Abfülleinrichtung für Flüssigkeiten

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Abfülleinrichtung für aus Vorratsbehältern in Portionsbehälter zu dosierende Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Flaschenabfüllmaschinen sind als industrielle Maschinen für hohe Stückzahlen in vielfältiger Weise bekannt, so z.B. Abfüllmaschinen für handelsübliche Getränke, bei denen auf einem Karussell oder in Matrixanordnung eine Vielzahl von Flaschen gleichzeitig oder kurz nach einander durch Aufsetzen eines entsprechenden Füllstopfens mit automatischer Öffnung der Zuflußleitung und Beenden des Füllvorganges bei Erreichen des vorgegebenen Flüssigkeitsspiegels bekannt.

[0003] Derartige Maschinen eignen sich nicht für kleine Portionierbetriebe, wie z.B. Winzer oder Verteilerstellen für vielfältigste Arten von Flüssigkeiten, z.B. Chemielabore. Dort werden Abfüllanlagen bevorzugt, bei denen manuell die zu füllenden Portionierbehälter in kleiner Losgröße mit gegebenfalls schnell wechselnden Flüssigkeiten anfallen.

[0004] Zwei Versionen einer derartigen Abfülleinrichtung sind aus den polnischen Gebrauchsmusterschriften 45 791 und 45 793 bekannt. Eine oder mehrere Flaschen werden unter einen Füllstopfen gegen den Druck einer Schraubenfeder geschoben und dann vom Füllstopfen dichtend verschlossen und auf einer Stützleiste stehend befüllt. Zum Füllen wird durch die Feder ein Rohr in den Flaschenhals geschoben, welches andererseits mit einem Vorratsbehälter verbunden ist. Ein zweites Rohr führt von dem Füllstopfen zu einem Saugbehälter. Der Saugbehälter ist oberhalb des Vorratsbehälters mit der abzufüllenden Flüssigkeit angeordnet, wobei der Vorratsbehälter wiederum auf einem Gestell ruht. Die Flaschenabfüllanordnung selbst ist auf einem Ständer dieses Gestells angeordnet und zwar oberhalb des Vorratsbehälters etwa in Höhe des Saugbehälters. Der Saugbehälter hat eine Abflußleitung bzw. ein Ablaßventil zum Vorratsbehälter. Der Saugbehälter bildet im Prinzip eine leere Kammer, die mittels der zweiten Rohre, welche als Überlaufleitung dienen, an die Füllstopfen angeschlossen und mittels einer Saugleitung mit einer Vakuumpumpe verbunden sind. Die Überlaufleitungen werden von oben in den Saugbehälter geführt, während an dessen Unterseite die Ablaufleitung angeordnet ist, die durch ein klappenartiges Ventil bei Unterdruck im Saugbehälter geschlossen wird und bei Normaldruck auf Grund der in den Saugbehälter eingeflossenen Flüssigkeit bzw. Schwerkraft öffnet und die Flüssigkeit in den Vorratsbehälter zurücklaufen läßt. Während des Abfüllens der Flaschen ist die Saugpumpe ständig in Betrieb und bei Erreichen des Sollfüllstandes fließt die weitere geförderte Flüssigkeitsmenge über eine Überlaufleitung zum Saugbehälter hinüber.
Ein Bediener muß also ständig aufpassen und die gefüllte Flasche durch eine neue ersetzen, sonst wird die Flasche nur gespült und der Saugbehälter gefüllt.

[0005] Bei einer ähnlichen Bauart wird die Anlage für den Flaschenwechsel kurzzeitig stillgesetzt, sobald der Bediener den maximalen Füllstand im Saugbehälter aus Glas erkennt und dann alle Füllstopfen zugleich wieder bestückt.

[0006] Bei einer Ausführungsform gemäß dem polnischen Gebrauchsmuster 49073 wird bei steigendem Flüssigkeitsspiegel im Saugbehälter ein Schwimmerventil geschaltet, welches die Saugleitung zur Vakuumpumpe verschließt. In diesem Augenblick herrscht kein Unterdruck mehr im Saugbehälter, so daß die dort angefallene Flüssigkeitsmenge zum Vorratsbehälter zurückfließt.

[0007] Diese Bauformen haben eine Reihe von Nachteilen. Der Füllstopfen mit der z.B. Saft verklebt. Das Einsetzen der Flaschen bedarf einer gewissen Handkraft, um die Schraubenfeder vertikal zusammen zu drücken, wobei ein dichtes Verschließen der Flasche durch den Füllstopfen nur dann gewährleistet ist, wenn die Schraubenfeder zentrisch exakt geführt und somit der Füllstopfen planparallel auf die Flasche aufsetzbar ist. Bedingt durch die Reinigungsanforderungen an die im Bereich der Lebensmitteltechnologie läßt sich dieser unmittelbar mit der Flaschenöffnung in Kontakt gehaltene Anlagenbereich nur schwer säubern. Dies gilt in gleicher Weise für die gekoppelten Saug- und Vorratsbehälter, welche ebenfalls von Zeit zu Zeit zu reinigen sind. Die Anordnung des Sperrventiles für die Saugleitung und des Klappenrückschlagventiles bereitet dabei ein Reinigungsproblem und gibt Anlaß zur Sorge, wegen möglicher Fehlfunktion beim Verschluß der Saugleitung oder der zu bemessenden Rückstellkraft der Klappe für die Ablaßleitung. Nach Füllen einiger Flaschen wird im Saugbehälter Umgebungsdruck eingestellt, so daß erst nach einer gewissen Zeit die Vakuumpumpe in der Lage ist, einen erneuten Füllvorgang einzuleiten. Gravierender aber ist, daß unnötigerweise viel Flüssigkeit im Kreislauf gefahren wird.

