EP0331137A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen von kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten, insbesondere Getränken, unter Gegendruck in Gefässe oder dgl. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen von kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten, insbesondere Getränken, unter Gegendruck in Gefässe oder dgl. Download PDF

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EP0331137A1
EP0331137A1 EP89103559A EP89103559A EP0331137A1 EP 0331137 A1 EP0331137 A1 EP 0331137A1 EP 89103559 A EP89103559 A EP 89103559A EP 89103559 A EP89103559 A EP 89103559A EP 0331137 A1 EP0331137 A1 EP 0331137A1
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EP
European Patent Office
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pressure
filling
vessel
liquid
relief
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EP89103559A
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EP0331137B1 (de
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Ludwig Dipl.-Ing. Clüsserath (FH)
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KHS Maschinen und Anlagenbau AG
Original Assignee
Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG
KHS Maschinen und Anlagenbau AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/06—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
    • B67C3/12—Pressure-control devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
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    • B67C3/06—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for filling carbonated liquids, in particular beverages under counterpressure in vessels or the like. According to the preamble of claim 1 and to a device for carrying out the method according to the preamble of claim 14.
  • the return gas tube is connected to an annular chamber which has a pressure which is less than the pressure prevailing in the liquid container, so that the liquid present above the lower end of the return gas tube passes through the return gas tube from the bottle into the annular chamber is passed.
  • the aim of this measure is to correct the level obtained after the filling phase has been completed to a predetermined target level and not to relieve the pressure on the respective vessel.
  • a method according to the characterizing part of patent claim 1 and a device according to the characterizing part of patent claim 14 are designed to solve these charges.
  • the method according to the invention is suitable for filling vessels with counter-pressure filling machines in a single or multi-chamber design and enables an optimal adaptation of the pre-relief pressure to the often very different filling properties of the liquids to be filled with a machine simply by adjusting the pressure regulated in the chamber. This ensures, above all, that the same pre-relief pressure is effective again with each pre-relief, that is, the same conditions are set again and again with each pre-relief.
  • the pre-relief pressure can be reduced to 0.8 bar with a pre-relief time of about 1.5 seconds without there is foaming or escaping of sparkling wine in or out of the respective bottle, despite the relatively high filling temperature of 15 ° C.
  • the saturation pressure or CO2 saturation pressure in the sense of the invention is that pressure at which there is still no rise in carbon dioxide bubbles in a liquid at a certain CO2 content and a certain temperature.
  • the pressure conditions are preferably regulated so that the pressure set in the chamber or regulated pre-relief pressure continues to be between the atmospheric pressure and the saturation pressure and that it is preferably below the saturation pressure, at the same time also between the filling pressure and a critical pressure of the throttle device. This also makes it possible to optimize the filling speed with respect to the filling properties of the liquid to be filled without changing the throttle device.
  • the critical pressure is that pressure in the chamber at which the volume flow of the return gas flowing through the throttle device during the filling phase has a pressure-dependent profile.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a counter-pressure filling machine, for example a three-chamber counter-pressure filling machine 10 in a rotating design for carbonated liquids, in particular drinks, with an annular liquid container 11, on the outer circumference of which around a large number of filling elements 12 with a uniform mutual level is scheduled.
  • Each filling element 12 is equipped with a substantially vertically arranged filling tube 13 and a vertically displaceably arranged centering and sealing seal 14.
  • Each filling element 12 is associated with a lifting and lowering device 15 with a lifting cylinder 16 and a support plate 17 for each vessel 18 to be filled, for example a bottle.
  • the lowering and lifting can take place in such a way that the lifting cylinders 16 are constantly pressurized in the sense of lifting and a lifting cylinder control curve 19 is located in the area of the vessel insertion and vessel extension, not shown is attached to the control rollers 20 provided on the lifting cylinders 16 in order to lower each support plate 17 with a filled vessel 18 standing thereon prior to the extension and each support plate 17 in this lowered state at the insert to have a container 18 to be filled, which can then be taken up by the Carrier plate 17 is raised to the respective filler 12.
  • annular distribution chamber 25 for tension gas and an annular return gas chamber 26 for return gas are attached.
  • the liquid container 11 is connected to a liquid line 28 and the ring distribution chamber 25 to a tension gas line 29.
  • the outlet 30 of the return gas chamber 26 or a line 31 which extends this outlet 30 and also leads via the distributor 27 is connected to a control valve 32 to which a pressure sensor 33, for example a pressure regulator, is inserted upstream into the extending line 31 or into the return gas chamber 26 is at which the pressure in the return gas chamber 26 is adjustable or adjustable.
  • a further pressure regulator or pressure sensor 34 is provided in the liquid line 28, which controls a further control valve 35 interposed upstream in the liquid line 28.
  • control valves 32 and 35 can be controlled separately or independently by the pressure sensors 33 and 34 respectively assigned to them. Basically, it is also possible to provide a linkage in such a way that the pressure set with the pressure sensor 33 in the return gas chamber 26 in dependence on the pressure measured by the pressure sensor 35 in the liquid line 28 and thus in dependence on the filling pressure prevailing in the liquid container 11 stands, as is indicated in Fig. 1 with the interrupted signal line 34 '.
  • control or regulating circuits including the pressure sensors 33 and 34 are designed, for example, in such a way that the pressure sensor 33 opens the control valve 32 by a signal, taking into account the pressure measured by the pressure sensor 34, when the pressure difference between the filling pressure measured by the pressure sensor 34 and the return gas pressure in the return gas chamber 26 measured by the pressure sensor 33 exceeds a desired, preferably adjustable differential pressure, that is to say, for example, given the filling pressure in the liquid container 11, the return gas pressure in the return gas chamber 26 is below the critical pressure below Throttle device of the filling elements 12 described in more detail.
  • the filling speed (amount of liquid flowing into the vessel 18 to be filled per unit time) is controlled by the return gas pressure in the return gas chamber 26 an optimal value adjustable.
  • the pressure in the ring distribution chamber 25 is regulated in dependence on the filling pressure in the liquid container 11 or in the liquid line 28.
  • a control valve 36 is interposed in the tensioning gas line 29, to which a pressure regulator or pressure sensor 37 used in the tensioning gas line 29 is assigned.
  • This pressure sensor 37 is connected to the pressure sensor 34 via a control line 34 'in terms of control technology in such a way that the pressure sensor 37 sets such a clamping gas pressure by actuating the control valve 36 in the clamping gas line 29 that the pressure difference between the filling pressure in the liquid line 28 and the clamping gas pressure in the clamping gas line 29 corresponds to a predetermined, preferably preselectable value, ie the span gas pressure in the span gas line 29 lies by this value below the filling pressure in the liquid line 28.
  • valve 2 shows, in the filling position, one of the filling elements 12 attached to the annular liquid container 11, which are known in their essential structure and each have a valve seat 41 in a valve chamber 38 of the filling element housing 40 and a valve body raised by means of an opening spring 42 from this valve seat 41 43 have.
  • the valve chamber 38 is connected to the liquid chamber 45 of the liquid container 11 via a liquid channel 44 connected and on the filling element housing 40 an electrical or electro-pneumatic actuating device 46 is arranged, which is connected by means of a control line a to a central control device 47 of the filling machine 10.
  • the actuating device 46 presses the valve body 43 against the action of the opening spring 42 on the valve seat 41 and thereby closes the liquid valve 48 of the filling element 12 formed by the valve seat 41 and the valve body 43.
  • the switching element 49 is connected to the control device 47 via a signal line, not shown.
  • a clamping gas valve arrangement 50 in the manner of a flat slide valve is attached to the side of the filler element housing 40, in whose housing 51 a flat valve disk 52 is rotatably mounted by means of a carrier 53.
  • the carrier 53 has at its free end protruding from the housing 51 an actuating lever 54 which cooperates with the valve disk 52 with control elements 56, for example control cams or control cams, attached to a stationary control ring 55 of the filling machine 10 and in different planes when the machine is rotating to pivot into the required operating position.
  • a spring 57 presses the valve disk 52 in a gastight manner against a base plate 58, in the surface of which faces the valve disk 52 and which comes from the annular distribution chamber 25, through the lower leg of the liquid container 11 and through the filler element housing 40, leads to a tensioning gas supply channel 59. Furthermore, on the surface of the base plate 58 facing the valve disk 52, an equalizing channel 60 leads into an equalizing chamber 61 formed between the liquid valve 48 and the filler pipe 13, as well as a clamping gas which can be connected to the tensioning gas supply channel 59 via a groove in the valve disk 52, not shown -Inlet channel 62, which opens at the lower end of the filling element housing 40 or opens into an annular clamping gas chamber opening at the lower end.
  • connection 64 provided with a throttle device 63 leads through the filler housing 40 to the return gas chamber 26.
  • This connection consists on the one hand of a supply line 68 which leads from an inlet 79 located at the lower end of the filler housing 40 to an upward one Stretch into a wiring harness 69 and a further wiring harness 70, and on the other hand from an ace-conducting wiring harness 71 connected to the return gas chamber 26, in which the wiring harness 69 and the further wiring harness 70 are reunited after a sufficient length extension.
  • a nozzle 65 is provided in the pipeline 69 for filling at a reduced filling speed, this nozzle having an effective cross section of 0.64 mm in the embodiment shown.
  • a nozzle 67 is used, which in the embodiment shown has an effective cross section of 0.81 mm and is effective together with the nozzle 65 when filling at a high filling speed.
  • the nozzles 65 and 67 essentially form the throttle device 63 of the connection 64.
  • the wiring harness 69 is designed to be cut off.
  • the valve disk 52 is provided with a control groove 72, via which, in a specific operating position of the valve disk 52, the ends of the branch 69 opening out on the surface of the base plate 58 facing the valve disk 52 can be connected in order to guide the return gas displaced during the filling process.
  • aassventil 66 Downstream of the nozzle 67 is an electrically or electropneumatically actuated aassventil 66 located in the further line 70, which is connected to the control device 47 via a control line b and interrupts the line 70 with its valve body 76 in the closed position.
  • the wiring harness 69 can also be designed such that it can be shut off by means of a check valve 77 inserted in the wiring harness 69, which allows unhindered return gas intake, but the return flow of return gas Bottle breakage or automatically prevented during the vascular discharge to atmospheric pressure.
  • a check valve 77 for example a ball check valve, eliminates the switching steps otherwise required for opening or blocking the line run 69 for the valve disk 42 and also the control groove 72 necessary in the valve disk 52.
  • a vessel relief 73 is formed, which serves to finally relieve the filled vessel to atmospheric pressure.
  • This vessel relief 73 has a relief channel 75 provided with a throttle element 74, which leads from the surface of the base plate 58 facing the valve disk 52 and is guided downward into the base plate 58 for opening at the outer peripheral surface thereof.
  • a channel, not shown, formed in the valve disk 52 connects the compensation channel 60, the clamping gas inlet channel 62 and the relief channel 75 in the relief position of the valve disk 52.
  • Fig. 5 are a diagram of the influence of the throttle device 63 on the volume flow VS (volume per unit time) of the return gas, which is displaced in the filling phase, ie during the filling of a vessel 18 by the liquid flowing into the vessel 18 and via the Throttle device 63 adoreflows in the return gas channel 26, and thus also the influence of the throttle device 63 on the filling speed (amount of liquid flowing into the respective vessel 18 per unit time) in dependence on the return gas pressure in the return gas chamber 26 in normalized form, with solid lines for filling with high Speed, ie a return gas flow through both nozzles 65 and 66 and with broken lines with an assumed return gas flow only through the nozzle 65 for the reduced filling speed.
  • the volume flow VS with a return gas flow through both nozzles 65 and 67 and with a very low return gas pressure in the return gas chamber 26 is assumed to be 100%.
  • the course of the volume current VS as a function of the return gas pressure in the return gas chamber 26 is shown in FIG. 5 for two different filling pressures of 2.5 bar and 4 bar in the liquid container 11 and in the liquid line 28, respectively.
  • the volume flow VS at a return gas pressure in the return gas chamber 26, which is below a critical pressure KD is independent of this return gas pressure and is determined exclusively by the throttle device 63 or by the effective cross section of the nozzles 65 and 67.
  • the critical pressure KD is approximately 0.8 bar at a filling pressure of 2.5 bar and approximately 1.6 bar at a filling pressure of 4 bar. If the return gas pressure in the return gas chamber 26 is greater than the respective critical pressure KD which is dependent on the filling pressure, ie if the return gas pressure in the return gas chamber 26 lies between the filling pressure and the critical pressure KD of the throttle device 63, then the volume flow VS and thus also the filling speed with a predetermined design of the throttle device 63 (in particular effective cross section of the nozzles 65 and 67) depending on the return gas pressure set or regulated in the return gas chamber 26 with the aid of the pressure sensor 33 and the locking valve 32.
