Gewährleistung einer gleichbleibenden Nennfüllmenge zentral einzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den in den Kennzeichen des Anspruches 1 und des Anspruches 5 angegebenen Merkmalen gelöst. Weitere günstige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in der Hauptsache darin, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen eine zentrale Veränderung des Füllniveaus aller zu füllenden Flaschen erreicht wird und durch das veränderte Füllniveau die Füllmengen in den Flaschen ebenfalls verändert werden können. Je nach der Steuerung der Füllhöhe kann die Füllmenge in den Flaschen so eingestellt werden, daß sie der Nennfüllmenge entspricht. Abweichungen von der Nennfüllmenge, die durch z. B. Temperaturschwankungen des Füllgutes und oder durch eine Schaumbildung entstehen, Können ausgeglichen werden. Dazu ist es lediglich notwendig, die Höhenposition des Rückflußweges des aus der Flasche entweichenden Rückgases zentral zu verändern. Diese Veränderung wird bei der Erfindung erreicht, indem die zu füllenden Flaschen in ihrer Höhe zur Rückgasöffnung unterschiedlich positioniert werden. Diese Position der Flaschen zur Rückgasöffnung erfolgt nicht wie bekannt durch einzelne Ventilverstellungen oder durch elektronische Mittel, sondern durch einen Anschlag an jedem Füllorgan, der zentral zu verstellen ist. Die Vorrichtungen zur Realisierung des Verfahrens zeichnen sich demgemäß durch sehr einfache Mittel aus.
  • Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Abfüllung von Flüssigkeiten in PET-Flaschen.
  • Die zugehörige Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Axialschnitt.
  • Bei dem Verfahren zur Beeinflussung der Füllmenge beim Abfüllen von CO₂ -haltigen Flüssigkeiten in Flaschen im Gegendruckverfahren wird an jedes Füllorgan eine Flasche angelegt. Bei den Flaschen im Beispiel handelt es sich um Kunststofflaschen z.B. PET-Flaschen, die am Flaschenhals einen Halskragen aufweisen. Beim Anlegen wird die Flasche erst zentriert und dann an ein höhenbewegliches kreisringförmiges Abdichtelement mit Dichtung von unten angelegt. Die Höhenbewegung der Flasche erfolgt durch ein Huborgan bis zu einer an diesem eingestellten Höhenposition. Dabei liegt auf dem Flaschenmundstück lediglich das Abdichtelement mit seinem Eigengewicht oder durch eine leicht vorgespannte Feder belastet auf, d.h. der Auflagedruck des Abdichtelementes ist sehr gering. Sodann wird die Flasche gegebenenfalls evakuiert, wobei jedoch dabei das Abdichtelement arretiert sein muß, und anschließend vorgespannt. Beim Evakuieren saugt sich die Flasche an dem Abdichtelement fest. Beim Vorspannen wirkt der durch die Kreisringfläche des Abdichtelementes entstehende Differenzdruck und dichtet die Flasche ausreichend ab. Ist der Druck in der Flasche gleich dem Druck oberhalb der Flüssigkeit im Füllkessel, öffnet das Flüssigkeitsventil und die Flasche wird gefüllt. Beim Füllen entweicht das sich in der Flasche befindliche Vorspanngas über eine Rückgasöffnung im Rückgasrohr in den Füllkessel. Der Füllvorgang wird beendet, wenn der Flüssigkeitsspiegel die Rückgasöffnung eines Rückgasrohres verschließt. Es kann kein Rückgas mehr aus der Flasche durch das Rückgasrohr in den Füllkessel entweichen und der Füllvorgang wird durch Schließen des Flüssigkeitsauslaufes beendet. Dabei steigt noch etwas Flüssigkeit im Rückluftrohr nach oben. Nunmehr wird die Flasche abgesenkt, die Rückgasöffnung wird frei und die sich im Rückluftrohr befindliche Flüssigkeit wird durch den nunmehr geringeren Druck in der Flasche herausgedrückt. Der Druck wird beeinflußt durch die Größe der Differenzdruckfläche zwischen Kolben und Flaschenmündung. Anschließend wird die Flasche entlastet und abgeführt. Die Füllhöhe der Flüssigkeit in der Flasche bestimmt die Füllmenge. Die Füllhöhe wird bestimmt durch die Höhenposition des Rückflußweges des aus der Flasche entweichenden Rückgases in Bezug auf die Flasche. Diese Höhenposition wird verstellt und dadurch die Füllhöhe und die Füllmenge beeinflußt. Die Verstellung der Höhenposition erfolgt durch eine Hubverstellung und -begrenzung der Flasche bezüglich der Höhenposition des Rückflußweges. Da die Flasche bei dieser Füllhöhenbeeinflussung in unterschiedlichen Höhen am Füllorgan anliegt, muß gleichzeitig das Zentrieren und Abdichten gewährleistet sein. Diese Verfahrensschritte erfolgen ebenfalls in unterschiedlichen Höhenpositionen durch ein höhenbewegliches Abdichtelement mittels Differenzdruck.
