FÜLLELEMENT SOWIE FÜLLSYSTEM ODER FÜLLMASCHINE ZUM FREISTRAHLFÜLLEN VON FLASCHEN ODER DERGLEICHEN BEHÄLTERN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie auf ein Füllsystem oder einer Füllmaschine zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit dem flüssigen Füllgut gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

[0002] Aus der EP 0 919 472 A1 sind ein solches Füllelement und ein solches Füllsystem bekannt.

[0003] Unter "Freistrahlfüllen" ist im Sinne der Erfindung ein Verfahren zu verstehen, bei dem das flüssige Füllgut dem zu befüllenden Behälter auf einem vertikalen oder im Wesentlichen vertikalen Strömungsweg in einem freien Füllstrahl zuströmt, wobei der Behälter mit seiner Behältermündung oder -öffnung nicht am Füllelement anliegt, sondern von dem Füllelement bzw. von einem dortigen Füllgutauslass oder -auslauf beabstandet ist. Ein weiteres Merkmal dieses Verfahrens ist auch, dass die aus dem Behälter während des Füllprozesses vom flüssigen Füllgut verdrängte Luft nicht in das Füllelement bzw. in einen dort ausgebildeten, Gas führenden Bereich oder Kanal gelangt, sondern frei in die Umgebung strömt.

[0004] Der "wirksame Öffnungsquerschnitt des Füllgutauslaufs" ist im Sinne der Erfindung derjenige, beispielsweise auch von einer Vielzahl von Austrittsöffnungen gebildete Gesamtquerschnitt, der beim Freistrahlfüllen den Strahl-Querschnitt des Füllstrahles zumindest im Wesentlichen bestimmt.

[0005] "Behälter" sind im Sinne der Erfindung insbesondere Dosen, Flaschen, Tuben, Pouches, jeweils aus Metall, Glas und/oder Kunststoff, aber auch andere Packmittel, die zum Abfüllen von flüssigen oder viskosen Produkten geeignet sind.

[0006] Der Ausdruck "im Wesentlichen" bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen von jeweils exakten Werten um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.

[0007] Füllelemente oder Füllsysteme zum Freistrahlfüllen von Behältern sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Beim Freistrahlfüllen lässt es sich bisher nicht vermeiden, dass gelegentlich zusätzlich zu dem eigentlichen zentralen Füllgutstrahl, dessen Querschnitt u.a. durch den wirksamen Öffnungsquerschnitt des wenigstens einen Füllgutauslaufs bestimmt wird, Füllgutspritzer oder -tropfen entstehen, die dann auf den Rand der Behältermündung oder -öffnung des zu füllenden Behälters treffen, sodass es zu einer Benetzung oder Verschmutzung der Außenfläche der Behälter, insbesondere auch unterhalb der Behältermündung kommt. Dies hat vielfach eine unerwünschte Schimmelbildung zur Folge, oder aber bei gefüllten Behältern, die mit einem Schraubverschluss verschlossen werden, wird durch diese Verschmutzung an der Behälteraußenfläche und im Bereich des dortigen Gewindes das Öffnen des Verschlusses z.B. durch verklebtes Füllgut deutlich erschwert.

[0008] Speziell bei Füllmaschinen umlaufender Bauart ist dieser Verschmutzungseffekt bei höheren Leistungen (Anzahl der gefüllten Behälter je Zeiteinheit) bzw. bei höheren Maschinendrehzahlen in einem erhöhten Maße zu beobachten, und zwar bedingt durch die auf das Füllgut einwirkenden Fliehkräfte, die den Füllgutstrahl, aber auch Füllgutspritzer oder -tropfen bezogen auf die Maschinenachse radial nach außen und damit zumindest teilweise auf den Rand der jeweiligen Behältermündung lenken.

[0009] Die beschriebenen Verschmutzungseffekte resultieren beim Freistrahlfüllen insbesondere auch daraus, dass zwischen der Unterkante des jeweiligen Füllgutauslaufs, der bevorzugt von einer Gassperre gebildet ist, die u.a. das Nachtropfen des Füllgutes am Ende des jeweiligen Füllprozesses, d.h. nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils im Füllelement verhindert, und der Oberkante des zu füllenden Behälters bzw. der Oberkante der Behältermündung ein Mindestabstand eingehalten werden muss. Dieser Mindestabstand ist u.a. erforderlich, um bei Ausbildung des Füllgutauslaufs als Gassperre einen Kontakt einer sich möglicherweise an der Behältermündung beim Füllen ausbildenden Schaumkrone mit der Gassperre und damit ein Auslaufen des in der Gassperre zurückgehaltenen Füllgutes bei geschlossenem Flüssigkeitsventil zu vermeiden.

