FÜLLELEMENT SOWIE FÜLLMASCHINE MIT DERARTIGEN FÜLLELEMENTEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Füllmaschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 20.

[0002] Füllelemente zum Abfüllen eines flüssigen Füllgutes in Behälter sind In unterschiedlichaten Ausführungen bekannt. Bekannt ist weiterhin auch, bei Füllelementen Im Bereich der jeweiligen Abgabeöffnung eine Gassperre vorzusehen, um ein Nachtropfen das Füllelementes nach dem Schließen des Füllvontils zu vermeiden. Bekannt ist insbesondere auch, die Gassperre so auszubilden, dass ein oberhalb einer Abgabeöffnung des Fülleiamentes vorgesehener Teil des Füllgutkanals nach dem Schlleßen des Füllventils mit dem flüssigen Füllgut gefüllt bleibt, ohne dass es zu einem Austreten das Füllgutes an der Abgabeöffnung und zu einem Nachtropfen des Füllelementes kommt. Die Gassperre ist dabei im einfachsten Fall von einer siebartigen Struktur gebildet, bei der die Querschnitte der Öffnungen so gewählt sind, dass die Oberflächenspannung des flüssigen Füllgutes ausreicht, um ein Nachtropfen zu verhindern und/oder die oberhalb der Abgabeöffnung im Füllgutkanal gebildete Füllgut-Säule zurückzuhalten.

[0003] Ein Füllelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 ist bekannt (DE 22 46 176 A1). Bei diesem bekannten Füllelement ist die im Füllgutkanal angeordnete und die Abgabe des Füllgutes an den jeweiligen Behälter steuernde Ventilanordnung zweiteilig ausgebildet, und zwar bestehend aus einem äußeren glockenartigen Ventilkörper oder Ventilkörperabschnltt, der in seiner Wandung eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, sowie aus einem zweiten inneren Ventikörperabschnitt.

[0004] Beide Ventilkörperabschnitte sind durch Betätigungselemente axial relativ zueinander sowie relativ zu einer Ventilöffnung und einem dortigen Ventilsitz gesteuert bewegbar, und zwar derart, dass in einem ersten Betriebszustand der äußere glockenförmige Ventilkörperabschnitt gegen die Ventlifläche anliegt und der innere Ventilkörperabschnitt die Öffnungen im gtockenförmigen Vontilkörperabschnitt verschließt und damit die Abgabe des Füllgutes gesperrt ist, einen zweiten geöffneten Betriebszustand, in welchem der äußere, glockenförmige Ventilabschnitt von der Ventilfläche beabstandet ist und der Innere Ventilabschnltt die Öffnungen im äußeren Ventilabschnitt freigibt, sowie einen dritten Betriebszustand, In dem der glockenförmige Ventilkörperabschnitt gegen die Ventilfläche anliegt und die Öffnungen in diesem Ventilabschnitt aber von dem inneren Ventilkörperabschnitt nicht verschlossen sind, so dass sich durch diese Öffnungen ein Füllgutstrom bei reduziertem Strömungsquerschnitt ergibt. Das bekannte Füllelement ist durch die zweiteilige Ausbildung der Ventilanordnung konstruktiv aufwendig und insbesondere auch beim Füllen von Behältem mit einem feste Bestandtelle enthaltenden Füllgut störenfällig.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllelement aufzuzeigen, welches eine betriebssichere Arbeitsweise auch beim Abfüllen eines Füllgutes gewährleistet, welches in einer flüssigen oder auch flüssig-viskosen bis leicht zähflüssig-viskosen Phase feste Bestandtelle oder Stücke enthält.

[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllelement entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Füllmaschine ist Gegenstand des Patentanspruches 20.

[0007] Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1-4

jeweils in sehr vereinfachter Darstellung ein Füllelement einer Füllmaschine zum Abfüllen eines flüssigen, feste Bestandteile oder Stücke enthaltenden Füllgutes, zusammen mit einem flaschenartigen Behälter, jeweils in unterschiedlichen Betriebszuständen;

Fig. 5-7

das Füllventil des Füllelementes in den unterschiedlichen Betriebszuständen;

Fig. 8

in vergrößerter Darstellung die im Bereich der Abgabeöffnung vorgesehene, aushebbare Gassperre.

[0008] In den Figuren ist 1 ein Füllelement einer Füllmaschine, beispielsweise einer Füllmaschine umlaufender Bauart, die eine Vielzahl dieser Füllelemente 1 am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors bzw. am Umfang eines an diesem Rotor vorgesehenen Ringkessels 2 aufweist.

