Verfahren zum aseptischen bzw. sterilen Abfüllen von flüssigem Füllgut in Behälter sowie Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens

Abstract

 Bei einem Verfahren bzw. bei einer Vorrichtung zum asepti­schen Abfüllen von flüssigem Füllgut unter Gegendruck im Behälter, beispielsweise in Flaschen, wird der jeweilige Behälter in einer dem Füllen vorausgehenden Sterilisations­phase an seinen Innenflächen, an seiner Behältermündung sowie an seiner sich an die Behältermündung anschließenden Außen­fläche mit einem unter Druck stehenden heißen, gas- oder dampfförmigen Sterilisationsmedium beaufschlagt. Der je­weilige Behälter ist dabei sowohl während der Sterilisations­phase als auch während der Füllphase vollständig in einer Kammer derart angeordnet, daß der Behälterinnenraum über die Behältermündung mit dem Innenraum dieser Kammer in Verbindung steht. Das Sterilisationsmedium wird in den Behälter über ein zum späteren Füllen dienendes Füllrohr mit Abstand von der Behältermündung eingeleitet. Zumindest während eines Teils der Sterilisationsphase, aber auch während der anschließenden Füllphase ist die Kammer zur Umgebung hin derart geschlossen, daß sich zumindest während dieses Teils der Sterilisations­phase ein gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhter Sterili­sationsmediumdruck in der Kammer einstellt und während der Füllphase die Abgabe des Füllgutes in den jeweiligen Behälter gegen einen im Innenraum der Kammer herrschenden Gegendruck erfolgt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum aseptischen bzw. sterilen Abfüllen von flüssigem Füllgut in Behälter, insbesondere in Flaschen, entsprechend Oberbegriff Patent­anspruch 1 sowie auf eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens entsprechend Oberbegriff Patentanspruch 15.

[0002] In der Getränkeindustrie besteht vielfach das Problem, Trinkflüssigkeiten, wie beispielsweise Fruchtsäfte usw. in nicht-erhitztem Zustand und ohne Verwendung von chemischen Zusätzen in Behälter bzw. Flaschen derart abzufüllen, daß eine ausreichende Haltbarkeit des abgefüllten und verschlos­senen Produktes gewährleistet ist. Dies setzt u.a. voraus, daß die Behälter beim Einbringen des flüssigen Füllgutes ein hohes Maß an Sterilität bzw. Keimfreiheit besitzen und dieses Maß an Sterilität auch bis zum Verschließen der Behälter aufrechterhalten bleibt.

[0003] Bekannt ist u.a. ein Verfahren zum Füllen von Flaschen mit einem unter Druck stehenden flüssigen Füllgut und unter Verwendung eines Gegendruckfüllers (US-PS 2 695 743), bei dem (Verfahren) die jeweils zu füllende und aufrechtstehend unter einem Füllelement angeordnete Flasche in einer der Füllphase vorausgehenden Sterilisationsphase mit dem die Behälter- bzw. Flaschenmündung aufweisenden Teil ihres Flaschenhalses in einer geschlossenen Kammer angeordnet ist und bei dem über ein Füllrohr, welches allerdings wegen der Steuerung des Flüssigkeitsventils des Füllelementes nur eine sehr kurze Länge aufweisen kann, in das Innere der Flasche ein Sterili­sationsmedium in Form von Wasserdampf eingebracht wird. Der Wasserdampf strömt hierbei durch die Flaschenmündung und um diese Flaschenmündung herum auch in die geschlossene Kammer und kann aus dieser über ein Rückschlagventil an die Umgebung entweichen. Eine Erwärmung der Flaschen vor der Sterili­sationsphase erfolgt bei diesem bekannten Verfahren nicht.

[0004] Nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren u.a., daß von der geschlossenen, sehr kleinvolumigen Kammer nur der an die Mündung der Flasche unmittelbar anschließende Teilbereich des Flaschenhalses aufgenommen ist und insbesondere das Füllrohr während der Sterilisationsphase nur mit einer ganz geringen Teillänge in das Innere der Flasche hineinreicht, so daß das untere, offene Ende des Füllrohres einen Abstand vom Boden der Flasche aufweist, der um ein Vielfaches größer ist als der Abstand zwischen dem offenen Ende des Füllrohres und der Flaschenmündung. Schon hierdurch sowie durch die Tatsache bedingt, daß in der kleinvolumigen Kammer nur der sich an die Mündung der Flasche unmittelbar anschließende Teilbereich des Flaschenhalses aufgenommen ist, ergibt sich nur eine un­genügende Sterilisation der jeweiligen Flasche, und zwar u.a. dadurch, daß nur eine ungenügende Umströmung der behandelten Flaschen mit dem Sterilisationsmedium sowie eine ungenügende Erhitzung der behandelten Flasche an ihren kritischen Flächen bzw. Bereichen erzielt werden. Schließlich erfordert dieses bekannte Verfahren für seine Durchführung auch eine relativ aufwendige Konstruktion, und zwar durch die Notwendigkeit einer Vielzahl von beweglichen Teilen am Füllelement sowie auch dadurch, daß ein spezielles Halteelement für den Flaschenverschluß in der Sterilisationskammer erforderlich ist.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art aufzuzeigen, mit welchem ein aseptisches Abfüllen von flüssigem Füllgut unter Gegendruck in Behälter, insbesondere in Flaschen ohne Einsatz von chemischen Hilfsmitteln in vereinfachter Weise besonders zuverlässig möglich ist.

[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.

[0007] Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren während der Sterili­sationsphase das heiße Sterilisationsmedium, welches be­vorzugt Wasserdampf und dabei vorzugsweise gesättigter Wasserdampf ist, durch das Füllrohr in den Behälterinnenraum derart eingeleitet wird, daß es unmittelbar am Boden des Behälters aus dem Füllrohr austritt, ergibt sich während der Sterilisationsphase ein gleichmäßiger und intensiver Strom des heißen Sterilisationsmediums entlang sämtlicher, für die Keimfreiheit des Behälters kritischer Behälterflächen bzw. -bereiche, so daß insbesondere auch unter Berücksichtigung einer bevorzugt durchgeführten Erwärmung der Behälter in einer Vorwärmphase ein hohes Maß an Keimfreiheit in einem kurzen Behandlungszeitraum erreicht wird. Hierzu trägt vor allem auch bei, daß die Kammer zumindest während eines Teils der Sterilisationsphase geschlossen ist und sich während der Sterilisationsphase bzw. während dieses Teils der Sterili­sationsphase ein relativ hoher Sterilisationsmediumdruck und damit auch eine hohe Sterilisationsmediumtemperatur in der Kammer einstellen können. Wesentlich bei der Erfindung ist aber auch, daß während der sich an die Sterilisationsphase anschließenden Füllphase die Kammer ebenfalls geschlossen ist, so daß das Abfüllen des flüssigen Füllgutes unter Gegendruck dadurch erfolgen kann, daß hierfür der in der Kammer herrschende bzw. eingestellte Druck verwendet wird. Hierdurch ergeben sich während der Sterilisationsphase und der Füllphase jeweils die gleichen Verhältnisse in bezug auf die Positionierung des Behälters insbesondere auch in Relation zu dem jeweiligen Füllelement und dessen Teilen. Hierdurch wird eine besonders einfache Steuerung der jeweils verwendeten Füllmaschine möglich und es ist insbesondere auch nicht notwendig, den Behälter mit seiner Behältermündung für die Füllphase und ein vorausgehendes Vorspannen in Dichtlage mit dem Füllelement oder einer das Füllrohr umschließenden Fläche dieses Füllelementes zu bringen.

[0008] Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der für die Füllphase notwendige Gegendruck von dem Druck des Sterili­sationsmediums gebildet, der sich am Ende der Sterilisations­phase in der Kammer eingestellt hat. In diesem Fall schließt sich dann die Füllphase unmittelbar an die Sterilisations­phase an.

[0009] Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Sterilisationsmedium nach Beendigung der Sterilisationsphase aus der Kammer entfernt oder abgelassen, und zwar entweder durch Öffnen der Kammer zur Atmosphäre hin oder aber dadurch, daß die Kammer mit einem Unterdruck beaufschlagt wird. Bevorzugt werden dabei beide, vorgenannten Verfahrensschritte zeitlich aufeinander folgend angewandt, wobei durch die Beaufschlagung der Kammer mit Unterdruck bzw. durch das Anschließen der Kammer an eine Unterdruckquelle auch nach dem Ablassen des Sterilisationsmediums an die Umgebung ev. noch in der Kammer oder im Behälterinnenraum verbliebene Reste an Sterilisationsmedium oder an Kondensat (Wasser) des Sterili­sationsmedium mit Sicherheit restlos entfernt werden. Nach dem Ablassen bzw. Entfernen des Sterilisationsmediums erfolgt dann bei geschlossener Kammer ein Vorspannen dieser Kammer mit einem unter Druck stehenden Vorspannmedium, nämlich mit einem Inertgas (z.B. CO₂) oder mit steriler Luft. Nach diesem Vorspannen der Kammer wird dann die Füllphase eingeleitet.