[0010] Der Mindestabstand ist aber auch erforderlich, um beispielsweise beim sterilen Abfüllen von empfindlichen Produkten die Gefahr einer Verschmutzung oder Verkeimung des jeweiligen Füllelementes an Flächen außerhalb des Füllgutauslaufs zu vermeiden.

[0011] Weiterhin ist der Mindestabstand erforderlich, um speziell bei Füllelementen mit einem Behälterträger zur hängenden Halterung der Behälter in den Bereich zwischen dem Behälterträger und der Unterseite des Füllelementes oder eines Füllelementgehäuse eine das Füllelement dort verschließende Spülkappe oder ein anderes Verschließelement für eine CIP-Reinigung einbringen zu können.

[0012] Aus der EP 2 138 446 A1 sind ein Füllelement und ein Füllsystem bekannt, welche ein Zentrierselement zwischen dem Behälter und der Unterseite des Füllelementes umfassen.

[0013] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllelement aufzuzeigen, welches eine Verschmutzung der Behälter an ihrer Behälteraußenfläche durch verspritztes Füllgut und die damit verbundenen Nachteile beim Freistrahlfüllen zuverlässig vermeidet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllelement entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Füllsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 10.

[0014] Bei dem erfindungsgemäßen Füllelement ist während des Freistrahlfüllens das wenigstens eine Füllgut-Leit- und Begrenzungselement zwischen dem Füllelement und der Behälteröffnung des jeweils zu füllenden Behälters derart angeordnet, dass dieses Füllgut-Leit- und Begrenzungselement den Füllstrahl bzw. dessen vertikalen Strömungsweg vorzugsweise auf dem gesamten oder nahezu dem gesamten, zumindest aber auf dem allergrößten Teil des Strömungsweges zwischen dem Füllelement und der Öffnung oder Mündung des zu füllenden Behälters umschließt. Trotz der Einhaltung des erforderlichen Mindestabstandes zwischen der Unterseite des Füllelementes oder der Unterkante des Füllgutauslaufs und der Oberkante des zu füllenden Behälters bzw. der Behältermündung werden eventuelle Füllgutspritzer und/oder -tropfen durch das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement zurückgehalten und durch die Behältermündung in den Behälter geleitet. Selbst bei Füllmaschinen umlaufender Bauart und bei hohen Leistungen bzw. hohen Drehzahlen solcher Maschinen besteht die Gefahr einer Verschmutzung der Behälter im Bereich ihrer Behälteraußenfläche durch verspritztes Füllgut nicht.

[0015] Das wenigstens eine Füllgut-Leit- und Begrenzungselement ist bewegbar bzw. verfahrbar oder verschwenkbar zwischen einer wirksamen Position (Arbeitsposition) für das Freistrahlfüllen und wenigstens einer nicht wirksamen Position ausgeführt, in welcher sich das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement außerhalb oder seitlich des Strömungsweges befindet, auf dem beim Füllen der Füllgutstrahl dem Jewelligen Behälter zufließt.

[0016] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das jeweilige Füllgut-Leit-und Begrenzungselement so ausgeführt, dass sich der für den Durchtritt des Füllgutstrahles dienende Innenraum dieses Elementes zwar in Richtung vom Füllelement zum Behälter hin kegelstumpf- oder trichterartig verengt, dass aber der gesamte Innenraum des Füllgut-Leit- und Begrenzungselementes und dabei insbesondere auch die obere Öffnung für den Eintritt des Füllgutstrahles und die untere Öffnung für den Austritt des Füllgutstrahles einen Querschnitt aufweisen, der größer ist als der wirksame Öffnungsquerschnitt des Füllgutauslaufs und damit des Füllgutstrahls, sodass beim Freistrahlfüllen im Bereich des Füllgut-Leit- und Begrenzungselementes eine Einschnürung des Füllgutstrahles nicht erfolgt.

[0017] Bevorzugt ist weiterhin ein Verschlusselement, beispielsweise in Form einer Verschlusskappe oder einer Verschlussplatte vorgesehen, die beispielsweise zusammen mit dem Füllgut-Leit- und Begrenzungselement verfahrbar bzw. bewegbar oder schwenkbar ist, und zwar zwischen einer Position, in der das Verschlusselement für eine CIP-Reinigung einen den Füllgutauslauf aufnehmenden Raum des Füllelementes verschließt, und einer Nichtgebrauchsposition, in der der Füllgutauslauf für das Freistrahlfüllen von dem Verschlusselement freigegeben ist.

