EP2576421A1 - Füllelement sowie füllmaschine zum füllen von flaschen oder dergleichen behältern - Google Patents

Füllelement sowie füllmaschine zum füllen von flaschen oder dergleichen behältern

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EP2576421A1
EP2576421A1 EP11717507.5A EP11717507A EP2576421A1 EP 2576421 A1 EP2576421 A1 EP 2576421A1 EP 11717507 A EP11717507 A EP 11717507A EP 2576421 A1 EP2576421 A1 EP 2576421A1
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EP
European Patent Office
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filling
insert
liquid
valve
valve body
Prior art date
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Application number
EP11717507.5A
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EP2576421B1 (de
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Dieter-Rudolf Krulitsch
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KHS GmbH
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KHS GmbH
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Publication date
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Publication of EP2576421B1 publication Critical patent/EP2576421B1/de
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    • 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
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    • B65B3/00—Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/04—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles
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    • B67C2003/2671—Means for preventing foaming of the liquid
    • B67C2003/2674—Means for preventing foaming of the liquid by creating a conical shaped flow directed to the container wall at the container neck height
    • B67C2003/268—Means for preventing foaming of the liquid by creating a conical shaped flow directed to the container wall at the container neck height by means of a flow channel integral with the filling nozzle

Definitions

  • the invention relates to a filling element according to the preamble of claim 1, to an insert for use in filling elements according to the preamble of claim 8 and to a filling machine according to the preamble of claim 10.
  • Filling elements for filling bottles or similar containers are known in various embodiments, especially in an embodiment with the features of the preamble of claim 1, i. with an insert acting as a gas barrier and / or swirl body for the filling material in the liquid channel in the flow direction of the filling material in front of the valve seat of the liquid valve to improve filling material flow when the liquid valve is open or during the filling phase (EP 1 593 648 B1, EP 0 546 346 A1, DE 41 40 524 A1).
  • This prior art has in common that the respective use is moved when opening and closing the liquid valve with this, u.a.
  • the object of the invention is to show a filling element, which avoids the disadvantages of known filling elements while maintaining the basic advantages of trained as a gas barrier and / or swirl body and / or acting insert.
  • a filling element according to the patent claim 1 is formed.
  • An insert for use with filling elements is the subject of
  • a filling machine for filling bottles or similar containers is the subject of claim 10.
  • Fig. 1 in a simplified partial representation and in section a filling element according to the invention for filling containers or bottles with a liquid product or filling material;
  • FIG. 2 shows an enlarged partial section of the filling element of FIG. 1;
  • FIG. 5 and 6 the use of Figure 3 and 4 in side view and in plan view.
  • the filling valve shown in FIG. 1 and denoted there generally by 1 is part of a filling system having a multiplicity of such valves, for example the filling system of a peripheral type filling machine, in which the filling elements 1 are then in the manner known to a person skilled in the art at the circumference of a vertical machine axis circumferentially driven rotor are provided.
  • the Filling element 1 comprises inter alia a multi-part Golfelementgephinuse 2, in which a liquid channel 3 is formed for the liquid product, through a recess 3.1 in the housing 2.
  • the liquid channel 3 is in the region of its upper end via a connection or inlet 4 with a line or connected to a boiler for supplying the liquid filling material and forms in the region of its lower end or on the underside of the Greelementgeophuses 2, that is on a conically narrowing portion of the recess 3.1 a vertical Greetachse FA concentrically enclosing annular discharge opening 5, via which the liquid contents during filling (filling phase) flows to the respective container.
  • the respective container is in sealing position on the filling element 1, i. he lies with his mouth surrounding the mouth of the container mouth or against a provided on the underside of the Greelementgetudes seal 6 which surrounds the discharge opening 5 annular and in the illustrated embodiment part of a centering tulip 7 for centering the respective container with respect to the filling element. 1 is.
  • a valve or gas pipe 8 is provided, which projects with its lower open end of the gas pipe 8.1 via the discharge opening 5 and the annular seal 6 downwards, extends with a partial length through the liquid channel 3 and at the top of the liquid channel 8 by means a seal 9 formed, for example, as a membrane sealed out of the liquid channel 3 is led out.