  • the respective filling speed can be optimally adapted to the filling properties of the liquid to be filled by adjusting the return gas pressure in the return gas chamber 26 without changing the throttle device 63, and in particular also in such a way that no excessive amounts are produced during the filling Amount of carbon dioxide released and thus no undesirable foaming of the filled liquid in the vessel 18 occurs.
  • the return gas pressure in the return gas chamber 26 is set or regulated to a pressure value with the aid of the pressure sensor 33 and the control valve 32, which in a pre-relief phase of the respective vessel 18 following the filling phase and with the liquid valve already closed again 48 forms a pre-relief pressure that is to be filled between the atmospheric pressure and the saturation pressure the carbonated liquid lying is chosen such that the liquid filled in the vessel 18 in question can calm down at this pre-relief pressure during the pre-relief phase and just ascent of carbon dioxide from the liquid filled with food is possible without causing the foam to foam up or over Liquid comes and without this liquid relieving pressure from the outside or into the return gas channel 26 or the connection 64.
  • the return gas pressure in the return gas chamber 26 is preferably set so that it both optimally relieves the pressure each filled vessel 18 ensures, as well as between the critical pressure KD and the respective filling pressure in such a way that a filling speed which is optimally matched to the properties of the liquid to be filled in each case is achieved by the return gas pressure in the return gas chamber 26 during the filling phase.
  • the return gas pressure in the return gas chamber 26 When filling champagne with 9.5 g CO2 / Ltr. and a temperature of 15 ° C at a filling pressure of 6.5 bar and a CO2 saturation pressure of 3.0 bar, the return gas pressure in the return gas chamber 26 to a value of about 0.8 bar, so that then after In the filling phase, the vessel 18 or the bottle can already be relieved to a pre-relief pressure of 0.8 bar, without foam formation or the liquid to be filled (sparkling wine) escaping to the outside or into the return gas channel 26 or into the connection 64 reached.
  • each vessel 18 to be filled, one in the example Bottle with the interposition of a sealing element 78 of the centering tulip 14 in the sealing position with the lower end of the filling element housing 40 of the filling element 12, and it is then carried out after the usual pretensioning with air or an inert gas, which (pretensioning) may also be preceded by a prewashing in special cases can, with clearances of the liquid valve 48 by a control signal supplied by the control device 47 via the signal line a to the actuating device 46, so that the action of the opening spring 42 brings the liquid valve 48 into the opening position shown in FIG.
  • the valve disk 52 After the actuating lever 54 has started up, assumes a position in which the cable harness 69 is continuously free via the control groove 72, so that during the now-starting liquid inlet, that of the Returned gas displaced from the lower end of the filling pipe 13, which represents, for example, a gas mixture of prestressing gas and the air brought in from the vessel 18 to be filled, enters the supply line 68 of the connection via the mouth of the vessel and the sealing element 78 and then via the line 69 and the nozzle 65 arranged therein as well as the pipeline 71 leading the connection 64 are fed into the return gas chamber 26 under the set return gas pressure.
  • a pressure gradient to the filling pressure which at least depends on the effective cross section of the nozzles 65 and 67 and in the event of a return gas pressure in the return gas chamber 26, which may be between the critical pressure KD and the filling pressure, is also dependent on this return gas pressure and in which the further liquid inlet is continued at an increased flow or filling speed.
  • the liquid flow continues at a reduced flow or filling speed, namely until the switching element 69 responds at a predetermined rise, whereupon the control device 47 outputs a control signal which, via the control line a, the actuating device 46 activated and to close the liquid valve 48 presses the valve body 43 against the action of the opening spring 42 on the valve seat 41. This completes the filling phase.
  • the ate-filled liquid calms down during the pre-relief phase for a predetermined time, specifically in that the return gas pressure regulated or set in the return gas chamber 26 is greater than the line line 69 that is still effective or open from the filling phase of compound 64 is effective in the filled vessel, so that bubbles of carbonic acid which hated in the ate-filled liquid can rise without causing the liquid to foam or overflow.
  • the actuating lever 54 run against a control element 56 as the filler element 12 continues to rotate.
  • the valve disk 52 is pivoted thereby, the same is interrupted by removing the control groove 72 from the operative connection with the wiring harness 69.
  • valve disk 52 receives the final relief of the vessel Atmospheric pressure an operating position in which the channel, not shown, connects the span gas inlet channel 62 and the equalization channel 60 to the relief channel 75, so that the pre-relief pressure then still present in the filled vessel 18 is relieved to atmospheric pressure via this and the throttling element 74 arranged therein. Densei also the mutual balancing of the liquid levels in the filling tube interior and in the vessel 18 takes place. As the filling element 12 continues to circulate, the relieved vessel 18 is removed from the filling element 12 by lowering by means of the lifting cylinder 16 and removed from the machine in the region of the vessel extension.
  • a different filling behavior of the liquid to be filled is to be determined because, for example, the temperature and / or the CO2 content of the liquid to be filled has different values or the bottle type has been changed, and this causes the liquid to foam up during the pre-relief phase comes, then by changing the previous pressure setting on the pressure sensor 33, the return gas pressure to be locked must be adjusted to the changed filling behavior in order to achieve an optimal pre-relief adapted to this filling behavior, possibly again with simultaneous optimization of the flow or filling speed by the set return gas pressure, if this allows the liquid to be filled.
  • a corresponding procedure is to be followed if the filling machine 10 is supplied with a liquid to be filled due to a change of type which has a different filling behavior compared to the previously filled liquid in order to achieve the most effective pre-relief and thus also the best possible performance for the filling machine 10 (number of units per time unit filled vessels or bottles), care must be taken to ensure that the return gas pressure and thus also the pre-relief pressure to be regulated are as far as possible below the saturation pressure of the liquid to be processed, but sufficiently above atmospheric pressure lies in such a way that, in the manner already mentioned, the food filled with liquid calms down, but does not cause this liquid to foam up or foam over in the pre-relief phase, and accordingly the final relief to atmospheric pressure in a relatively short time and without or foaming of the liquid can take place.
  • each filling element 12 of the filling machine 10 is connected via its connection 64, which is provided with the throttle device 63, to the return gas chamber 26 common to all filling elements 12, each change in the pressure setting made on the pressure sensor 33 simultaneously affects all filling elements 12, so that for all filling elements 12 the optimum pre-relief pressure for the pre-relief phase can be set jointly and it is also possible for all filling elements 12 by a common setting to adjust the return gas pressure in the return gas chamber 26 for a flow or filling speed that is optimally adapted to the filling behavior of the liquid to be filled, if this is the case given the properties of the liquid to be filled and taking into account the pre-relief pressure required for the prestressing phase, the return gas pressure in the return gas chamber 26 is set to a value between the critical pressure KD of the throttle device 63 and the filling pressure can be put.
  • This is of economic importance especially when the liquid inflow (filling phase) is to be accelerated or largely with exclusion of air with low CO2 consumption.
  • this presupposes that for prestressing and, if necessary, the prestressing, which is preceded by prestressing, is used in inert gas, for example CO2.
  • valve disc 52 is to be provided with a connecting channel, so that in an operating position preceding the actual preload position for pre-rinsing and / or partial preloading, the compensation channel 60 can be connected to the ate-carrying line.
  • the pre-rinsing takes place when the vessel 18 is not yet in the sealing position with the filling element 12, and when the vessel 18 is in the sealing position with the filling element 12, the partial prestressing to the pressure to be locked in, after which the filling element 12 continues to circulate actual prestressing is carried out in the intended operating position of the valve disk 52.
  • the return gas under the pressure to be regulated passes from the return gas chamber 26 via the supply line, not shown, and the connecting channel, also not shown, into the compensation channel 60 and from there via the compensation chamber 61 and the inside of the filling tube 13 the vessel 18.
  • tension gas in corresponding amounts of the return gas chamber 26 must be maintained to be supplied, for example via a stub line, not shown, which connects the return gas chamber 26 or the extending line 31 to the ring distribution chamber 25 or the tensioning gas line 29, which are controlled by the pressure sensor 33 and also to act on the return gas Chamber 26 can be used with the return gas pressure to be regulated when establishing the operational readiness of the filling machine 10.
  • the input 79 of the connection 64 is moved in the usual way into the vessel 18 to be filled for determining the fill level, and a ball check valve 80 for interrupting the liquid supply in the known manner above it in the supply line 68 been assigned to the vessel 18.
  • a ball check valve 80 for interrupting the liquid supply in the known manner above it in the supply line 68 been assigned to the vessel 18.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a single-chamber counter-pressure filling machine 10a in a rotating design.
  • This filling machine 10a which is also intended for the filling of carbonated liquids, has an annular liquid container 81, on the underside of which a plurality of filling elements 82 are provided with a uniform mutual spacing, each of which has a valve body 84 provided with a return gas tube 83 and also the filling filling channel have filler neck 85.
  • the filler neck 85 is on its inner surface delimiting the angled Stahlal designed as a valve seat, which forms the liquid valve 86 together with the valve body 84 and against which the valve body 84 can be brought to bear in order to close this liquid valve 86.
  • the valve body 84 with gas valve 87 ' is actuated to open and close the liquid valve 86 via a control lever 87 which cooperates with control cams or control cams on a stationary control ring, not shown, of the filling machine 10a.
  • Each filling element 82 is assigned a lifting and lowering device, of which only the associated support plate 88 is shown in FIG. 6.
  • the filling machine 10a furthermore has an annular chamber 89 which is common to all the filling elements 82 and is attached to the outer circumference of the liquid container 81 and is subjected to an adjustable or adjustable pressure which corresponds to the pre-relief pressure required in the pre-relief phase.
  • This pressure in the chamber 89 is set or regulated, for example, by means of a pressure sensor which corresponds to the pressure sensor 33 of the filling machine 10 and to which a control valve corresponding to the control valve 32 is assigned in an outlet of the chamber 89 leading to the atmosphere.
  • a control valve arrangement 90 which interacts via an actuating element 91 'with control cams or control cams of a stationary control ring (not shown) of the filling machine 10a, or else in another suitable manner, for example electrically or electronically. is pneumatically controlled.
  • the input of the control valve arrangement 90 is connected, at least when the liquid valve 86 is in the closed position, via a connecting channel 91 to the auxiliary filling channel downstream of the liquid valve 86.
  • An outlet of the control valve assembly 90 of each filler 82 is connected to the chamber 89.
  • Another output of the control valve arrangement 90 is connected to a vessel relief 92 corresponding to the vessel relief 73, which has a relief channel 93 with an associated throttle element that is open to the environment.
  • the control valve arrangement 90 has three operating positions, namely a first operating position in which there is no connection between the input and the outputs of the control valve arrangement 90, a second operating position in which the input and the first output of the control valve arrangement 90 are connected to one another and thus a fluid connection there is between the connecting channel 91 and the chamber 89, and a third operating position in which the inlet and the second outlet of the control valve arrangement 90 are connected to one another and thus there is a fluid connection between the connecting channel 91 and the vessel relief 92 or its relief channel 93.
  • the vessel 18 To fill the vessel 18, it is pressed against the filler element 82 from below by means of the lifting and lowering device or by means of the support plate 88, so that the vessel 18 lies tightly against the filler neck 85 with the interposition of a sealing element (not shown).
  • the gas valve 87 ' is opened by lifting the control lever 87 into the position shown in FIG. 6, thereby releasing the liquid valve 86, so that when the pressure equalization between the vessel 18 and the liquid container 81 occurs, the liquid valve 86 opens and the liquid can flow into the vessel 18 to be filled.
  • the filling of the vessel 18 is closed as soon as the liquid rising in the vessel 18 has reached the lower end of the return gas tube 83.
  • the filling valve 84 is then closed, whereby the filling phase is finally ended.
  • the control valve arrangement 90 which was previously in its first operating position, is then brought into the second operating position for the subsequent pre-relief of the filled vessel 18, whereby the pressure in the filled vessel 18 relaxes via the connecting channel 91 to the pre-relief pressure prevailing in the chamber 89 or regulated there can.
  • the pre-relief pressure is in turn set such that undissolved carbon dioxide, that is to say any carbon dioxide bubbles which may be present, can rise from the ate-filled liquid, but not to an up or over foaming of the liquid or the liquid escaping from the vessel 18 during the subsequent unloading to atmospheric pressure.
  • the control valve arrangement 90 Only after this pre-unloading phase, to the pre-unloading pressure present in chamber 89 and above atmospheric pressure, which is maintained for a certain time in order to calm the ate-filled liquid, is the control valve arrangement 90 then brought into its third operating position, in which over the with the connecting channel 91 connected vessel relief 92 the vessel 18 is relieved of the pre-relief pressure to atmospheric pressure.
  • the relieved vessel 18 is removed from the filling element 82 by lowering it by means of the support plate 88 or the lifting and lowering device and can then be removed from the filling machine 10a in the region of the vessel extension.
