EP2102093B1 - Vorrichtung zum befüllen von flaschen, insbesondere mit stillem wasser - Google Patents

Vorrichtung zum befüllen von flaschen, insbesondere mit stillem wasser Download PDF

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EP2102093B1 EP07819270A EP07819270A EP2102093B1 EP 2102093 B1 EP2102093 B1 EP 2102093B1 EP 07819270 A EP07819270 A EP 07819270A EP 07819270 A EP07819270 A EP 07819270A EP 2102093 B1 EP2102093 B1 EP 2102093B1
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guide cylinder
valve
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filling
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C3/2614—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling

Definitions

  • the invention relates to a device for filling bottles with a liquid product according to the preamble of claim 1.
  • a device with the features of the preamble of claim 1 DE 33 25 338 A1
  • the valve body of the filling valve is formed by an outer tube rigidly attached to a product tank of the device.
  • a ring body is arranged, which is displaceable axially relative to the valve body by the respective bottle for activating the filling valve or for releasing the product flow.
  • the ring body is guided via sealing rings on the inner surface of the valve body telescopically.
  • a valve body and the annular body connecting elastic and liquid-tight sleeve is provided internally.
  • the filling valve is structurally complex.
  • the invention has for its object to ensure the simplest possible structure of the device as sterile as possible filling, i. To minimize the access of germs when filling the bottles. To solve this problem, a device according to the patent claim 1 is formed.
  • Another particular advantage of this design is that the interior of the valve is significantly smaller.
  • the apparatus generally designated generally as 1 in section and schematically in the figures is used to fill bottles 2, which are supplied, for example, to the filling device 1 in suspended transport, wherein the bottle necks 2a are inserted into a holder 3 with the corresponding transport collar.
  • the bottles 2 are a generally designated 4, in Fig. 2 enlarged illustrated valve from a product tank 5 filled.
  • the feed line of the filling material is denoted by 6 and can be formed, for example, at least partially by a transparent silicone or rubber hose.
  • the designated 7 valve body is connected via a lifting roller 8, which has a in Fig. 1 indicated slide surface 9 runs, be lifted, the lowering is done substantially by gravity. This lifting and lowering movement is in Fig. 1 indicated by a double arrow 10.
  • the valve body has for gas recirculation from the bottle 2 during the filling process, a through hole 11 which is connected to the product tank 5 via a gas recirculation line 12.
  • the valve body 7 has at its upper end in the direction of gravity a stop collar 13 in order to limit the lowering movement.
  • valve body 7 is provided at its lower end in the direction of gravity with a blind bore 14 in which a passage opening 11 continuing guide cylinder 15 is fixed, which has an outer diameter which is smaller than the inner diameter of the through hole fourteenth
  • annular body 18 is formed by two fixedly connected rings 19 and 20.
  • the guide cylinder 15 is provided with an outwardly facing conical bead 21, wherein the conical ring 21 associated with this ring 20 is provided with a correspondingly shaped conical groove 22 whose inner diameter are larger than the outer diameter of the conical bead 21 to a Rescue knocktaufringspalt with open valve ( eg Fig. 7 ) to build.
  • the ring 19 has a larger inner diameter than the outer diameter of the guide cylinder 15.
  • the inner dimensions of the ring 20 relative to those of the ring 19 are such that forms a ring seal 23 receiving shoulder in the connection area, wherein in the direction of gravity further down an additional shoulder is formed in the interior of the ring 20, which carries a further ring seal 24 to the plant at the upper edge of the bottle neck 2a.
  • valve 4 is thanks to the Hubrades 8, which was raised above a sliding surface 9, also in the raised position, which is indicated by an arrow 10 b.
  • the valve body 7 according to arrow 10a in Fig. 6 be lowered.
  • the annular seal 24 sets sealingly against the upper edge of the bottle neck 2a of the bottle.