[0018] Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.

[0019] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Füllelement eines Füllsystems bzw. einer Füllmaschine zum Freistrahlfüllen von Behältern, die beispielhaft als Flaschen dargestellt sind, mit einem flüssigen Füllgut, zusammen mit einem in einem Raum zwischen dem Füllelement und der Behältermündung angeordneten Füllgut-Leit- und Begrenzungselement in seiner Arbeitsposition für das Freistrahlfüllen;

Fig. 2

das Füllelement der Figur 1 beim Schwenken des Füllgut-Leit- und Begrenzungselementes aus der Arbeitsposition in eine Nichtgebrauchsposition;

Fig. 3

das Füllelement der Figur 1 mit einer in Dichtlage mit dem Füllelement angeordneten Spülkappe;

Fig. 4

in sehr vereinfachter schematischer Darstellung ein Füllgut-Leit- und Begrenzungselement einer weitren Ausführungsform der Erfindung, zusammen mit einem Behälter in Form einer Flasche.

[0020] In den Figuren ist 1 ein Füllelement zum Freistrahlfüllen von Behältern in Form von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut, welches der jeweiligen Flasche 2 während des Füllprozesses über deren Behälter- oder Flaschenöffnung 2.1 in einem freien Füllgutstrahl auf einem vertikalen Strömungsweg zufließt.

[0021] Das Füllelement 1, welches mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors 4 vorgesehen ist, weist in einem Füllelementgehäuse 5 u.a. einen Flüssigkeitskanal 6 auf, der im oberen Bereich über eine Produktleitung 7 mit einem nicht dargestellten und für sämtliche Füllelemente 1 der Füllmaschine gemeinsamen Behälter oder Kessel zur Bereitstellung des flüssigen Füllgutes verbunden ist. Im unteren Bereich des Gehäuses 5 bildet der Flüssigkeitskanal 6 einen Füllgutauslauf 8, der bei der dargestellten Ausführungsform von einer siebartigen Gassperre gebildet ist, die ihrerseits von einer Vielzahl von sich jeweils in Richtung einer vertikalen Füllelementachse FA erstreckenden und beidendig offenen Kanälen gebildet ist. Innerhalb des Flüssigkeitskanals 6 und bezogen auf die Strömungsrichtung des Füllgutes vor dem Füllgutauslauf 8 ist ein Flüssigkeitsventil 9 mit einem Ventilkörper 10 vorgesehen, welcher zum gesteuerten Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 9 und damit des Füllelementes 1 durch eine Betätigungseinrichtung 11 in der Füllelementachse FA um einen vorgegebenen Ventilhub auf- und ab bewegbar ist und bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 9 mit einem Dichtungsring gegen eine im Flüssigkeitskanal 6 ausgebildete Ventilfläche anliegt. Die Figur 1 zeigt das Flüssigkeitsventil 9 in der geöffneten Stellung, d.h. bei in der unteren Hubposition befindlichem Ventilkörper 10. Die Figur 2 zeigt das Flüssigkeitsventil 9 in der geschlossenen Stellung, d.h. bei in der oberen Hubposition befindlichem Ventilkörper 10.

[0022] Der Füllgutauslauf 8 befindet sich im Innenraum 12 eines glockenartigen unteren Gehäuseabschnitts 13, welcher an der Unterseite über eine Öffnung 14 offen ist, deren Rand mit einer die Achse dieser Öffnung und damit auch die Füllelementachse FA konzentrisch umschließenden Ringdichtung 15 ausgebildet ist. Der Innenraum 12 ist über einen Kanal 16 mit einem für sämtliche Füllelemente 1 der Füllmaschine gemeinsamen und am Rotor 4 vorgesehenen Ringkanal 17 verbunden.

[0023] Jedem Füllelement 1 ist ein Behälterträger 18 zugeordnet, an welchem die jeweils zu füllende Flasche 2 beispielsweise mit einem unterhalb der Flaschenmündung 2.1 ausgebildeten Mündungsflansch 2.2 hängend gehalten ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Behälterträger 18 mittels einer Lagerbuchse 18.1 an einem am Rotor 4 befestigten und mit seiner Achse parallel zur Füllelementachse FA orientierten Bolzen 19 schwenkbar vorgesehen, und zwar um die parallel zur Füllelementachse FA orientierte Bolzenachse um einen Winkelbetrag von beispielsweise 90° zwischen der in der Figur 1 dargestellten Arbeitsposition, in der der Behälterträger 18 zur hängenden Befestigung der jeweils zu füllenden Flasche 2 dient, und einer in der Figur 3 dargestellten Reinigungsposition für eine CIP-Reinigung des jeweiligen Füllelementes 1 bzw. der Füllmaschine.
Abweichend von der soeben beschriebenen Art der Behälterträger zur hängenden Aufnahme der zu füllenden Faschen 2, können jedem Füllelement 1 auch solche Behälterträger 18 zugeordnet werden, auf welchen die jeweils zu füllenden Flaschen 2 stehend aufgenommen werden. Solche Behälterträger 18 sind in der Technik unter der Bezeichnung Flaschen- oder Behälterstandteller bekannt geworden. An der Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung hat die Art der Behälterträger 18 keine Auswirkungen.