[0010] Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, eine Vorrichtung aufzuzeigen, die in besonders vorteilhafter Weise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 15 ausgebildet.

[0011] Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Draufsicht eine Flaschenfüllmaschine zum aseptischen Abfüllen von Flüssigkeiten in Flaschen;

Fig. 2 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht, teilweise auch geschnitten die Flaschenfüllmaschine gemäß Fig. 1;

Fig. 3 in vereinfachter Darstellung eines der am Umfang des um eine vertikale Drehachse umlaufenden Rotors vorgesehenen Füllelemente im Schnitt, zusammen mit einer Flasche sowie den wesentlichen, die Sterili­sations- und Füllphase steuernden Elementen, die in dieser Figur zum besseren Verständnis funktionsmäßig wiedergegeben sind;

Fig. 4 in einer tabellarischen Aufstellung verschiedene Betriebszustände einer Steuerventileinrichtung.

[0012] Die in den Fig. 1-3 dargestellte Füllmaschine besitzt einen um eine vertikale Drehachse V umlaufenden Rotor 1 (Pfeil A), der bei der dargestellten Ausführungsform im wesentlichen zwei in vertikaler Richtung übereinander angeordnete Rotor­teile 2 und 3 aufweist, die durch mehrere vertikale Trag­säulen 4 vorzugsweise höhenverstellbar miteinander verbunden sind. Durch eine am unteren Rotorteil 3 vorgesehene Kugel­drehverbindung 5 ist der Rotor 1 um die vertikale Drehachse V an einem ortsfesten Maschinengestell 6 im Bereich eines Fundamentenringes 7 dieses Maschinengestells drehbar ge­lagert. Am Außenumfang des oberen Rotorteils 2 sind in gleichmäßigen Winkelabständen um die Drehachse V gegen­einander versetzt mehrere, jeweils gleichartig ausgebildete Füllelemente 8 vorgesehen. Jedes Füllelement 8 besitzt ein Ventilgehäuse 9, in welchem ein zur Oberseite sowie zur Unterseite dieses Ventilgehäuses 9 hin offener Kanal 10 gebildet ist, der sich im wesentlichen aus den beiden Abschnitten 10′ und 10˝ zusammensetzt. An der Oberseite, d.h. im Bereich des Abschnittes 10′ ist der Kanal durch ein Abschlußelement 11 dicht verschlossen, durch welches (bei­spielsweise unter Verwendung einer nicht dargestellten Trennmembrane) ein Ventilstößel 12 hindurchgeführt ist, der mit seinem oberen Ende mit einer einen Elektromagneten aufweisenden Betätigungseinrichtung 13 zusammenwirkt, die auf der Oberseite eines Gehäuseteils 14 befestigt ist, welches auf der Oberseite des Ventilkörpers 9 sitzt. Beim Aktivieren der Betätigungseinrichtung 13 wird der Ventilstößel 12 mit Wirkung einer im Gehäuseteil 14 untergebrachten Druckfeder 15 aus seiner in der Fig. 3 wiedergegebenen Ruhestellung um einen bestimmten Betrag nach oben bewegt. An seinem unteren, im Inneren des Ventilgehäuses 9 bzw. im Kanal 10 vorgesehenen Ende besitzt der Ventilstößel 12 einen Ventilkörper 16, der bei der in der Fig. 3 dargestellten Ruhestellung des Ventil­stößels 12 mit seiner in etwa kegelstumpfförmigen Umfangs­fläche gegen einen Ventilsitz 17 dichtend anliegt, welch letzterer von einer kegelstumpfförmigen Fläche des Kanales 10 im Bereich einer Einschnürung dieses Kanals zwischen den Abschnitten 10′ und 10˝ gebildet ist. In der in der Fig. 3 gezeigten Ruhestellung des Ventilstößels 2 ist das von dem Ventilkörper 16 und dem Ventilsitz 17 gebildete Flüssig­keitsventil geschlossen. Durch Aktivieren der Betätigungs­einrichtung 13 kann dieses Flüssigkeitsventil mit Wirkung der Druckfeder 15 geöffnet werden und stellt dann eine Verbindung zwischen den Abschnitten 10′ und 10˝ her. Die einzelnen Betätigungseinrichtungen 13 werden in einer noch später beschriebenen Weise von einer Steuerelektronik 18 ange­steuert.

[0013] Das obere Ende des Kanales 10 jedes Füllelementes 8 ist mit dem einen Ende einer Leitung 19 verbunden, über die dem jeweiligen Füllelement 8 das in die Flaschen 20 abzufüllende flüssige Füllgut zugeführt wird, welches beispielsweise Fruchtsaft ist. Sämtliche Leitungen 19 sind mit ihrem anderen Ende über einen im Bereich der Drehachse V vorgesehenen Dreh-Verteiler 21 an eine gemeinsame, ortsfeste Füllgut- bzw. Flüssigkeitsleitung 22 angeschlossen, die über ein Absperr­ventil 23 zu einem nicht dargestellten Vorratsbehälter für das abzufüllende Füllgut führt.

[0014] Am unteren Ende, d.h. im Bereich des Abschnittes 10˝ mündet in den Kanal 10 das obere, offene Ende eines Kanales 24 eines an seinem unteren Ende ebenfalls offenen vertikalen Füll­rohres 25, welches im Bereich seines oberen Endes in ge­eigneter Weise (vorzugsweise auswechselbar) am Ventilgehäuse 9 gehalten ist.

[0015] Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Ventilgehäuse 9 zweiteilig ausgebildet, d.h. dieses Ventilgehäuse besteht aus dem oberen, den Abschnitt 10′ des Kanales 10, aber auch noch den Ventilsitz 17 aufweisenden Teil 9′ sowie aus einem unteren Teil 9˝, in welchem der Abschnitt 10˝ des Kanales 10 hauptsächlich gebildet ist und an welchem auch das Füllrohr 25 mit seinem oberen Ende befestigt ist. Das untere Teil 9˝ ist an seiner dem oberen Teil 9′ abgewendeten Seite als eine nach unten hin offene, das Füllrohr 25 auf seiner gesamten Länge konzentrisch umschließende Glocke 26 derart ausgebildet, daß der Innenraum der Glocke 26 in vertikaler Richtung eine Höhe besitzt, die etwas größer ist als die Höhe der aufrecht stehenden Flaschen 20 und im übrigen der Innenquerschnitt der Glocke 26 an den Außenquerschnitt der Flaschen 20 derart angepaßt ist, daß die Glocke 26 jedes Füllelementes 8 jeweils eine Flasche 20 auf ihrer vollen Höhe und dicht umschließend aufnehmen kann, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist.

[0016] Unter jedem Füllelement 8 ist ein Flaschenteller 27 vor­gesehen, der mittels einer an dem Rotorteil 3 vorgesehenen, an sich bekannten und in bekannter Weise gesteuerten Hub­einrichtung 28 in vertikaler Richtung auf- und abbewegbar ist (Doppelpfeil B), und zwar in der Form, daß der jeweilige Flaschenteller 27 in seiner obersten Hubstellung mit der die Standfläche für die Flaschen 20 bildenden Oberseite bzw. mit einer dort vorgesehenen Ringdichtung 29 abgedichtet gegen den die untere Öffnung der Glocke 26 umschließenden Rand dieser Glocke 26 anliegt und dadurch den Innenraum der Glocke 26 verschließt.

[0017] Im Bereich der horizontalen Trennebene zwischen den beiden Teilen 9′ und 9˝ des Ventilgehäuses 9 ist ein den Kanal 10 konzentrisch umschließender Ringkanal 30 gebildet, in welchen mit ihrem oberen Ende mehrere Kanäle 31 münden, die im Teil 9˝ gleichmäßig um den Abschnitt 10′ des Kanales 10 verteilt vorgesehen sind und mit ihrem unteren Ende jeweils in unterschiedlichen Winkeln an der den Innenraum der Glocke 26 oben begrenzenden Fläche des Teiles 9˝ münden, und zwar auch derart, daß diese Mündungsöffnungen der Kanäle 31 um das Füllrohr 25 verteilt vorgesehen sind. Der Ringkanal 30 steht mit einem Kanal 32 in Verbindung. Ein weiterer Kanal 33 steht mit einem Ende mit dem Abschnitt 10˝ des Kanales 10 in Verbindung, d.h. dieser Kanal 33 mündet bei der dargestellten Ausführungsform in Strömungsrichtung, in der das flüssige Füllgut bei geöffnetem Flüssigkeitsventil den Kanal 10 durchströmt, unmittelbar nach dem Ventilsitz 17 in den Abschnitt 10˝ des Kanales 10.