  • Die zugehörige Vorrichtung zur Beeinflussung der Füllmenge beim Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen, insbesondere CO₂-haltigen Flüssigkeiten im Gegendruckverfahren besteht aus einer Füllmaschine mit Füllkessel, vorzugsweise einen Ringkanal 1, an dem Füllorgane angeordnet sind. Im Ringkanal 1 befindet sich die abzufüllende Flüssigkeit 2 und oberhalb dieser in einem Spanngasraum 3 das Spanngas, welches unter einem Druck von beispielsweise 3 bis 6 bar steht. Die am Ringkanal 1 angeordneten Füllorgane besitzen ein Füllorgangehäuse 4 mit Flüssigkeitsauslauf 5 und Flüssigkeitsventil 6. Mittig im Füllorgangehäuse 4 ist ein Rückgasrohr 7 vorgesehen, das nach unten eine Rückgasöffnung 8 besitzt und das mit seinem oberen Ende mit dem Spanngasraum 3 kommuniziert sowie in seinem oberen Bereich mit einem Absperrventil 9 versehen ist. Am Rückgasrohr 7 befindet sich fest mit diesem verbunden das Flüssigkeitsventil 6, welches mit seinem Sitz das Rückgasrohr 7 nach unten in seiner Höhenposition fixiert. Weiterhin befindet sich am Rückgasrohr 7 konzentrisch ein kegeliger Flüssigkeitsleitkörper 10, der dem Flüssigkeitsauslauf 5 in seiner Kontur angepaßt ist. In diesen Flüssigkeitsauslauf 5 mündet die Gasleitung 11 von dem im Füllorgangehäuse 4 angeordneten Vorspannventil 12 und Entlastungsventil 13. Die Gasleitung 11 mündet oberhalb eines Abdichtelementes, das aus einem kreisringförmigen Kolben 14 mit Dichtung 15 und einer die Flasche abdichtenden Ansetzlippe 16 besteht. Der Kolben 14 ist im Füllorgangehäuse 4 höhenbeweglich angeordnet und erzeugt mit seiner oberen kreisringförmigen Fläche je nach Druck im Flüssigkeitsauslauf 5 einen Differenzdruck, der auf die Flaschenmündung einer zugeführten und angelegten Flasche wirkt und diese gegenüber der Ansetzlippe 16 abdichtet. Die Zuführung der Flaschen zur Füllmaschine erfolgt über bekannte Einrichtungen. Dem Füllorgan werden die Flaschen durch Anheben durch ein Hubelement zugeführt, welches bei PET-Flaschen aus einer Gabel 17 besteht. Die Gabel 17 greift unter den Halskragen der Flasche und führt diese dem Abdichtelement am Füllorgan zu. Die Gabel 17 ist an einem Pneumatikzylinder 18 angeordnet, der verdrehfest und höhenbeweglich auf einer Kolbenstange 19 befestigt ist (hängender Anpreßzylinder). Die Kolbenstange 19 befindet sich fest auf einem Verbindungsring 20 und beinhaltet eine Leitung 21 mit Öffnung für die Druckluftzufuhr. Die Höhenbewegung des Pneumatikzylinder 18 erfolgt nach oben durch Druckluft bis zu einem verstellbaren Anschlag und nach unten durch eine am Pneumatikzylinder 18 angeordneten Rolle 22 mit Steuerkurve 23. Die Kolbenstange 19 ist an ihrem oberen Teil noch in einer Halterung 24 gelagert. Der Verbindungsring 20 und die Halterung 24 sind Teil des Karussels der Füllmaschine. Der verstellbare Anschlag besteht aus einem Verstellelement 25, das rotationssymetrisch ausgebildet ist und an seinem Umfang eine Verzahnung aufweist, in die ein alle Anschläge verstellender Zahnkranz 27 eingreift. Es befindet sich zwischen Halterung 24 und einem elastischem Element 26 oberhalb des Pneumatikzylinders 18 und ist auf einem Feingewinde