[0024] An einem mit der Lagerhülse 18.1 verbundenen und von dieser radial wegstehenden Tragarm 20.1 ist das ringförmige Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20 vorgesehen. Dieses ist bei der dargestellten Ausführungsform kegelring- oder trichterartig ausgebildet und umschließt bei in der Arbeitsposition befindlichem Behälterträger 18 mit seiner kegelring- oder trichterartig ausgebildeten Umfangswand die Füllelementachse FA konzentrisch.

[0025] Der Querschnitt der oberen Öffnung des Begrenzungselementes 20 ist bei der dargestellten Ausführungsform größer als der Querschnitt der Öffnung 14. Der Querschnitt der unteren kleineren Öffnung des Begrenzungselementes ist etwa gleich oder geringfügig kleiner als der Mündungsquerschnitt der jeweiligen Flasche 2. In jedem Fall sind die Querschnitte der oberen und unteren Öffnung des Begrenzungselementes 20 deutlich größer als der Öffnungsquerschnitt des Füllgutauslaufs 8 und damit deutlich größer als der Querschnitt des Füllgutstrahles 3. Weiterhin ist das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20 in seiner in der Figur 1 dargestellten Arbeitsposition derart zwischen der Öffnung 14 und der Flaschenmündung 2.1 angeordnet, dass es sowohl oben von dem Rand der Öffnung 14 bzw. von der dortigen Ringdichtung 15, als auch unten von der Behältermündung 2.1 geringfügig beabstandet ist und somit ein direkter Kontakt des Füllgut-Leit- und Begrenzungselementes 20 mit der Unterseite des Füllelementes 1 und der Flaschenmündung 2.1 vermieden ist.

[0026] An der dem Rotor 4 zugewandten Oberseite des Behälterträgers 18 ist weiterhin ein über diese Oberseite wegstehender Tragstempel 21 vorgesehen, der an seinem oberen, freien Ende als kreisscheibenförmige, mit ihrer Scheibenachse parallel zur Füllelementachse FA orientierte Spülkappe oder -platte 22 ausgebildet oder mit einer derartigen Spülkappe oder -platte versehen ist. Der Tragstempel 21 mit der Spülkappe 22 ist bezogen auf die Achse des Bolzens 19 um 90° gegenüber dem Füllgutbegrenzungselement 20 versetzt, und zwar derart, dass bei in die Reinigungsposition geschwenktem Behälterträger 18 sich die Spülkappe 22 unter der Öffnung 14 befindlich und mit ihrer Achse achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnet ist. Durch Anheben des Behälterträgers 18 über eine nicht dargestellte, beispielsweise mit dem Bolzen 19 zusammenwirkende Hubeinrichtung ist die Spülkappe 20 mit ihrer dem Behälterträgers 18 abgewandten Oberseite in Dichtlage gegen die Ringdichtung 15 anpressbar, sodass dann der Innenraum 12 an der Unterseite des Füllelementes 1 geschlossen ist und bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 9 ebenso wie alle anderen Flüssigkeitsleitungen oder -kanäle, insbesondere auch der Flüssigkeitskanal 6, die Produktleitung 7, der Füllgutauslauf 8 bzw. die diesen Auslauf bildende Gassperre und der Kanal 16 von dem bei der CIP-Reinigung und/oder CIP-Desinfektion verwendeten in de Regel flüssigen Reinigungs- und/oder Desinfektionsmedium durchströmt werden kann, wie dies in der Figur 3 mit den dortigen Pfeilen angedeutet ist.

[0027] Das Schwenken der den Füllelementen 1 der Füllmaschine jeweils eigenständig zugeordneten Behälterträger 18 zwischen der Arbeitsposition und der Reinigungsposition erfolgt bevorzugt über eine gemeinsame Betätigungseinrichtung. Hierfür ist der jeweilige Behälterträger 18 bei der dargestellten Ausführungsform mit einem mit der nicht dargestellten Betätigungseinrichtung zusammenwirkenden Zapfen 23 versehen.