[0009] Das Füllelement 1 dient zum Abfüllen eines flüssigen Füllgutes 3, welches festere Bestandteile bzw. Stücke 4 enthält, beispielsweise zum Abfüllen einer Fruchtzubereitung (z.B. Saft mit Fruchtstücken) in Behälter 5. Diese sind während des Füllprozesses (Freistrahlfüllens) aufrechtstehend, d.h. mit ihrer Behälterachse in vertikaler Richtung und achsgleich oder in etwa achsgleich mit einer Füllelementachse FA unter dem jeweiligen Füllelement 1 auf einen Behälterträger 6 so angeordnet, dass die Behälteröffnung 5.1 einer Abgabeöffnung 7 des Füllelementes 1 mit Abstand gegenüberliegt.

[0010] In einem Gehäuse 8 des Füllelementes 1 ist ein Füllgutkanal 9 ausgebildet, der an einem Ende mit einer Auslass- oder Anschlussöffnung 10 am Boden des Ringkessels 2 in Verbindung steht und dessen anderes Ende die Abgabeöffnung 7 bildet. Der Füllgutkanal 9 setzt sich bei der dargestellten Ausführungsform aus mehreren Kanalabschnitten zusammen, und zwar ausgehend von der Anschlussöffnung 10 aus einem Kanalabschnitt 9.1, der einen Ventilraum für einen nachstehend noch näher beschriebenes Füllventil 11 bildet, aus einem horizontalen oder im Wesentlichen horizontalen Kanalabschnitt 9.2, aus einem Kanalabschnitt 9.3 und aus einem Kanalabschnitt 9.4, der in die Abgabeöffnung 7 übergeht. Die Kanalabschnitte 9.3 und 9.4 sind mit ihren Achsen achsgleich mit einander und auch achsgleich mit der vertikalen Füllelementachse FA angeordnet. Der Kanalabschnitt 9.4 besitzt einen gegenüber dem Kanalabschnitt 9.3 reduzierten Querschnitt.

[0011] Der Kanalabschnitt 9.1 ist im oberen Bereich eines sich vertikal von dem Ringkessel 2 nach unten erstreckenden Gehäuseabschnittes 8.1, der Kanalabschnitt 9.2 in einem sich horizontal oder im Wesentlichen horizontal erstreckenden Gehäuseabschnitt 8.2 und die Kanalabschnitte 9.3 und 9.4 in einem vertikalen Gehäuseabschnitt 8.3 ausgebildet, welcher bezogen auf die vertikale Maschinenachse gegenüber dem Ringkessel 2 und auch dem gegenüber Gehäuseabschnitt 8.1 radial nach außen versetzt ist.

[0012] Das Füllventil 11 besteht u.a. aus einem Ventilkörper 12 an dem in den Figuren oberen Ende eines Ventilstößels 13, welcher sich im Gehäuseabschnitt 8.1 erstreckt und mit seiner Achse parallel zur Füllelementachse FA sowie bei der dargestellten Ausführungsform achsgleich mit der Achse der Anschlussöffnung 10 angeordnet ist.

[0013] Wie insbesondere die Figuren 5-7 zeigen, ist der Ventilkörper 12 pilzkopfartig ausgeführt, und zwar mit einem Ventilkörperabschnitt 12.1, der das in den Figuren obere freie Ende des Ventilkörpers 12 bildet und sich zu diesem Ende hin kegelförmig verjüngt, aus dem Ventilkörperabschnitt 12.2, der an den Ventilkörperabschnitt 12.1 anschließt und einen im Vergleich zum Ventilkörperabschnitt 12.1 vergrößerten Außendurchmesser aufweist. Der Ventilkörperabschnitt 12.2 verjüngt sich an seiner dem Ventilkörperabschnitt 12.1 abgewandten Seite kegelstumpfartig und geht in einen Ventilkörperabschnitt 12.3 über, der einen gegenüber den Abschnitten 12.1 und 12.2 reduzierten Außendurchmesser besitzt und an den sich ein Ventilkörperabschnitt 12.4 anschließt, mit welchem der Ventilkörper 12 mit dem Stößel 13 bzw. mit einem am Stößel ausgebildeten Stößelkopf 13.1 verbunden ist. Der Ventilkörper 12 sowie dessen Abschnitte 12.1 - 12.4 sind rotationssymmetrisch zu der Stößelachse SA ausgebildet.

[0014] Der Ventilkörperabschnitt 12.1 ist bei der dargestellten Ausführungsform mit einem radial zur Stößelachse SA verlaufenden, diese Achse schneidenden und beidendig offenen Kanal 14 sowie mit einer Vielzahl von Kanälen 15 versehen, die jeweils parallel zur Stößelachse SA orientiert und an dem freien Ende des Ventilkörpers 12 offen sind. Die Kanäle 15 münden in den Kanal 14 und bilden an der Oberseite des Ventilkörpers 12 eine siebartige Struktur. Am Ventilkörperabschnitt 12.2 ist am Übergang zum Ventilkörperabschnitt 12.1 ein die Stößelachse SA konzentrisch umschließender Dichtungsring 16 vorgesehen.