der Kolbenstange 19 angeordnet und in seiner Höhe verstellbar. Die Höhenbewegung des Pneumatikzylinders 18 nach oben kann aber auch durch die Rolle 22 erwirkt werden. Dazu wird die Rolle 22 an der Steuerkurve 23 geführt, die bei dieser Wirkungsweise jedoch durchgängig und höhenverstellbar ausgebildet ist. Die Steuerkurve 23 begrenzt den pneumatisch nach oben bewegten Pneumatikzylinder 18 in seiner Höhenposition und bewegt gleichzeitig den Pneumatikzylinder 18 mit Gabel 17 nach unten zum Abzug der gefüllten Flaschen.
    • Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:
  • Die Arbeitszyklen beim Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen, im Beispiel eine CO₂-haltige Flüssigkeit in PET-Flaschen, sind vom Prinzip her zu bekannten Vorgängen gleich. Das Evakuieren, Vorspannen, Füllen und Entlasten erfolgt wie bei bekannten Füllmaschinen. Die Zuführung der Flaschen zu den Füllorganen, das Abdichten und die Steuerung des Füllprozesses ist jedoch verändert. Bei der Zuführung wird eine leere Flasche von der Gabel 17 des Huborgans unter den Halskragen erfaßt und nach oben bewegt. Die Bewegung erfolgt, indem der Pneumatikzylinder 18 über die Druckluftleitung 21 mit Druckluft beaufschlagt wird und die Steuerkurve 23 die Rolle 22 frei gibt. Die Flasche bewegt sich in ihrer Höhenbewegung durch eine Zentrieröffnung und legt sich an die Ansetzlippe 16 an. Der im Füllorgangehäuse 4 höhenbewegliche Kolben 14 des Abdichtelementes befindet sich in seiner untersten Stellung und wird mit der Flasche nach oben geführt. Die Abdichtlippe 16 liegt lose durch das Eigengewicht des Abdichtelementes oder durch eine leicht vorgespannte Feder belastet auf der Flaschenmündung. Beim Evakuieren ist der Kolben 14 arretiert und die Abdichtlippe 16 saugt sich fest und dichtet so die Flasche ab. Beim Vorspannen wird Spanngas durch die Gasleitung 11 in den Flüssigkeitsauslauf 5 und in die Flasche geleitet. Durch die Differenzfläche des kreisringförmigen Kolbens 14 und den Innendurchmesser der Flaschenmündung entsteht ein Differenzdruck, durch den der Kolben 14 des Abdichtelementes nach unten gedrückt wird. Verstärkt noch durch den Druck auf die Ansetzlippe 16 ist somit die Flasche zentriert und abgedichtet. Nach dem öffnen des Flüssigkeitsventiles 6 in bekannter Weise erfolgt das Füllen, was ebenfalls in bekannter Weise durch Verschließen der Rückgasöffnung 8 durch die aufsteigende Flüssigkeit beendet wird. Das Beenden des Füllvorganges wird durch die Erfindung gesteuert, indem die Höhenposition der Flasche zur Rückgasöffnung 8 im Rückgasrohr 7 zentral verstellt werden kann. Die Verstellung erfolgt durch einen Anschlag am Huborgan. Durch den Anschlag wird der Hub der Gabel 17 nach oben begrenzt und damit die Höhenposition der Flasche zu der Rückgasöffnung 8 des nach dem Schließen des Flüssigkeitsventiles 6 höhenunbeweglichen Rückgasrohres 7 festgelegt. Der Anschlag ist zentral verstellbar. Die Verstellung erfolgt, indem das Verstellelement 25 in seiner Höhe verändert wird. Das Verstellelement 25 wird durch den Zahnkranz 28 verdreht und durch das Feingewinde auf der Kolbenstange 19 in seiner Höhe verändert.