  • Axeltechnischmaschinen FA is also a rod-shaped filling level determining the filling of the respective container 10 is provided which extends through the gas pipe 8 and protrudes with its lower end of the probe from the lower, open end of the gas pipe 8.1, to form a probe
  • This gas channel 1 1 is open at the lower end of the gas pipe 8.1 and opens at the upper end of the gas pipe 8 in a chamber 12, as well as the gas channel 1 1 is part of the respective filling process controlling gas paths of the filling element 1, ie this is also known in the art.
  • a liquid valve 13 is provided, which is opened and closed for controlled delivery of the liquid filling material in dependence on the signal of the probe 10.
  • the gas pipe 8 is formed on a relatively short lower and received in the liquid channel 3 partial length as a valve body 14 which cooperates with a valve seat 15 which is formed on the conical inner surface 16 of the narrowing lower portion of the recess 3.1.
  • the gas pipe 8 is controlled in the manner of a valve tappet in the direction of the axis FA by an example pneumatic actuator 17 up and down (double arrow A).
  • the valve body 14 is designed with a section with a circular cylindrical peripheral surface concentrically surrounding the filler element axis FA.
  • the filling of the respective container with the filling element 1 takes place with a filling process known to those skilled in the art, for example with a pressure or Gegentik Stahlllclar, in which the sealing element located on the filling container - for example, after a pre-evacuation and / or purging with inert gas (C02 gas) - Pre-stressed, filled under pressure and at the end of the filling process is at least partially relieved via the gas channel 1 1 to ambient pressure.
  • a filling process known to those skilled in the art, for example with a pressure or Gegendruckglall compiler, in which the sealing element located on the filling container - for example, after a pre-evacuation and / or purging with inert gas (C02 gas) - Pre-stressed, filled under pressure and at the end of the filling process is at least partially relieved via the gas channel 1 1 to ambient pressure.
  • C02 gas inert gas
  • a special feature of the filling element 1 consists in the generally designated 18 in the figures and in the 3-6 illustrated in detail, which acts as a gas barrier and as a swirl body.
  • the insert 18 is in the liquid channel 3, in the lower, conically narrowing portion of the liquid channel 3 forming recess 3.1 arranged, and that stationary, ie not moved with the valve body 14 during opening and closing of the liquid valve 13.
  • the insert 18 is in the illustrated embodiment, inter alia against the conical inner surface 16, and relative to the flow direction of the liquid filling material at an area in front of the valve seat 5, so that the insert 18 is within that part of the liquid channel 3, the at closed liquid valve 13 is separated from the discharge opening 5 by this valve.
  • the insert 18 is made as a shaped body of a suitable material, for example of a suitable plastic and / or metal, for example in one piece with an annular ring portion 19 and a plurality of in the illustrated embodiment each similarly shaped lamellae or lamellar wall portions 20 which are spaced from each other and spaced at equal intervals around the circumference of the ring portion 19 and about the axis EA of the insert 18 both over the underside of the ring portion 19 and beyond its outer periphery.
  • a suitable material for example of a suitable plastic and / or metal
  • the wall portions 20 form a lamellar structure 21 and are oriented in the illustrated embodiment so that the planes of the surface sides of the wall portions 20 are each parallel to the axis EA, but the wall portions 20 each project in the same direction obliquely from the circumference of the ring portion 19, so that each wall portion 20th with an imaginary tangent to that peripheral region of the annular portion 19, where the relevant wall portion 20 merges into the annular portion 19, an angle smaller than 90 °, for example, an angle of about 45 - 60 ° includes.
  • the insert 18 is further shaped so that the annular portion 19 protrudes with a portion 19.1 over the top of the lamellar structure 21, which at the bottom of the insert 18 adapted to the course of the conical surface 16 conical outer contour and the periphery of the insert 18 an axis EA concentric enclosing and adapted to the circular cylindrical cross-section of the recess 3.1 circular cylindrical outer contour forms.