  • a filling element 12 ' which together with other, similar filling elements 12' can be used instead of the filling elements 12 in the three-chamber counter-pressure filling machine 10 and which of the filling element 12 only differs in that the nozzle 65 of the throttle device 63 is moved from the wiring harness 69 into the wiring harness 68, in that part of the wiring harness 68 which lies between the branching to the wiring harness 70 and the valve disk 52.
  • the control of the three-chamber counter-pressure filling machine 10 or its filling elements 12 'with the likewise long filling tube 13 takes place in such a way that after the filling phase has ended, that is to say after the liquid valve 48 has been closed, a pre-discharge of the respectively filled Vessel 18 to the return gas pressure set in the return gas chamber 26 takes place, again via the line branch 68 with the nozzle 65 and the line branch 69. In this embodiment of the invention, it takes place approximately when the return gas or preliminary relief pressure is reached and thus during the preliminary relief. respectively. Calming phase a compensation of the liquid levels in the interior of the filling tube 13 and in the vessel 18 at pre-relief pressure.
  • valve disk 52 is moved into an operating position, which is shown in FIG. 7, by appropriately switching the tensioning gas valve arrangement 50, which (switching) takes place in turn by a control element 56 which interacts with the actuating lever 54 in which a connection between the compensating channel 60, the clamping gas channel 62 and the wiring harness 69 is established via the control groove 72 provided in the valve disk 52.
  • This connection then makes it possible to compensate for the liquid level at the pre-relief pressure in the pre-relief phase, and in particular any carbon dioxide that may be released in the filling tube 13 can flow from this filling tube into the return gas chamber 26 via the equalization channel 60.
  • the respective vessel 18 is finally relieved to atmospheric pressure in this embodiment as well.
  • the valve disk 52 of the tensioning gas valve arrangement 50 is brought into an operating position in which the tensioning gas inlet channel 62 and the equalization channel 60 are connected to the relief channel 75 via the control groove 72, which is the only one for all operating positions, but a connection between the line strands 68 and 69 is interrupted.
  • the above-described compensation of the liquid level at pre-relief pressure can basically be applied to all counterpressure filling machines with a long filling tube with the aforementioned advantages.
  • the control of, for example, the three-chamber counter-pressure filling machine 10, which, for example, in turn has the filling elements 12 ' takes place in such a way that after the pre-relief or calming phase, the relief is initially reduced to approximately 0.1-0. 6 bar low overpressure or relief pressure is made. Then, when this low overpressure of, for example, 0.5 bar is reached, the corresponding vessel 18 is drawn from the associated filling element 12 ', so that the discharge to atmospheric pressure then takes place via the mouth of the vessel.
  • the valve disc 52 is brought into an operating position in which the compensating channel 60, the span gas inlet channel 62 and the relief channel 75 are connected to one another by the control groove 72 when the line strands 68 and 69 are interrupted.
  • the aasslisterventil 66 is opened.
  • the nozzle 67 and the throttle element 74 are selected with regard to their respective diameters such that the desired low overpressure or relief pressure is established in the vessel 18.
  • the advantage of this method is a particularly gentle treatment, in particular also of liquids or beverages that tend to release more carbon dioxide or to increase foaming.
  • the relief to a low overpressure can in principle be used in all counterpressure filling machines in a filling pipe-less design or with a filling pipe, and in particular with the advantage that loosened or released carbonic acid and air bubbles are gently carried to the atmosphere.
  • the process according to the invention not only increases the filling capacity, but also reduces the oxygen uptake during the filling process, because both the filling pressure can be reduced and there is the possibility that during the pre-unloading of the filling process air-filled drink can rise existing air bubbles under the pre-relief pressure. This is particularly advantageous when filling beer with beer.

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  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Abstract

Zum aßfüllen von kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten, insbes. Getränken, unter Gegendruck in Gefäße erfolgt während einer auf die Gefäßvorspannung folgenden Füllphase der Einlauf der unter einem Fülldruck stehenden Flüssigkeit in das jeweilige, in Dichtlage mit einem Füllelement befindliche Gefäß, aus welchem mindestens zeitweise das von der einlaufenden Flüssigkeit verdrängte Rückgas über einen Rückgasweg des Füllelementes aßgeführt wird. Nach Beendigung der Füllphase und bei weiterhin in Dichtlage mit dem Füllelement befindlichem Gefäß wird dann zunächst in einer Vorentlastungsphase eine Vorentlastung des Gefäßes auf einen Vorentlastungsdruck und anschließend eine Entlastung des Gefäßes auf Atmosphärendruck vorgenommen. Um insbesondere ein optimales aßfüllen zu ermöglichen, wird bei einem Verfahren der vorgenannten Art bzw. bei einer entsprechenden Vorrichtung der Vorentlastungsdruck auf einem zwischen dem Atmosphärendruck und dem Sättigungsdruck der Flüssigkeit liegenden Druck eingeregelt, und zwar derart, daß während der Vorentlastungsphase gerade noch ein Aufsteigen von freigesetzter Kohlensäure in der aßgefüllten Flüssigkeit möglich ist, ohne daß es bei der Entlastung auf Atmosphärendruck zu einem unerwünschten Entweichen von Flüssigkeit aus dem gefüllten Gefäß verursacht durch Aufschäumen der Flüssigkeit kommt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum aßfüllen von kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten, insbesondere Getränken unter Gegendruck in Gefäße oder dgl. entsprechend Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens entsprechend Oberbegriff Patentanspruch 14.
  • Beim aßfüllen von kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten und daßei insbesondere auch beim aßfüllen von Getränken unter Gegen­druck in Gefäße bzw. Flaschen ist nach Beendigung des Flüssigkeitseinlaufes bzw. der Füllphase eine Gefäßentlastung auf Atmosphärendruck notwendig. Bei Flüssigkeiten, wie beispielsweise Sekt oder Softdrinks, die schon wegen ihres relativ hohen CO₂-Gehaltes keine idealen Fülleigenschaften aufweisen, und zwar insbesondere auch dann, wenn diese Flüssigkeiten aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten bei relativ hohen Temperaturen aßgefüllt werden sollen, ist eine schonende und ein Auf- oder Überschäumen der aßgefüllten Flüssigkeit vermeidende Entspannung erforderlich. Hierzu ist bekannt, die Entlastung auf Atmosphärendruck stufenweise so vorzunehmen, daß der eigentlichen Entlastung auf Atmosphären­druck eine Vorentlastungsphase vorausgeht.
  • Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-AS 11 27 241) wird im Anschluß an die Füllphase der im gefüllten Gefäß vorhandene Gasraum kurzzeitig zur Atmosphäre hin entlastet, und zwar dadurch, daß ein am Füllelement vorgesehenes Entlastungsventil durch eine Steuerkurve der Füllmaschine kurz geöffnet und gleich darauf wieder geschlossen wird, so daß durch die daßei auftretende Entlastung des Gasraum des Gefäßes auf einem niedrigerem Druckwert die nicht fest in der aßgefüllten Flüssigkeit gebundene Kohlensäure austreten und sich die aßgefüllte Flüssigkeit so beruhigen kann, bevor das endgültige Entspannen auf Atmosphärendruck und das aßziehen des Gefäßes von dem zugehörigen Füllelement erfolgen. Nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren unter anderem, daß eine Vorentlastung auf einen definierten und auch jeweils stets gleich großen Vorentlastungsdruck nicht erreichbar ist, wie es für ein wirtschaftliches aßfüllen mit möglichst großer Leistung erforderlich wäre. Da bei dem bekannten Verfahren das kurzzeitige Öffnen des Entlastungsventils der Füllele­mente durch eine Steuerkurve erfolgt, ist dort auch eine Anpassung der Vorentlastung an unterschiedliche Fülleigen­schaften aufweisende Flüssigkeiten grundsätzlich nicht möglich.
  • Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zum aßfüllen von kohlen­säurehaltigen Flüssigkeiten unter Gegendruck in Gefäße mit Hilfe eines Einkammer-Gegendruck-Füllers (DE-OS 36 22 807), bei dem (Verfahren) die Füllphase durch Schließen des Flüssigkeitsventils des betreffenden Füllelementes dann beendet wird, wenn in dem zu füllenden Gefäß eine Flüssig­keitsstandhöhe erreicht ist, bei der das untere Ende eines Rückgasrohres in die aßgefüllte Flüssigkeit eintaucht. Nach Beendigung der Füllphase, d.h. nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils wird das Rückgasrohr mit einer ring­förmigen Kammer verbunden, die einen Druck aufweist, der kleiner ist als der im Flüssigkeitsbehälter herrschende Druck, so daß die oberhalb des unteren Endes des Rückgas­rohres anstehende Flüssigkeit durch dieses Rückgasrohr aus der Flasche in die ringförmige Kammer aßgeleitet wird. Ziel dieser Maßnahme ist die Korrektur der nach aßschluB der Füllphase erhaltenen Füllstandshöhe auf eine vorgegebene Sollhöhe und nicht eine Vorentlastung des jeweiligen Gefäßes.
  • Aufgaße der Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit dem bzw. mit der auf wirtschaft­liche Weise auch sehr unterschiedliche Fülleigenschaften aufweisende Flüssigkeiten optimal aßgefüllt werden können, und zwar durch optimale Anpassung des Vorentlastungsdrucks an die Fülleigenschaften der jeweils aßzufüllenden Flüssigkeit in der Weise, daß mit möglichst niedrigem Vorentlastungsdruck gearbeitet werden kann, jedoch bei der Entlastung auf Atmosphärendruck ein Aufschäumen der aßgefüllten Flüssigkeit sowie ein Entweichen dieser Flüssigkeit aus dem Gefäß nach außen über Kanäle des Füllelementes vermieden wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgaße sind ein Verfahren entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 bzw. eine Vorrichtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 14 ausgebildet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Füllen von Gefäßen mit Gegendruck-Füllmaschinen in Ein- oder Mehrkammer­bauweise und ermöglicht allein durch Einstellung des in der Kammer eingeregelten Druckes eine optimale Anpassung des Vorentlastungsdrucks an die oftmals sehr unterschiedlichen Fülleigenschaften der mit einer Maschine aßzufüllenden Flüssigkeiten. Hierbei ist vor allem auch sichergestellt, daß bei jeder Vorentlastung jeweils wieder der gleiche Vorentla­stungsdruck wirksam ist, sich also immer wieder bei jeder Vorentlastung die gleichen Verhältnisse einstellen.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich selbst hinsichtlich ihrer Fülleigenschaften sehr problematische Flüssigkeiten, wie Sekt oder Softdrings bei relativ hohen Temperaturen mit hohen aßfülleistungen sauber, d.h. ohne Aufschäumen oder Entweichen aus dem Gefäß bzw. der Flasche aßfüllen, so beispielsweise auch Sekt mit einem CO₂-Gehalt von ca. 9,5 g CO₂/Ltr. und bei einer Fülltemperatur von 15°C.
  • Beim aßfüllen von Sekt, dessen CO₂-Sättigungsdruck etwa 3,0 bar beträgt, wird ein Fülldruck von 6,5 bar verwendet, wobei der Vorentlastungsdruck bei einer Vorentlastungszeit von etwa 1,5 Sekunden bis auf 0,8 bar aßgesenkt werden kann, ohne daß es zu einem Aufschäumen oder Entweichen von Sekt in bzw. aus der jeweiligen Flasche kommt, und zwar trotz der relativ hohen Fülltemperatur von 15°C.
  • Der Sättigungsdruck oder CO₂-Sättigungsdruck ist im Sinne der Erfindung derjenige Druck, bei dem es in einer Flüssigkeit bei einem bestimmten CO₂-Gehalt und einer bestimmten Tempera­tur noch zu keinem Aufsteigen von Kohlensäurebläschen kommt.
  • Wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das beim Füllen des Gefäßes verdrängte Rückgas mit Druckgefälle in die Kammer über eine mit einer Drosseleinrichtung versehene Verbindung aßgeführt, so werden, falls es die Fülleigenschaften der aßzufüllenden Flüssigkeit zulassen, die Druckverhältnisse vorzugsweise so eingeregelt, daß der in der Kammer einge­stellte bzw. eingeregelte Vorentlastungsdruck zwar weiterhin zwischen dem Atmosphärendruck und dem Sättigungsdruck und daßei vorzugsweise unterhalb des Sättigungsdruckes liegt, gleichzeitig aßer auch zwischen dem Fülldruck und einem kritischen Druck der Drosseleinrichtung. Hierdurch ist es dann auch möglich, ohne Änderung der Drosseleinrichtung auch die Füllgeschwindigkeit in bezug auf die Fülleigenschaften der aßzufüllenden Flüssigkeit zu optimieren.