  • the lifting wheel 8 leaves the supporting sliding surface 9, as in Fig. 7 is shown, the valve body 7 moves due to gravity another amount down, wherein the annular body 18 is connected to the valve body 7 connecting sleeve 17 is compressed by lifting the ring body 18, at the same time, the ring seal 23 detaches from the conical bead 21 and gives it a flow channel for the flowing from the product tank 5 through the tube 6 and the axis 16 product free.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Non-Alcoholic Beverages (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Befüllen von Flaschen mit einem flüssigen Produkt gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
  • Vorrichtungen zum Befüllen von Flaschen mit einem flüssigen Produkt sind in vielfachen Ausgestaltungen bekannt. So beschreiben die EP 0 516 604 A1 und DE 10 2005 003 222 A1 Füllventile mit Ableitung des in der Flasche befindlichen Gasvolumens bei Zufuhr des Füllgutes oder Produktes, wobei diese Füllventile z.B. durch Absenken auf die Flasche aktiviert werden. Diese zum Teil offenen Konstruktionen werden in vielen Fällen den an die Keimfreiheit des Füllvorganges gestellten Anforderungen nicht gerecht,
  • Bekannt sind auch vergleichbare Füllköpfe, die über ein teleskopierbares Rohrsystem auf die Flasche abgesenkt werden, um zum einen für die Entgasung und zum anderen für das Befüllen sorgen zu können. Auch hier sind der Sterilität des Füllvorganges Grenzen gesetzt. Dieses insbesondere auch deshalb, da die telekopierbaren Elemente, beispielsweise ein Rohr und eine, auf diesem Rohr angeordneten, verschiebbaren Hülse, In einer solchen Art ausgebildet sind, dass eine Dichtung In einer permanenten Hin- und Herbewegung über die Außenfläche des Rohres bewegt wird, und somit Außenflächenberelche zu einem Zeitpunkt der freien, nicht sterilen Umgebung(-sluft) ausgesetzt sind, und zu einem anderen Zeitpunkt in direktem Kontakt mit dem Füllgut stehen, wodurch gesundheitsschädliche oder gefährdende Keime in das Füllgut gelangen können.
  • Bekannt ist insbesondere auch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 ( DE 33 25 338 A1 ), bei der der Ventilkörper des Füllventils von einem äußeren starr an einem Produkttank der Vorrichtung befestigten Rohr gebildet ist. In diesem Rohr ist ein Ringkörper angeordnet, der durch die jeweilige Flasche zum Aktivieren des Füllventils bzw. zur Freigabe des Produktflusses axial relativ zum Ventilkörper verschiebbar ist. Der Ringkörper ist über Dichtungsringe an der Innenfläche des Ventilkörpers teleskopartig geführt. Weiterhin ist innenliegend eine den Ventilkörper und den Ringkörper verbindende elastische und flüssigkeitsdichte Manschette vorgesehen. Das Füllventil ist konstruktiv aufwändig. Außerdem besteht die Gefahr einer Verkeimung des zwischen der Innenfläche des Ventilkörpers und der Manschette und dem Ringkörper gebildeten Raumes.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem möglichst einfachen Aufbau der Vorrichtung einen möglichst sterilen Füllvorgang zu gewährleisten, d.h. den Zutritt von Keimen beim Befüllen der Flaschen möglichst gering zu halten. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
  • Durch das Vorsehen einer flüssigkeitsdichten elastischen Manschette, die den Haub- und Senkbewegungen des Ventilkörpers folgt, ist gewährleistet, dass der Raum hinter dem unmittelbaren Bereich des Ventilschließkörpers gegen die Umgebung immer abgedichtet bleibt. Die Manschette hat darüber hinaus den
  • Vorteil, sich in einfacher Weise an unterschiedliche Flaschenhalsgrößen anpassen zu können, insbesondere was deren axiale Ausdehnung angeht. Ein weiterer besonderer Vorteil besteht bei dieser Konstruktion auch darin, dass der Ventilinnenraum deutlich kleiner wird.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Dabei Ist von besonderem Vorteil, wenn das freie Ende des Vontlikörpers eine zentrische Sackbohrung größeren Durchmessers als der dort befestigte Führungszylinder aufweist und in diese Sackbohrung die Produktzuführleitung mündet, wobei diese Produktzuführleitung gleichzeitig die Achse des, den beweglichen Teil des Zylinder- oder Füllventilkapfes über eine Kulissenfläche hebenden und senkenden Hubrades ist.