  • Da das Feingewinde eine Selbsthemmung aufweist, verbleibt das Verstellelement 25 in seiner eingestellten Höhe. Die Flasche kann durch die Gabel 17 nur bis zu der festgelegten Höhenposition in das Füllorgan eingeführt werden.
  • Eine andere Verstellmöglichkeit besteht darin, daß die Steuerkurve 23, die hierzu höhenverstellbar und durchgängig ausgebildet ist, eine Hubbegrenzung nach oben durch die Rolle 22 erwirkt. Da die Rolle 22 am Pneumatikzylinder befestigt ist, begrenzt sie den Hub der Gabel 17 und damit die Höhenposition der Flasche.
  • In den bisher beschriebenen Beispielen war der Anschlag, der den Pneumatikzylinder 18 in seiner Höhenbewegung begrenzt, höhenverstellbar.
    Es ist aber auch möglich, den Anschlag in seiner Höhe fest zu fixieren und damit den Pneumatikzylinder 18 in seiner Höhenbewegung zu begrenzen. Die Veränderung der Höhenposition des Rückflußweges des aus den Flaschen entweichenden Rückgases erfolgt hierbei durch die Höhenverstellung des Füllkessels mit den Füllorganen.
    • Aufstellung der Bezugszeichen
    • 1
    Ringkanal
    2
    Flüssigkeit
    3
    Spanngasraum
    4
    Füllorgangehäuse
    5
    Flüssigkeitsauslauf
    6
    Flüssigkeitsventil
    7
    Rückgasrohr
    8
    Rückgasöffnung
    9
    Absperrventil
    10
    Flüssigkeitsleitkörper
    11
    Gasleitung
    12
    Vorspannventil
    13
    Entlastungsventil
    14
    Kolben
    15
    Dichtung
    16
    Ansetzlippe
    17
    Gabel
    18
    Pneumatikzylinder
    19
    Kolbenstange
    20
    Verbindungsring
    21
    Druckluftleitung
    22
    Rolle
    23
    Steuerkurve
    24
    Halterung
    25
    Verstellelement
    26
    elastisches Element
    27
    Verzahnung
    28
    Zahnkranz

Claims (12)

  1. Verfahren zur Beeinflussung der Füllmenge beim Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen, insbesondere CO₂-haltige Flüssigkeiten im Gegendruckverfahren, bei dem die Flaschen angehoben und durch einen Differenzdruck an Füllorgane angelegt und abgedichtet werden, dann die Flaschen gegebenenfalls evakuiert, dann vorgespannt und gefüllt und die Füllmengen durch Beendigung des Füllvorganges in der Form bestimmt werden, daß durch die Füllhöhe der Flüssigkeit in den Flaschen der Gasrückfluß aus den Flaschen durch das Rückgasrohr unterbrochen und das Flüssigkeitsventil geschlossen wird, wobei das Rückgasrohr dabei im Füllorgan in seiner Höhe unverstellbar fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenposition des Rückflußweges des aus der Flasche entweichenden Rückgases in Bezug auf die Flaschen verstellt sowie die Abdichtung der Flaschen an den Füllorganen in ihrer Höhe verschoben und damit die Füllmenge in den Flaschen beeinflußt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenposition des Rückflußweges des aus der Flasche entweichenden Rückgases durch eine Hubbegrenzung der Flaschen zur Höhenposition des Rückgasweges des Rückgases verstellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flaschen an den Füllorganen zentriert und im Bereich der Hubverstellung in beliebiger Höhe durch Differenzdruck abgedichtet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung des Füllvorganges und Schließen des Flüssigkeitsventiles die Flasche abgesenkt und anschließend entlastet wird.