[0008] Aus der US-A-2 809 677 ist eine gattungsgemäße Abfülleinrichtung bekannt, mit der aus Vorratsbehältern in Portionsbehälter Flüssigkeiten dosiert werden kann. Dabei wird aus einem Vorratsbehälter über einen Füllstopfen der Portionsbehälter mit einer Saugleitung verbunden und der Druckgasstrom beziehungsweise die Überlaufleitung von dem Portionsbehälter zentrisch durch den Füllstopfen abgeführt und mit einem Saugbehälter verbunden. Dieser Saubehälter kann mitgeschleppte Flüssigkeit über ein in den Vorratsbehälter ragendes Ventil nach dorthin ablassen. Der Unterdruck wird durch eine Vakuumpumpe erzeugt, die über ein Steuerventil den Rückgasstrom beziehungsweise die Überlaufleitung zuschaltet und andererseits einen Servomotor beaufschlagt, der den Füllstopfen betätigt.
Die Anlage wird durch die Ventilsteuerung des Saugbehälters sowie das Steuerventil in der Unterdruckleitung und den Servomotor relativ komplex und eine größere Menge der Flüssigkeit muß offensichtlich über den Saugbehälter in den Vorratsbehälter zurückgefördert werden. Die Vielzahl der Bauteile und das komplexe Steuerventil können das Gerät teuer und wartungsaufwendig machen. Der Füllvorgang wird durch Schalten des Ventils gestartet und bei Beendigung des Füllvorganges wird das Steuerventil erneut betätigt. Der Bediener muß also außer dem Flaschenwechsel zusätzlich noch das Steuerventil betätigen.
Der Füllstopfen für die zu befüllende Öffnung des Behälters hat ein Gehäuse mit einer kreisförmigen Zuführung zum Behälter für eine daran angekoppelte Fülleitung sowie eine zentrische Überlaufleitung, deren Ende stopfenförmig geformt ist. Oberhalb dieses Stopfens ist eine Einlaßöffnung in die Überlaufleitung. Bei Unterbrechung des Füllstromes verschließt der Stopfen die Förderleitung durch einen Hub des Servomotors. Ein Servomotor bedient wohl sechs Füllstopfen so, daß das Befüllen der Mehrzahl der Flaschen gleichzeitig beginnt und endet.

[0009] Von daher liegt der Erfindung das Problem zu Grunde, die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik für manuell bedienbare Abfülleinrichtungen für kleine Losgrößen oder schnell wechselnde Flüssigkeitsarten zu verbessern und die Handhabung und die Funktion der Maschine zu optimieren.

[0010] Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebene Abfülleinrichtung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

[0011] Die neuartige Abfülleinrichtung, für aus Vorratsbehältern in Portionierbehälter zu dosierenden Flüssigkeiten, umfaßt dem Stand der Technik ähnliche Füll- und Überlaufleitungen, die einerseits am Portionsbehälter zum dichten Verschließen von dessen Füllöffnung mit entsprechenden Füllstopfen versehen sind und andererseits in die Flüssigkeit des Vorratsbehälters eintauchen. In die Überlaufleitung ist ein Saugbehälter integriert, an den im oberen Bereich eine Drucksenkeinrichtung, z.B. eine Gaspumpe oder Vakuumpumpe oder andere für sich bekannte Saugvorrichtung mit entsprechender Saugleitung in dauernder Direktverbindung steht und der andererseits, vorzugsweise in dessen Bodenbereich eine Zulaufleitung für aus der Flaschenfüllung resultierende Überlaufmengen und eine Ablaufleitung zum Vorratsbehälter aufweist. Die drei Behältertypen, nämlich Vorratsbehälter, Portionsbehälter und Saugbehälter finden sich in dieser Folge auf gestaffelten Höhenniveaus und sind durch kommunizierende Röhren miteinander verbunden.
Der Saugbehälter weist eine Trennglocke auf, die einerseits die Mündung der Saugleitung gegen zu- und ablaufende Flüssigkeiten in der unter Sog stehenden Auffangkammer des Saugbehälters trennt, andererseits, weil die Trenneinrichtung gasdurchlässig ist, sowohl die Saugkammer als auch die Auffangkammer und damit verbundenen Röhren ständig mit der Drucksenkeinrichtung verbunden bleiben, wodurch im gesamten System ein Unterdruck oder zumindest ein Sog herrscht.