  • Diese Gestaltungen machen eine besonders einfache, wirksame und wartungsfreundliche Konstruktion des Füllkopfes möglich.
  • Die im Wesentlichen im Schnitt und schematisch in den Figuren dargestellte allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung, dient zum Befüllen von Flaschen 2, die beispielsweise im hängenden Transport der Abfüllvorrichtung 1 zugeführt werden, wobei die Flaschenhälse 2a mit dem entsprechenden Transportkragen in einen Halter 3 eingeschoben werden. Die Flaschen 2 werden über ein allgemein mit 4 bezeichnetes, in Fig. 2 vergrößert dargestelltes Ventil aus einem Produkt tank 5 gefüllt. Die Zuführleitung des Füllgutes ist mit 6 bezeichnet und kann beispielsweise zumindest teilweise von einem transparenten Silikon- oder Gummischlauch gebildet werden.
  • Der mit 7 bezeichnete Ventilkörper wird über eine Hubrolle 8, die über eine in Fig. 1 angedeutete Kulissenfläche 9 läuft, gehoben werden, wobei die Absenkung wesentlich über die Schwerkraft erfolgt. Diese Hub- und Senkbewegung ist in Fig. 1 mit einem Doppelpfeil 10 angedeutet.
  • Der Ventilkörper weist zur Gasrückführung aus der Flasche 2 beim Füllvorgang eine Durchgangsbohrung 11 auf, die mit dem Produkttank 5 über eine Gasrückführleitung 12 verbunden ist.
  • Der Ventilkörper 7 weist an seinem in Schwerkraftrichtung oberen Ende einer Anschlagkragen 13 auf, um die Absenkbewegung zu limitieren.
  • Wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, ist der Ventilkörper 7 an seinem in Schwerkraftrichtung unteren Ende mit einer Sackbohrung 14 versehen, in der ein die Durchgangsöffnung 11 fortsetzender Führungszylinder 15 befestigt ist, dei einen Außendurchmesser aufweist, der geringer ist als der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 14.
  • Im Fußbereich der Sackbohrung 14 mündet die Produktzuführleitung, die hier von der am Ventilkörper befestigten Achse 16 der Hubrolle 8 gebildet wird.
  • An dem nach unten weisenden freien Ende des Ventilkörpers ist eine elastische Manschette bzw. ein Diaphragma 17 befestigt, das wiederum an seinem unteren Rand einen Ringkörper, allgemein mit 18 bezeichnet, trägt. Dieser Ringkörper 18 wird von zwei fest miteinander verbundenen Ringen 19 und 20 gebildet.
  • Wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, ist der Führungszylinder 15 mit einer nach außen weisenden Kegelwulst 21 versehen, wobei der dieser Kegelwulst 21 zugeordnete Ring 20 mit einer entsprechend geformten Kegelnut 22 versehen ist, deren Innendurchmesser größer sind als die Außendurchmesser dei Kegelwulst 21, um einen Produktdurchtaufringspalt bei geöffnetem Ventil (z. B. Fig. 7) zu bilden. Aus diesem Grunde weist auch der Ring 19 einen größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Führungszylinders 15 auf.
  • Die Innenabmessungen des Ringes 20 relativ zu denen des Ringes 19 sind so getroffen, dass sich im Verbindungsbereich eine Ringdichtung 23 aufnehmende Schulter ausbildet, wobei in Schwerkraftrichtung weiter unten eine zusätzliche Schulter im Inneren des Ringes 20 ausgebildet ist, die eine weitere Ringdichtung 24 trägt zur Anlage am oberen Rand des Flaschenhalses 2a.