  5. Vorrichtung zur Beeinflussung der Füllmenge beim Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen, insbesondere CO₂-haltigen Flüssigkeiten im Gegendruckverfahren, mittels mehreren an einem Füllkessel angeordneten Füllorganen jeweils bestehend aus einem Füllorgangehäuse mit Flüssigkeitsventil und Flüssigkeitsauslauf, einem zentrisch im Füllorgangehäuse in seiner Bewegung nach unten fest fixierten Rückgasrohr mit Rückgasöffnung, Vorspann- und Entlastungsventilen und gegebenenfalls einem Vakuumventil sowie einer Zentrier- und Abdichteinrichtung und einem Huborgan für die Flaschen, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Huborgan ein den Hub höhenbegrenzender Anschlag angeordnet ist und die Abdichteinrichtung ein im Ventilgehäuse höhenbewegliches Abdichtelement aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Huborgan aus einer an einem höhenbeweglichen Pneumatikzylinder (18) angeordneten Flaschenhalterung besteht und der Pneumatikzylinder (18) mit einem höhenbegrenzenden verstellbar ausgebildeten Anschlag in Verbindung steht, wobei die Höhenbewegung des Pneumatikzylinders (18) nach oben bis zum Anschlag durch Druckluft erfolgt, die durch eine sich in der Kolbenstange (19) des Pneumatikzylinders (18) befindenden Druckluftleitung (21) zuführbar ist, und für die Bewegung nach unten eine Rolle (22) mit Steuerkurve (23) vorhanden ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Anschlag an der auf einem Verbindungsring (20) verdrehfest befestigten Kolbenstange (19) des Pneumatikzylinders (18) angeordnet ist und aus einem auf einem Feingewinde der Kolbenstange (19) in seiner Höhe verstellbaren Verstellelement (25) besteht, das rotationssymetrisch ausgebildet ist und an seinem Umfang eine Verzahnung aufweist, in die ein alle Anschläge verstellender Zahnkranz (27) eingreift.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Anschlag aus einer am Pneumatikzylinder (18) angeordneten Rolle (22) besteht, die ständig an einer durchgängigen, höhenverstellbaren, die Höhenposition des Pneumatikzylinders (18) nach oben begrenzenden Steuerkurve (23) anliegt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Huborgan aus einer an einem höhenbeweglichen Pneumatikzylinder (18) angeordneten Flaschenhalterung besteht und der Pneumatikzylinder (18) mit einem höhenbegrenzenden in seiner Höhe fest fixierten Anschlag in Verbindung steht, und hierbei der Füllkessel mit seinen Füllorganen höhenverstellbar ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der den Pneumatikzylinder (18) in seiner Höhenbewegung begrenzende Anschlag aus einer feststehenden durchgängigen horizontalen Steuerkurve (23) besteht, an der eine am Pneumatikzylinder (18) angeordnete Rolle (22) ständig anliegt.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flaschenhalterung bei PET-Flaschen aus einer unter den Halskragen der PET-Flaschen greifenden Gabel (17) besteht.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtelement im Füllorgangehäuse (4) als kreisringförmiger Kolben (14) ausgebildet ist, der an seinem unteren Teil eine Ansetzlippe (16) besitzt, und dessen oberer Teil als Differenzdruckfläche zum Flaschenmündungsquerschnitt im Flüssigkeitsauslauf (5) mit dem Vorspannventil (12) in Verbindung steht.
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