[0015] Der Ventilkörper 12 wirkt einerseits mit einer Ventilöffnung 17, die vom Flüssigkeitskanal 9 am Übergang zur Anschlussöffnung 10 gebildet ist, und andererseits mit einem Ventilsitz 18 an der Ventilöffnung 17 zusammen, wie dies nachstehend noch näher beschrieben wird. Hierfür ist der Durchmesser des Ventilkörperabschnittes 12.1 gleich oder geringfügig kleiner als der Durchmesser der Ventilöffnung 17 ausgeführt. Der Dichtungsring 16 ist so angeordnet, dass er bei geschlossenem Füllventil 11 dicht gegen den Ventilsitz 18 anliegt.

[0016] Die Betätigung des Ventilkörpers 12 erfolgt pneumatisch über den Stößel 13 in der Stößelachse SA, und zwar derart, dass das Füllventil 11 drei unterschiedliche Betriebzustände einnehmen kann, nämlich

➢ entsprechend der Figur 5 einen vollständig geöffneten Zustand, in welchem der Ventilkörper 12 sich in seiner untersten Hubstellung befindet, auch mit dem Ventilkörperabschnitt 12.1 aus der Ventilöffnung 17 herausbewegt und von dieser Ventilöffnung beabstandet ist,

➢ entsprechend der Figur 6 einen teilweise geöffneten Zustand, in welchem der Ventilkörper 12 in eine teilweise angehobene Stellung bewegt ist und der Ventilkörperabschnitt 12.1 in die Ventilöffnung 17 hineinreicht, der Dichtungsring 16 vom Ventilsitz 18 beabstandet ist und der Kanal 14 beidendig in den Kanalabschnitt 9.1 mündet, sowie

➢ entsprechend der Figur 7 einen geschlossenen Zustand, in welchem der Ventilkörper 12 in seine obere Hubstellung bewegt ist und mit dem Dichtungsring 16 dicht gegen den Ventilsitz 18 anliegt.

[0017] Das Öffnen des Füllventils 11 erfolgt somit durch Bewegen des Ventilkörpers 12 in vertikaler Richtung nach unten und das Schließen des Füllventils 11 durch Bewegen des Ventilkörpers 12 in vertikaler Richtung nach oben.

[0018] Diese Bewegungen des Ventilkörpers 12 erfolgen pneumatisch. Hierfür ist am Ventilstößel 13 ein Kolben 19.1 vorgesehen, der zusammen mit einer im Gehäuseabschnitt 8.1 ausgebildeten Zylinderkammer ein Betätigungselement 19 in Form eines doppelt wirkenden Pneumatik-Zylinders bildet. Weiterhin ist im Gehäuseabschnitt 8.1 ein Kolben 20.1 vorgesehen, der mit einer weiteren Zylinderkammer im Gehäuseabschnitt 8.1 ein zweites Betätigungselement 20 in Form eines Pneumatik-Zylinders bildet, dessen Kolbenstange 21 mit dem unteren Ende des Stößels 13 zusammenwirkt.

[0019] Bei der dargestellten Ausführungsform wird mit dem Betätigungselement 19 das vollständige Öffnen und Schließen des Füllventils 11 und mit dem von dem Betätigungselement 20 das teilweise Öffnen des Füllventils 11 erreicht.

[0020] In den Kanalabschnitten 9.3 und 9.4 ist eine Gassperre 22 in Richtung der Füllelementachse FA axial verschiebbar vorgesehen. Die Gassperre 22 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus einem Rohrstück 23, welches achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnet und mit einer z.B. von Öffnungen 24 in seiner Wandung gebildeten siebartigen Struktur versehen ist. Die von den Öffnungen 24 gebildete siebartige Struktur befindet sich dabei im Bereich des unteren Endes des Rohrstückes 23, allerdings im Abstand von diesem unteren Ende. Oberhalb der Öffnungen 24 ist das Rohrstück 23 beispielsweise verschlossen. Der Außendurchmesser des Rohrstückes 23 ist gleich oder nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Kanalabschnittes 9.4. Der Querschnitt der Öffnungen 24 ist so gewählt, dass bei geschlossenem Füllventil 11 und bei in der wirksamen Stellung befindlicher Gassperre 22 das in dem Kanalabschnitt 9.3 vorhandene Füllgut durch die Gassperre 22 zurück gehalten wird.

[0021] Am oberen Ende ist am Rohrstück 23 eine achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnete Kolbenstange 25 mit ihrem unteren Ende befestigt. Auf der Kolbenstange besitzt ein Kolben 26.1 eines Betätigungselementes 26 in Form eines Pneumatik-Zylinders, mit dem die Gassperre 22 gesteuert zwischen einer angehobenen, d.h. nicht wirksamen Stellung, in der sich das untere Ende des Rohrstückes 23 entsprechend den Figuren 1 und 2 im Inneren des Kanalabschnittes 9.3 oberhalb des Übergangs zum Kanalabschnitt 9.4 und von diesem beabstandet befindet, und einer abgesenkten, d.h. wirksamen Stellung bewegbar ist, in der das untere Ende des Rohrstückes 23 passend in den Kanalabschnitt 9.4 eingeführt ist, und zwar entsprechend den Figuren 3 und 4.