[0018] Jedes Füllelement 8 weist weiterhin einen Kanal 34 auf, der an das eine Ende einer Leitung 35 angeschlossen ist, über die dem jeweiligen Füllelement 8 Wasserdampf zugeführt wird und die mit ihrem anderen Ende über den Dreh-Verteiler 21 mit einer gemeinsamen, ortsfesten Dampfleitung 36 verbunden ist, die über ein Absperrventil 37 an eine nicht näher darge­stellte Einrichtung zur Erzeugung von Wasserdampf (gesättig­tem Wasserdampf) angeschlossen ist. Die beiden Kanäle 33 und 34 sind über Ventile 38 und 39, die beiden Kanäle 32 und 34 über ein Ventil 40 und die beiden Kanäle 32 und 33 über ein Ventil 41 miteinander verbindbar, wobei diese Ventile getrennt steuerbar sind und in der von dem Ventil 38 gebil­deten Verbindung eine Drosseleinrichtung 42 und in der von dem Ventil 40 gebildeten Verbindung eine Drosseleinrichtung 43 vorgesehen sind. Die beiden Drosseleinrichtungen 42 und 43 sind jeweils von wenigstens einer Düse oder von einem einen verengten Querschnitt aufweisenden Kanalabschnitt gebildet.

[0019] Die vorgenannten Kanäle 32-34 sind in dem Ventilgehäuse 9 des jeweiligen Füllelementes 8 ausgebildet. Ebenso sind die Drosseleinrichtungen 42 und 43 in diesem Ventilgehäuse 9 vorgesehen. Auch die Ventile 38-41 sind bevorzugt nicht Einzelventile, sondern werden von einer nach Art eines Flachschiebers ausgeführten und eine Schieberscheibe auf­weisenden Umschalt-Ventileinrichtung 44 gebildet, wobei diese Ventileinrichtung 44 bzw. deren Schieberscheibe mehrere Betriebsstellungen aufweist, die den jeweiligen, später noch beschriebenen Betriebs- bzw. Schaltzuständen der Ventile 38-41 entsprechen. Die Ventileinrichtung 44 bzw. ein mit deren Steuerscheibe verbundener Betätigungshebel wirken beim Umlauf des Rotors 1 mit abstandsweise und/oder in unter­schiedlichen Ebenen angebrachten Steuerelementen, beispiels­weise Steuerkurven oder Steuernocken an einem ortsfesten Steuerring 45 zusammen, um die Ventileinrichtung 44 bzw. deren Schieberscheibe in die jeweils erforderliche Betriebs­stellung zu bringen. Selbstverständlich können die Ventile 38-41 auch Einzel- oder Mehrfachventile sein, die mechanisch durch die am Steuerring 45 vorgesehenen Steuerelemente, in diesem Fall aber bevorzugt elektrisch oder pneumatisch gesteuert werden.

[0020] In den Innenraum der Glocke 26 jedes Füllelementes 8 münden noch zwei weitere Leitungen 46 und 47, von denen die Leitung 46 zur gesteuerten Beaufschlagung der jeweiligen Glocke 26 mit einem Unterdruck bzw. Vakuum dient und die Leitung 47 eine Rückgas- bzw. Rückdampfleitung bildet, die bevorzugt möglichst nahe am unteren, offenen Ende der Glocke 26 in den Innenraum dieser Glocke 26 mündet. Jede Leitung 46, die bei der dargestellten Ausführungsform oberhalb der Leitung 47 in die zugehörige Glocke 26 einmündet, ist über ein eigenes Ventil 48 mit einem am Rotor 1 bzw. am oberen Rotorteil 2 vorgesehenen ringförmigen und die Drehachse V konzentrisch umschließenden Sammelkanal 49 verbunden, der seinerseits über den Dreh-Verteiler 21 mit einer ortsfesten, an eine Vakuum­pumpe 50 angeschlossenen Leitung 51 verbunden ist. Es versteht sich, daß der Dreh-Verteiler 21 so ausgebildet ist, daß in ihm eine sichere Trennung der einzelnen Medien (Füllgut, Dampf sowie Unterdruck) gewährleistet ist.

[0021] Die Leitung 47 ist über eine Drossel- und Ventileinrichtung 52 und ein Rückschlagventil 53 mit einem ringförmigen, die Drehachse V konzentrisch umschließenden Sammelkanal 54 verbunden, der ebenfalls am oberen Rotorteil 2 vorgesehen ist. Die Drossel- und Ventileinrichtung 52 besteht aus der Parallelschaltung einer Drosseleinrichtung 55 und einer Serienanordnung, die aus einer Drosseleinrichtung 56 und einem Ventil 57 besteht. Die beiden Drosseleinrichtungen 55 und 56 sind wiederum von wenigstens einer Düse oder einem verengten Leitungsabschnitt gebildet, wobei beispielsweise die Drosseleinrichtung 55 einen Durchmesser von 0,71 mm und die Drosseleinrichtung 56 einen Durchmesser von 6 mm auf­weisen. Die beiden Ventile 48 und 57 sind bei der darge­stellten Ausführungsform elektrisch betätigbare Ventile, die von der Steuerelektronik 18 angesteuert werden. Die Ver­wendung der jeweils für sämtliche Füllelemente 8 gemeinsamen Sammelkanäle 49 und 54, von denen der Sammelkanal 54 einen Auslaß zur Atmosphäre hin aufweist, hat neben einer Ver­einfachung der Konstruktion unter anderem auch den Vorteil, daß für alle Füllelemente 8 jeweils definierte Druckver­hältnisse beim Öffnen der Ventile 48 und 57 vorliegen, wobei speziell der Sammelkanal 54 zusätzlich zu dem Rückschlag­ventil 53 auch sicherstellt, daß beim Abkühlen einer Glocke 26 (beispielsweise bei Maschinenstillstand) keine Luft angesaugt wird.

[0022] Grundsätzlich ist es auch möglich, die Ventile 48 und 57 mechanisch durch entsprechende, an einem ortsfesten Steuer­ring vorgesehene Steuerelemente beim Umlauf des Rotors 1 zu steuern, wobei die Funktion des Ventiles 48 und/oder 57 auch durch den Dreh-Verteiler 21 dadurch erreicht werden kann, daß dieser Dreh-Verteiler 21 als Dreh-Schieberventilanordnung ausgebildet ist.

[0023] Die beiden Ventile 23 und 37 sind bei der dargestellten Ausführungsform von vorzugsweise einstellbaren Druckreglern 59 und 60 gesteuert, und zwar derart, daß durch Öffnen und Schließen des Ventiles 37 bzw. des Ventiles 23 sich in der Leitung 35 ein vorgegebener bzw. eingestellter Dampfdruck und in der Leitung 22 ein vorgegebener bzw. eingestellter Druck für das flüssige Füllgut ergeben, wobei das Ventil 23 über den Druckregler 59 auch in Abhängigkeit von dem Dampfdruck in der Leitung 35 gesteuert wird, und zwar bevorzugt derart, daß das Ventil 23 erst dann öffnet, wenn in der Leitung 35 der vorgegebene bzw. eingestellte Dampfdruck vorhanden ist, also ein Abfüllen des flüssigen Füllgutes in die Flaschen 20 erst dann möglich ist, wenn durch einen genügenden Dampfdruck in der Leitung 35 auch ein ausreichendes Entkeimen bzw. Sterili­sieren der Flaschen 20 gewährleistet ist.

[0024] Die zu füllenden Flaschen 20 werden der Füllmaschine über einen nicht näher dargestellten Transporteur aufrechtstehend zugeführt, wie dies in der Fig. 1 mit dem dortigen Pfeil C angedeutet ist. Die Flaschen 20 bewegen sich dann zunächst durch eine tunnelartige Vorwärmeinrichtung 61, in der die Flaschen 20 erwärmt bzw. erhitzt werden, was unter anderem dazu dient, die dem Füllen der Flaschen 20 mit dem flüssigen Füllgut (Füllphase) vorausgehende Sterilisationsphase zu verkürzen, aber auch einen ev. Flaschenbruch durch Tempera­turschock während der Sterilisationsphase zu vermeiden. Die vorgewärmten Flaschen 20 werden dann über eine Transport­strecke 62 dem von einer Einteilschnecke 63 und einem Einschubstern 64 gebildeten Flascheneinschub zugeführt, an welchem die zu füllenden Flaschen 20 nacheinander an jeweils einen abgesenkten Flaschenteller 27 übergeben werden. Diese Übergabeposition ist in der Fig. 1 mit I angegeben.