[0012] Die Drucksenkeinrichtung in Kombination mit den kommunizierenden Röhren wird so ausgelegt, daß in dem System ein Unterdruck herrscht, der maximal in der Lage ist, die abzufüllende Flüssigkeit in der Überlaufleitung vom Portionsbehälter bzw. in dessen Rücklaufverbindung vom Saugbehälter zum Vorratsbehälter soweit zu heben, daß die Säule unterhalb der Auffangkammer des Saugbehälters, der an der höchsten Stelle der Abfülleinrichtung sitzt, während des Füllvorganges der Portionsbehälter, z.B. Flaschen oder Dosen, zum Stillstand kommt. Erst wenn die zu füllenden Behälter den gewünschten Flüssigkeitsstand haben und aus der Fülleinrichtung entnommen werden, kann durch den Unterdruck im Saugbehälter die in der Überlaufleitung auf dem Zulaufwege zur Auffangkammer befindliche Flüssigkeit in die Auffangkammer gesogen werden und läuft von da über die Rücklaufleitung in den Vorratsbehälter zurück. Da in diesem Augenblick nach Leersaugen der Überlaufleitung Luft mit Umgebungsdruck in den Saugbehälter gelangt, bricht kurzzeitig der Unterdruck in der Fülleitung, die direkt vom Vorratsbehälter zum Füllstopfen führt, ab und diese entleert sich in den Vorratsbehälter. Nach Einfügen eines neuen Portionsbehälters beginnt der Füllvorgang von neuem, ohne daß ein Schalten der Pumpe oder irgendwelcher Ventile erforderlich ist.
In der Rücklaufleitung Auffangkammer-Vorratsbehälter bleibt der Saugeffekt bestehen und am konstanten Flüssigkeitsspiegel in dieser Leitung ist die Funktionsfähigkeit des Systems zu sehen. Die Säulenhöhe der Flüssigkeit dient zugleich als entsprechende Druckanzeige.

[0013] Die Ankopplung des Saugbehälters an die Fülleitung via Überlaufleitung geschieht in dessen Bodenbereich mit einem Zulauf zur Auffangkammer und einem möglichst unmittelbar daneben angeordneten Ablauf in Richtung Vorratsbehälter. Dadurch kann eine eventuell aus der Überlaufleitung in die Auffangkammer eintretende Flüssigkeit direkt ablaufen, ohne daß die Gefahr besteht, daß Überschußflüssigkeit in die Saugleitung zur Drucksenke gerät. Zu diesem Zwecke ist die die Auffangkammer von der Saugkammer trennende Glocke so gestaltet, daß einlaufende Flüssigkeit in die konkave Seite der Glocke trifft und so zur Ablaufleitung gerichtet zurückfließt.

[0014] In einer weiterentwickelten Variante weist der Füllstopfen oder die zugeführte Fülleitung ein Ventil auf, vorzugsweise ein selbsttätiges Rückschlagventil, das einen Rückfluß des momentan in der Fülleitung stehenden Inhaltes in den Portionsbehälter verhindert. Dadurch wird nach Austausch eines gefüllten Vorratsbehälters gegen einen Leerbehälter unmittelbar die Befüllung gestartet.
Beim normalen Betrieb mit der Einrichtung gelangen nur wenige Tropfen Flüssigkeit in die Auffangkammer.

[0015] Es können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch gasentwickelnde, beispielsweise Kohlendioxid enthaltende Flüssigkeiten, die beispielsweise zudem noch teilentgast werden sollen, gefördert werden.
Auch Dispersionen, welche sich nach den Verfahren gemäß dem Stand der Technik durch Zirkulieren entmischen können, sind mit dieser Vorrichtung problemlos abfüllbar oder portionierbar. Damit kann die Einrichtung also nicht nur zum Befüllen von kleinen Gebinden sondern stets dort eingesetzt werden, wo in dem zu befüllenden System ein Unterdruck erzeugbar ist, beispielsweise an Tankstellen zum Ölwechsel oder in chemischen Verfahren, bei denen ein Behälter nachzufüllen ist. Ein Überfüllen ist durch die Stellung der Mündung der Überlaufleitung sicher zu verhindern, so daß auch giftige oder aggressive Flüssigkeiten abfüllbar sind.

[0016] Der Füllstopfen hat eine zentrisch angeordnete Überlaufleitung und eine vorzugsweise seitliche Zuführung für eine Fülleitung, die in dem Füllstopfen in einem Rückschlagventil endet, hinter dem die Flüssigkeit in einen, die Überlaufleitung wenigstens teilweise umschließenden Kanal gelangen kann. Dieser Kanal mündet unterhalb einer den zu füllenden Behälter möglichst luftdicht verschließenden Dichtung in eine Ringöffnung oder in seitlichen Auslässen beispielsweise vor einer einer Prallplatte ähnlichen Sperre. Dadurch wird die Flüssigkeit direkt an die Wandung des Behälterhalses gespült, von der Sie dann ohne Wirbelbildung abfließen kann. Die Flüssigkeit wird also sofort beruhigt und kann nicht schäumen.

[0017] Der Saugbehälter und der Portionsbehälter können auf gemeinsamem Ständer oberhalb des Vorratsbehälters angeordnet sein, der für Reinigungszwecke leicht demontiert werden kann.

[0018] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Ständer als rohrförmige Saugleitung zwischen der Drucksenkeinrichtung und dem Saugbehälter ausgebildet sein oder zumindest als Schutzmantel für einen Unterdruckschlauch dienen.