[0022] Die Arbeitsweise des Füllelementes 1 lässt sich, wie folgt beschreiben:
Für das Einleiten des Füllprozesses wird das zunächst geschlossene Füllventil über das Betätigungselement 19 vollständig geöffnet und dann die zunächst die in ihrer wirksamen Stellung befindliche Gassperre 22 mit dem Betätigungselement 26 ausgehoben, d.h. in die nicht wirksame Stellung bewegt, so dass für das Füllelement 1 der Zustand entsprechend den Figuren 1 und 5 erreicht ist und das Füllgut 3 zusammen mit den festeren Bestandteilen 4 über die Abgabeöffnung 7 und durch die Behälteröffnung 5.1 in einem freien Strahl in den Behälter 5 fließen kann.

[0023] Noch vor dem endgültigen Ende des Füllvorgangs, d.h. bevor die endgültige Füllhöhe im Behälter 5 erreicht ist, wird durch Aktivieren der Betätigungseinrichtung 20 der Ventilkörper 12 in vertikaler Richtung soweit nach oben bewegt, dass das Füllventil 11 den teilweise geöffneten Zustand einnimmt (Figuren 2 und 6) und der Ventilkörperabschnitt 12.1 in die Ventilöffnung 17 hineinreicht. In diesem Zustand des Füllelementes 11 kann weiterhin das flüssige Füllgut 3 über den Füllgutkanal 9 und die Abgabeöffnung 7 in den Behälter 5 fließen. Mit dem flüssigen Füllgut werden die im Füllgutkanal 9 vorhandenen Bestandteile 4 mitgeführt, so dass der Füllgutkanal 9 wird von diesen Bestandteilen entleert wird. Die festeren Bestandteile 4 werden am Füllventil 11 durch den siebartigen Ventilkörperabschnitt 12.1 zurückgehalten, so dass sie nicht in den Füllgutkanal 9 gelangen können.

[0024] Nach dem Entleeren des Füllgutkanals 9 von den festeren Bestandteilen 4 wird bei weiterhin teilweise geöffnetem Füllventil 11 durch die Betätigungseinrichtung 26 die Gassperre 22 aus ihrer nicht wirksamen Stellung in die wirksame Stellung bewegt. Der Füllprozess wird über das teilweise geöffnete Füllventil 11, den Füllgutkanal 9 und die nunmehr an der Abgabeöffnung 7 vorgesehene Gassperre 22 aufrecht erhalten, bis die erforderliche Füllhöhe im Behälter 5 erreicht ist. Dieser Zustand ist in den Figur 3 und 6 dargestellt.

[0025] Zur Beendigung des Füllvorgangs wird das Füllventil 11 durch das Betätigungselement 19 geschlossen, und zwar bei weiterhin in der wirksamen Stellung befindlicher Gassperre 22. Die Abgabe des Füllgutes 3 an den Behälter 5 ist damit beendet. Der Füllgutkanal 9 und dabei insbesondere auch der Kanalabschnitt 9.3 sind weiterhin mit dem flüssigen Füllgut 3 gefüllt. Durch die in ihrer wirksamen Stellung befindlichen Gassperre 22 wird das flüssige Füllgut in dem Kanalabschnitt 9.3 zurückgehalten und auch ein Nachtropfen des Füllelementes 1 verhindert.

[0026] Die Besonderheit des Füllelementes 1 besteht somit u.a. darin, dass durch die Ausbildung und spezielle Ansteuerung des Ventilkörpers 12 ein Abfüllen des Füllgutes 3 mit den festeren Bestandteilen 4 möglich ist, ohne dass es zu einem Verklemmen von festeren Bestandteilen 4 zwischen dem Ventilkörper 12 und dem Ventilsitz 18 beim Schließen des Füllventils 11 kommt. Auch ein Verklemmen von Bestandteilen 4 zwischen der Gassperre 22 und der Innenfläche des Füllelementes 1. beim Bewegen der Gassperre 22 aus der nicht wirksamen Stellung in die wirksame Stellung ist vermieden. Durch die anhebbare bzw. aushebbare Ausbildung der Gassperre 22 sind weiterhin beim Abfüllen des Füllgutes 3 mit den festeren Bestandteilen 4 die Verwendung einer Gassperre und die hiermit verbundenen Vorteile überhaupt erst möglich.