  • Der kritische Druck ist daßei derjenige Druck in der Kammer, aß dem der die Drosseleinrichtung während der Füllphase durchströmende Volumenstrom des Rückgases einen druckaßhängi­gen Verlauf aufweist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausfüh­rungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein Schema einer Gegendruck-Füllmaschine in Mehrkam­merbauweise mit gesteuerten Füllelementen;
    • Fig. 2 ein Schema eines Füllelementes der Gegendruck-Füllma­schine nach Fig. 1;
    • Fig. 3 und 4 Einzelheiten der aßsperrbaren Verbindung des Füllelementes bei zwei gegenüber der Fig. 2 modifi­zierten Ausführungsformen;
    • Fig. 5 ein Diagramm, in welchem für die Gegendruck-Füllma­schine nach den Fig. 1-4 die aßhängigkeit des Volumen­stromes des über die Drosseleinrichtung in die Rückgaskammer fließenden Rückgases von dem Rückgas­druck in der Rückgaskammer bei zwei unterschiedlichen Fülldrucken wiedergegeben ist;
    • Fig. 6 in vereinfachter Darstellung ein Schema einer Gegen­druck-Füllmaschine in Einkammerbauweise, zusammen mit einem der gesteuerten Füllelementen dieser Füll­maschine;
    • Fig. 7 und 8 in einer vergrößerten Detaildarstellung ähnlich Fig. 2 eine aßgewandelte Ausführungsform eines Füllelementes der Gegendruck-Füllmaschine nach Fig. 1, und zwar in zwei unterschiedlichen Betriebsstellungen einer Spanngasventil-Anordnung.
  • Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Gegen­druck-Füllmaschine, beispielsweise eine Dreikammer-Gegen­druck-Füllmaschine 10 in rotierender Bauart für kohlensäure­haltige Flüssigkeiten, insbesondere Getränke, mit einem ringförmigen Flüssigkeitsbehälter 11, an dessen Außenumfang ringsherum mit gleichmäßigem gegenseitigen aßstand eine Vielzahl von Füllelementen 12 angesetzt ist. Jedes Füllele­ment 12 ist mit einem im wesentlichen vertikal angeordneten Füllrohr 13 und einer vertikal verschiebbar angeordneten Zentrier- und aßdichttulpe 14 ausgestattet. Jedem Füllelement 12 ist eine Heb- und Senkvorrichtung 15 mit Hubzylinder 16 und Tragteller 17 für jeweils ein zu füllendes Gefäß 18, bei­spielsweise eine Flasche, zugeordnet. Das aßsenken und Anheben kann in der Weise erfolgen, daß die Hubzylinder 16 ständig im Sinne des Anhebens mit einem Druckmittel beauf­schlagt sind und im Bereich des nicht dargestellten Gefäßein­schubes und Gefäßausschubes eine Hubzylindersteuerkurve 19 angebracht ist, auf die an den Hubzylindern 16 vorgesehene Steuerrollen 20 auflaufen, um jeden Tragteller 17 mit einem daraufstehenden gefüllten Gefäß 18 vor dem Ausschub aßzusen­ken und jeden Tragteller 17 in diesem aßgesenkten Zustand am Einschub ein zufüllendes Gefäß 18 aufnehmen zu lassen, das dann von dem Tragteller 17 an das jeweilige Füllelement 12 angehoben wird.
  • Am Boden des ringförmigen Flüssigkeitsbehälters 11 sind eine Ringverteilerkammer 25 für Spanngas sowie eine ringförmige Rückgaskammer 26 für Rückgas angesetzt. Über einen zentralen Verteiler 27 der Füllmaschine 10 sind der Flüssigkeitsbehäl­ter 11 an eine Flüssigkeitsleitung 28 und die Ringverteiler­kammer 25 an eine Spanngasleitung 29 angeschlossen. Der Ausgang 30 der Rückgaskammer 26 oder eine diesen Ausgang 30 verlängernde, ebenfalls über den Verteiler 27 führende Leitung 31 ist mit einem Regelventil 32 verbunden, dem stromaufwärts ein in die verlängernde Leitung 31 bzw. in die Rückgaskammer 26 eingesetzter Druckfühler 33, z.B. ein Druckregler zugeordnet ist, an dem der Druck in der Rückgas­kammer 26 einstellbar oder einregelbar ist. In der Flüssig­keitsleitung 28 ist ein weiterer Druckregler bzw. Druckfühler 34 vorgesehen, der ein stromaufwärts in die Flüssigkeitslei­tung 28 zwischengeschaltetes weiteres Regelventil 35 steuert. Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind die Regelventile 32 und 35 durch die ihnen jeweils zugeordneten Druckfühler 33 bzw. 34 getrennt bzw. unaßhängig steuerbar. Grundsätzlich ist es aßer auch möglich, eine Verknüpfung in der Weise vorzusehen, daß der mit dem Druckfühler 33 einge­stellte Druck in der Rückgaskammer 26 in aßhängigkeit von dem vom Druckfühler 35 in der Flüssigkeitsleitung 28 gemessenen Druck und damit in aßhängigkeit von dem im Flüssigkeitsbehäl­ter 11 herrschenden Fülldruck steht, wie dies in der Fig. 1 mit der unterbrochenen Signalleitung 34′ angedeutet ist. In diesem Fall sind dann die die Druckfühler 33 und 34 ein­schließenden Steuer- oder Regelkreise beispielsweise so ausgebildet, daß der Druckfühler 33 unter Berücksichtigung des von dem Druckfühler 34 gemessenen Drucks durch ein Signal das Regelventil 32 dann öffnet, wenn die Druckdifferenz zwischen dem von dem Druckfühler 34 gemessenen Fülldruck und dem von dem Druckfühler 33 gemessenen Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 einen gewünschten, vorzugsweise einstellba­ren Differenzdruck überschreitet, d.h. z.B. bei vorgegebenem Fülldruck in den Flüssigkeitsbehälter 11 der Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 unter dem kritischen Druck der weiter unten noch näher beschriebenen Drosseleinrichtung der Füllelemente 12 liegt. Hiermit ist dann bei einem in der Rückgaskammer 26 eingeregelten Rückgasdruck, der zwischen dem Fülldruck und dem kritischen Druck der Drosseleinrichtung liegt, eine Steuerung der Füllgeschwindigkeit (je Zeiteinheit in das zu füllende Gefäß 18 zufließende Menge an Flüssigkeit) durch den Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 auf einen optimalen Wert einstellbar.
  • Der Druck in der Ring-Verteilerkammer 25 wird in aßhängigkeit vom Fülldruck im Flüssigkeitsbehälter 11 bzw. in der Flüssig­keitsleitung 28 geregelt. Hierfür ist in der Spanngasleitung 29 ein Regelventil 36 zwischengeschaltet, dem ein in der Spanngasleitung 29 eingesetzter Druckregler bzw. Druckfühler 37 zugeordnet ist. Dieser Druckfühler 37 ist mit dem Druck­fühler 34 über eine Steuerleitung 34˝ regelungstechnisch derart verbunden, daß der Druckfühler 37 durch Ansteuerung des Regelventiles 36 in der Spanngasleitung 29 einen solchen Spanngasdruck einstellt, daß die Druckdifferenz zwischen Fülldruck in der Flüssigkeitsleitung 28 und dem Spanngasdruck in der Spanngasleitung 29 einem vorgegebenen, vorzugsweise vorwählbaren Wert entspricht, d.h. der Spanngasdruck in der Spanngasleitung 29 um diesen Wert unterhalb des Fülldrucks in der Flüssigkeitsleitung 28 liegt.
  • Das Schema der Fig. 2 zeigt in Füllstellung eines der am ringförmigen Flüssigkeitsbehälter 11 angesetzten Füllelemente 12, die in ihrem wesentlichen Aufbau bekannt sind und jeweils in einer Ventilkammer 38 des Füllelementgehäuses 40 einen Ventilsitz 41 und einen mittels einer Öffnungsfeder 42 von diesem Ventilsitz 41 angehobenen Ventilkörper 43 aufweisen. Die Ventilkammer 38 ist über einen Flüssigkeitskanal 44 mit der Flüssigkeitskammer 45 des Flüssigkeitsbehälters 11 verbunden und auf dem Füllelementgehäuse 40 ist eine elektri­sche oder elektro-pneumatische Betätigungseinrichtung 46 angeordnet, die mittels einer Steuerleitung a an eine zentrale Steuereinrichtung 47 der Füllmaschine 10 angeschlos­sen ist. Im aktivierten Zustand drückt die Betätigungsein­richtung 46 den Ventilkörper 43 gegen die Wirkung der Öffnungsfeder 42 auf den Ventilsitz 41 und schließt dadurch das von dem Ventilsitz 41 und dem Ventilkörper 43 gebildete Flüssigkeitsventil 48 des betreffenden Füllelementes 12.
  • In das Füllelementgehäuse 40 ist von unten her das in bekannter Weise mit einem elektrischen Schaltorgan 49 (Elektrodenanordnung) versehene Füllrohr 13 eingesteckt. Das Schaltorgan 49 ist über eine nicht dargestellte Signalleitung an die Steuereinrichtung 47 angeschlossen. Seitlich an das Füllelementgehäuse 40 ist eine Spanngasventil-Anordnung 50 in der Art eines Flachschieberventils angesetzt, in deren Gehäuse 51 eine flache Ventilscheibe 52 mittels eines Trägers 53 drehbar gelagert ist. Der Träger 53 besitzt an seinem freien, aus dem Gehäuse 51 herausragenden Ende einen Betäti­gungshebel 54, der mit an einem ortsfesten Steuerring 55 der Füllmaschine 10 aßstandsweise und in unterschiedlichen Ebenen angebrachten Steuerelementen 56, beispielsweise Steuerkurven oder Steuernocken, bei Maschinenumlauf zusammenwirkt, um die Ventilscheibe 52 in die jeweils erforderliche Betriebsstel­lung zu schwenken. Eine Feder 57 drückt die Ventilscheibe 52 gasdicht gegen eine Sockelplatte 58, in deren der Ventil­scheibe 52 zugewandten Fläche der von der Ring-Verteilerkam­mer 25 kommende, durch den unteren Schenkel des Flüssigkeits­behälters 11 und durch das Füllelementgehäuse 40 führende Spanngas-Zuführungskanal 59 mündet. Ferner münden an der der Ventilscheibe 52 zugewandten Fläche der Sockelplatte 58 ein Ausgleichskanal 60, der in eine zwischen dem Flüssigkeits­ventil 48 und dem Füllrohr 13 gebildete Ausgleichskammer 61 führt, sowie ein mit dem Spanngas-Zuführungskanal 59 über eine nicht dargestellte Nut der Ventilscheibe 52 verbindbarer Spanngas-Einleitkanal 62, der am unteren Ende des Füllele­mentgehäuses 40 ausmündet bzw. in eine am unteren Ende ausmündende ringförmige Spanngaskammer einmündet.
  • Vom unteren Ende des Füllelementgehäuses 40 aus führt eine mit einer Drosseleinrichtung 63 versehene Verbindung 64 durch das Füllelementgehäuse 40 zur Rückgaskammer 26. Diese Verbindung besteht einerseits aus einem zuführenden Leitungs­strang 68, der von einem am unteren Ende des Füllelement­gehäuses 40 gelegenen Eingang 79 nach einer aufwärts führen­den Strecke sich in einen Leitungsstrang 69 und einen weiteren Leitungsstrang 70 gaßelt, und andererseits aus einem an die Rückgaskammer 26 angeschlossenen aßführenden Lei­tungsstrang 71, in dem der Leitungsstrang 69 und der weitere Leitungsstrang 70 nach ausreichender Längenerstreckung wieder vereinigt sind. In dem Leitungsstrang 69 ist eine Düse 65 für ein Füllen mit verminderter Füllgeschwindigkeit vorgesehen, wobei bei der dargestellten Ausführungsform diese Düse einen effektiven Querschnitt von 0,64 mm aufweist. In dem weiteren Leitungsstrang 70 ist eine Düse 67 eingesetzt, die bei der dargestellten Ausführungsform einen effektiven Querschnitt von 0,81 mm aufweist und zusammen mit der Düse 65 bei einem Füllen mit hoher Füllgeschwindigkeit wirksam ist. Die Düsen 65 und 67 bilden im wesentlichen die Drosseleinrichtung 63 der Verbindung 64. In Strömungsrichtung vor der Düse 65 ist der Leitungsstrang 69 aßsperrbar ausgebildet. Hierfür ist die Ventilscheibe 52 mit einer Steuernut 72 versehen, über die in einer bestimmten Betriebsstellung der Ventilscheibe 52 die an der der Ventilscheibe 52 zugewandten Fläche der Sockelplatte 58 ausmündenden Enden des Stranges 69 zum aßführen des beim Füllvorgang verdrängten Rückgases verbindbar sind. Der Düse 67 ist in Strömungsrichtung ein in dem weiteren Leitungs­strang 70 liegendes elektrisch oder elektropneumatisch betätigbares aßlaßventil 66 nachgeordnet, welches über eine Steuerleitung b mit der Steuereinrichtung 47 verbunden ist und in Schließstellung mit seinem Ventilkörper 76 den Leitungsstrang 70 unterbricht.