[0028] Trotz des erforderlichen axialen Abstandes zwischen Füllgutabgabe 6 und Flaschenmündung 2.1 ist durch das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20 wirksam vermieden, dass während des Freistrahlfüllens auch bei nicht idealer Ausbildung des Füllgutstrahles 3, insbesondere auch bei hohen Leistungen der Füllmaschine und/oder am Beginn und/oder am Ende des jeweiligen Füllprozesses keine Füllgut-Bestandteile oder -Tropfen auf den Rand der Flaschenmündung 2.1 und/oder auf die Außenfläche der jeweiligen Flasche 2 im Bereich ihrer Flaschenmündung 2.1 gelangen können. Füllguttropfen und/oder Füllgutspritzer usw. werden vielmehr an der Innenfläche des trichterartig ausgeführten Füllgut-Leit- und Begrenzungselementes 20 aufgefangen und in die jeweilige Flasche 2 geleitet.

[0029] Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass der Innenquerschnitt des Füllgut--Leit- und Begrenzungselementes 20 nicht nur an der Oberseite und an der Unterseite, sondern durchgehend im Vergleich zum Durchmesser des Füllgutstrahles 3 groß gewählt ist, sodass eine Einschnürung des Füllgutstrahles 3 durch das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20 nicht erfolgt.

[0030] Grundsätzlich sind auch Ausführungen möglich, bei denen das die jeweilige Füllgut-Leit- und Begrenzungselemente eine Einschnürung des Füllgutstrahles 3 bewirkt, wie dies in der Figur 4 sehr schematisch dargestellt ist. Das dort mit 20a bezeichnete Füllgut-Leit- und Begrenzungselement bewirkt eine Einschnürung oder Umformung des von dem in dieser Figur nicht dargestellten Füllelement abgegebenen Füllgutstrahl 3 mit dem größerem Strahl-Querschnitt In einen durch die Flaschenmündung 2.1 in die Flasche 2 fließenden Füllgutstrahles 3.1 mit reduziertem Strahl-Querschnitt, wobei selbstverständlich durch entsprechende Ansteuerung des Füllelementes, beispielsweise durch periodisches Öffnen und Schließen des dortigen Flüssigkeitsventils dafür gesorgt ist, dass die dem Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20a zufließende Füllgutmenge höchstens gleich der aus dem Füllgut-Leit- und Begrenzungselement abfließenden Füllgutmenge ist.

[0031] Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, den Querschnitt des Füllgutleit- und Begrenzungselementes 20 bzw. 20a, insbesondere auch den Querschnitt der unteren Öffnung dieses Elementes so auszuführen, dass der Querschnitt gleich oder nur geringfügig größer ist als der Querschnitt, den der Füllgutstrahl 3 an dem Füllgutauslauf 8 aufweist, sodass durch das Füllgut- und Begrenzungselement gerade noch keine Einschnürung des Füllgutstrahles 3 erfolgt.

[0032] Die Erfindung wurde vorstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind. So wurde vorstehend davon ausgegangen, dass das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20 bzw. 20a bzw. dessen Unterseite beim Freistrahlfüllen von der Flaschenmündung 2.1 bzw. deren Ebene geringfügig beabstandet ist, d.h. sich oberhalb dieser Ebene befindet. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement während des Freistrahlfüllens mit seinem unteren, offenen Ende durch die Flaschenmündung 2.1 in das Innere der Flasche hineinreicht, und zwar unabhängig davon, ob eine Einschnürung des Füllgutstrahles 3 erfolgt oder nicht.

[0033] Weiterhin besteht die Möglichkeit am Füllelement 1 wenigstens zwei Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20 bzw. 20a vorzusehen, die beispielsweise unterschiedliche axiale Länge aufweisen, so dass bei Flaschen 2 oder anderen Behältern unterschiedlicher axialer Höhe jeweils das am besten passende Füllgut-Leit- und Begrenzungselement 20 bzw. 20a bei Freistahlfüllen verwendet werden kann.