[0027] Diese Vorteile bestehen u.a. in der Vermeidung eines Nachtropfens des Füllelementes bei geschlossenem Füllventil 11 sowie auch darin, dass zu Beginn eines jeden Füllvorgangs, d.h. noch vor dem eigentlichen Öffnen des Füllventils 11 der Füllgutkanal 9 bereits mit dem flüssigen Füllgut gefüllt ist, so dass u.a. der jeweilige Füllprozess ohne eine zeitliche Verzögerung eingeleitet werden kann. Weiterhin besteht bei entsprechender Ausbildung insbesondere des Gehäuseabschnittes 8.3 die Möglichkeit, an dem Kanalabschnitt 9.3 zur Steuerung des Füllprozesses einen die Füllgutmenge fassenden Durchflussmesser vorzusehen.

[0028] Durch Membrandichtungen 27 bzw. 28 ist der Füllgutkanal 9 jeweils im Bereich des Füllventils 11 bzw. im Bereich des dortigen Ventilstößels 13 und im Bereich des Rohrstückes 23 abgedichtet.

[0029] Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.

Bezugszeichenliste

[0030] 

1

Füllelement

2

Ringkessel

3

Füllgut

4

festere Bestandteile bzw. Stücke im Füllgut

5

Behälter

5.1

Behälteröffnung

6

Behälterträger

7

Abgabeöffnung

8

Gehäuse des Füllelementes 1

8.1, 8.2, 8.3

Gehäuseabschnitt

9

Füllgutkanal im Gehäuse 8

9.1, 9.2, 9.3

Kanalabschnitt

10

Anschlussöffnung im Ringkessel 2 für Füllelement 1

11

Füllventil

12

Ventilkörper

12.1, 12.2, 12.3, 12.4

Ventilkörperabschnitt

13

Stößel

13.1

Stößelkopf

14, 15

Kanal

16

Dichtungsring

17

Ventilöffnung

18

Ventilfläche oder Ventilsitz

19

Betätigungselement

19.1

Kolben

20

Betätigungselement

20.1

Kolben

21

Kolbenstange

22

Gassperre

23

Rohrstück

24

Öffnung

25

Kolbenstange

26

Betätigungselement

26.1

Kolben

27, 28

Membrandichtung

Ansprüche

1. Füllelement zum Abfüllen eines Füllgutes, insbesondere eines Füllgutes, welches in einer flüssigen Phase festere Bestandteile enthält, mit wenigstens einem in einem Gehäuse (8) ausgebildeten Füllgutkanal (9), der mit einer Einlaseöffnung an einem Ende mit einem Vorrat (2) für das Füllgut verbindbar ist und an einem anderen Ende eine Abgabeöffnung (7) zur Abgabe des Füllgutes in einen Behälter (5) bildet, wobei das Füllelement (1) zwischen einem ersten die Abgabe des Füllgutes sperrenden Betriebszustand und einem zweiten geöffneten Betriebszustand steuerbar ist, wobei das Füllelement (1) zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Betriebszustand einen dritten Betriebszustand aufweist, in dem es für die Abgabe der flüssigen Phase des Füllgutes geöffnet ist, die festen Bestandteile (4) aber zurückgehalten werden, wobei eine in dem wenigstens einen Füllgutkanal (9) vorgesehene, von wenigstens einem Füllventil (11) gebildete Ventilanordnung zwischen dem ersten, zweiten und dritten Betriebszustand steuerbar ist und wobei das Füllventil (11) wenigstens einen Ventilkörper (12) aufweist, der im ersten Betriebszustand des Füllelementes (1) mit einer Dichtungsfläche (16) gegen einen eine Ventilöffnung (17) umgebenden Ventilsitz (1B) anliegt und im zweiten Betriebszustand des Füllelementes (1) von dem Ventilsitz (18) beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) durch wenigstens eine Betätigungselement (19, 20) zur Änderung der Betriebszustände des Füllelementes (1) zwischen wenigstens drei Positionen steuerbar ist und dass der Ventilkörper (12) mit einem eine siebartige Struktur bildenden Ventilkörperabschnitt (12.1) versehen ist, der in dem dritten Betriebszustand des Füllelementes (1) in die Ventilöffnung (17) hineinreicht und eine Barriere für das Zurückhalten der festeren Bestandteile (4) des Füllgutes an der Ventilöffnung (17) bildet.

2. Füllelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Füllgutkanal (9) angeordnete Gassperre (22), die durch ein Betätigungselement (26) zwischen einem wirksamen und einem nicht wirksamen Zustand steuerbar ist.

3. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörperabschnitt (12.1) im dritten Betriebszustand des Füllventils (11) zusammen mit einer Begrenzungsfläche der Ventilöffnung (17) einen im Querschnitt reduzierten Durchlass bildet.

4. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) In einer einzigen Achsrichtung zwischen den verschiedenen Betriebszuständen des Füllelementes (1) entsprechenden Positionen bewegbar ist.

5. Füllelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand des Füllelementes (1) um einen vollen Arbeitshub und zwischen dem ersten und dritten und/oder dem zweiten und dritten Betriebszustand des Füllelementes (1) um jeweils einen Teilhub bewegbar ist.

6. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) beim Schließen des Füllelementes (1) oder beim Ansteuern des Füllelementes (1) aus dem zweiten Betriebszustand in den dritten Betriebszustand entgegen der Strömungsrichtung des Füllgutes bewegt wird.

7. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) in der Achsrichtung der Ventilöffnung (17) bewegbar ist.

8. Füllelament nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnung (17) mit ihrer Achse in vertikaler Richtung oder annähernd in vertikaler Richtung orientiert ist.

9. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnung (17) die Einlassöffnung des Füllgutkanals (9) ist.

10. Füllelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gassperre (22) im Bereich der Abgabeöffnung (7) oder im Bereich eines die Abgabeöffnung bildenden Kanalabschnitts (9.4) des Füllgutkanals (9) vorgesehen ist.

11. Füllelement nach einem der Ansprüche 2, 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gassperre (22) Im wirksamen Zustand den gesamten Strömungsquerschnitt und im nicht wirksamen Zustand nur einen Teil des Strömungsquerschnittes des Füllgutkanals (9) einnimmt oder sich außerhalb des Füllgutkanals (9) befindet.

12. Füllelement nach einem der Ansprüche 2, 10, 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gassperre (22) von einem eine Vielzahl von Öffnungen (24) oder Kanälen aufweisenden siebartigen Element gebildet ist, welches innerhalb des Füllgutkanais (9) in einer Achsrichtung zwischen der wirksamen und unwirksamen Stellung bewegbar ist.

13. Füllelement nach einem der Ansprüche 2, 10-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gassperre in der wirksamen Stellung in einen im Querschnitt verengten Bereich oder Kanalabschnitt (9.4) des Füllgutkanals (9) hineinreicht und in der nicht wirksamen Stellung In einem im Querschnitt vergrößerten Kanalabschnitt (9.3) des Füllgutkanals (9) angeordnet ist.

14. Füllelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der im Querschnitt verengte Kanalabschnitt (9.4) die Abgabeöffnung (7) bildet.

15. Füllelement nach einem der Ansprüche 2, 10-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gassperre (22) aus der nicht wirksamen Stellung in die wirksame Stellung in einer Achsrichtung bewegbar ist, die der Strömungsrichtung des Füllgutes durch den Füllgutkanal (9) entspricht.

16. Füllelement nach einem der Ansprüche 2, 10-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gassperre (22) zwischen der wirksamen Stellung und der nicht wirksamen Stellung in der Achse der Abgabeöffnung (7) bewegbar ist.

17. Füllelement nach einem der Ansprüche 2, 10-16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gassperre (22) von einem Rohrstück (23) gebildet ist, welches an seinem Umfang siebartig mit einer Vieizahi von Öffnungen (24) ausgeführt ist.

18. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betätigen des Füllventils (11) bzw. des Ventilkörpers (12) zwei Betätigungselemente (19, 20) vorgesehen sind, von denen ein Betätigungselement (19) zur Ansteuerung des eraten und zweiten Betriebszustandes und das zweite Betätigungselement (20) zur Ansteuerung des dritten Betriebszustandes dienen.

19. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Betätigungselement (19, 20) für das Füllventil (11) pneumatisch betätigte Elemente sind,

20. Füllmaschine, insbesondere Füllmaschine umlaufender Bauart mit einer Vielzahl von Füllelementen, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllelemente entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind.

Claims

1. Filling element for filling recipients with a product, especially a product that has more solid components in a liquid phase, said element comprising at least one product channel (9) configured in a housing (8), said product channel being connectible with an inlet opening at one end to a reservoir (2) for the product and forming at another end a discharge opening (7) for discharging the product into a recipient (5), wherein the filling element (1) can be actuated between a first operating state which blocks the discharge of the product and a second open operating state, wherein the filling element (1) has, in addition to the first and the second operating state, a third operating state in which it is open for the discharge of the liquid phase of the product but the solid components (4) are held back, wherein a valve arrangement provided inside the at least one product channel (9) and formed by at least a filling valve (11) can be actuated between the first, second and third operating state and wherein the filling valve (11) has at least one valve body (12) which, in the first operating state of the filling element (1), abuts, with a sealing face (16), a valve seat (18) that surrounds a valve opening (17) and, in the second operating state of the filling element (1), is spaced from the valve seat (18), characterised in that the valve body (12) can be actuated by means of at least one actuating element (19, 20) to change the operating states of the filling element (1) between at least three positions and that the valve body (12) is equipped with a valve body portion (12.1) that forms a sieve-like structure, said valve body portion, in the third operating state of the filling element (1), reaching into the valve opening (17) and forming a barrier for holding back the more solid components (4) of the product at the valve opening (17).