  • the lamellar structure 21 projects beyond the underside of the ring section 19.
  • the louver structure 21 forms between the spaced-apart wall portions 20 a plurality of flow channels which are open at the periphery and at the bottom of the annular insert 18 and at the top and on the inside of the annular insert 18 (outside of the ring portion 19).
  • the insert 18 in the liquid channel 3 forming recess 3.1 is inserted such that the lamellar structure 21 rests with its conical bottom against the surface 16 and circumferentially against the inner surface of the recess 3.1 in front of the conically narrowing portion of this recess, as so is shown in the figure 2.
  • the axis EA is arranged coaxially with the Greelementachse FA.
  • the valve body 14 also extends with its portion with the circular cylindrical circumferential surface concentrically surrounding the filler element axis FA into the insert 18, whose inner ring diameter is adapted to the outer diameter of the valve body 14. For example, the valve body 14 is guided in the annular portion 19 of the insert 18.
  • the advantageous effects that are achieved with the stationarily arranged insert 18, are particularly pronounced when the lamellar structure 21 forming wall sections 20 as possible with their relative to the axis EA inside and preferably oriented parallel to this axis edges or narrow sides of a circular cylindrical plane of movement are closely adjacent, on which moves the portion of the valve body 14 with the circular cylindrical peripheral surface, so that at least when the liquid valve 13 is open, the entire flow cross section of the flow between the wall portions 20 of the insert 1 8 formed flow channels is substantially greater than the flow area of a possibly between the peripheral surface the valve body 14 and the inner surface of the insert 18 existing gap.
  • the distance between the inner edges or narrow sides of the wall sections 20 of this plane of motion is not greater than 0.5 mm.
  • the radially inner outlet openings of the flow channels formed between the wall portions 20 are increasingly and tightly sealed or at least largely sealed by the valve body 14.
  • the inner edges or narrow sides of the wall sections 20 are arranged, for example, on a common, imaginary circular cylindrical surface, which is then preferably also the circular cylindrical surface of the inner side of the annular section 19.
  • the throttling of the return gas leads to a more uniform inflow of the filling material into the container, or to a more even, ie turbulence-free flow of the filling material through the Gas barrier. Due to these improved flow conditions, the (inflowing) filling material is stopped almost immediately and almost completely by the gas barrier at the moment when the nominal filling level is reached. In any case, the amount of filling material still flowing after reaching the nominal filling level is considerably reduced.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Abstract

Füllelement (1) zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem in einem Füllelementgehäuse (2) ausgebildeten Flüssigkeitskanal (3), mit wenigstens einem die Abgabe des Füllgutes in den jeweiligen Behälter steuernden und im Flüssigkeitskanal (3) angeordneten Flüssigkeitsventil (13), welches wenigstens einen zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils (13) bewegbaren und mit einem Ventilsitz (15) zusammenwirkenden Ventilkörper (14) aufweist, sowie mit einem als Drallkörper und/oder als Gassperre ausgebildeten und/oder wirkenden Einsatz (18), der in Strömungsrichtung des Füllgutes vor einem Ventilsitz (15) des Flüssigkeitsventils angeordnet ist. Der Einsatz (18) ist im Flüssigkeitskanal (3) ortsfest angeordnet, d.h. er wird beim Öffnen und Schliessen des Flüssigkeitsventil (13) mit dem Ventilkörper (14) nicht bewegt.

Description

Füllelement sowie Füllmaschine zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 , auf einen Einsatz zur Verwendung bei Füllelementen gemäß Oberbegriff Patentanspruch 8 sowie auf eine Füllmaschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 10.