  • Wie Fig. 3 zeigt, kann der Leitungsstrang 69 auch aßsperrbar mittels eines in den Leitungsstrang 69 eingesetzten Rück­schlagventils 77 ausgebildet sein, welches ungehinderte Rückgasaßfuhr zuläßt, jedoch den Rückstrom von Rückgas bei Flaschenbruch oder während der Gefäßentlastung auf Atmosphä­rendruck selbsttätig verhindert. Durch den Einsatz eines solchen Rückschlagventils 77, z.B. Kugelrückschlagventil entfallen die sonst zum Öffnen oder Sperren des Leitungs­stranges 69 für die Ventilscheibe 42 erforderlichen Schalt­schritte sowie auch die in der Ventilscheibe 52 notwendige Steuernut 72.
  • In der Spanngas-Ventilanordnung 50, die auch die Verbindung 64 einschließlich Drosseleinrichtung 63 mit umfaßt, ist eine Gefäßentlastung 73 ausgebildet, die zur endgültigen Entla­stung des gefüllten Gefäßes auf Atmosphärendruck dient. Diese Gefäßentlastung 73 weist einen mit einem Drosselorgan 74 versehenen Entlastungskanal 75 auf, der von der der Ventil­scheibe 52 zugewandten Fläche der Sockelplatte 58 aßführt und in der Sockelplatte 58 zur Ausmündung an deren AuBenumfangs­fläche in die Umgebung nach unten geführt ist. Ein in der Ventilscheibe 52 ausgebildeter, nicht dargestellter Kanal verbindet in der Entlastungsstellung der Ventilscheibe 52 den Ausgleichskanal 60, den Spanngas-Einleitkanal 62 und den Entlastungskanal 75.
  • In der Fig. 5 sind in einem Diagramm der Einfluß der Drossel­einrichtung 63 auf den Volumenstrom VS (Volumen je Zeitein­heit) des Rückgases, welches in der Füllphase, d.h. während des Füllens eines Gefäßes 18 von der dem Gefäß 18 zufließen­den Flüssigkeit verdrängt wird und über die Drosseleinrich­tung 63 in den Rückgaskanal 26 aßfließt, und damit auch der Einfluß der Drosseleinrichtung 63 auf die Füllgeschwindigkeit (dem jeweiligen Gefäß 18 je Zeiteinheit zufließende Flüssig­keitsmenge) in aßhängigkeit von dem Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 normiert wiedergegeben, und zwar mit ausgezogenen Linien für Füllen mit hoher Geschwindigkeit, d.h. einem Rückgasstrom durch beide Düsen 65 und 66 und mit unterbrochenen Linien bei einem angenommenen Rückgasstrom nur durch die Düse 65 für die verminderte Füllgeschwindigkeit. Der Volumenstrom VS bei einem Rückgasstrom durch beide Düsen 65 und 67 und bei sehr niedrigem Rückgasdruck in der Rückgas­kammer 26 ist mit 100 % angenommen. Der Verlauf des Volumen­ stromes VS in aßhängigkeit vom Rückgasdruck in der Rückgas­kammer 26 ist in der Fig. 5 jeweils für zwei unterschiedliche Fülldrücke von 2,5 bar bzw. 4 bar im Flüssigkeitsbehälter 11 bzw. in der Flüssigkeitsleitung 28 angegeben. Wie die Fig. 5 zeigt, ist der Volumenstrom VS bei einem Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26, der unterhalb eines kritischen Druckes KD liegt, unaßhängig von diesem Rückgasdruck und ausschließlich durch die Drosseleinrichtung 63 bzw. durch den effektiven Querschnitt der Düsen 65 und 67 bestimmt. Bei dem beschriebe­nen Ausführungsbeispiel liegt der kritische Druck KD bei einem Fülldruck von 2,5 bar etwa bei 0,8 bar und bei einem Fülldruck von 4 bar bei etwa 1,6 bar. Ist der Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 gröBer als der jeweilige, von dem Fülldruck aßhängige kritische Druck KD, d.h. liegt der Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 zwischen dem Fülldruck und dem kritischen Druck KD der Drosseleinrichtung 63, so sind der Volumenstrom VS und damit auch die Füllgeschwindig­keit bei vorgegebener Ausbildung der Drosseleinrichtung 63 (insbesondere effektiver Querschnitt der Düsen 65 und 67) aßhängig von dem in der Rückgaskammer 26 mit Hilfe des Druckfühlers 33 und des Riegelventiles 32 eingestellten bzw. eingeregelten Rückgasdruckes. In diesem Fall bzw. bei dieser Betriebsweise der Füllmaschine 10 kann ohne Änderung der Drosseleinrichtung 63 die jeweilige Füllgeschwindigkeit durch Einstellung des Rückgasdruckes in der Rückgaskammer 26 an die Fülleigenschaften der aßzufüllenden Flüssigkeit optimal angepaßt werden, und zwar insbesondere auch so, daß bei dem aßfüllen keine übermäßige Menge an Kohlensäure freigesetzt und damit auch kein unerwünschtes Aufschäumen der aufgefüll­ten Flüssigkeit in dem Gefäß 18 auftritt.
  • Unaßhängig hiervon wird aßer bei der beschriebenen Ausfüh­rungsform der Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 mit Hilfe des Druckfühlers 33 und des Regelventiles 32 auf einen Druckwert eingestellt bzw. eingeregelt, der in einer sich an die Füllphase anschließenden Vorentlastungsphase des jeweili­gen Gefäßes 18 und bei bereits wieder geschlossenem Flüssig­keitsventil 48 einen Vorentlastungsdruck bildet, der zwischen dem Atmosphärendruck und dem Sättigungsdruck der aßzufüllen­ den kohlensäurehaltigen Flüssigkeit liegend derart gewählt ist, daß sich die in das betreffende Gefäß 18 aßgefüllte Flüssigkeit bei diesem Vorentlastungsdruck während der Vorentlastungsphase beruhigen kann und gerade noch ein Aufsteigen von Kohlensäure aus der aßgefüllten Flüssigkeit möglich ist, ohne daß es zu einem Auf- oder Überschäumen der Flüssigkeit kommt und ohne daß bei dieser Vorentlastung Flüssigkeit nach außen oder in den Rückgaskanal 26 bzw. die Verbindung 64 gelangt.
  • Soweit es die aßzufüllende Flüssigkeit (insbesondere deren Bindungsfähigkeit von Kohlensäure, der in der Flüssigkeit vorhandene Kohlensäureanteil, die aßfülltemperatur sowie der hiervon auch aßhängige Füll- und Sättigungsdruck) zulassen wird der Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 bevorzugt so eingestellt, daß er sowohl eine optimale Vorentlastung des jeweils gefüllten Gefäßes 18 gewährleistet, als auch zwischen dem kritischen Druck KD und dem jeweiligen Fülldruck derart liegt, daß durch den Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 während der Füllphase eine an die Eigenschaften der jeweils aßzufüllenden Flüssigkeit möglichst optimal angepaßte Füllgeschwindigkeit erzielt wird.
  • Beim aßfüllen von Sekt mit 9,5 g CO₂/Ltr. und einer Tempera­tur von 15°C kann bei einem Fülldruck von 6,5 bar und einem CO₂-Sättigungsdruck von 3,0 bar der Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 auf einen Wert von ca. 0,8 bar eingestellt werden, so daß dann nach der Füllphase eine Vorentlastung des Gefäßes 18 bzw. der Flasche bereits auf einen Vorentlastungs­druck von 0,8 bar möglich ist, und zwar ohne daß eine Schaumbildung auftritt oder die aßzufüllende Flüssigkeit (Sekt) nach außen austritt oder in den Rückgaskanal 26 bzw. in die Verbindung 64 gelangt.
  • Nach dem Einstellen der Füllmaschine auf den erforderlichen Fülldruck, auf den Spanngasdruck sowie auf den für die Vorentlastung notwendigen Rückgasdruck wird mit dem eigentli­chen Füllen bei Maschinenumlauf begonnen. Daßei ist, wie Fig. 2 zeigt, jedes zu füllende Gefäß 18, im Beispielsfalle eine Flasche, unter Zwischenschaltung eines Dichtungselementes 78 der Zentriertulpe 14 in Dichtlage mit dem unteren Ende des Füllelementgehäuses 40 des Füllelementes 12 verbracht und es erfolgt anschließend an das übliche Vorspannen mit Luft oder einem inerten Gas, dem (Vorspannen) in besonderen Fällen auch ein Vorspülen vorgeschaltet sein kann, bei Freigaße des Flüs­sigkeitsventils 48 durch ein von der Steuereinrichtung 47 über die Signalleitung a an die Betätigungseinrichtung 46 geliefertes Steuersignal, so daß durch Einwirkung der Öffnungsfeder 42 das Flüssigkeitsventil 48 in die in Fig. 2 gezeigte Öffnungslage gebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt nimmt für das Füllen mit verminderter Füllgeschwindigkeit die Ventilscheibe 52 nach erfolgtem Anlauf des Betätigungshebels 54 an ein Steuerelement 56 eine Stellung ein, in welcher über die Steuernut 72 der Leitungsstrang 69 durchgängig frei ist, so daß während des nunmehr einsetzenden Flüssigkeitseinlaufes das von der aus dem unteren Ende des Füllrohres 13 austreten­den Flüssigkeit verdrängte Rückgas, welches beispielsweise ein Gasgemisch aus Vorspanngas und der vom zu füllenden Gefäß 18 mitgebrachten Luft darstellt, über die Gefäßmündung und das Dichtungselement 78 in den zuführenden Leitungsstrang 68 der Verbindung eintritt und anschließend über den Leitungs­strang 69 und die darin angeordnete Düse 65 sowie den aßführenden Leitungsstrang 71 der Verbindung 64 in die unter dem eingestellten Rückgasdruck stehende Rückgaskammer 26 aßgeführt wird. Es stellt sich daßei unaßhängig vom Quer­schnitt der Düse 65 und dem in der Rückgaskammer 26 eingere­gelten Rückgasdruck im zu füllenden Gefäß 18 ein Druckgefälle zum Fülldruck ein, bei dem die Flüssigkeit mit geringer Fließgeschwindigkeit langsam aus dem unteren Ende des Füllrohres 13 austritt. Erreicht bei weitergehendem Umlauf des Füllelementes 12 die im Gefäß 18 aufsteigende Flüssigkeit das untere Ende des Füllrohres 13, dann wird das aßlaßventil 66 aufgrund eines von der Steuereinrichtung 47 über die Steuerleitung b gelieferten Steuersignals geöffnet, wodurch nunmehr das Rückgas zusätzlich auch über die weitere Düse 47 aßgeführt werden kann. Daßei stellt sich im zu füllenden Gefäß 18 ein Druckgefälle zum Fülldruck ein, welches zumin­dest von dem wirksamen Querschnitt der Düsen 65 und 67 und bei einem eventuell zwischen dem kritischen Druck KD und dem Fülldruck liegenden Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 auch von diesem Rückgasdruck aßhängig ist und bei dem der weitere Flüssigkeitseinlauf mit einer erhöhten Fließ- bzw. Füllge­schwindigkeit fortgesetzt wird. Dieses Füllen mit höherer Füllgeschwindigkeit endet bei erfolgtem Aufstieg der Flüssig­keit in den enger werdenden Teil des Gefäßes 18 dadurch, daß das aßlaßventil 66 durch ein von der Steuereinrichtung 47 über die Steuerleitung b an das aßlaßventil 66 aßgegebenes Steuersignal geschlossen wird.
  • Bei weitergehendem Umlauf des Füllelementes 12 und nur noch wirksamer Düse 65 wird der Flüssigkeitseinlauf bei verminder­ter Fließ- bzw. Füllgeschwindigkeit fortgesetzt, und zwar bis in vorbestimmter Anstiegshöhe das Schaltorgan 69 anspricht, worauf die Steuereinrichtung 47 ein Steuersignal aßgibt, welches über die Steuerleitung a die Betätigungseinrichtung 46 aktiviert und zum Schließen des Flüssigkeitsventiles 48 den Ventilkörper 43 gegen die Wirkung der Öffnungsfeder 42 auf den Ventilsitz 41 drückt. Hiermit ist die Füllphase beendet.