2. Filling element according to claim 1, characterised by a gas lock (22) arranged in the product channel (9), wherein said gas lock can be actuated by an actuating element (26) between an effective and a non-effective state.

3. Filling element according to any one of the preceding claims, characterised in that the valve body portion (12.1) in the third operating state of the filling valve (11), together with a boundary surface of the valve opening (17), forms a passage having a reduced cross-section.

4. Filling element according to any one of the preceding claims, characterised in that the valve body (12) can be moved in a single axial direction between the positions corresponding to the different operating states of the filling element (1).

5. Filling element according to claim 4, characterised in that the valve body (12) can be moved between the first and second operating state of the filling element (1) by a full working stroke and between the first and third and/or the second and third operating state of the filling element (1) by a partial stroke at a time.

6. Filling element according to any one of the preceding claims, characterised in that the valve body (12), when closing the filling element (1) or when actuating the filling element (1) from the second operating state to the third operating state, is moved against the flow direction of the product.

7. Filling element according to any one of the preceding claims, characterised in that the valve body (12) can be moved in the axial direction of the valve opening (17).

8. Filling element according to any one of the preceding claims, characterised in that the valve opening (17) is oriented with its axis in the vertical direction or approximately in the vertical direction.

9. Filling element according to any one of the preceding claims, characterised in that the valve opening (17) is the inlet opening of the product channel (9).

10. Filling element according to claim 2, characterised in that the gas lock (22) is provided in the area of the discharge opening (7) or in the area of a channel portion (9.4), which forms the discharge opening, of the product channel (9).

11. Filling element according to any one of the claims 2, 10, characterised in that the gas lock (22) in the effective state takes up the entire flow cross-section and, in the non-effective state, only part of the flow cross-section of the product channel (9) or is outside the product channel (9).

12. Filling element according to any one of claims 2, 10, 11, characterised in that the gas lock (22) is formed by a sieve-like element having a plurality of openings (24) or channels, wherein said element can be moved within the product channel (9) in an axial direction between the effective and non-effective position.

13. Filling element according to any one of claims 2, 10-12, characterised in that the gas lock in the effective position reaches into a cross-sectionally narrowed area or channel portion (9.4) of the product channel (9) and, in the non-effective position, is arranged in a cross-sectionally enlarged channel portion (9.3) of the product channel (9).

14. Filling element according to claim 3, characterised in that the cross-sectionally narrowed channel portion (9.4) forms the discharge opening (7).

15. Filling element according to any one of claims 2, 10-14 characterised in that the gas lock (22) can be moved from the non-effective position to the effective position in an axial direction which corresponds to the flow direction of the product through the product channel (9).

16. Filling element according to any one of claims 2, 10-15, characterised in that the gas lock (22) can be moved between the effective position and the non-effective position in the axis of the discharge opening (7).

17. Filling element according to one of the claims 2, 10-16, characterised in that the gas lock (22) is formed by a section of pipe (23) which, at its circumference, is of a sieve-like design with a plurality of openings (24).

18. Filling element according to any one of the preceding claims, characterised in that, for actuating the filling valve (11) or the valve body (12), two actuating elements (19, 20) are provided of which one actuating element (19) serves to select the first and second operating state and the second actuating element (20) serves to select the third operating state.

19. Filling element according to any one of the preceding claims, characterised in that the at least one actuating element (19, 20) for the filling valve (11) is a pneumatically actuated element.

20. Filling machine, especially a filling machine of a rotary design, with a plurality of filling elements, characterised in that the filling elements are designed corresponding to one of the preceding claims.

Revendications

1. Elément de remplissage pour le remplissage d'un produit de remplissage, en particulier d'un produit de remplissage qui contient dans une phase liquide des éléments plus solides, avec au moins un canal de produit de remplissage (9) réalisé dans un boitier (8) qui peut être relié par une ouverture d'entrée sur une extrémité à un réservoir (2) pour le produit de remplissage et forme sur une autre extrémité une ouverture de sortie (7) pour la sortie du produit de remplissage dans un récipient (5), l'élément de remplissage (1) pouvant être commandé entre un premier état de fonctionnement bloquant la sortie du produit de remplissage et un deuxième état de fonctionnement ouvert, l'élément de remplissage (1) présentant outre le premier et le deuxième état de fonctionnement un troisième état de fonctionnement, dans lequel il est ouvert pour la sortie de la phase liquide du produit de remplissage, les éléments solides (4) étant toutefois retenus, un ensemble de soupape formé par au moins une soupape de remplissage (11), prévu dans l'au moins un canal de produit de remplissage (9) pouvant être commandé entre les premier, deuxième et troisième états de fonctionnement et la soupape de remplissage (11) présentant au moins un corps de soupape (12) qui, dans le premier état de fonctionnement de l'élément de remplissage (1), repose avec une surface de joint (16) contre un siège de soupape (18) entourant une ouverture de soupape (17) et étant espacé du siège de soupape (18) dans le deuxième état de fonctionnement de l'élément de remplissage (1), caractérisé en ce que le corps de soupape (12) peut être commandé par au moins un élément d'actionnement (19, 20) pour la modification des états de fonctionnement de l'élément de remplissage (1) entre au moins trois positions et en ce que le corps de soupape (12) est pourvu d'une section de corps de soupape (12.1) formant une structure de type tamis qui parvient dans le troisième état de fonctionnement de l'élément de remplissage (1) dans l'ouverture de soupape (17) et forme une barrière pour la retenue des éléments plus solides (4) du produit de remplissage sur l'ouverture de soupape (17).