Füllelemente zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern sind in verschiedenen Ausführungen bekannt, speziell auch in einer Ausbildung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 , d.h. mit einem als Gassperre und/oder Drallkörper für das Füllgut wirkenden Einsatz im Flüssigkeitskanal in Strömungsrichtung des Füllgutes vor dem Ventilsitz des Flüssigkeitsventils zur Verbesserung Füllgutflusses bei geöffneten Flüssigkeitsventil bzw. während der Füllphase (EP 1 593 648 B1 , EP 0 546 346 A1 , DE 41 40 524 A1 ). Diesem Stand der Technik ist gemeinsam, dass der jeweilige Einsatz beim Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils mit diesem mitbewegt wird, und zwar u.a. mit dem Nachteil, dass beim Schließen des Flüssigkeitsventils demjenigen Volumen des flüssigen Füllgutes, das sich zu diesem Zeitpunkt zwischen der Abgabeöffnung und dem Ventilkörper bzw. dem Einsatz befindet, durch den Einsatz zusätzlich verstärkt eine Bewegungskomponente bzw. Beschleunigung in Richtung Abgabeöffnung aufgeprägt wird. Dies bedeutet dann ein erhöhtes, in den jeweiligen bereits gefüllten Behälter noch eingebrachtes Restvolumen mit erhöhter Bewegungsenergie, was insbesondere bei einem CO2-haltigen Füllgut zu einer Beunruhigung des Füllgutes im Behälter führt, und zwar mit der Folge eines Freisetzens von CO2-Gas und einer zusätzlichen Schaumbildung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllelement aufzuzeigen, welches unter Beibehaltung der grundsätzlichen Vorteile eines als Gassperre und/oder Drallkörper ausgebildeten und/oder wirkenden Einsatzes die Nachteile bekannter Füllelemente vermeidet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllelement entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Einsatz zur Verwendung bei Füllelementen ist Gegenstand des Patentanspruches 8. Eine Füllmaschine zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern ist Gegenstand des Patentanspruchs 10.
Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass durch die erfindungsgemäße Ausbildung die Eigenschaften eines Füllelementes wesentlich verbessert werden können, insbesondere auch hinsichtlich der Reduzierung der Größe und Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung des beim Schließen des Flüssigkeitsventils in den jeweiligen Behälter noch eingebrachten Rest- oder Nachlaufvolumens.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter Teildarstellung und im Schnitt ein Füllelement gemäß der Erfindung zum Füllen von Behältern oder Flaschen mit einem flüssigen Produkt oder Füllgut;
Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt des Füllelementes der Figur 1 ;
Fig. 3 und 4 jeweils in perspektivischer Darstellung und in Unteransicht (Figur 3) bzw. in Obersansicht (Figur 4) einen ringförmigen Einsatz zur Verwendung bei dem Füllelement der Figuren 1 und 2;
Fig. 5 und 6 den Einsatz der Figur 3 und 4 in Seitenansicht sowie in Draufsicht. Das in der Figur 1 dargestellte und dort allgemein mit 1 bezeichnete Füllventil ist Bestandteil eines eine Vielzahl derartiger Ventile aufweisenden Füllsystems, beispielsweise des Füllsystems einer Füllmaschine umlaufender Bauart, bei der die Füllelemente 1 dann in der dem Fachmann bekannten Weise am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors vorgesehen sind. Das Füllelement 1 umfasst u.a. ein mehrteiliges Füllelementgehäuse 2, in welchem ein Flüssigkeitskanal 3 für das flüssige Füllgut ausgebildet ist, und zwar durch eine Ausnehmung 3.1 im Gehäuse 2. Der Flüssigkeitskanal 3 ist im Bereich seines oberen Endes über einen Anschluss oder Einlass 4 mit einer Leitung oder einem Kessel zum Zuführen des flüssigen Füllgutes verbunden und bildet im Bereich seines unteren Endes bzw. an der Unterseite des Füllelementgehäuses 2, d.h. an einem sich kegelförmig verengenden Abschnitt der Ausnehmung 3.1 eine eine vertikale Füllelementachse FA konzentrisch umschließende ringförmige Abgabeöffnung 5, über die das flüssige Füllgut während des Füllens (Füllphase) dem jeweiligen Behälter zufließt.