[0025] Die gefüllten Flaschen 20 werden am Flaschenausschub, d.h. an der in der Fig. 1 mit III angegebenen Position von den abgesenkten Flaschentellern 27 abgenommen und gelangen mittels eines Transportelementes 65 an einen Verschließer 66. Um Wärmeverluste vor dem Verschließen der gefüllten Flaschen 20 zu vermeiden, ist die Transportstrecke 65 in einem nach außen hin abgeschlossenen Tunnel 67 ausgebildet, der bis an den Verschließer 66 reicht. Weiterhin ist auch aus dem gleichen Grunde der Ausschubbereich durch ein haubenartiges Gehäuse 68 abgedeckt. In diesem Gehäuse können die von den Flaschentellern 27 abgenommenen, gefüllten Flaschen 20 auch eine Wärmebehandlung, bevorzugt durch Gasflammen unterzogen werden.

[0026] Ist bei dem Füllen der Flaschen 20 eine der eigentlichen Füllphase vorausgehende Vorspannphase vorgesehen, bei der die Glocke 26 und damit auch die jeweilige Flasche 20 mit einem Inertgas (z.B. CO₂) oder mit steriler Luft vorgespannt wird, so ist der Kanal 32 jedes Füllelementes 8 über ein weiteres Ventil 69 mit einer Leitung 70 verbunden. Diese ist dann über den Dreh-Verteiler 21 an eine ortsfeste Leitung 72 ange­schlossen, die über ein Absperrventil 71 zu einer nicht dargestellten Druckquelle für sterile Luft oder für Inertgas führt. Dem Ventil 71 ist ein vorzugsweise einstellbarer Druckregler 73 zugeordnet, mit dem durch entsprechendes Öffnen und Schließen des Ventiles 71 ein vorgegebener oder eingestellter Druck in der Leitung 72 eingeregelt wird. Der Druckregler 73 spricht aber auch auf den Druck in der Leitung 22 an, d.h. durch den Druckregler 73 wird das Ventil 71 so gesteuert, daß der Druck in der Leitung 72 um einen vorge­gebenen oder eingestellten Betrag über dem Druck in der Leitung 22 liegt.

[0027] Bei der dargestellten Ausführungsform ist zwischen den Positionen III und I noch ein ortsfestes Blech 75 vorgesehen, welches an dem Maschinengestell 6 so gehalten ist, daß dieses Blech 75 mit seinen Oberflächenseiten in horizontalen Ebenen und geringfügig unterhalb der Bewegungsbahn der Glocken 26 liegt.

[0028] Bei einer Ausführungsform erfolgt beim Umlauf des Rotors 1 in Richtung des Pfeiles A während der Positionen I und III das Sterilisieren sowie Füllen der Flaschen 20 in einer Weise entsprechend dem nachfolgenden Beispiel I.

Beispiel I

[0029] 

1. Nach der Übergabe einer zu füllenden Flaschen 20 an der Position I an einen Flaschenteller 27 wird diese Flasche 20 mit dem Flaschenteller 27 soweit angehoben, daß das Füllrohr 25 durch die Mündung in das Innere der Flasche 20 hineinreicht, der Flaschenteller 27 jedoch noch nicht dicht gegen den unteren Rand der Glocke 26 anliegt, zwischen dem unteren Rand der Glocke 26 und dem Flaschen­teller 27 also noch eine Öffnung zur Umgebung hin in Form eines ringförmigen Spaltes verbleibt. Bei diesem ersten Verfahrensschritt erfolgt ständig eine reduzierte Dampf­ zuführung über das Füllrohr 25 in das Innere der Flasche 20 sowie über die Kanäle 31 in das Innere der Glocke 26, wobei hierfür die Ventile 38 und 40 über die Drossel­einrichtungen 42 und 43 geöffnet, das Flüssigkeitsventil des betreffenden Füllelementes 8, aber auch die Ventile 39, 41, 48 und 79 geschlossen sind.

2. Der Flaschenteller 27 wird weiter nach oben bewegt. Kurz vor dem Abschließen der Glocke 26 erfolgt bei weiterhin geschlossenem Flüssigkeitsventil eine nicht reduzierte Dampfzuführung ausschließlich über das Füllrohr 25, wofür das Ventil 39 geöffnet ist und die Ventile 38, 40, 41, 48 und 57 geschlossen sind.
Durch die beiden bisher beschriebenen Verfahrensschritte 1 und 2 ist einmal eine weitere schonende Vorwärmung der Flaschen 20 sichergestellt. Zum anderen wird auch ev., sich an den Flächen der Flasche 20 niederschlagendes Kondensat (Wasser) und beim Verfahrensschritt 2 auch solches Kondensat, welches sich ev. im Inneren der Flasche 20 gebildet hat, vom Dampfstrom durch die zwischen der Glocke 26 und dem Flaschenteller 27 gebildeten Öffnung nach außen abgeführt, und zwar zusammen mit in der Flasche 20 oder in der Glocke 26 vorhandener Luft.

3. Sobald der Flaschenteller 27 dicht gegen die Glocke 26 anliegt und diese abdichtet, werden die Flasche 20 und die Glocke 26 bei weiterhin geschlossenem Flüssigkeitsventil mit Wasserdampf vorgespannt, wobei die Ventile 38-41, 48 und 57 die gleiche Stellung wie beim Verfahrensschritt 2 aufweisen. Es erfolgt hier dann bei geschlossener Glocke 26 ein Dampfaustritt über die Drosseleinrichtung 55 in den Sammelkanal 54.

4. Der Zustand gemäß dem Verfahrensschritt 3 wird über eine Zeitdauer bzw. über einen dieser Zeitdauer entsprechenden Drehwinkelbereich des Rotors 1 aufrecht erhalten, bis eine einwandfreie Sterilisation der Flasche 20 unter dem hohen, in der Glocke 26 herrschenden Dampfdruck sichergestellt ist.

5. In einem weiteren Verfahrensschritt wird dann bei weiter­hin geschlossenem Flüssigkeitsventil der in der Glocke 26 vorhandene Dampf abgelassen, was beispielsweise durch erneutes, geringfügiges Absenken des Flaschentellers 27 und über den dadurch gebildeten Ringspalt zwischen der Glocke 26 und dem Flaschenteller 27 erfolgt. Sämtliche Ventile 38-41, 48 und 57 sind hierbei geschlossen.
Das Ablassen des Dampfes kann aber auch bei weiterhin dicht gegen die Glocke 26 anliegendem Flaschenteller 27 über die Leitung 46 erfolgen, wobei in diesem Fall dann das Ventil 48 kurz geöffnet wird.

6. Bei weiterhin geschlossenem Flüssigkeitsventil und wiederum durch den Flaschenteller 27 verschlossener Glocke 26 wird dann der Innenraum der Glocke 26 mit Unterdruck beaufschlagt, und zwar derart, daß der Druck in der Glocke 26 etwa 0,5 bar aufweist. Bei diesem Verfahrensschritt, bei dem das gesamte Restkondensat (Wasser) aus der Glocke 26 und Flasche 20 entfernt wird, sind die Ventile 38-41, 57 und 65, aber auch das Rückschlagventil 53 geschlossen.

7. Bei weiterhin geschlossenem Flüssigkeitsventil erfolgt ein Vorspannen der geschlossenen Glocke 26 und damit auch der Flasche 20 mit einem Inertgas (z.B. CO₂) oder mit steriler Luft. Hierbei sind die Ventile 38-41, 48 und 57 geschlos­sen und das Ventil 69 geöffnet, wobei sich ein reduzierter Strom an steriler Luft bzw. an Inertgas über die Drossel­einrichtung 55 und das Rückschlagventil 53 aus der Glocke 26 einstellt.

8 Mit den vorbeschriebenen Verfahrensschritten sind die Sterilisationsphase (Verfahrensschritte 1-5) sowie die der eigentlichen Füllphase auch vorausgehende Vorspannphase (Verfahrensschritte 6 und 7) abgeschlossen, so daß etwa an der Position II der Fig. 1 die Füllphase dadurch einge­leitet wird, daß das Füllventil des betreffenden Füll­elementes 8 durch Aktivieren der Betätigungseinrichtung 13 durch die Steuerelektronik 18 geöffnet wird. An diesem Beginn der Füllphase sind alle Ventile 38-41, 48, 57 und 69 geschlossen, so daß das flüssige Füllgut über das Füllrohr 25 in die Flasche 20 zufließt, und zwar unter entsprechender Verdrängung des dort vorhandenen Inertgases bzw. der vorhandenen sterilen Luft, das bzw. die über die Drosseleinrichtung 55 in den Sammelkanal 54 abfließt, wodurch sich zunächst ein langsames Zufließen des flüs­sigen Füllgutes, d.h. ein Füllen mit geringer Füllge­schwindigkeit ergibt.

9. Nach dem Eintauchen des unteren Endes des Füllrohres 25 in den Flüssigkeitsspiegel erfolgt dann bei weiterhin geöffnetem Flüssigkeitsventil ein Füllen mit erhöhter Füllgeschwindigkeit, und zwar bei geschlossenen Ventilen 38-41, 48 und 69 und geöffnetem Ventil 57, so daß das von dem Füllgut verdrängte Inertgas- oder Luftvolumen über beide Drosseleinrichtungen 55 und 56 in den Sammelkanal 54 abfließen kann.