2. Elément de remplissage selon la revendication 1, caractérisé par une barrière aux gaz (22) disposée dans le canal de produit de remplissage (9) qui peut être commandée par un élément d'actionnement (26) entre un état actif et un état inactif.

3. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section de corps de soupape (12.1) forme un passage réduit en section transversale dans le troisième état de fonctionnement de la soupape de remplissage (11) conjointement avec une surface de délimitation de l'ouverture de soupape (17).

4. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de soupape (12) peut être déplacé dans un seul sens axial entre des positions correspondant aux différents états de fonctionnement de l'élément de remplissage (1).

5. Elément de remplissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps de soupape (12) peut être déplacé entre le premier et le deuxième état de fonctionnement de l'élément de remplissage (1) d'une course de travail entière et entre les premier et troisième et/ou les deuxième et troisième états de fonctionnement de l'élément de remplissage (1) respectivement d'une course partielle.

6. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de soupape (12) est déplacé lors de la fermeture de l'élément de remplissage (1) ou lors de la commande de l'élément de remplissage (1) du deuxième état de fonctionnement au troisième état de fonctionnement dans le sens inverse d'écoulement du produit de remplissage.

7. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de soupape (12) est mobile dans le sens axial de l'ouverture de soupape (17).

8. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture de soupape (17) est orientée avec son axe dans le sens vertical ou approximativement dans le sens vertical.

9. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture de soupape (17) est l'ouverture d'entrée du canal de produit de remplissage (9).

10. Elément de remplissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la barrière aux gaz (22) est prévue dans la zone de l'ouverture de sortie (7) ou dans la zone d'une section de canal (9.4) formant l'ouverture de sortie du canal de produit de remplissage (9).

11. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications 2, 10; caractérisé en ce que la barrière aux gaz (22) occupe à l'état actif la section transversale d'écoulement entière et à l'état inactif seulement une partie de la section transversale d'écoulement du canal de produit de remplissage (9) ou se trouve en dehors du canal de produit de remplissage (9).

12. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications 2, 10, 11, caractérisé en ce que la barrière aux gaz (22) est formée par un élément de type tamis présentant une pluralité d'ouvertures (24) ou canaux qui peut être déplacé dans le canal de produit de remplissage (9) dans un sens axial entre la position active et inactive.

13. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications 2, 10 à 12, caractérisé en ce que la barrière aux gaz parvient dans la position active dans une zone rétrécie en section transversale ou section de canal (9.4) du canal de produit de remplissage (9) et est disposée dans la position inactive dans une section de canal (9.3) agrandie en section transversale du canal de produit de remplissage (9).

14. Elément de remplissage selon la revendication 13, caractérisé en ce que la section de canal rétrécie en section transversale (9.4) forme l'ouverture de sortie (7).

15. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications 2, 10 à 14, caractérisé en ce que la barrière aux gaz (22) peut être déplacée de la position inactive à la position active dans un sens axial qui correspond au sens d'écoulement du produit de remplissage par le canal de produit de remplissage (9).

16. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications 2, 10 à 15, caractérisé en ce que la barrière aux gaz (22) peut être déplacée entre la position active et la position inactive dans l'axe de l'ouverture de sortie (7).

17. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications 2, 10 à 16, caractérisé en ce que la barrière aux gaz (22) est formée par un tronçon de tube (23) qui est réalisé sur sa périphérie comme un tamis avec une pluralité d'ouvertures (24).

18. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour l'actionnement de la soupape de remplissage (11) ou du corps de soupape (12), deux éléments d'actionnement (19, 20) sont prévus, dont un élément d'actionnement (19) sert à la commande des premier et deuxième états de fonctionnement et le second élément d'actionnement (20) sert à la commande du troisième état de fonctionnement.

19. Elément de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'au moins un élément d'actionnement (19, 20) pour la soupape de remplissage (11) est un élément actionné par voie pneumatique.

20. Machine de remplissage, en particulier machine de remplissage de type circulaire avec une pluralité d'éléments de remplissage, caractérisée en ce que les éléments de remplissage sont réalisés selon l'une quelconque des revendications précédentes.

Zeichnung