Während des Füllens, insbesondere Druckfüllens befindet sich der jeweilige Behälter in Dichtlage am Füllelement 1 , d.h. er liegt mit seinem die Behältermündung umschließenden Mündungsrand- oder -wulst gegen eine an der Unterseite des Füllelementgehäuses vorgesehene Dichtung 6 an, die die Abgabeöffnung 5 ringförmig umschließt und bei der dargestellten Ausführungsform Bestandteil einer Zentriertulpe 7 zum Zentrieren des jeweiligen Behälters in Bezug auf das Füllelement 1 ist. Achsgleich mit der Füllelementachse FA ist ein Ventil- oder Gasrohr 8 vorgesehen, welches mit seinem unteren offenen Gasrohrende 8.1 über die Abgabeöffnung 5 und die Ringdichtung 6 nach unten vorsteht, sich mit einer Teillänge durch den Flüssigkeitskanal 3 erstreckt und an der Oberseite des Flüssigkeitskanals 8 mittels einer beispielsweise als Membrane ausgebildete Dichtung 9 abgedichtet aus dem Flüssigkeitskanal 3 herausgeführt ist.
Achsgleich mit der Füllelementachse FA ist weiterhin eine stabförmige, die Füllhöhe beim Füllen des jeweiligen Behälters bestimmende Sonde 10 vorgesehen, die sich durch das Gasrohr 8 erstreckt und mit ihrem unteren Sondenende aus dem unteren, offenen Gasrohrende 8.1 vorsteht, und zwar unter Bildung eines die Sonde 10 umschließenden ringförmigen Gaskanals 1 1 (Rückgaskanal) innerhalb des Gasrohres 8. Dieser Gaskanal 1 1 ist an dem unteren Gasrohrende 8.1 offen und mündet an dem oberen Ende des Gasrohres 8 in eine Kammer 12, die ebenso wie der Gaskanal 1 1 Bestandteil von den jeweiligen Füllprozess steuernden Gaswege des Füllelementes 1 ist, ie dies dem Fachmann ebenfalls bekannt ist.
Im Flüssigkeitskanal 3 ist ein Flüssigkeitsventil 13 vorgesehen, welches zur gesteuerten Abgabe des flüssigen Füllgutes in Abhängigkeit auch von dem Signal der Sonde 10 geöffnet und geschlossen wird. Für das Flüssigkeitsventil 13 ist das Gasrohr 8 auf einer relativ kurzen unteren und im Flüssigkeitskanal 3 aufgenommenen Teillänge als Ventilkörper 14 ausgebildet, der mit einem Ventilsitz 15 zusammenwirkt, welcher an der kegelförmigen Innenfläche 16 des sich verengenden unteren Abschnitts der Ausnehmung 3.1 gebildet ist. Zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 13 ist das Gasrohr 8 nach Art eines Ventilstößels in Richtung der Achse FA durch eine beispielsweise pneumatische Betätigungseinrichtung 17 gesteuert auf- und ab bewegbar (Doppelpfeil A). Der Ventilkörper 14 ist mit einem Abschnitt mit einer die Füllelementachse FA konzentrisch umschließenden kreiszylinderförmigen Umfangsfläche ausgeführt.
Das Füllen des jeweiligen Behälters mit dem Füllelement 1 erfolgt mit einem dem Fachmann bekannten Füllverfahren, beispielsweise mit einem Druck- oder Gegendruckfüllverfahren, bei dem der in Dichtlage am Füllelement befindliche Behälter - beispielsweise nach einem Vorevakuieren und/oder Spülen mit Inertgas (C02-Gas) - vorgespannt, unter Druck gefüllt und am Ende des Füllprozesses zumindest teilweise über den Gaskanal 1 1 auf Umgebungsdruck entlastet wird.