  • Anschließend erfolgt dann bei weitergehendem Umlauf des Füllelementes 12 während einer vorgegebenen Zeit das Beruhi­gen der aßgefüllten Flüssigkeit während der Vorentlastungs­phase, und zwar dadurch, daß der in der Rückgaskammer 26 eingeregelte bzw. eingestellte Rückgasdruck über den von der Füllphase her noch wirksamen bzw. offenen Leitungsstrang 69 der Verbindung 64 im gefüllten Gefäß wirksam wird, so daß Kohlensäure-Bläschen, die sich in der aßgefüllten Flüssigkeit gebildet haßen, aufsteigen können, ohne daß es jedoch zu einem Auf- oder Überschäumen der Flüssigkeit kommt. Erst nach dem aßlauf dieser Vorentlastungsphase läuft bei weitergehen­dem Umlauf des Füllelementes 12 der Betätigungshebel 54 gegen ein Steuerelement 56. Bei dem dadurch erfolgenden Schwenken der Ventilscheibe 52 wird zunächst durch Entfernen der Steuernut 72 aus der Wirkverbindung mit dem Leitungsstrang 69 derselbe unterbrochen. Kurz darauf nimmt die Ventilscheibe 52 zur Vornahme der endgültigen Entlastung des Gefäßes auf Atmosphärendruck eine Betriebsstellung ein, bei der der nicht dargestellte Kanal den Spanngas-Einleitkanal 62 und den Ausgleichskanal 60 mit dem Entlastungskanal 75 verbindet, so daß über diesen und das darin angeordnete Drosselorgan 74 sich der dann noch im gefüllten Gefäß 18 vorhandene Vorent­lastungsdruck auf Atmosphärendruck entlastet. Daßei findet auch das gegenseitige Ausgleichen der im Füllrohrinneren und im Gefäß 18 vorhandenen Flüssigkeitsstandhöhen statt. Bei weitergehendem Umlauf des Füllelementes 12 wird das entlaste­te Gefäß 18 durch aßsenken mittels des Hubzylinders 16 vom Füllelement 12 aßgenommen und im Bereich des Gefäßausschubes der Maschine aus dieser entfernt.
  • Ist bei dem voranstehend beschriebenen Betrieb ein anderes Füllverhalten der aßzufüllenden Flüssigkeit festzustellen, weil beispielsweise die Temperatur- und/oder der CO₂-Gehalt der aßzufüllenden Flüssigkeit andere Werte aufweist oder die Flaschensorte gewechselt worden ist, und es hierdurch zu einem Aufschäumen der Flüssigkeit während der Vorentlastungs­phase kommt, dann ist durch eine am Druckfühler 33 vorzuneh­mende Änderung der bisherigen Druckeinstellung der einzurie­gelnde Rückgasdruck den geänderten Füllverhalten anzupassen, um auch eine diesem Füllverhalten angepaßte optimale Vorent­lastung zu erzielen, und zwar eventuell wiederum bei gleich­zeitiger Optimierung der Fließ- oder Füllgeschwindigkeit durch den eingestellten Rückgasdruck, sofern dies die aßzufüllende Flüssigkeit ermöglicht.
  • Entsprechend ist zu verfahren, wenn der Füllmaschine 10 aufgrund eines vorgenommenen Sortenwechsels eine aßzufüllende Flüssigkeit zugeführt wird, die gegenüber der vorangehend aßgefüllten Flüssigkeit ein anderes Füllverhalten aufweist um eine möglichst wirksame Vorentlastung und damit auch eine möglichst optimale Leistung für die Füllmaschine 10 (Anzahl der je Zeiteinheit gefüllten Gefäße bzw. Flaschen) zu erreichen, ist darauf zu achten daß der einzuregelnde Rückgas- und damit auch Vorentlastungsdruck möglichst weit unterhalb des Sättigungsdruckes der jeweils zu verarbeitenden Flüssigkeit, jedoch genügend weit über dem Atmosphärendruck liegt, so daß es in der bereits erwähnten Weise zwar zu einer Beruhigung der aßgefüllten Flüssigkeit, nicht jedoch zu einem Auf- oder Überschäumen dieser Flüssigkeit in der Vorentla­stungsphase kommt und dementsprechend dann auch die endgülti­ge Entlastung auf Atmosphärendruck in relativ kurzer Zeit und ohne ein Auf- oder Überschäumen der Flüssigkeit erfolgen kann. Da jedes Füllelement 12 der Füllmaschine 10 über seine mit der Drosseleinrichtung 63 versehene Verbindung 64 an die für alle Füllelemente 12 gemeinsame Rückgaskammer 26 ange­schlossen ist, wirkt sich jede am Druckfühler 33 vorgenommene Änderung der Druckeinstellung gleichzeitig auf alle Füllele­mente 12 aus, so daß für sämtliche Füllelemente 12 der für die Vorentlastungsphase optimale Vorentlastungsdruck gemein­sam eingestellt werden kann und es ebenso eventuell für alle Füllelemente 12 durch eine gemeinsame Einstellung möglich ist, den Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 für eine an das Füllverhalten der aßzufüllenden Flüssigkeit optimal angepaßte Fließ- oder Füllgeschwindigkeit anzupassen, sofern hierfür bei vorgegebenen Eigenschaften der aßzufüllenden Flüssigkeit und unter Berücksichtigung des für die Vorspannphase be­nötigten Vorentlastungsdruckes der Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 auf einen Wert zwischen dem kritischen Druck KD der Drosseleinrichtung 63 und dem Fülldruck eingestellt werden kann.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auch vorgesehen, zumindest eine Teilmenge des über die Verbindung 64 in die Rückgaskammer 26 aßgeführten Rückgases für die Gefäßvorspan­nung und/oder für eine der Gefäßvorspannung vorausgehende Vorspülung zu verwenden. Dies ist von wirtschaftlicher Bedeutung insbesondere dann, wenn der Flüssigkeitseinlauf (Füllphase) beschleunigt oder weitestgehend unter Luftaß­schluB bei niedrigem CO₂-Verbrauch erfolgen soll. Dies setzt jedoch voraus, daß zum Vorspannen sowie bei dem ggf. dem Vorspannen vorausgehenden Vorspülen in Inertgas, z.B. CO₂ benutzt wird. In einem solchen Fall empfiehlt es sich, für die Weiterverwertung des Rückgases in jedem Füllelement 12 eine von der Verbindung 64 aßführende Leitung vorzusehen, die dann stromaßwärts der Düse 65 an den Leitungsstrang 69 anschließt und an der der Ventilscheibe 52 zugewandten Fläche der Sockelplatte 58 ausmündet. Außerdem ist die Ventilscheibe 52 mit einem Verbindungskanal zu versehen, damit in einer der eigentlichen Vorspannstellung vorausgehenden Betriebsstellung für Vorspülen und/oder Teilvorspannen der Ausgleichskanal 60 mit der aßführenden Leitung verbindbar ist. In dieser vorzusehenden Betriebsstellung für die Ventilscheibe 52 erfolgt bei noch nicht in Dichtlage mit dem Füllelement 12 verbrachtem Gefäß 18 das Vorspülen, bei in Dichtlage mit dem Füllelement 12 verbrachtem Gefäß 18 das Teilvorspannen auf den einzuriegelnden Druck, worauf erst bei weitergehendem Umlauf des Füllelementes 12 das eigentliche Vorspannen in der dafür vorgesehenen Betriebsstellung der Ventilscheibe 52 durchgeführt wird. Bei eingenommener Betriebsstellung zum Vorspülen und Teilvorspannen gelangt das unter dem einzure­gelnden Druck stehende Rückgas aus der Rückgaskammer 26 über die nicht dargestellte zuführende Leitung und den ebenfalls nicht dargestellten Verbindungskanal in den Ausgleichskanal 60 und von dort aus über die Ausgleichskammer 61 und das Innere des Füllrohres 13 in das Gefäß 18. In diesem strömt es dann nach oben und verdrängt daßei die vom Gefäß 18 mitge­brachte Luft über die noch nicht aßgedichtete Gefäßmündung nach außen, und zwar solange bis das Gefäß 18 bei weiterge­hendem Umlauf des Füllelementes 12 und dem daßei erfolgenden Aufwärtshub des Hubzylinders 16 von diesem in die aus der Fig. 2 ersichtliche Dichtlage verbracht worden ist. Mit eingenommener Dichtlage setzt dann das Teilvorspannen des Gefäßes auf den einzuregelnden Druck ein. Besteht daßei die Gefahr, daß zum Vorspülen und Teilvorspannen soviel Rückgas aus der Rückgaskammer 26 entnommen wird, daß mittels des der Rückgaskammer 26 zuzuführenden Rückgases der für die Vorent­lastungsphase erforderliche Vorentlastungsdruck nicht aufrechterhalten werden kann, dann ist zu dessen Aufrechter­haltung Spanngas in entsprechenden Mengen der Rückgaskammer 26 zuzuführen, beispielsweise über eine vorzusehene, die Rückgaskammer 26 bzw. die verlängernde Leitung 31 mit der Ring-Verteilerkammer 25 bzw. der Spanngasleitung 29 verbin­dende, nicht dargestellte Stichleitung, die vom Druckfühler 33 gesteuert werden und auch zur Beaufschlagung der Rückgas­ kammer 26 mit dem einzuregelnden Rückgasdruck beim Herstellen der Betriebsbereitschaft der Füllmaschine 10 Verwendung finden kann.
  • Die vorausgehenden Ausführungen treffen nicht nur auf die zuvorbeschriebene Füllmaschine 10 zu, die Füllelemente 12 mit jeweils einem gesteuerten Flüssigkeitsventil 48 aufweist, welches aufgrund eines vom Schaltorgan 49 beim Anstieg der Flüssigkeit im Gefäß 18 auf eine vorbestimmte Füllhöhe aßgegebenen Signals in die Schließstellung gebracht wird. Es kann auch, ohne daß der die Erfindung tragende Erfindungsge­danke verlassen wird, das jeweilige Flüssigkeitsventil 48 aufgrund eines Signals geschlossen werden, daß nach erfolgtem Einlauf einer dem Gefäß 18 tatsächlich zugeflossenen Flüssig­keitsmenge von der Steuereinrichtung 47 ausgegeben wird. Auch kann das Flüssigkeitsventil in üblicher Weise mechanisch in die Schließlage gebracht werden, nachdem mittels eines füllhöhenbestimmenden Eingangs der weitere Anstieg der Flüssigkeit im Gefäß unterbrochen wurde. Im letzteren Fall ist, wie Fig. 4 zeigt, anstelle des Schaltorganes 49 in üblicher Weise der Eingang 79 der Verbindung 64 in das zu füllende Gefäß 18 zur Füllhöhenbestimmung verlegt und ihm oberhalb im zuführenden Leitungsstrang 68 in bekannter Weise ein Kugelrückschlagventil 80 zur Unterbrechung des Flüssig­keitszulaufes in das Gefäß 18 zugeordnet worden. Bei dieser Variante kann es auch zweckmäßig sein, das aßlaßventil 66 mechanisch zu steuern und dessen Funktion der Ventilscheibe 52 zu übertragen.
  • Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung eine Einkammer-Ge­gendruck-Füllmaschine 10a in rotierender Bauart. Diese Füllmaschine 10a, die ebenfalls zum aßfüllen von kohlensäure­haltigen Flüssigkeiten bestimmt ist, besitzt einen ringförmi­gen Flüssigkeitsbehälter 81, an dessen Unterseite mit einem gleichmäßigen gegenseitigen aßstand eine Vielzahl von Füllelementen 82 vorgesehen sind, die jeweils einen mit einem Rückgasrohr 83 versehenen Ventilkörper 84 sowie einen den aßfüllkanal bildenden Füllstutzen 85 aufweisen. Der Füllstut­zen 85 ist an seiner den aßfüllkanal begrenzenden Innenfläche als Ventilsitz ausgeführt, der zusammen mit dem Ventilkörper 84 das Flüssigkeitsventil 86 bildet und gegen den zum Schließen dieses Flüssigkeitsventils 86 der Ventilkörper 84 zur Anlage gebracht werden kann. Der Ventilkörper 84 mit Gasventil 87′ wird zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeits­ventils 86 über einen Steuerhebel 87 betätigt, der mit Steuerkurven oder Steuernocken an einem nicht dargestellten, ortsfesten Steuerring der Füllmaschine 10a zusammenwirkt.