10. Nach der Beendigung der Schnellfüllphase (Verfahrens­schritt 9) wird bei weiterhin geöffnetem Flüssigkeits­ventil die Bremsphase eingeleitet, und zwar durch Schließen des Ventiles 57 und bei weiterhin auch ge­schlossenen Ventilen 38-41, 48 und 69.

11. Nach dem Ansprechen eines die Steuerelektronik 18 ansteuernden Füllstandssensors, der bei der dargestellten Ausführungsform von einem in der jeweiligen Glocke 26 vorgesehenen und durch die Mündung in die zu füllende Flasche 20 hineinreichenden Sensor 74 gebildet ist, erfolgt bei weiterhin geöffnetem Flüssigkeitsventil und geschlossenen Ventilen 38-41, 48, 57 und 69 eine Korrek­turfüllphase, beispielsweise in der Form, daß über eine vorgegebene Zeitdauer die Steuerelektronik 18 das Flüssigkeitsventil noch geöffnet hält.

12. Nach Ablauf der Korrekturzeit wird bei weiterhin ge­schlossenen Ventilen 38-41, 48, 57 und 69 auch das Flüssigkeitsventil des betreffenden Füllelementes 8 geschlossen, wobei sich dann auch der Druck in der Glocke 26 über die Drosseleinrichtung 55 abbaut.
Wie vorstehend beschrieben, leitet der Sensor 74 über die Korrekturphase das Schließen des Flüssigkeitsventiles des betreffenden Füllelementes 8 ein. Bei entsprechender Ausbildung kann dieser Sensor auch dazu dienen, die Bremsphase (Verfahrensschritt 10) füllständsbezogen einzuleiten. Ist der Sensor 74 als Leitwertkontakt ausgebildet, so weist dieser Sensor 74 in diesem Fall neben einer gemeinsamen Elektrode zwei Steuerelektroden auf, die in vertikaler Richtung übereinander vorgesehen sind und von denen die untere beim Eintauchen in den Flüssigkeitsspiegel die Bremsphase und die obere beim Eintauchen in den Flüssigkeitsspiegel über die Korrektur­phase das Schließen des Flüssigkeitsventils einleiten.

13. Bei geschlossenem Flüssigkeitsventil, geschlossenen Ventilen 38, 39, 48, 57 und 69 und geöffneten Ventilen 40 und 41 erfolgt dann das Entleeren des Füllrohres 25 bei gleichzeitiger reduzierter Dampfzuführung in die Glocke 26, und zwar über das geöffnete Ventil 40 und die Drosseleinrichtung 43, wobei sich in der Glocke 26 ein ansteigender Dampfdruck ergibt, da der Dampf über die Drosseleinrichtung 55 nur reduziert abfließen kann.

14. Bei weiterhin geschlossenem Flüssigkeitsventil und geschlossenen Ventilen 38, 39, 48, 57 und 69 wird auch das Ventil 41 geschlossen, während das Ventil 40 offen bleibt und sich somit weiterhin ein reduzierter Dampf­strom in die Glocke 26 ergibt. Anschließend wird der Flaschenteller abgesenkt.

15. Sind der Flaschenteller 27 und damit auch die gefüllte Flasche 20 soweit abgesenkt, daß das untere Ende des Füllrohres 25 aus dem Flüssigkeitsspiegel austritt, wird bei weiterhin bestehendem reduziertem Dampfstrom in die Glocke 26, d.h. bei weiterhin geöffnetem Ventil 40 auch das Ventil 38 geöffnet, so daß sich dann auch zur vollständigen Entleerung des Füllrohres 25 ein reduzier­ter Dampfstrom durch den Kanal 24 dieses Füllrohres 25 ergibt, und zwar vorzugsweise während des weiteren Absenkens des Flaschentellers 27 und der gefüllten Flasche 20. Die Ventile 39, 41, 48, 57 und 69 sind geschlossen.

16. Die gefüllte Flasche 20 wird an der Position III aus­geschoben und über die Transporteinrichtung 65 dem Verschließer 66 zugeführt. Bei diesem Ausschieben der gefüllten Flasche 20 verbleiben die Ventile 38-41, 48, 57 und 69 in ihrer für den Verfahrensschritt (15) ange­gebenen Stellung, so daß weiterhin ein reduzierter Dampfstrom durch die Kanäle 31 und den Kanal 24 des Füllrohres 25 besteht.

17. Zwischen den Positionen III und I ist die jeweilige Glocke 26 bis auf einen engen, zwischen ihrem unteren offenen Ende und dem ortsfesten Blech 75 gebildeten Ringspalt verschlossen. Die für den Verfahrensschritt (15) beschriebene Stellung der Ventile 38-41, 48, 57 und 69 bleibt aufrechterhalten, so daß weiterhin ein redu­zierter Dampfstrom durch die Kanäle 31 und den Kanal 24 des Füllrohres 25 besteht und hierdurch eine Beaufschla­gung der Glocke 26 an ihren Innenraum und Innenflächen sowie des Füllrohres 25 an seinen Außen- und Innenflächen durch den über den Ringspalt zwischen der Glocke 26 und dem Blech 75 austretenden Dampf erfolgt. Die Verwendung des Bleches 75 hat insbesondere den Vorteil, daß bei diesem Verfahrensschritt die Dampfatmosphäre im Innenraum der jeweiligen Glocke 26 aufrechterhalten bleibt und somit auch unter Berücksichtigung der Bemessung bzw. Breite des zwischen dem unteren Glocke 26 und dem Blech 75 gebildeten Ringspaltes keine Umgebungsluft, Keime, Verunreinigungen usw. von außen her in die Glocke 26 eintreten können.

[0030] Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Ab­wandlungen insbesondere auch hinsichtlich des beschriebenen Verfahrens möglich sind, ohne daß dadurch der die Erfindung tragende Erfindungsgedanke verlassen wird. So werden bei einer gegenüber dem Beispiel I vereinfachten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Füllbeginn bzw. die Füll­phase nach dem Verfahrensschritt 4 eingeleitet, d.h. unter Verzicht auf die Verfahrensschritte 5-7 schließen sich die Verfahrensschritte 8-17 unmittelbar an den Verfahrensschritt 4 an, d.h. der Dampfdruck, der sich am Ende des Verfahrens­schritt 4 in der Glocke 26 eingestellt hat, bildet bei dieser vereinfachten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens den Gegendruck am Beginn der Füllphase. Bei dieser Ausführung werden dann selbstverständlich auch die Ventile 69 und 71, die Leitungen 70 und 72, der Druckregler 73 sowie die Quelle für das unter Druck stehende Inertgas oder die unter Druck stehende sterile Luft nicht benötigt. Das Vorspannen der jeweiligen Glocke mit Dampf bzw. mit Inertgas vor dem Einleiten der Füllphase hat gegenüber dem Vorspannen mit steriler Luft den besonderen Vorteil, daß praktisch kein Sauerstoff in die Glocke 26 gelangt und demnach auch keine Sauerstoffaufnahme durch das Füllgut beim Abfüllen erfolgt, wodurch sich u.a. auch die Haltbarkeit des abgefüllten Füllgutes wesentlich verbessert.

[0031] Bei dem vorbeschriebenen, auch die Verfahrensschritte 5-7 des Beispiels I aufweisenden Verfahren werden für die von den Ventilen 38-41, 48, 57 und 69 gebildete Steuerventilanordnung insgesamt acht unterschiedliche Betriebsstellungen benötigt, während bei dem vereinfachten Verfahren ohne die Verfahrens­schritte 5-7 und ohne die Ventile 48 und 69 insgesamt fünf unterschiedliche Betriebsstellungen für die Steuerventil­anordnung ausreichend sind.

[0032] In der Fig. 4 sind für die einzelnen Verfahrensschritte 1 bis 17 der Ausführungsform nach Beispiel I die jeweiligen Betriebsstellungen der Steuerventilanordnung und die zuge­hörigen Schaltstellungen der Ventile 38 -41, 48, 57 und 69 in tabellarischer Form wiedergegeben. In dieser Darstellung bedeuten jeweils "X" den geöffneten Zustand und "O" den jeweils geschlossenen Zustand der Ventile in den einzelnen Verfahrensschritten bzw. in den einzelnen, diesen Verfahrens­schritten entsprechenden Betriebsstellungen a - h der von den Ventilen 38 - 41, 48, 57 und 69 gebildeten Steuerventil­anordnung.

[0033] Bei einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Sterilisieren sowie Füllen der Flaschen 20 in einer Weise entsprechend dem nachfolgenden Beispiel II.