Bezugszeichenliste

[0034] 

1

Füllelement

2

Flasche

2.1

Flaschenmündung

3

Füllgutstrahl

3.1

eingeschnürter Füllgutstrahl

4

Rotor

5

Füllelementgehäuse

6

Flüssigkeitskanal

7

Produktleitung

8

Füllgutauslauf

9

Flüssigkeitsventil

10

Ventilkörper

11

Betätigungseinrichtung für Flüssigkeitsventil 9

12

Innenraum

13

glockenartige Verlängerung

14

Öffnung

15

Ringdichtung

16

Kanal

17

Ringkanal

18

Behälterträger

18.1

Lagerbuchse

19

Bolzen

20, 20a

Füllgutleit- und Begrenzungselement

20.1

Arm

21

Tragstück

22

Spülkappe

23

Mitnehmer bzw. Stift

FA

Füllelementachse

Ansprüche

1. Füllelement zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem an einem Füllelementgehäuse (5) vorgesehenen Füllgutauslauf (8), über welchen beim Füllen das flüssige Füllgut gesteuert durch ein Flüssigkeitsventil (9) dem jeweiligen mit seiner Behältermündung (2.1) unter dem Füllgutauslauf (8) angeordneten Behälter als freier Strahl (3) zufließt, dessen Strahl-Querschnitt gleich oder im Wesentlichen gleich dem wirksamen Öffnungsquerschnitt des Füllgutauslaufs (8) ist, sowie mit einem Behälterträger (18) zum Halten des jeweiligen Behälters (2) unterhalb des Füllgutauslaufs (8), und zwar mit seiner Behältermündung (2.1) in einem bezogen auf eine Füllelementachse (FA) axialen Abstand von dem Füllgutauslauf (8), wobei wenigstens ein Füllgut-Leit- und Begrenzungselement (20, 20a), welches zumindest während des Freistrahlfüllens zwischen dem Füllelementgehäuse (5) und dem Behälter (2) den Füllstrahl (3) zumindest teilweise umschließend angeordnet ist, wobei das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement (20, 20a) aus einer Arbeitsposition unterhalb des Füllgutauslaufs (8) in eine Nichtgebrauchsposition verfahrbar, bewegbar, oder schwenkbar ist, in der sich das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement (20, 20a) außerhalb oder seitlich eines Strömungsweges des Füllgutstrahls (3) befindet,
dadurch gekennzeichnet, dass das Füllgut-Leit- oder Begrenzungselement (20, 20a) für das Verfahren, Bewegen oder Schwenken zwischen der Arbeitsposition und der Nichtgebrauchsposition an einem beweglichen oder schwenkbaren Träger (18) vorgesehen ist.

2. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllgut-Leit- oder Begrenzungselement (20, 20a) ringartig oder kegelringartig ausgebildet und zumindest für das Freistrahlfüllen mit einer oberen Eintrittsöffnung im Bereich des Füllelementgehäuses (5) und mit einer unteren Austrittsöffnung im Bereich der Behältermündung (2.1) angeordnet ist,

3. Füllelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllgut-Leit- oder Begrenzungselement (20, 20a) zumindest an seiner Innenfläche kegelstumpf- oder trichterartig mit einem Innenquerschnitt ausgeführt ist, der sich zumindest auf einer Teillänge des Füllgut-Leit- oder Begrenzungselementes (20, 20a) mit zunehmendem Abstand vom Füllelementgehäuse (5) verengt.

4. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllgut-Leit- oder Begrenzungselement (20) über seine gesamte axiale Länge einen Querschnitt aufweist, der größer ist als der Querschnitt des Füllgutstrahles (3) oder größer Ist als der wirksame Querschnitt des Füllgutauslaufs (8), sodass das Füllgut das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement ohne Einschnürung des Füllgutstrahls (3) durchströmt.

5. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllgut-Leit- oder Begrenzungselement (20a) zumindest in einem Teilbereich, beispielsweise im Bereich der unteren Austrittsöffnung einen Öffnungsquerschnitt aufweist, der gleich oder kleiner ist als der Querschnitt des in das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement eintretenden Füllgutstrahls (3) oder des wirksamen Querschnittes des Füllgutauslaufs (8), sodass der Füllgutstrahl (3) durch das Füllgut-Leit- und Begrenzungselement (20a) gerade noch keine oder eine Einschnürung erfährt.

6. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllgut-Leit- oder Begrenzungselement während des Freistrahlfüllens vom Füllelementgehäuse (5) und/oder vom Behälter (2) beabstandet ist oder trichterartig mit der unteren Austrittsöffnung in die Behältermündung (2.1) hineinreicht.

7. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (18) ein Verschließelement (22), beispielsweise in Form einer Verschließplatte oder Verschließkappe vorgesehen ist, welches in der Nichtgebrauchsposition des wenigstens einen Füllgut-Leit- und Begrenzungselement (20, 20a) einen den Füllgutauslauf (8) aufnehmenden Raum (12) an der Unterseite des Füllelementgehäuses (5) verschließt, beispielsweise für eine CIP-Reinigung des Füllelementes (1).

8. Füllelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllgut-Leit- und Begrenzungselement (20, 20a) und/oder der Träger (18) um eine Achse parallel zur Füllelementachse (FA) schwenkbar sind.

9. Füllelement nach einem der Ansprüche 7 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (18) zugleich der Behälterträger, vorzugsweise der Behälterträger für eine hängende Befestigung des jeweiligen Behälters (2) ist.

10. Füllsystem oder Füllmaschine zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit einer Vielzahl von an einem Maschinenelement, beispielsweise an einem umlaufenden Maschinenelement oder Rotor (4) angeordneten Füllelementen (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Füllelemente nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind.

Claims

1. A filling element for the free-jet filling of bottles or similar containers (2) with a liquid filler, having at least one filler outlet (8) which is provided on a filling element housing (5) and through which during the filling operation the liquid filler, controlled by a liquid valve (9), flows to the respective container arranged with its container mouth (2.1) under the filler outlet (8) as a free jet (3) whose jet cross-section is equal or substantially equal to the effective cross-section of the opening of the filler outlet (8), and having a container support (18) for holding the respective container (2) beneath the filler outlet (8), specifically with the container mouth (2.1) at a distance from the filler outlet (8) that is axial relative to a filling element axis (FA), with at least one filler guiding and limiting element (20, 20a) which, during the free-jet filling at least, is disposed between the filling element housing (5) and the container (2) and at least partially surrounds the filling jet (3), it being possible for the filler guiding and limiting element (20, 20a) to be traversed, moved or swivelled out of a working position beneath the filler outlet (8) and into a non-use position in which the filler guiding and limiting element (20, 20a) is positioned outside or adjacent to a flow path of the filler jet (3), wherein the filler guiding or limiting element (20, 20a) is provided on a moving or swivelling support (18) for traversing, moving or swivelling between the working position and the non-use position.

2. The filling element of claim 1 wherein the at least one filler guiding or limiting element (20, 20a) is configured in the shape of a ring or tapered ring and arranged, for free-jet filling at least, with an upper inlet opening in the region of the filling element housing (5) and with a lower outlet opening in the region of the container mouth (2.1).

3. The filling element of claim 1 or 2 wherein the at least one filler guiding or limiting element (20, 20a) is executed, on its inner surface at least, in the form of a truncated cone or funnel having an inside cross-section which, over a part-length of the filler guiding or limiting element (20, 20a) at least, narrows with increasing distance from the filling element housing (5).

4. The filling element of any one of the preceding claims wherein the at least one filler guiding or limiting element (20) exhibits over its entire axial length a cross-section that is greater than the cross-section of the filler jet (3) or greater than the effective cross-section of the filler outlet (8), such that the filler flows through the filler guiding and limiting element without constricting the filler jet (3).

5. The filling element of any one of the preceding claims wherein the at least one filler guiding or limiting element (20a) exhibits, at least in a partial region, for example in the region of the lower outlet opening, an opening cross-section which is equal to or less than the cross-section of the filler jet (3) entering the filler guiding and limiting element or than the effective cross-section of the filler outlet (8), such that the filler jet (3) is only just not constricted or is constricted by the filler guiding and limiting element (20a).

6. The filling element of any one of the preceding claims wherein, during free-jet filling, the at least one filler guiding or limiting element is at a distance away from the filling element housing (5) and/or from the container (2), or extends funnel-like by its lower outlet opening into the container mouth (2.1).

7. The filling element of any one of the preceding claims wherein a sealing element (22), for example in the form of a sealing plate or sealing cap, is provided on the support (18) and which, when the at least one filler guiding and limiting element (20. 20a) is in the non-use position, seals off a space (12) accommodating the filler outlet (8) on the underside of the filling element housing (5), for example for a CIP cleaning of the filling element (1).

8. The filling element of claim 7 wherein the at least one filler guiding and limiting element (20, 20a) and/or the support (16) can swivel about an axis parallel to the filling element axis (FA).

9. The filling element of either of claims 7 - 8 wherein the support (18) is also the container support, preferably the container support for a suspended attachment of the respective container (2).

10. A filling system or filling machine for the free-jet filling of bottles or similar containers (2) with a liquid filler, having a plurality of filling elements (1) disposed on a machine element, for example on a rotary machine element or rotor (4), wherein the filling elements are configured according to any one of the preceding claims.