  • Jedem Füllelement 82 ist eine Heb- und Senkvorrichtung zugeordnet, von der in der Fig. 6 nur der zugehörige Tragtel­ler 88 wiedergegeben ist. Die Füllmaschine 10a weist weiter­hin eine für sämtliche Füllelemente 82 gemeinsame, am Außenumfang des Flüssigkeitsbehälters 81 angesetzte ringför­mige Kammer 89 auf, die mit einem einstellbaren oder einre­gelbaren Druck beaufschlagt ist, welcher dem in der Vorent­lastungsphase benötigten Vorentlastungsdruck entspricht. Die Einstellung bzw. Einregelung dieses Druckes in der Kammer 89 erfolgt beispielsweise mittels eines Druckfühlers, der dem Druckfühler 33 der Füllmaschine 10 entspricht und dem ein dem Regelventil 32 entsprechendes Regelventil in einem zur Atmosphäre führenden Ausgang der Kammer 89 zugeordnet ist. Unterhalb der Kammer 89 und teilweise auch unterhalb des Flüssigkeitsbehälters 81 ist eine Steuerventilanordnung 90 vorgesehen, die über ein Betätigungselement 91′ mit Steuer­kurven oder Steuernocken eines nicht dargestellten ortsfesten Steuerrings der Füllmaschine 10a zusammenwirkt, oder aßer auf andere, geeignete Weise, z.B. elektrisch oder elektro-pneuma­tisch gesteuert wird. Der Eingang der Steuerventilanordnung 90 steht zumindest bei geschlossener Stellung des Flüssig­keitsventils 86 über einen Verbindungskanal 91 mit dem aßfüllkanal stromaßwärts hinter dem Flüssigkeitsventil 86 in Verbindung. Ein Ausgang der Steuerventilanordnung 90 jedes Füllelementes 82 ist an die Kammer 89 angeschlossen. Ein weiterer Ausgang der Steuerventilanordnung 90 ist mit einer der Gefäßentlastung 73 entsprechenden Gefäßentlastung 92 verbunden, die einen zur Umgebung hin offenen Entlastungska­nal 93 mit zugehörigem Drosselorgan aufweist.
  • Die Steuerventilanordnung 90 besitzt drei Betriebsstellungen, und zwar eine erste Betriebsstellung, in der keine Verbindung zwischen dem Eingang und den Ausgängen der Steuerventilanord­nung 90 besteht, eine zweite Betriebsstellung, in der der Eingang sowie der erste Ausgang der Steuerventilanordnung 90 miteinander verbunden sind und somit eine Strömungsmittelver­bindung zwischen dem Verbindungskanal 91 und der Kammer 89 besteht, sowie eine dritte Betriebsstellung, in der der Eingang sowie der zweite Ausgang der Steuerventilanordnung 90 miteinander verbunden sind und somit eine Strömungsmittelver­bindung zwischen dem Verbindungskanal 91 und der Gefäßentla­stung 92 bzw. deren Entlastungskanal 93 besteht.
  • Zum Füllen des Gefäßes 18 wird dieses mittels der Heb- und Senkvorrichtung bzw. mittels des Tragtellers 88 von unten her gegen das Füllelement 82 angedrückt, so daß das Gefäß 18 mit seiner Mündung unter Zwischenschaltung eines nicht darge­stellten aßdichtelementes dicht gegen den Füllstutzen 85 anliegt. Zur Einleitung der Füllphase wird durch Anheben des Steuerhebels 87 in die in der Fig. 6 gezeigte Stellung das Gasventil 87′ geöffnet und dadurch das Flüssigkeitsventil 86 freigegeben, so daß bei sich einstellendem Druckausgleich zwischen dem Gefäß 18 und dem Flüssigkeitsbehälter 81 das Flüssigkeitsventil 86 öffnet und die Flüssigkeit dem zu füllenden Gefäß 18 zufließen kann. Das Füllen des Gefäßes 18 ist aßgeschlossen, sobald die im Gefäß 18 aufsteigende Flüssigkeit das untere Ende des Rückgasrohres 83 erreicht hat. Das Füllventil 84 wird dann geschlossen, womit die Füllphase endgültig beendet ist. Die bisher in ihrer ersten Betriebsstellung befindliche Steuerventilanordnung 90 wird dann für die anschließende Vorentlastung des gefüllten Gefäßes 18 in die zweite Betriebsstellung gebracht, wodurch sich der Druck im gefüllten Gefäß 18 über den Verbindungska­nal 91 auf den in der Kammer 89 herrschenden bzw. dort eingeregelten Vorentlastungsdruck entspannen kann. Auch bei dieser Ausführungsform ist der Vorentlastungsdruck wiederum so eingestellt, daß aus der aßgefüllten Flüssigkeit ungelöste Kohlensäure, also eventuell vorhandene Kohlensäurebläschen aufsteigen können, es jedoch nicht zu einem Auf- oder Über­ schäumen der Flüssigkeit oder zu einem Austreten dieser Flüssigkeit aus dem Gefäß 18 bei dem nachfolgenden Entlasten auf Atmosphärendruck kommt. Erst nach dieser Vorentlastungs­phase, auf den in der Kammer 89 vorhandenen und über dem Atmosphärendruck liegenden Vorentlastungsdruck, der zur Beruhigung der aßgefüllten Flüssigkeit für eine bestimmte Zeit aufrechterhalten wird, wird die Steuerventilanordnung 90 dann in ihre dritte Betriebsstellung gebracht, in der über die mit dem Verbindungskanal 91 verbundene Gefäßentlastung 92 das Gefäß 18 von dem Vorentlastungsdruck auf Atmosphärendruck entlastet wird. Bei weitergehendem Umlauf des Füllelementes 82 wird das entlastete Gefäß 18 durch aßsenken mittels des Tragtellers 88 bzw. der Heb- und Senkvorrichtung von dem Füllelement 82 aßgenommen und kann dann in diesem Zustand im Bereich des Gefäßausschubes der Füllmaschine 10a entnommen werden.
  • Die Fig. 7 und 8 zeigen ähnlich der Fig. 2, allerdings in vergrößerter Detaildarstellung ein Füllelement 12′, welches zusammen mit weiteren, gleichartigen Füllelementen 12′ anstelle der Füllelemente 12 bei der Dreikammer-Gegendruck-­Füllmaschine 10 Verwendung finden kann und welches sich von dem Füllelement 12 lediglich dadurch unterscheidet, daß die Düse 65 der Drosseleinrichtung 63 aus dem Leitungsstrang 69 in den Leitungsstrang 68 verlegt ist, und zwar in denjenigen Teil des Leitungsstranges 68, der zwischen der aßzweigung zu dem Leitungsstrang 70 und der Ventilscheibe 52 liegt.
  • Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Steuerung der Dreikammer-Gegendruck-Füllmaschine 10 bzw. deren Füllelemente 12′ mit dem ebenfalls langen Füllrohr 13 in der Weise, daß nach Beendigung der Füllphase, d.h. nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils 48 eine Vorentlastung des jeweils gefüllten Gefäßes 18 auf den in der Rückgaskammer 26 eingestellten Rückgasdruck erfolgt, und zwar wiederum über den Leitungsstrang 68 mit der Düse 65 und den Leitungsstrang 69. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung erfolgt aßer etwa bei Erreichen des Rückgas- bzw. Vorentlastungsdruckes und damit während der Vorentlastungs-bzw. Beruhigungsphase ein Ausgleich der im Inneren des Füllrohres 13 und im Gefäß 18 vorhandenen Flüssigkeitsstandhöhen bei Vorentlastungs­druck. Hierfür wird nach dem Schließen des Flüssigkeits­ventils 48 durch entsprechendes Umschalten der Spanngas­ventil-Anordnung 50, welches (Umschalten) wiederum durch ein mit dem Betätigungshebel 54 zusammenwirkendes Steuerelement 56 erfolgt, die Ventilscheibe 52 in eine Betriebsstellung bewegt, die in der Fig. 7 dargestellt ist und in der über die in der Ventilscheibe 52 vorgesehene Steuernut 72 eine Verbindung zwischen dem Ausgleichskanal 60, dem Spanngaskanal 62 und dem Leitungsstrang 69 hergestellt ist. Durch diese Verbindung ist dann der Ausgleich der Flüssigkeitsstandhöhen bei Vorentlastungsdruck in der Vorentlastungsphase möglich, wobei insbesondere auch eventuell im Füllrohr 13 freigesetzte Kohlensäure aus diesem Füllrohr über den Ausgleichskanal 60 in die Rückgaskammer 26 aßfließen kann.
  • Nach aßlauf der Beruhigungs- bzw. Vorentlastungsphase erfolgt dann auch bei dieser Ausführungsform die endgültige Ent­lastung des jeweiligen Gefäßes 18 auf Atmosphärendruck. Hierfür wird die Ventilscheibe 52 der Spanngasventil-­Anordnung 50 in eine Betriebsstellung gebracht, in der über die für alle Betriebsstellungen einzige Steuernut 72 der Spanngas-Einleitkanal 62 und der Ausgleichskanal 60 mit dem Entlastungskanal 75 verbunden sind, jedoch eine Verbindung zwischen den Leitungssträngen 68 und 69 unterbrochen ist.
  • Der vorbeschriebene Ausgleich der Flüssigkeitsstandhöhen während der Beruhigungs- bzw. Vorentlastungsphase etwa bei Erreichen des Vorentlastungsdruckes hat erhebliche Vorteile. Da während der Vorentlastung eventuell im Füllrohr 13 freigesetzte Kohlensäure über den Ausgleichskanal 60 und den die Düse 65 nicht aufweisenden Leitungsstrang 69 in die Rückgaskammer 26 aßfließen kann, werden bei der Vorentlastung auch ein eventuelles Gaspolster im Füllrohr 13 und ein damit verbundener Gasstoß aus dem Füllrohr vermieden. Ein der­artiger Gasstoß, der insbesondere bei der Entlastung auf Atmosphärendruck auftreten würde, würde zu einer erheblichen Beunruhigung der Flüssigkeit insbesondere auch im Gefäß 18 und damit zu einem zusätzlichen Freisetzen von Kohlensäure mit erheblicher Schaumbildung führen. Der Ausgleich der Flüssigkeitsstandhöhen etwa bei Erreichen des Vorentlastungs­drucks trägt also wesentlich zu einem besseren Verhalten der aßgefüllten Flüssigkeit in der Entlastungsphase bei.
  • Da bei dieser Ausführungsform der Erfindung der Ausgleich der Flüssigkeitsstandhöhen bereits stattgefunden hat, bevor die endgültige Entlastung des jeweiligen Gefäßes 18 auf Atmos­phärendruck erfolgt, ist es auch möglich, bei Einleitung der endgültigen Entlastung des Gefäßes auf Atmosphärendruck oder unmittelbar danach mit dem aßziehen des gefüllten Gefäßes von dem zugehörigen Füllelement 12′ zu beginnen, und zwar bei schonender Entleerung des Füllrohres 13 unter Vermeidung jeder Beunruhigung der Flüssigkeit, die (Beunruhigung) zu einem unnötigen Freisetzen von Kohlensäure bzw. zu einer Schaumbildung im Gefäß 18 führen könnte. Da insbesondere auch eine unnötige Schaumbildung im Füllrohr 13 oder in anderen Kanälen des jeweiligen Füllelementes 12′ verhindert wird, ergeben sich bei dieser Ausführungsform geringe Tropfverluste und damit auch eine sauberere Arbeitsweise für die Gegen­druckfüllmaschine 10.
  • Der vorbeschriebene Ausgleich der Flüssigkeitsstandhöhen bei Vorentlastungsdruck kann mit den vorgenannten Vorteilen grundsätzlich bei allen Gegendruckfüllmaschinen mit langem Füllrohr angewandt werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Steuerung beispielsweise der Dreikammer-Gegendruck-Füllmaschine 10, welche z.B. wiederum die Füllelemente 12′ aufweist, in der Form, daß nach der Vorentlastungs- bzw. Beruhigungsphase die Entlastung zunächst auf einen bei etwa 0,1 - 0,6 bar liegen­den geringen Überdruck bzw. Entlastungsdruck vorgenommen wird. Dann, wenn dieser geringe Überdruck von z.B. 0,5 bar erreicht ist, wird das entsprechende Gefäß 18 vom zugehörigen Füllelement 12′ aßgezogen, so daß dann über die Gefäßmündung die Entlastung auf Atmosphärendruck erfolgt. Um die Ent­lastung auf den geringen Überdruck zu erreichen, wird nach aßschluB der Vorentlastungsphase entsprechend der Fig. 8 die Ventilscheibe 52 in eine Betriebsstellung gebracht, in der bei unterbrochenen Leitungssträngen 68 und 69 der Ausgleichs­kanal 60, der Spanngas-Einleitkanal 62 und der Entlastungs­kanal 75 durch die Steuernut 72 miteinander verbunden sind. Außerdem wird das aßlaßventil 66 geöffnet. Unter Berück­sichtigung des Rückgasdruckes in der Rückgaskammer 26 sind die Düse 67 und das Drosselorgan 74 hinsichtlich ihres jeweiligen Durchmessers so ausgewählt, daß sich im Gefäß 18 der gewünschte geringe Überdruck bzw. Entlastungsdruck einstellt. Der Vorteil dieses Verfahrens ist eine besonders schonende Behandlung insbesondere auch solcher Flüssigkeiten bzw. Getränke, die zu einer erhöhten Freisetzung von Kohlen­säure bzw. zu einem erhöhten Aufschäumen neigen. Die Ent­lastung auf einen geringen Überdruck kann grundsätzlich bei allen Gegendruck-Füllmaschinen in füllrohrloser Ausführung oder mit Füllrohr Anwendung finden, und zwar insbesondere mit dem Vorteil, daß gelockerte bzw. freigesetzte Kohlensäure und Luftblasen schonend zur Atmosphäre aßgeführt werden.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß zur Erzeugung des geringen Überdrucks der Rückgasdruck in der Rückgaskammer 26 verwendet wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, hierfür eine gesonderte bzw. zusätzliche Kammer vorzusehen, die ein Druckmedium aufweist. Diese Ausführung hätte den Vorteil, daß der Vorentlastungsdruck in der Rückgaskammer 26 variiert werden kann, ohne daß sich dadurch der geringe Überdruck bzw. Entlastungsdruck ändert.