[0019] Vorteilhafterweise kann der Saugbehälter zugleich mit mehreren Portionsbehältern über Überlaufleitungen verbunden sein, weist jedoch nur einen zentralen Ablauf aus der Auffangkammer auf.
Die Portionierbehälter können in Reihe auf entsprechenden Stützen am Ständer oder Gestell angeordnet sein. Wenn eine Vielzahl von Portionsbehältern beispielsweise 6, 8 oder 10 gleichzeitig befüllt werden sollen, bietet es sich an, daß die Portionsbehälter auf einer kreisförmigen Stützleiste angeordnet werden, die als Ring um den Ständer, d.h. um den Saugbehälter angeordnet ist. Diese Stützleiste für die Portionsbehälter kann auch als Drehtisch ausgebildet sein, so daß der Bediener eine neue Flasche oder einen neuen Portionsbehälter stets an der gleichen Stelle in die Abfülleinrichtung bringen und an derselben Stelle auch den Portionsbehälter entnehmen kann.
Bei dieser manuellen Abfülleinrichtung muß allerdings darauf geachtet werden, daß nicht eine Vielzahl von Füllstopfen funktionlos Luft saugt, beispielsweise wenn bei zwölf Stopfen nur eine Flasche zu füllen ist.
Versuche haben ergeben, daß bei dieser Bauart mindestens von sechs Stopfen einer zum Befüllen benutzt werden sollte. Bei größerer Stopfenzahl können einige der Überlaufleitungen verschlossen werden und dann ist die Einrichtung immer noch zum Befüllen einzelner Behälter geeignet ist.

[0020] Der Ständer bzw. die Saugleitung kann an ihrem oberen Ende mit einer weitestgehend gasdichten Muffe versehen sein, in die der Saugbehälter mit komplementär ausgebildetem Stutzen einsteckbar ist. Dadurch läßt sich der Saugbehälter leicht abnehmen und reinigen.

[0021] In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Füllstopfen an einem Ende einer als Halterung ausgebildeten Blattfeder, welche an dem anderen Ende an dem Ständer fixiert ist, schwenkbar befestigt. Das freie Ende der Blattfeder, beispielsweise eine flache Edelstahlleiste oder Kunststoffleiste, hängt in Ruhestellung bei fehlendem Portionsbehälter aufgrund Eigengewichtes bzw. geringfügiger Last durch den Füllstopfen etwas durch.
Beim Positionieren des Portionsbehälters wird dieser unter den Füllstopfen geschoben und dabei die Blattfeder geringfügig angehoben, bis der Portionsbehälter auf der Stützleiste abgesetzt wird. Durch die Rückstellkraft der Blattfeder wird der Füllstopfen dichtend an die Füllöffnung des Portionsbehälters angedrückt. Das Widerstandsmoment der Blattfeder ist so gestaltet, daß es gerade ausreicht, den Füllstopfen an den Portionsbehälter anzudrücken, anderseits die Federkraft nicht so groß ist, daß der Bediener große Kräfte aufbringen muß. Da die Blattfeder um ihren Fixierpunkt am Ständer schwenkbar beweglich ist, bedarf es keiner weiteren Führung dieser Feder, wie beim Stand der Technik üblich. Eine Blattfeder läßt sich zudem leicht reinigen. Ein weiterer Vorteil der Blattfeder ist, daß auch Behälter gefüllt werden können, die nicht in vertikaler Richtung geklemmt werden, weil die Füllöffnung seitlich oder schräg von oben in dem Portionsbehälter angeordnet ist. Dazu wird die Blattfeder lediglich um den erforderlichen Winkelgrad gedreht, um auch in einer derartigen Position einen dichten Verschluß des Behälters mit den Füllstopfen gewährleisten zu können. Durch Drehen der Blattfeder bleibt ihr Widerstandsmoment, gleich in welcher Position, stets gleich.

[0022] Im Gegensatz zum Stand der Technik kann bei der erfindungsgemäßen Abfülleinrichtung, insbesondere auch bei solchen für das Befüllen mehrerer Portionsbehälter gleichzeitig, ein einzelner Portionsbehälter in jedem Falle unmittelbar nach dem Füllen oder sogar während des Füllens entnommen und durch einen leeren Behälter ersetzt werden, während der Füllvorgang für die übrigen Behälter fortgesetzt wird. Bei der erfindungsgemäßen Abfülleinrichtung sind die Überlaufmengen und Rückflußmengen wesentlich geringer als bei der Anlage nach dem Stand der Technik, weil keine oder nur geringe Mengen über Überlauf- oder Ablaufleitungen, Vorratsbehälter und Fülleitungen zirkulieren, sondern einmal angesaugt und abgefüllt werden.

[0023] Mit einer Vorrichtung mit sechs Füllstopfen können beispielsweise 1200 handelsübliche oder 1800 Halbliter-Flaschen stündlich, beispielsweise mit Wein, abgefüllt werden. Die Zykluszeit beträgt im ersten Fall etwa 18 Sekunden, die reine Füllzeit etwa 6 Sekunden.
Für kleine Parfümflaschen oder Arzneigläser ist die Zeit natürlich geringer.
Es kann aber auch durch Dimensionierung der Querschnitte der in der Regel als Schläuche ausgebildeten Leitungen oder durch Verstellen der Saugleistung bzw. des Unterdruckes durch andere Maßnahmen die Füllzeit verändert werden.
Weitere Parameter, die die Füllzeit oder Zykluszeit sowie Überlaufmengen beeinflussen sind die Höhenanordnung der Behälter zueinander und das Durchmesserverhältnis der verschiedenen Saug- und Fülleitungen. Durch Variation der Parameter kann auch Rücksicht auf die Viskosität und/oder Oberflächenspannung der umzufüllenden Stoffe genommen werden.