Revendications

1. Elément de remplissage pour le remplissage par jet libre de bouteilles ou récipients similaires (2) avec un produit de remplissage liquide, avec au moins une sortie de produit de remplissage (8) prévue sur un boîtier d'élément de remplissage (5), par laquelle lors du remplissage, le produit de remplissage liquide s'écoule de manière commandée par une soupape de liquide (9) vers le récipient respectif disposé avec son ouverture de récipient (2.1) sous la sortie de produit de remplissage (8) sous la forme d'un jet libre (3), dont la section transversale de jet est égale ou sensiblement égale à la section transversale d'ouverture utile de la sortie de produit de remplissage (8), ainsi qu'avec un support de récipient (18) destiné à retenir le récipient respectif (2) sous la sortie de produit de remplissage (8), et ce avec son ouverture de récipient (2.1) à une distance axiale de la sortie de produit de remplissage (8) par rapport à un axe d'élément de remplissage (FA), au moins un élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage (20, 20a) étant disposé entourant au moins partiellement le jet de remplissage (3) au moins pendant le remplissage par jet libre entre le boîtier d'élément de remplissage (5) et le récipient (2), l'élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage (20, 20a) pouvant être déplacé, mobile ou pivoté d'une position de travail sous la sortie de produit de remplissage (8) à une position de non-utilisation, dans laquelle l'élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage (20, 20a) se trouve en dehors ou à coté d'une voie d'écoulement du jet de produit de remplissage (3), caractérisé en ce que l'élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage (20, 20a) est prévu pour le déplacement, la mobilité ou le pivotement entre la position de travail et la position de non utilisation sur un support (18) mobile ou pivotant.

2. Elément de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le au moins un élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage (20, 20a) est réalisé comme un anneau ou un anneau conique et est disposé au moins pour le remplissage par jet libre avec une ouverture d'entrée supérieure dans la zone du boîtier d'élément de remplissage (5) et avec une ouverture de sortie inférieure dans la zone de l'ouverture de récipient (2.1).

3. Elément de remplissage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le au moins un élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage (20, 20a) est réalisé au moins sur sa surface intérieure en forme de cône tronqué ou d'entonnoir avec une section transversale intérieure qui se rétrécit au moins sur une longueur partielle de l'élément de guidage de produit de remplissage ou de délimitation (20, 20a) à une distance croissante du boîtier d'élément de remplissage (5).

4. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage (20) présente sur toute sa longueur axiale une section transversale qui est supérieure à la section transversale du jet de produit de remplissage (3) ou supérieure à la section transversale utile de la sortie de produit de remplissage (8) de sorte que le produit de remplissage traverse l'élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage sans étrangler le jet de produit de remplissage (3).

5. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage (20a) présente au moins dans une zone partielle, par exemple dans la zone de l'ouverture de sortie inférieure une section transversale d'ouverture qui est égale ou inférieure à la section transversale du jet de produit de remplissage (3) entrant dans l'élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage (20a) ou à la section transversale utile de la sortie de produit de remplissage (8) de sorte que le jet de produit de remplissage (3) traversant l'élément de délimentation et de guidage de produit de remplissage (20a) ne subisse justement aucun étranglement ou en subisse un.

6. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage est espacé pendant le remplissage par jet libre du boîtier d'élément de remplissage (5) et/ou du récipient (2) ou pénètre comme un entonnoir avec l'ouverture de sortie inférieure dans l'ouverture de récipient (2.1).

7. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur le support (18), un élément de fermeture (22) est prévu par exemple sous la forme d'une plaque de fermeture ou d'un clapet de fermeture, l'élément de fermeture ferme, dans la position de non-utilisation du moins un élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage (20, 20a), un espace (12) recevant la sortie de produit de remplissage (8) sur le côté inférieur du boîtier d'élément de remplissage (5), par exemple pour un nettoyage CIP de l'élément de remplissage (1).

8. Elément de remplissage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le au moins un élément de délimitation et de guidage de produit de remplissage (20, 20a) et/ou le support (18) peuvent pivoter autour d'un axe parallèle à l'axe d'élément de remplissage (FA).

9. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que le support (18) est en même temps le support du récipient, de préférence le support de récipient pour une fixation par suspension du récipient respectif (2).

10. Système de remplissage ou machine de remplissage pour le remplissage par jet libre de bouteilles ou récipients similaires (2) avec un produit de remplissage liquide, avec une pluralité d'éléments de remplissage (1) disposés sur un élément de machine, par exemple sur un élément de machine rotatif ou rotor (4), caractérisé en ce que les éléments de remplissage sont réalisés selon l'une quelconque des revendications précédentes.

Zeichnung