Beispiel II

[0034] 

1. Nach der Übergabe einer zu füllenden Flaschen 20 an der Position I an einen Flaschenteller 27 wird diese Flasche 20 mit dem Flaschenteller 27 soweit angehoben, daß das Füllrohr 25 durch die Mündung in das Innere der Flasche 20 hineinreicht, der Flaschenteller 27 jedoch noch nicht dicht gegen den unteren Rand der Glocke 26 anliegt, zwischen dem unteren Rand der Glocke 26 und dem Flaschen­teller 27 also noch eine Öffnung zur Umgebung hin in Form eines ringförmigen Spaltes verbleibt. Bei diesem ersten Verfahrensschritt erfolgt ständig eine rudzierte Dampf­zuführung über das Füllrohr 25 in das Innere der Flasche 20 sowie über die Kanäle 31 in das Innere der Glocke 26, wobei hierfür die Ventile 38 und 40 über die Drossel­einrichtungen 42 und 43 geöffnet, das Flüssigkeitsventil des betreffenden Füllelementes 8, aber auch die Ventile 39, 41, 48 und 79 geschlossen sind.

2. Der Flaschenteller 27 wird weiter nach oben bewegt. Kurz vor dem Abschließen der Glocke 26 erfolgt bei weiterhin geschlossenem Flüssigkeitsventil eine nicht reduzierte Dampfzuführung ausschließlich über das Füllrohr 25, wofür das Ventil 39 geöffnet ist und die Ventile 38, 40, 41, 48 und 57 geschlossen sind.
Durch die beiden bisher beschriebenen Verfahrensschritte 1 und 2 ist einmal eine schonende Vorwärmung der Flaschen 20 sichergestellt, zum anderen wird auch ev., sich an den Flächen der Flasche 20 niederschlagendes Kondensat (Wasser) durch den Dampfstrom durch die zwischen der Glocke 26 und dem Flaschenteller 27 gebildeten Öffnung nach außen abgeführt, und zwar insbesondere bei dem vorbeschriebenen Verfahrensschritt 2 auch solches Konden­sat, welches sich ev. im Inneren der Flasche 20 gebildet hat.

3. Sobald der Flaschenteller 27 dicht gegen die Glocke 26 anliegt und diese abdichtet, werden die Flasche 20 und die Glocke 26 bei weiterhin geschlossenem Flüssigkeitsventil mit Wasserdampf, beispielsweise Sattdampf von 130 °C vorgespannt, wobei die Ventile 38-41, 48 und 57 die gleiche Stellung wie beim Verfahrensschritt 2 aufweisen. Es erfolgt hier dann bei geschlossener Glocke 26 ein Dampfaustritt über die Drosseleinrichtungen 55 und 56 in den Sammelkanal 54.

4. Der Zustand gemäß dem Verfahrensschritt 3 wird über eine Zeitdauer von beispielsweise 3 Sekunden bzw. über einen dieser Zeitdauer entsprechenden Drehwinkelbereich des Rotors 1 aufrecht erhalten, bis eine einwandfreie Steri­lisation der Flasche 20 unter dem hohen, in der Glocke 26 herrschenden Dampfdruck, z.B. 1,7 bar sichergestellt ist, wobei die Drosseleinrichtung 56 nach etwa 1 Sekunde geschlossen wurde.

5. Bei weiterhin geschlossenem Flüssigkeitsventil erfolgt ein Vorspannen der geschlossenen Glocke 26 und damit auch der Flasche 20 mit einem Inertgas (z.B. CO₂) oder mit steriler Luft. Hierbei sind die Ventile 38 - 41, 48 und 57 ge­schlossen und das Ventil 69 geöffnet, wobei sich ein reduzierter Strom an steriler Luft bzw. an Inertgas über die Drosseleinrichtung 55 und das Rückschlagventil 53 aus der Glocke 26 einstellt.

6. Mit den vorbeschriebenen Verfahrensschritten sind die Sterilisationsphase (Verfahrensschritte 1 - 4) sowie die der eigentlichen Füllphase auch vorausgehende Vorspann­phase (Verfahrensschritt 5) abgeschlossen, so daß etwa an der Position II der Fig. 1 die Füllphase dadurch einge­leitet wird, daß das Füllventil des betreffenden Füll­elementes 8 durch Aktivieren der Betätigungseinrichtung 13 durch die Steuerelektronik 18 geöffnet wird. An diesem Beginn der Füllphase sind alle Ventile 38 - 41, 48, 57 und 69 geschlossen, so daß das flüssige Füllgut über das Füllrohr 25 in die Flasche 20 zufließt, und zwar unter entsprechender Verdrängung des dort vorhandenen Inertgases bzw. der vorhandenen sterilen Luft, das bzw. die über die Drosseleinrichtung 55 in den Sammelkanal 54 abfließt, wodurch sich zunächst ein langsames Zufließen des flüs­sigen Füllgutes, d.h. ein Füllen mit geringer Füllge­schwindigkeit ergibt.

7. Nach dem Eintauchen des unteren Endes des Füllrohres 25 in den Flüssigkeitsspiegel erfolgt dann bei weiterhin geöffnetem Flüssigkeitsventil ein Füllen mit erhöhter Füllgeschwindigkeit, und zwar bei geschlossenen Ventilen 38 - 41, 48 und 69 und geöffnetem Ventil 57, so daß das von dem Füllgut verdrängte Inertgas- oder Luftvolumen über beide Drosseleinrichtungen 55 und 56 in den Sammelkanal 54 abfließen kann.

8. Nach der Beendigung der Schnellfüllphase (Verfahrens­schritt 7) wird bei weiterhin geöffnetem Flüssigkeits­ventil die Bremsphase eingeleitet, und zwar durch Schlie­ßen des Ventiles 57 und bei weiterhin auch geschlossenen Ventilen 38-41, 48 und 69.

9. Nach dem Ansprechen eines die Steuerelektronik 18 an­steuernden Füllstandssensors, der bei der dargestellten Ausführungsform von einem in der jeweiligen Glocke 26 vorgesehenen und durch die Mündung in die zu füllende Flasche 20 hineinreichenden Sensor 74 gebildet ist, erfolgt bei weiterhin geöffnetem Flüssigkeitsventil und geschlossenen Ventilen 38 - 41, 48, 57 und 69 eine Korrek­turfüllphase, beispielsweise in der Form, daß über eine vorgegebene Zeitdauer die Steuerelektronik 18 das Flüssig­keitsventil noch geöffnet hält.

10. Nach Ablauf der Korrekturzeit wird bei weiterhin ge­schlossenen Ventilen 38 - 41, 48, 57 und 69 auch das Flüssigkeitsventil des betreffenden Füllelementes 8 geschlossen, wobei sich dann auch der Druck in der Glocke 26 über die Drosseleinrichtung 55 abbaut.
Wie vorstehend beschrieben, leitet der Sensor 74 über die Korrekturphase das Schließen des Flüssigkeitsventiles des betreffenden Füllelementes 8 ein. Bei entsprechender Aus­bildung kann dieser Sensor auch dazu dienen, die Brems­phase (Verfahrensschritt 8) füllstandsbezogen einzu­leiten. Ist der Sensor 74 als Leitwertkontakt ausge­bildet, so weist dieser Sensor 74 in diesem Fall neben einer gemeinsamen Elektrode zwei Steuerelektroden auf, die in vertikaler Richtung übereinander vorgesehen sind und von denen die untere beim Eintauchen in den Flüssig­keitsspiegel die Bremsphase und die obere beim Eintauchen in den Flüssigkeitsspiegel über die Korrekturphase das Schließen des Flüssigkeitsventils einleiten.

11. Bei geschlossenem Flüssigkeitsventil, geschlossenen Ventilen 38, 39, 48, 57 und 69 und geöffneten Ventilen 40 und 41 erfolgt dann das Entleeren des Füllrohres 25 bei gleichzeitiger reduzierter Dampfzuführung in die Glocke 26, und zwar über das geöffnete Ventil 40 und die Drosseleinrichtung 43, wobei sich der in der Glocke 26 während der Füllung vorhandene Gegendruck über die Drosseleinrichtung 55 abbaut. Anschließend wird der Flaschenteller 27 abgesenkt.

12. Sind der Flaschenteller 27 und damit auch die gefüllte Flasche 20 soweit abgesenkt, daß das untere Ende des Füllrohres 25 aus dem Flüssigkeitsspiegel austritt, wird bei weiterhin bestehendem reduziertem Dampfstrom in die Glocke 26, d.h. bei weiterhin geöffnetem Ventil 40 auch das Ventil 38 geöffnet, so daß sich dann auch zur vollständigen Entleerung des Füllrohres 25 ein reduzier­ter Dampfstrom durch den Kanal 24 dieses Füllrohres 25 ergibt, und zwar vorzugsweise während des weiteren Absenkens des Flaschentellers 27 und der gefüllten Flasche 20. Die Ventile 39, 41, 48, 57 und 69 sind geschlossen.