  • Aus Fig. 2 ist auch entnehmbar, dass der Führungszylinder 15 an seinem unteren freien Ende mit einer über die Kontur des Ringkörpers 18 rohrförmigen hinausragenden Gasrückführleitung 15a versehen ist.
  • Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird anhand der Fig. 3 bis 11 näher erläutert:
    • Fig. 3 zeigt die Schließstellung des Ventils durch einen aufgrund der Schwerkraft abgesenkten Ventilkörper 7, derart, dass die innere Ringdichtung 23 an der inneren Kegelfläche der Kegelwulst 21 des Führungszylinders 15 anliegt.
  • Wird eine leere Flasche 2 gemäß Fig. 4 angefördert, befindet sich das Ventil 4 dank des Hubrades 8, welches über eine Kulissenfläche 9 angehoben wurde, ebenfalls in der angehobenen Stellung, was durch einen Pfeil 10b angedeutet ist. Ist die Flasche 2 mit ihrem Flaschenhals 2a in dem Flaschenträger 3 positioniert (Fig. 5), kann der Ventilkörper 7 gemäß Pfeil 10a in Fig. 6 abgesenkt werden. Dies geschieht durch entsprechende Formung der Kulissenflächen 9 mit Hilfe der Schwerkraft und der dadurch bedingten Anlage des Hubrades 8 an der Kulissenfläche 9. Dabei legt sich die Ringdichtung 24 dichtend an den oberen Rand des Flaschenhalses 2a der Flasche 2.
  • Verlässt beispielsweise das Hubrad 8 die unterstützende Kulissenfläche 9, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, bewegt sich der Ventilkörper 7 aufgrund der Schwerkraft einen weiteren Betrag nach unten, wobei die den Ringkörper 18 mit dem Ventilkörper 7 verbindende Manschette 17 durch Heben des Ringkörpers 18 gestaucht wird, gleichzeitig löst sich die Ringdichtung 23 von der Kegelwulst 21 und gibt damit einen Durchflusskanal für das aus dem Produkttank 5 durch den Schlauch 6 und die Achse 16 fließende Produkt frei. Gleichzeitig wird durch das einströmende Produkt das Gas aus dem in Fig. 7 mit 2b bezeichneten Innenraum der Flasche 2 über die zentrische Entgasungsbohrung 11 abgeführt.
  • Der Füllvorgang ist beendet, wenn der Produktspiegel das Ende der Entgasungsleitung erreicht, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Nunmehr wird über das Hubrad 8 und die dafür vorgesehene Kulissenfläche 9 der Ventilkörper 7 wieder angehoben (Pfeil 10b), derart, dass aufgrund der Schwerkraft sich der Dichtring 23 wieder an den Innenkonus der Kegelwulst 21 anlegen kann. Diese Ventilschließposition ist in Fig. 9 wiedergegeben. Bei weiterem Anheben des Ventilkörpers 7 mittels des Hubrades 8 und der Kulissenfläche 9 wird das das Ventil überragende Ende 15a der Entgasungsleitung 15 aus der Flasche ausgehoben. Es erfolgt ein Nachlauf des in der Entgasungsleitung eingeströmten Produktes in die Flasche, wie sich dies aus Fig. 10 ergibt.