  • Es ist noch zu ergänzen, daß sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur die Fülleistung steigern, sondern auch die Sauerstoffaufnahme beim aßfüllvorgang vermindern läßt, weil sowohl der Fülldruck gesenkt werden kann, als auch die Möglichkeit gegeben ist, daß während der Vorentlastung vom Füllvorgang her im aßgefüllten Getränk vorhandene Luftblasen unter dem Vorentlastungsdruck aufsteigen können. Dies ist insbesondere bei der aßfüllung von Bier von Vorteil.

Claims (26)

1. Verfahren zum aßfüllen von kohlensäurehaltigen Flüssig­keiten, insbesondere Getränken, unter Gegendruck in Gefäße oder dgl. bei welchem während einer auf die Gefäßvorspannung folgenden Füllphase der Einlauf der unter einem Fülldruck stehenden Flüssigkeit in ein jeweiliges, in Dichtlage mit einem Füllelement befindli­ches Gefäß erfolgt und aus demselben zumindest zeitweise das von der einlaufenden Flüssigkeit verdrängte Rückgas über einen Rückgasweg des Füllelementes aßgeführt wird, und bei welchem nach Beendigung der Füllphase und bei weiterhin in Dichtlage mit dem Füllelement befindlichem Gefäß zunächst in einer Vorentlastungsphase eine Vorent­lastung des Gefäßes auf einen Vorentlastungsdruck und anschließend eine Entlastung des Gefäßes auf Atmosphären­druck erfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorent­lastungsdruck auf einen zwischen dem Atmosphärendruck und dem Sättigungsdruck der Flüssigkeit liegenden Druck derart eingeregelt wird, daß während der Vorentlastungs­phase gerade noch ein Aufsteigen von freigesetzter Kohlensäure in der aßgefüllten Flüssigkeit möglich ist, ohne daß es bei der Entlastung auf Atmosphärendruck zu einem unerwünschten Entweichen von Flüssigkeit aus dem gefüllten Gefäß verursacht durch Aufschäumen der Flüssig­keit kommt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während der Vorentlastungsphase das gefüllte Gefäß mit einer Kammer in Verbindung steht, in der der Vorentlastungsdruck eingeregelt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Gefäß nach der Füllphase über eine Steuer­ventilanordnung mit der auf den Vorentlastungsdruck eingeregelten Kammer verbunden wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Füllphase das verdrängte Rückgas mit Druckge­fälle über eine mit einer Drosseleinrichtung versehene und den Rückgasweg bildende Verbindung in die auf den Vorentlastungsdruck eingeregelte Kammer aßgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­zeichnet, daß der in der Kammer eingeregelte Druck kleiner als der Sättigungsdruck der aßzufüllenden Flüssigkeit ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­zeichnet, daß der in der Kammer eingeregelte Druck dem Sättigungsdruck der aßzufüllenden Flüssigkeit entspricht oder ein dem Sättigungsdruck angenäherter Druck ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekenn­zeichnet, daß der in der Kammer eingeregelte Druck zwischen dem Fülldruck und einem kritischen Druck der Drosseleinrichtung liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekenn­zeichnet, daß der in der Kammer eingeregelte Druck in aßhängigkeit vom Fülldruck der aßzufüllenden Flüssigkeit, vorzugsweise kontinuierlich in aßhängigkeit vom Fülldruck der aßzufüllenden Flüssigkeit eingeregelt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekenn­zeichnet, daß zumindest eine Teilmenge des über die Verbindung in die Kammer verdrängten Rückgases für die Gefäßvorspannung und/oder für eine der Gefäßvorspannung vorausgehende Vorspülung verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekenn­zeichnet, daß während der Vorentlastungsphase, vorzugs­weise bei im Gefäß erreichtem Vorentlastungsdruck ein Ausgleich der Flüssigkeitsstandhöhen im Gefäß sowie im Füllrohr des Füllelementes erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekenn­zeichnet, daß nach erfolgter Vorentlastung und noch vor der endgültigen Entlastung des Gefäßes auf Atmosphären­druck eine Entlastung auf einen geringen, etwa zwischen 0,1 - 0,6 bar einstellbaren Überdruck erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der geringe Überdruck erreicht ist, das Gefäß von dem Füllelement aßgenommen wird und über die Gefäß­mündung die endgültige Entlastung auf Atmosphärendruck erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­zeichnet, daß das jeweilige Gefäß bei der Entlastung auf den geringen Überdruck über wenigstens eine Düse oder wenigstens ein Drosselelement mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-13, mit einem Flüssigkeitsbehälter für die aßzufüllende Flüssigkeit, mit wenigstens einem Füll­element, mit dem das jeweilige zu füllende Gefäß zumin­dest während der Gefäßvorspannung, der Füllphase sowie der eine Vorentlastung auf einen Vorentlastungsdruck aufweisenden Entlastung des gefüllten Gefäßes auf Atmosphärendruck in Dichtlage verbracht ist, mit einem am Füllelement vorgesehenen aßfüllkanal, der über ein ge­steuertes Flüssigkeitsventil mit dem Flüssigkeitsbehälter in Verbindung steht, mit einem am Füllelement gebildeten Rückgasweg für das aus dem jeweiligen Gefäß während der Füllphase verdrängte und/oder während der Gefäßent­spannung aßfließende Rückgas sowie mit einer mit einem Ausgang zur Atmosphäre versehenen Kammer, die zumindest während der sich an die Füllphase anschließenden Vorent­lastungsphase mit dem Rückgasweg in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang (30) der Kammer (26, 89) oder an eine diesen Ausgang (30) ver­längernde Leitung (31) ein Regelventil (32) angeschlossen ist, welches geöffnet wird, wenn der in der Kammer (26, 89) vorhandene Druck den einzuregelnden Vorentlastungs­druck überschreitet.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regelventil (32) ein in die Kammer (26, 89) oder in die den Ausgang (30) verlängernde Leitung (31) einge­setzter, den einzuregelnden Druck aufnehmender Druck­fühler (33) zugeordnet ist, der das Regelventil (32) in eine Öffnungslage steuert, wenn der Druck in der Kammer den einzuregelnden Vorentlastungsdruck überschreitet.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem den einzuregelnden Vorentlastungsdruck aufnehmenden Druckfühler (33) ein in einer die aßzufüllende Flüssig­keit dem Flüssigkeitsbehälter (11) zuführenden Leitung (28) eingesetzter weiterer Druckfühler (34) in der Weise zugeordnet ist, daß das Regelventil (32) dann in eine Öffnungslage gebracht wird, wenn die Druckdifferenz zwischen dem vom Druckfühler (33) aufgenommenen Druck und dem vom weiteren Druckfühler (34) aufgenommenen Druck einen vorgegebenen Wert überschreitet.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-16, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mit einem langen Füllrohr (13) und einer gesteuerten Spanngas-Ventilanordnung (50) versehenen sowie auch an eine Vorspannkammer (25) für Vorspanngas angeschlossenen Füllelement (12, 12′) die mit dem Ausgang zur Atmosphäre versehene Kammer eine Rückgas­kammer (26) ist, welche an den Rückgasweg angeschlossen ist, der von einer mit einer Drosseleinrichtung (63) versehenen und durch die Spanngasventilanordnung (50) aßsperrbaren Verbindung (64) gebildet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der das mindestens eine Füllelement eine aßsperrbare Verbindung aufweist, die in einem mit einer als Drosselorgan wirkenden Düse ver­sehenen Leitungsstrang ein aßlaßventil besitzt, welches für ein Füllen mit erhöhter Füllgeschwindigkeit in eine Öffnungslage steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Drosseleinrichtung (63) versehene aßsperrbare Verbindung (64) außer dem mit der Düse (67) und dem aßlaßventil (66) versehenen Leitungsstrang (70) noch einen mit einer weiteren Düse (65) und einem aßsperr­ventil (52, 67) versehenen weiteren Leitungsstrang (69) für ein Füllen mit verminderter Füllgeschwindigkeit aufweist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das aßsperrventil als Rückschlagventil (77) ausgebildet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das aßsperrventil in der Art eines Flachschieberventils ausgebildet und mit einer für mehrere Betriebsstellungen eingerichteten Ventilscheibe (52) versehen ist, die beim Maschinenumlauf mittels Steuerelemente (56) in die Betriebsstellungen, z.B. für "Vorspannen", "Füllen und anschließendes Vorentlasten" und "Entlasten auf Atmos­phärendruck" schwenkbar ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-20, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des mindestens eines Füllelementes (12, 12′) mit einer mechanischen Steuerung für das steuerbare Flüssigkeitsventil (48) der gefäß­seitige Eingang der den Rückgasweg bildenden aßsperrbaren Verbindung (64) zur Füllhöhenbestimmung ausgebildet und zum Einführen in das zu füllende Gefäß (18) dem Füllrohr (13) des Füllelementes (12, 12′) zugeordnet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-20, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausstattung des mindestens eines Füllelementes (12, 12′) mit einem elektrisch steuerbaren Flüssigkeitsventil (48) und einem Signalgeber, der bei Erreichen einer Ansprechfüllhöhe ein Signal zum Steuern des Flüssigkeitsventils (48) in die Schließlage aßgibt, der Signalgeber ein auf der Außenseite des Füllrohres (13) angebrachtes elektrisches Schaltorgan (49) ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-22, dadurch gekennzeichnet, daß an die Rückgaskammer (26) oder an die mit der Drosseleinrichtung (63) versehene aßsperrbare Verbindung (64) stromaßwärts der Drosseleinrichtung (63) eine aßsperrbare, Rückgas aßführende Leitung angeschlos­sen ist, die zum Vorspülen und/oder Vorspannen eines zu füllenden Gefäßes (18) mit Rückgas an einen im Füllele­ment gebildeten und mit dem Füllrohr (13) in Verbindung stehenden Ausgleichskanal (60) anschaltbar ausgebildet ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-23, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Vorrichtung als Einkammer-Gegendruck-Füllmaschine (10a) eine Steuer­ventilanordnung (90) vorgesehen ist, die für die Vorent­lastungsphase in eine Betriebsstellung schaltbar ist, in der die Steuerventilanordnung (90) den Rückgasweg mit der zusätzlich zu dem Flüssigkeitsbehälter (81) vorgesehenen und den eingeregelten Vorentlastungsdruck aufweisenden Kammer (89) verbindet.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-24, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des wenigstens einen Füllelementes (12, 12′) mit Füllrohr (13) eine Steuer­ventilanordnung (50) vorgesehen ist, die für einen Ausgleich der im Inneren des Füllrohres (13) und im Gefäß vorhandenen Flüssigkeitsstandhöhen bei Vorentlastungs­druck in eine Betriebsstellung schaltbar ist, in der das Innere des Füllrohres (13) mit dem über dem Flüssigkeits­spiegel liegenden Raum des Gefäßes sowie mit einem Kanal (69) verbunden ist, der seinerseits mit der mit dem Ausgang zur Atmosphäre versehenen Kammer bzw. mit der Rückgaskammer (26) in Verbindung steht, wobei vorzugs­weise der an die Rückgaskammer (26) führende Kanal ein die Drosseleinrichtung (63) nicht aufweisender Leitungs­strang (69) des Rückgasweges ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-25, gekenn­zeichnet durch einen am Füllelement (12, 12′) vorge­sehenen, über wenigstens ein Drosselorgan (74) zur Atmosphäre hin offenen Entlastungskanal (75), der zum Entlasten des Gefäßes (18) an den über dem Flüssigkeits­spiegel liegenden Raum des Gefäßes sowie ggf. auch an das Innere eines Füllrohres (13) sowie an einen mit einer Düse (67) versehenen, aßsperrbaren und an die Rückgas­kammer (26) führenden Leitungsstrang (70) anschaltbar ist, und daß das Drosselorgan (74) sowie die Düse (67) derart ausgewählt sind, daß sich bei geöffnetem Leitungs­strang (70) ein geringfügig über Atmosphärendruck liegender Entlastungsdruck, vorzugsweise ein Entlastungs­druck zwischen 0,1 und 0,6 bar ergibt, wobei vorzugweise der mit der Düse (67) versehene Leitungsstrang (70) Teil der Drosseleinrichtung (63) ist.
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