[0024] Der Vorratsbehälter, dies ist nur sekundär von Belang für die Erfindung, mit Füllstandsanzeigern und/oder -begrenzern versehen sein.

[0025] Anhand einer Zeichnung mit Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen.

Figur 1

eine Seitenansicht im Schnitt eines Ausführungsbeispieles mit einem Portionsbehälter;

Figur 2

eine Vorderansicht einer Abfülleinrichtung für sechs Portionsbehälter;

Figur 3

eine Seitenansicht in Teilschnitt mit Funktionsdarstellung der Blattfeder;

Figur 4

eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß Figur 3, jedoch mit zwei Portionsbehältern;

Figur 5

eine vergrößerte Schnitt-Darstellung eines Füllstopfens in Funktion.

[0026] In der folgenden Beschreibung sind identische oder gleichwirkende Funktionsteile mit denselben Bezugsziffern versehen.

[0027] Figur 1 zeigt eine Abfülleinrichtung im Schnitt, die für eine Abfüllung von Fruchtsaft in Flaschen 17 geeignet ist. Auf einem Gestell 1 unterhalb dessen eine Saugpumpe 31 angeordnet ist, ist ein Ständer 33 für eine Stützleiste 18, auf der die zu füllenden Flaschen 17 abgestellt werden können angeordnet. Zugleich ist an dem Gestell 1 ein Ständer 2 angeordnet, der auf einer ersten Plattform einen Vorratsbehälter 6 trägt, auf einer zweiten Höhenposition eine Blattfeder 4 fixiert, an deren freien Ende ein Füllstopfen 3 befestigt ist. Oberhalb dieser beiden Ebenen ist auf der Spitze des Ständers 2 der Saugbehälter 5 angeordnet, der über Muffe 10 und Saugstutzen 9 mit dem Ständer bzw. in dem Ständer verlaufende Saugleitung 11 gekoppelt ist, wobei die Saugleitung 11 in dauernder Wirkverbindung mit der Pumpe 31 und der Saugkammer 13 des Saugbehälters 5 steht. Der untere Teil des Saugbehälters bildet eine Auffangkammer 14 und ist von der Saugkammer 13 durch eine Trennglocke 12 abgeteilt, die zum äußeren Mantel des Behälters 5 einen gasdurchlässigen Ringspalt 15 bildet, so daß sich auch in der Auffangkammer ein von der Pumpe erzeugter Unterdruck ausbilden kann. Von der Auffangkammer führt ein Ablauf 21 über einen Rücklaufschlauch 7 in den Vorratsbehälter 6, dessen Flüssigkeitsspiegel angedeutet ist. Aus dem Vorratsbehälter führt eine Fülleitung 8 zum Füllstopfen 3 und von diesem zu dem Zulauf 20 des Saugbehälters eine Überlaufleitung 19, wobei die Überlaufleitung ein Rohr 16 zur Füllstandsbegrenzung innerhalb der Flasche 17 ergänzt.

[0028] Es ist leicht zu sehen, daß bei Arbeiten der Pumpe das Gesamtsystem unter Unterdruck steht, wodurch über die Fülleitung 8 Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 6 durch den Füllstopfen in die Flasche 17 gelangen kann.
Die Flasche war zuvor gegen den Widerstand der Blattfeder 4 zwischen der Stützleiste 18 und dem Füllstopfen 3 in die gezeigte Position eingeschoben worden. Die eingesaugte Flüssigkeit läuft aus dem Schlauch 8 am Hals der Flasche 17 entlang und füllt diese so lange bis der Flüssigkeitsspiegel in der Flasche die Mündung an Rohr 16 der Überlaufleitung 19 erreicht hat. Da das gesamte System weiterhin unter Unterdruck steht, wird die zulaufende Flüssigkeit in die Überlaufleitung 19 gesaugt bis zu einer Position unterhalb des Zulaufes 20 zur Auffangkammer 14. Zugleich wurde aus dem Vorratsbehälter eine Flüssigkeitssäule, als Unterdruckanzeige U gezeichnet, in dem Ablaufschlauch 7 angesaugt in Richtung auf den Ablaufstutzen 21 der Auffangkammer 14. Da der Unterdruck so eingestellt ist, daß eine weitere Förderung nicht möglich ist, bleibt der Flüssigkeitsspiegel in den als Schläuchen ausgebildeten Leitungen 19, 8 und 7, so wie in der Figur 1 dargestellt, erhalten bis der Bediener die Flasche 17 entnimmt. In diesem Augenblick wird in das System Luft durch das Füllstandsrohr 16 gesaugt und die in der Überlaufleitung 19 befindliche Flüssigkeit gelangt in die Auffangkammer 14 und von da über den Ablaufstutzen 21 und Rücklaufleitung 7 wieder in den Vorratsbehälter. Dabei bleibt die Flüssigkeitssäule in der Rücklaufleitung 7 auf konstanter Höhe. Die Trennglocke 12 verhindert, daß einströmende Flüssigkeit in den Bereich der Saugkammer 13 gelangt und verhindert so die unerwünschte Überflutung der Saugleitung 11. Mit dem Einsetzen einer Flasche beginnt der Vorgang von neuem.