  • Schließlich zeigt Fig. 11 das Entfernen der Flasche 2 aus der Füllvorrichtung 1 nach dem Füllvorgang.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1 Vorrichtung
    • 2 Flaschen
    • 2a Flaschenhals
    • 2b Flascheninnenraum
    • 3 Halter
    • 4 Füllventil
    • 5 Produkttank
    • 6 Produktzuführleitung
    • 7 Ventilkörper
    • 8 Hubrad
    • 9 Kulissenfläche
    • 10 Doppelpfeil
    • 10a Pfeil
    • 10b Pfeil
    • 11 Durchgangsbohrung
    • 12 Entgasungsleitung
    • 13 Anschlagkragen
    • 14 zentrische Sackbohrung
    • 15 Führungszylinder
    • 15a rohrförmigen Ansatz
    • 16 Produktzuführleitung (Achse)
    • 17 Manschette
    • 18 Ringkörper
    • 19 Ring
    • 20 Ring
    • 21 Kegelwulst
    • 22 Kegelnut
    • 23 Dichtring
    • 24 Dichtring

Claims (8)

  1. Vorrichtung (1) zum Befüllen von Flaschen (2) mit einem flüssigen Produkt, insbesondere mit stillem Wasser, mit einem Produktzulauf über ein sich auf einen Kopf der jeweiligen Flasche (2) aufsetzenden Füllventil (4) mit einem Ventilkörper (7), mit einem Ringkörper (18), der durch die jeweilige Flasche (2) relativ zum Ventilkörper (7) verschiebbarbar ist und dessen dem Ventilkörper zugewandter oberer Rand mit einem in Schwerkraftrichtung unteren Ende des Ventilkörpers durch eine elastische und flüssigkeitsdichte Manschette verbunden ist, mit einem mit dem Ventilkörper (7) fest verbundenen Führungszylinder (15), der von dem Ringkörper (18) mit Abstand umgeben Ist und im Zusammenwirken mit dem Ringkörper (18) einen einen Produktfluss durch das Füllventil (4) freigebenden oder sperrenden Ventilschüeßkörper bildet, sowie mit einer Durchgangsbohrung (11) im Führungszylinder zum Abführen von durch den Füllvorgang aus dem Inneren der Flasche (2) verdrängten Luft,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ventilkörper (7) zusammen mit dem Führungszylinder (15) mittels eines über eine Kulissenfläche (9) geführten Hubrades (8) heb- und senkbar ausgebildet ist, dass die auch im Ventilkörper (7) ausgebildete und sich im Führungszylinder (15) fortsetzende Durchgangsbohrung (11) an eine Entgasungsleitung (12) angeschlossen ist, und
    dass der Führungszylinder (15) in eine Sackbohrung des Ventilkörpers (7) eingeführt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Ventilkörpers (7) eine zentrische Sackbohrung (14) größeren Durchmessers als der dort befestigte Führungszylinder (15) aufweist, und dass die Sackbohrung (14) in ihrem Bodenbereich mit einer Produktzuführleitung (6, 16) versehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bodenbereich der Sackbohrung (14) endende Produktzuführleitung von der Achse (16) des Hubrades (8) gebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (15) zur Ausbildung des Ventilschließkörpers mit einer nach außen weisenden Kegelwulst (21) zur Anlage an wenigstens einem Dichtring (23) im Inneren des Ringkörpers (18) versehen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (18) im Inneren mit einem weiteren Dichtring (24) zur Auflage an einem Flaschenhalsrand (23) versehen ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (18) von zwei fest miteinander verbundenen Ringen (19, 20) gebildet ist, wobei der in Gebrauchslage des Füllventils (4) obere Ring (19) einen ihn nach unten überragenden Ring (20) trägt, dessen innendurchmesser bereichsweise größter als der Flaschenkopfdurchmesser ist und der den weiteren Dichtungsring (24) zur Anlage am Flaschenhalsrand sowie eine Kegelnut (22) aufweist, die den Kegelwulst (21) des Führungszylinders (15) auf Abstand umgibt.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (15) einen in Richtung zur füllenden Flasche (2) weisenden rohrförmigen Ansatz (15a) aufweist, der das freie in Gebrauchslage des Füllventils (4) untere Ende des verschiebbaren Ringkörper überragt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem weiteren Dichtungsring (24) und dem Kegelwulstdichtung (23) ausgerüstete Ringkörper (18) von der Manschette (17) gehalten ist.
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