13. Die gefüllte Flasche 20 wird an der Position III aus­geschoben und über die Transporteinrichtung 65 dem Verschließer 66 zugeführt. Bei diesem Ausschieben der gefüllten Flasche 20 verbleiben die Ventile 38 - 41, 48, 57 und 69 in ihrer für den Verfahrensschritt (12) ange­gebenen Stellung, so daß weiterhin ein reduzierter Dampfstrom durch die Kanäle 31 und den Kanal 24 des Füllrohres 25 besteht.

14. Zwischen den Positionen III und I ist die jeweilige Glocke 26 bis auf einen engen, zwischen ihrem unteren offenen Ende und dem ortsfesten Blech 75 gebildeten Ringspalt verschlossen. Die für den Verfahrensschritt (12) beschriebene Stellung der Ventile 38 - 41, 48, 57 und 69 bleibt aufrechterhalten, so daß weiterhin ein reduzierter Dampfstrom durch die Kanäle 31 und den Kanal 24 des Füllrohres 25 besteht und hierdurch eine Beauf­schlagung der Glocke 26 an ihren Innenraum und Innen­flächen sowie des Füllrohres 25 an seinen Außen- und Innenflächen durch den über den Ringspalt zwischen der Glocke 26 und dem Blech 75 austretenden Dampf erfolgt. Die Verwendung des Bleches 75 hat insbesondere den Vorteil, daß bei diesem Verfahrensschritt die Dampf­atmosphäre im Innenraum der jeweiligen Glocke 26 auf­rechterhalten bleibt und somit auch unter Berücksichti­gung der Bemessung bzw. Breite des zwischen dem unteren Glocke 26 und dem Blech 75 gebildeten Ringspaltes keine Umgebungsluft, Keime, Verunreinigungen usw. von außen her in die Glocke 26 eintreten können.

[0035] Wie die vorstehenden Ausführungen zeigen, ist bei dem Verfahren nach Beispiel II, bei dem auf die Leitung 46 verzichtet ist, am Ende der Sterilisationsphase ein Ablassen des Sterilisationsmediums nicht erforderlich. Vielmehr erfolgt hier unmittelbar nach der Sterilisationsphase bzw. nach dem Verfahrensschritt 4 das Vorspannen.

[0036] Anstelle des oben beschriebenen Bleches 75 kann auch ein anderes Element vorgesehen sein, welches beim Beispiel I im Verfahrensschritt (17) bzw. beim Beispiel II im Verfahrens­schritt (14) den Ringspalt bildet. Weiterhin ist es auch möglich, anstelle des Bleches 75 ein wannenförmiges, zwischen den Positionen III und I angeordnetes Element mit einem Abfluß vorzusehen. Erfolgt zwischen den Positionen III und I ein Reinigen der jeweiligen Glocke 26 sowie des Füllrohres 25 mit einer Reinigungsflüssigkeit (Wasser), so entfällt das Blech 75 oder anstelle des Bleches 75 ist das bereits angesprochene wannenförmige Element zum Auffangen und Abführen der Reinigungsflüssigkeit vorgesehen.

[0037] Anstelle der Dichtung 29 an dem jeweiligen Flaschenteller 27 kann auch eine entsprechende Dichtung am unteren offenen Ende der jeweiligen Glocke 26 vorgesehen sein. Weiterhin ist es auch möglich, anstelle der Sonde 74 das Füllrohr 25 als Sonde auszubilden bzw. mit einem entsprechenden Sondenkontakt zu versehen.

Ansprüche

1. Verfahren zum aseptischen Abfüllen von flüssigem Füllgut unter Gegendruck in Behälter, beispielsweise in Flaschen, bei dem (Verfahren) der jeweils zu füllende Behälter zumindest während eines Teils einer dem Füllen mit dem flüssigen Füllgut (Füllphase) vorausgehenden Sterili­sationsphase in einer zur Umgebung hin geschlossenen Kammer an dem den Behälterinnenraum begrenzenden Innen­flächen, an der Behältermündung sowie an der sich an die Mündung anschließenden Außenfläche mit einem unter Druck stehenden heißen gas- oder dampfförmigen Sterilisations­medium beaufschlagt wird, wobei die Kammer unterhalb eines Füllelementes gebildet ist, welches in der Füllphase über ein durch die Behältermündung in den Behälterinnenraum hineinreichendes Füllrohr das Füllgut in den Behälter­innenraum abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter sowohl während der Sterilisationsphase als auch während der Füllphase vollständig in der Kammer bzw. in deren Innenraum derart untergebracht ist, daß der Behälter­innenraum über die Behältermündung mit dem Innenraum der Kammer in Verbindung steht, daß das Sterilisationsmedium während der Sterilisationsphase über das in den Behälter­innenraum hineinreichende Füllrohr in diesen Behälter­innenraum mit Abstand von der Behältermündung eingeleitet wird, und daß in der Füllphase bei ebenfalls zur Umgebung hin geschlossener Kammer die Abgabe des Füllgutes in den Behälter gegen einen in dem Innenraum der Kammer herr­schenden Gegendruck erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sterilisationsphase eine Vorwärmphase vorgeschaltet ist, während der der von dem Innenraum der Kammer aufgenommene Behälter über das Füllrohr mit dem Sterilisationsmedium beaufschlagt wird und dieses Sterilisationsmedium aus dem Innenraum der Kammer an einer unterhalb der Behälter­mündung liegenden und den Behälter umschließenden Öffnung drucklos zur Umgebung hin entweicht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest am Beginn der Vorwärmphase die den Behälter aufnehmende Kammer über wenigstens einen der Behälter­mündung gegenüberliegenden Austrittskanal mit dem Sterili­sationsmedium beaufschlagt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sterilisationsmedium zumindest während des Beginns der Vorwärmphase dem Füllrohr und ggf. dem wenigstens einen Austrittskanal über eine den Druck und/oder die Menge bzw. den Volumenstrom des Sterilisationsmediums reduzierende Einrichtung, vorzugsweise Drosseleinrichtung zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­zeichnet, daß während der Sterilisationsphase das Steri­lisationsmedium aus dem Innenraum der Kammer über eine eine Druckdifferenz zwischen dem Innenraum der Kammer und der Umgebung bewirkende Einrichtung, z.B. Drosselein­richtung oder Düse entweicht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Füllphase unmittelbar an die Sterili­sationsphase anschließend eingeleitet wird, und daß der am Ende der Sterilisationsphase in dem Innenraum der Kammer herrschende Druck des Sterilisationsmediums als Gegendruck bei der Abgabe des Füllgutes an den Behälter verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­zeichnet, daß am Ende der Sterilisationsphase, vor dem Einleiten der Füllphase die zur Umgebung hin geschlossene Kammer mit einem unter Druck stehenden gasförmigen Medium, beispielsweise mit Inertgas oder steriler Luft vorgespannt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Sterilisationsphase das Sterilisationsmedium an einer unterhalb der Behältermündung liegenden und den Behälter umschließenden Öffnung drucklos an die Umgebung abgelassen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ablassen oder Entfernen des Sterilisationsmediums aus dem Innenraum der Kammer dieser Innenraum mit einem Unterdruck beaufschlagt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung der Sterilisationsphase das im Innenraum der Kammer vorhandene Sterilisationsmedium durch die unterhalb der Behältermündung liegende und den Behälter umschließende Öffnung drucklos in die Umgebung abgelassen wird, und daß anschließend der Innenraum der wieder geschlossenen Kammer mit einem Unterdruck beaufschlagt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch ge­kennzeichnet, daß während der Füllphase das von dem dem Behälter zufließenden Füllgut verdrängte Volumenanspann­gas aus der geschlossenen Kammer über eine eine Druck­differenz zwischen dem Innenraum dieser Kammer und der Umgebung bewirkende Einrichtung, z.B. Drosseleinrichtung oder Düse abgeführt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch ge­kennzeichnet, daß nach Erreichen eines vorgegebenen bzw. angestrebten Füllstandes im Behälter das Füllrohr durch Beaufschlagung mit dem Sterilisationsmedium vollständig entleert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch ge­kennzeichnet, daß nach dem Abschluß der Füllphase und nach dem Abziehen des gefüllten Behälters von dem Füllelement der Innenraum der Kammer sowie das Füllrohr durch Spülen des Füllrohres mit dem Sterilisationsmedium sowie durch Beaufschlagung der Kammer mit dem Sterili­sationsmedium über wenigstens einen zusätzlichen Aus­trittskanal gereinigt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch ge­kennzeichnet, daß als Sterilisationsmedium gesättigter Wasserdampf, bevorzugt Wasserdampf mit einer Temperatur von 130-140°C verwendet wird.

15. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-14, mit einem Behältereinlauf zum Zuführen der zu füllenden Behälter, beispielsweise Flaschen, mit einem Behälterauslauf zum Abführen der gefüllten und verschlossenen Behälter, mit einem um eine vertikale Drehachse umlaufenden Rotor, der an seinem Umfang eine Vielzahl von Füllelementen aufweist, die jeweils zur steuerbaren Abgabe des flüssigen Füllgutes über einen Flüssigkeitskanal und über ein an diesen angeschlossenes Füllrohr in dem Flüssigkeitskanal ein Flüssigkeitsventil besitzen und denen jeweils eine relativ zum Füllelement in vertikaler Richtung auf- und abbewegbare Behälter­standfläche zugeordnet ist, und dem (Rotor) die zu füllenden Behälter an einer Aufgabeposition (Behälter­einschub) zugeführt und an einer Abgabeposition (Behäl­terausschub) entnommen werden, mit jeweils einer am Rotor unter jedem Füllelement gebildeten Kammer, mit einer wenigstens eine Steuerventileinrichtung aufweisenden Sterilisationsmediumzuführung an jedes Füllelement zur Beaufschlagung des Behälters sowie der Kammer mit einem Sterilisationsmedium während einer der Füllphase voraus­gehenden Sterilisationsphase, sowie mit einer Einrichtung zum Verschließen der Behälter nach dem Füllen mit dem flüssigen Füllgut, wobei die Kammer an jedem Füllelement von einer unter diesem Füllelement vorgesehenen Glocke gebildet ist, die an ihrem oberen, dem Füllelement benachbarten Ende geschlossen und an ihrem unteren, dem Füllelement entfernt liegenden Ende offen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum jeder Glocke (26) eine Höhe aufweist, die zumindest etwas größer ist als die Höhe der zu füllenden Behälter (20), daß die Glocke (26) an ihrem unteren, offenen Ende durch die Behälterstand­fläche (27) zur Umgebung hin verschließbar ist, und daß ein in Strömungsrichtung des Füllgutes hinter dem Flüssigkeitsventil (16, 17) liegender Abschnitt (10˝) des Flüssigkeitskanals (10) über einen ersten Steuer­abschnitt (38, 39, 42) der Steuerventileinrichtung mit der Sterilisationsmediumzuführung (34, 35) verbindbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Steuerabschnitt von einem ersten Ventil (38) gebildet ist, welchem vorzugsweise ein zweites Ventil (39) in Serie mit einer Drosseleinrichtung (42) parallel geschaltet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­zeichnet, daß an einer der offenen Seite der Glocke (26) gegenüberliegenden Innenfläche dieser Glocke wenigstens ein zusätzlicher Austrittskanal (31) vorgesehen ist, der über einen zweiten, von einem dritten Ventil (40) gebildeten Steuerabschnitt der Steuerventileinrichtung mit der Sterilisationsmediumzuführung (34, 35) verbindbar ist, wobei vorzugsweise in Serie mit dem dritten Ventil (40) eine Drosseleinrichtung (43) liegt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere an einem gemeinsamen Kanal (30) angeschlossene Austrittskanäle (31) vorgesehen sind, die vorzugsweise unter jeweils einem unterschiedlichen Winkel in den Innenraum der Glocke (26) münden, und daß dieser ge­meinsame Kanal (30) mit dem zweiten Steuerabschnitt (40) der Steuerventileinrichtung verbunden ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-18, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Austrittskanal (31) sowie der in Strömungsrichtung des Füllgutes hinter dem Flüssigkeitsventil (16, 17) liegende Abschnitt (10˝) des Flüssigkeitskanals (10) über einen dritten, von wenigstens einem vierten Ventil (41) gebildeten Steuer­abschnitt der Steuerventileinrichtung verbindbar sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-19, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere der Glocke (26) über wenigstens ein fünftes Ventil (69) mit einer Zuführung (70, 72) zum Zuführen eines unter Druck stehenden Spanngases, z.B. Inertgas oder steriler Luft verbindbar ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-20, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum jeder Glocke an eine wenigstens eine Drosseleinrichtung (55, 56) aufweisende Rückgasleitung angeschlossen ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der wenigstens einen Drosseleinrichtung ein Leitungsabschnitt vorgesehen ist, der wenigstens ein sechstes Ventil (57), vorzugsweise ein sechstes Ventil (57) in Serie mit einer Drosseleinrichtung (56) auf­weist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Rückgasleitungen (27) sämtlicher Glocken (26) vorzugsweise über jeweils ein Rückschlag­ventil (53) an einen gemeinsamen Sammelkanal (54) angeschlossen sind.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-23, dadurch gekennzeichnet, daß an jede Glocke eine mit einem siebten Ventil (48) versehene und mit einer Quelle (50) für Unterdruck in Verbindung stehende Leitung (46) ange­schlossen ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem siebten Ventil versehenen Leitungen (46) sämtlicher Glocken (26) an einen gemeinsamen Sammelkanal (49) angeschlossen sind, der seinerseits mit der Quelle (50) für den Unterdruck verbunden ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20-25, dadurch gekennzeichnet, daß das fünfte, sechste und/oder siebte Ventil (69, 57, 48) ebenfalls einen Steuerabschnitt der Steuerventileinrichtung bildet.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16-26, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuerabschnitte bildenden Ventile (38-41, 69, 57, 48) Einzelventile sind.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16-26, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuerabschnitte bildenden Ventile (38, 41, 69, 57, 48) zumindest zum Teil von einem gemeinsamen Ventilelement, z.B. von einer Schieberscheibe eines mehrere Arbeits- oder Betriebsstellungen auf­weisenden Steuerventils gebildet sind.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 28, gekenn­zeichnet durch eine Vorwärmeinrichtung (61), die zwischen dem Behältereinlauf und der Aufgabeposition (I) des Rotors (1) vorgesehen ist und über die die vorgewärmten Behälter (20) der Aufgabeposition (I) zugeführt werden.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterstandflächen (27) relativ zu dem jeweiligen Füllelement (8) in vertikaler Richtung zwischen wenigstens drei Stellungen derart bewegbar sind, daß der jeweilige, auf einer Behälterstandfläche (27) stehende Behälter (20) in einer ersten Stellung sich mit seiner Behältermündung unterhalb des unteren Endes des Füllrohres (25) sowie der Glocke (26) befindet, daß in einer zweiten Stellung bei im Inneren der Glocke (26) angeordneten Behälter (20) zwischen dem unteren Ende der Glocke (26) und der Behälterstandfläche (27) ein Ring­ spalt gebildet ist, und daß in der dritten Stellung die Behälterstandfläche dicht gegen die untere Seite der Glocke (26) anliegt.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß jede Behälterstandfläche (27) die zugehörige Glocke (26) zumindest während eines Teils der Sterilisationsphase sowie während der Füllphase verschließt.

32. Vorrichtung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekenn­zeichnet, daß jede Standfläche (27) am Beginn der Sterilisationsphase oder während einer der Sterili­sationsphase vorausgehenden Vorwärmphase mit Abstand von dem unteren offenen Ende der zugehörigen Glocke (26) angeordnet ist.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschließeinrichtung (66) außerhalb des Rotors (1) in Förderrichtung der Behälter (20) vor dem Behälterauslauf vorgesehen ist, und daß zwischen der Abgabeposition (3) des Rotors (1) und der Verschließeinrichtung (66) eine Einrichtung (68) zum zusätzlichen Beaufschlagen der gefüllten Behälter (20) mit Wärme vorgesehen ist.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisationsmediumzuführung (34, 35) mit einer Quelle für Wasserdampf, vorzugsweise für gesättigten Wasserdampf verbunden ist.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung wenig­stens sechs Betriebsstellungen aufweist, nämlich eine erste Betriebsstellung, bei der sämtliche Ventile (38­-41, 48, 57, 69) geschlossen sind, sowie fünf weitere Betriebsstellungen, bei denen bei ansonsten geschlossenen Ventilen jeweils lediglich folgende Ventile geöffnet sind:

2. Betriebsstellung: 1. und 3. Ventil (38, 40) geöffnet

3. Betriebsstellung: 2. Ventil (39) geöffnet

4. Betriebsstellung: 3. und 4. Ventil (40, 41) geöffnet

5. Betriebsstellung: 3. Ventil (40) geöffnet

6. Betriebsstellung: 6. Ventil (57) geöffnet.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung zusätzlich eine siebte und achte Betriebsstellung aufweist, bei denen bei ansonsten geschlossenen Ventilen folgende Ventile geöffnet sind:

7. Betriebsstellung: 5. Ventil (69) geöffnet

8. Betriebsstellung: 7. Ventil (48) geöffnet.

37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-36, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Behälterausschub (III) und dem Behältereinschub (I) ein ortsfestes Element, vorzugsweise ein Blech (75) derart angeordnet ist, daß jede Glocke (26) zwischen dem Behälterausschub (III) und dem Behältereinschub (I) bis auf einen engen, zwischen ihrem unteren offenen Ende und dem Element (75) gebil­deten Ringspalt verschlossen ist.

Zeichnung