[0029] Die beschriebene Abfülleinrichtung zeichnet sich durch eine sehr einfache Bauweise und eine beständige zuverlässige Funktion aus und ermöglicht dadurch ein ständiges Abfüllen von Flaschen, ohne daß irgendwelche Schaltfunktionen erforderlich sind. Die Leitungen haben keinerlei Ventile und die einzelnen Teile, wie Saugbehälter, Ständer oder Saugrohr 11, sowie die flexiblen Schlauchleitungen 7, 8 und 19 können abgezogen werden und gereinigt werden mit üblichen Reinigungsmitteln und Methoden.

[0030] Figur 2 zeigt das gesamte System mit einer Batterie von sechs Füllstopfen, wobei nur eine Flasche 17 auf der Stützleiste 18 dargestellt ist. Es ist leicht zu sehen, daß ein einziger Saugbehälter 5 mit einer entsprechenden Saugleitung zu der hier nicht dargestellten Pumpe ausreicht, um eine Vielzahl von Überlaufleitungen 19 zu bedienen, jedoch nur die einzelne dargestellte Flasche allein befüllbar ist.

[0031] Figur 3 zeigt einen Schnitt A-A gemäß Figur 4 durch eine Vorrichtung mit zwei zu füllenden Flaschen 27, die auf einer Stützleiste 28 ruhen, welche wiederum am Ständer 33 mit den Verstellvariationen V befestigt ist. Der Ständer ruht auf einem dargestellten Tisch 22 und hat zugleich die Funktion, die Flasche in der gewählten Position zu halten. Eine Blattfeder 24, mittels Büchse 26 und Arretierung 25 ist an dem Ständer 2 befestigt.
Diese Blattfeder aus Edelstahl ist in verschiedenen Stellungen a, b und c dargestellt. Am freien Ende der Blattfeder, die hier in Füllposition B sitzt, ist der Füllstopfen 23 gehaltert, in dem die Fülleitung 30 und eine Überlaufleitung 29 endet. Wenn keine Flasche in Füllposition ist, hat die Blattfeder die gestrichelte Position A und wird durch Einschieben der Flasche unter den Füllstopfen 23 bis in Position C gebogen. Sobald die Flasche 27 auf Stützleiste 28 ruht, stellt sich die Stahlfeder 24 in die Position B zurück und drückt dabei den Füllstopfen 23 auf die Flasche 27 und diese zugleich auf die Stützleiste 28, so daß nunmehr der Füllvorgang beginnen kann und in der Flasche ein Unterdruck aufgebaut wird.

[0032] Figur 4 zeigt eine Anordnung gemäß Figur 3 in Draufsicht allerdings mit zwei Blattfedern 24, die an dem gemeinsamen Querholm 32 arretiert sind und von Ständer 22 gehalten werden. Der Vorratsbehälter und der Saugbehälter, sowie die Vakuumpumpe sind auch in diesem Falle nicht dargestellt, können aber ähnlich wie in Figur 1 und 2 angeordnet sein.

[0033] Fig.5 zeigt in vergrößerter Darstellung und im Schnitt eine Füllsituation analog Fig.1, jedoch mit einem anderen Füllstopfen 35. Auf die Flasche 17 wird dieser mittels Blattfeder 4, mit der er durch Verschraubung 40 verbunden ist, so gepreßt, daß die Dichtung 34 die Portionsbehälteröffnung luftdicht verschließt. Das im Gehäuse 38 angeordnete zentrische Überlaufrohr 39, Teil der nicht weiter dargestellten Überlaufleitung, endet jeweils in Stulpstutzen 41 für Schläuche. Im Inneren der Flasche bestimmt der Füllstandsschlauch 36 mit seiner Länge H den maximalen Füllstand der Flüssigkeit W in der Flasche 17, da der Luftsog S dann unterbrochen wird, sobald der Flüssigkeitsspiegel die Mündung des Schlauches 36 erreicht.
Die Flüssigkeit W wird über Fülleitung 8 eingesaugt, passiert das Rückschlagventil 37, und fließt über den konzentrisch das Überlaufrohr 39 umschließenden Ringkanal 42 durch Ringspalt 43, hier auf die Füllspaltbreite F eingestellt, in die Flasche 17. Vorzugsweise ist der Fließstrom so eingestellt, daß die Flüssigkeit W an der Flaschenwand wirbelfrei abläuft.
Bei Erreichen des Sollfüllstandes bricht zugleich im Flascheninneren und in dem Ringkanal der Unterdruck zusammen und schließt so das Ventil 37 in der Fülleitung 8.

Bezugszeichenliste

[0034] 

1

Gestell

2

Ständer

3

Füllstopfen

4

Blattfeder

5

Saugbehälter

6

Vorratsbehälter

7

Rücklauf der Überlaufleitung

8

Fülleitung

9

Stützen

10

Muffe

11

Saugleitung

12

Trennglocke

13

Saugkammer

14

Auffangkammer

15

Ringspalt

16

Füllstandsbegrenzungrohr

17

Portionsbehälter

18

Stützleiste

19

Überlaufleitung

20

Zulauf der Überlaufleitung

21

Ablauf der Überlaufleitung

22

Tisch

23

Füllstopfen

24

Blattfeder

25

Arretierung

26

Büchse

27

Portionsbehälter

28

Stützleiste

29

Überlaufleitung

30

Fülleitung

31

Pumpe

32

Querholm

33

Stütze

34

Dichtung

35

Füllstopfen

36

Füllstandsschlauch

37

Rückschlagventil

38

Gehäuse

39

Überlaufrohr

40

Verschraubung

41

Stulpstutzen

42

Ringkanal

43

Ringspalt
a,b,c Stellung der Blattfeder

F

Füllspaltbreite

H

Füllhöhenvariation

S

Sogrichtung

U

Unterdruckanzeige

V

Verstellvariation

W

Flüssigkeit

Ansprüche

1. Abfülleinrichtung für aus Vorratsbehältern (6) in Portionsbehälter (17, 27) zu dosierende Flüssigkeiten, umfassend

- die Behälter verbindende Füll- und Überlaufleitungen (8, 30; 7, 16, 19, 29, 36, 39) und welche einerseits in die Flüssigkeit im Vorratsbehälter (6) eingetaucht sind und andererseits am Portionsbehälter (17, 27) in einem zum dichten Verschließen von dessen Füllöffnung geeigneten Füllstopfen (3, 23, 35) enden,

- eine Drucksenkeinrichtung für die Erzeugung eines Unterdruckes relativ zum Umgebungsdruck in

- einem Saugbehälter, angeordnet auf einem Niveau oberhalb des Portionsbehälters,

dadurch gekennzeichnet, daß der Saugbehälter (5) in eine Saugkammer (13) mit direkter offener Darnerverbindung (2, 11) zur Drucksenkeinrichtung (31) und eine Auffangkammer (14), welche einen Teil der Überlaufleitung (19, 29,7) bildet, mittels einer gasdurchlässigen, die Dauerverbindung von der Flüssigkeit abschirmenden Trennglocke (12) geteilt ist.

2. Abfülleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufleitung (19, 29 und 7) im Bodenbereich des Saugbehälters einen Zulauf (20) vom Füllstopfen (3, 23,35) und einen daneben angeordneten Ablauf (21) zum Vorratsbehälter (6) aufweist.

3. Abfülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugbehälter (5) und die Portionsbehälter (17, 27) auf einem gemeinsamen Ständer (2) oberhalb des Vorratsbehälters (6) angeordnet ist.

4. Abfülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (2) mindestens teils als rohrförmige Saugleitung (11) zwischen Drucksenkeinrichtung (31) und Saugbehälter (5) ausgebildet ist.

5. Abfülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Saugbehälter (5) mehrere Portionsbehälter (17, 27) mit entsprechenden Zuläufen (20), aber nur einem Ablauf (21) der Überlaufleitungen zugeordnet sind, wobei die Portionsbehälter (17, 27) auf einer als Drehtisch ausgebildeten Stützleiste (18, 28) positionierbar sind.

6. Abfülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (2) oder die Saugleitung (11) mit einer weitestgehend gasdichten Muffe (10) versehen ist, in die der Saugbehälter (5) mit komplementär ausgebildetem Stutzen (9) einsteckbar ist.

7. Abfülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Portionsbehälter (17, 27) während des Füllens zwischen einer festen Stützleiste (18, 28) und einem am freien Ende einer Blattfeder (4, 24) schwenkbar gehalterten Füllstopfen (3, 23) geklemmt werden, wobei die Blattfeder mit ihrem anderen Ende am Ständer (2, 22) fixiert ist.

8. Abfülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (4, 24) so gestaltet ist, daß sie ihr geringstes Widerstandsmoment gegen Biegung in Achsrichtung mit der Füllöffnung des Portionsbehälters (17, 27) hat.

9. Abfülleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Füllstopfen ein Gehäuse mit einer kreisförmigen Zuführung zum Behälter für eine Fülleitung, welche eine zentrische Überlaufleitung mit Füllstandsbegrenzer umschließt und eine Dichtung für die Behälteröffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (42) mit einem durch Unterdruck betätigbaren Rückschlagventil (37) verschließbar ist und die Zuführung in einem offenen seitlichen Spalt (43) derart unterhalb der Dichtung (34), jedoch oberhalb des Füllstandsbegrenzers (36), endet, daß die Flüssigkeit (w) direkt an die Wandung des Behälters (17) gespült wird.

Claims

1. Filling arrangement for liquids which are to be decanted into portion containers (17, 27) in measured doses from supply containers (6), including

- filling and overflow pipes (8, 30; 7, 16, 19, 29, 36, 39), which connect the containers and which, on the one hand, extend into the liquid in the supply container (6) and, on the other hand, terminate at the portion container (17, 27) in a filling stopper (3, 23, 35), which is suitable for the tight closure of the filler opening of said portion container,

- a pressure lowering means for generating a reduced pressure relative to the ambient pressure in

- a suction container, disposed at a level above the portion container,

characterized in that the suction container (5) is divided into a suction chamber (13) with a direct, open permanent connection (2, 11) extending to the pressure lowering means (31) and a collecting chamber (14), which form a part of the overflow pipe (19, 29, 7), by means of a gas-permeable bell-shaped divider (12) which shields the permanent connection from the liquid.

2. Filling arrangement according to claim 1, characterized in that the overflow pipe (19, 29 and 7) has, in the bottom region of the suction container, an inlet (20) extending from the filling stopper (3, 23, 35) and an outlet (21) which is disposed adjacent said stopper and extends to the supply container (6).

3. Filling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the suction container (5) and the portion containers (17, 27) are disposed on a common support structure (2) above the supply container (6).

4. Filling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the support structure (2) is configured at least partially as a tubular suction pipe (11) between pressure lowering means (31) and suction container (5).

5. Filling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that each suction container (5) has associated therewith a plurality of portion containers (17, 27) with appropriate inlets (20), but only one outlet (21) of the overflow pipes, the portion containers (17, 27) being positionable on a supporting bar (18, 28), which is configured as a turntable.

6. Filling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the support structure (2) or the suction pipe (11) is provided with a largely gastight sleeve (10), into which the suction container (5) is insertable by means of a complementary configured connecting piece (9).

7. Filling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that, during the filling operation, the portion containers (17, 27) are clamped between a fixed supporting bar (18, 28) and a filling stopper (3, 23), which is pivotably mounted on the free end of a leaf spring (4, 24), the leaf spring being secured on the support structure (2, 22) by means of its other end.

8. Filling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the leaf spring (4, 24) is so configured that it has its smallest moment of resistance to bending in the axial direction with the filling opening of the portion container (17, 27).

9. Filling arrangement according to one of the preceding claims, wherein the filling stopper has a housing provided with a circular supply line leading to the container for a filling pipe, which surrounds a central overflow pipe provided with a filling level defining means, and a seal for the container opening, characterized in that the supply line (42) is closable by means of a non-return valve (37), which is actuatable by reduced pressure, and the supply line terminates in an open lateral slot (43) beneath the seal (34), but above the filling level defining means (36), in such a manner that the liquid (w) is directed towards the wall of the container (17).

Revendications

1. Dispositif de remplissage pour les liquides devant être dosés à partir de récipients de stockage (6) dans des récipients par portion (17, 27) comprenant :

- des conduites de remplissage et de trop-plein (8, 30; 7, 16, 19, 29, 36, 39) reliant les récipients et qui d'une part sont immergées dans le liquide dans le récipient de stockage (6) et d'autre part se terminent sur le récipient par portion (17, 27) dans un bouchon de remplissage (3, 23, 35) approprié pour la fermeture étanche de son orifice de remplissage,

- un dispositif d'abaissement de pression pour la génération d'une dépression par rapport à la pression ambiante dans

- un récipient d'aspiration, disposé sur un niveau au-dessus du récipient par portion,

   caractérisé en ce que le récipient d'aspiration (5) est divisé en une chambre d'aspiration (13) avec communication permanente (2, 11) ouverte et directe avec le dispositif d'abaissement de pression (31) et une chambre de réception (14), qui constitue une partie de la conduite de trop-plein (19, 29, 7), au moyen d'une cloche de séparation (12) perméable au gaz et protégeant la communication permanente du liquide.

2. Dispositif de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite de trop-plein (19, 29 et 7) présente dans la zone du fond du récipient d'aspiration une arrivée (20) venant du bouchon de remplissage (3, 23, 35) et une sortie (21) disposée à côté et allant vers le récipient de stockage (6).

3. Dispositif de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient d'aspiration (5) et les récipients par portion (17, 27) sont disposés sur un montant (2) commun au-dessus du récipient de stockage (6).

4. Dispositif de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le montant (2) est réalisé au moins partiellement sous la forme d'une conduite d'aspiration (11) tubulaire entre le dispositif d'abaissement de pression (31) et le récipient d'aspiration (5).

5. Dispositif de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à chaque récipient d'aspiration (5) sont affectés plusieurs récipients par portion (17, 27) avec des arrivées (20) appropriées, mais avec seulement une sortie (21) des conduites de trop-plein, les récipients par portion (17, 27) pouvant être positionnés sur une baguette d'appui (18, 28) réalisée sous la forme d'une table tournante.

6. Dispositif de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le montant (2) ou la conduite d'aspiration (11) est pourvu d'un manchon (10) largement étanche au gaz, dans lequel on petit mettre le récipient d'aspiration (5) avec la tubulure (9) conçue de façon complémentaire.

7. Dispositif de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les récipients par portion (17, 27) sont bloqués pendant le remplissage entre une baguette d'appui (18, 28) fixe et un bouchon de remplissage (3, 23) maintenu de façon pivotante sur l'extrémité libre d'un ressort à lames (4, 24), le ressort à lames étant fixé avec son extrémité libre sur le montant (2, 22).

8. Dispositif de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort à lames (4, 24) est conçu de façon qu'il ait son couple de résistance le plus faible vis-à-vis de la flexion dans la direction d'axe avec l'orifice de remplissage du récipient par portion (17, 27).

9. Dispositif de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, le bouchon de remplissage présentant un boîtier avec une arrivée de forme circulaire au récipient pour une conduite de remplissage, laquelle entoure une conduite de trop-plein centrale avec un limiteur du niveau de remplissage, et un joint pour l'orifice du récipient, caractérisé en ce que l'arrivée (42) peut être fermé avec un clapet antiretour (37) pouvant être commandé par dépression et l'arrivée se termine dans une fente (43) latérale ouverte au-dessous du joint (34), mais au-dessus du limiteur du niveau de remplissage (36), de telle manière que le liquide (w) soit lavé directement sur la paroi du récipient (17).

Zeichnung