Eine Besonderheit des Füllelementes 1 besteht in dem in den Figuren allgemein mit 18 bezeichneten und in den Figuren 3 - 6 detailliert dargestellten Einsatz, der als Gassperre sowie als Drallkörper wirkt. Der Einsatz 18 ist im Flüssigkeitskanal 3, und zwar in dem unteren, sich kegelförmig verengenden Abschnitt der den Flüssigkeitskanal 3 bildenden Ausnehmung 3.1 angeordnet, und zwar ortsfest, d.h. nicht mit dem Ventilkörper 14 beim Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 13 mitbewegt. Der Einsatz 18 liegt bei der dargestellten Ausführungsform u.a. gegen die kegelförmige Innenfläche 16 an, und zwar bezogen auf die Strömungsrichtung des flüssigen Füllgutes an einem Bereich vor dem Ventilsitz 5, sodass sich der Einsatz 18 innerhalb desjenigen Teils des Flüssigkeitskanals 3 befindet, der bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 13 durch dieses Ventil von der Abgabeöffnung 5 getrennt ist.
Wie insbesondere in den Figuren 3 - 6 dargestellt, ist der Einsatz 18 als Formkörper aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff und/oder Metall gefertigt, und zwar beispielsweise einstückig mit einem kreisringförmigen Ringabschnitt 19 und mit einer Vielzahl von bei der dargestellten Ausführungsform jeweils gleichartig geformten Lamellen oder lamellenartigen Wandabschnitten 20, die von einander beabstandet und in gleichmäßigen Abständen um den Umfang des Ringabschnittes 19 bzw. um die Achse EA des Einsatzes 18 verteilt sowohl über die Unterseite des Ringabschnittes 19 als auch über dessen Außenumfang wegstehen. Die Wandabschnitte 20 bilden eine Lamellenstruktur 21 und sind bei der dargestellten Ausführungsform so orientiert, dass die Ebenen der Oberflächenseiten der Wandabschnitte 20 jeweils parallel zu der Achse EA liegen, die Wandabschnitte 20 aber gleichsinnig jeweils schräg vom Umfang des Ringabschnittes 19 wegstehen, sodass jeder Wandabschnitt 20 mit einer gedachten Tangente an denjenigen Umfangsbereich des Ringabschnittes 19, an dem der betreffende Wandabschnitt 20 in den Ringabschnitt 19 übergeht, einen Winkel kleiner als 90°, beispielsweise einen Winkel von etwa 45 - 60° einschließt.
Der Einsatz 18 ist weiterhin so geformt, dass der Ringabschnitt 19 mit einem Teilbereich 19.1 über die Oberseite der Lamellenstruktur 21 vorsteht, die an der Unterseite des Einsatzes 18 eine dem Verlauf der Kegelfläche 16 angepasste kegelförmige Außenkontur und am Umfang des Einsatzes 18 eine die Achse EA konzentrisch umschließende und an den kreiszylinderförmigen Querschnitt der Ausnehmung 3.1 angepasste kreiszylinderförmige Außenkontur bildet. Ebenso wie die Wandabschnitte 20 steht auch die Lamellenstruktur 21 über die Unterseite des Ringabschnittes 19 vor. Die Lamellenstruktur 21 bildet zwischen den von einender beabstandeten Wandabschnitten 20 eine Vielzahl von Strömungskanälen, die am Umfang und an der Unterseite des ringförmigen Einsatzes 18 sowie an der Oberseite und an der Innenseite des ringförmigen Einsatzes 18 (außerhalb des Ringabschnittes 19) offen sind. Im Detail ist der Einsatz 18 in die den Flüssigkeitskanal 3 bildende Ausnehmung 3.1 derart eingesetzt, dass die Lamellenstruktur 21 mit ihrer kegelförmigen Unterseite gegen die Fläche 16 und umfangsseitig gegen die Innenfläche der Ausnehmung 3.1 vor dem sich kegelförmig verengenden Abschnitt dieser Ausnehmung anliegt, wie dies auch in der Figur 2 dargestellt ist. Die Achse EA ist achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnet. Der Ventilkörper 14 reicht auch mit seinem Abschnitt mit der die Füllelementachse FA konzentrisch umschließenden kreiszylinderförmigen Umfangsfläche in den Einsatz 18 hinein, dessen innerer Ringdurchmesser an den Außendurchmesser des Ventilkörpers 14 angepasst ist. Beispielsweise ist der Ventilkörper 14 in dem Ringabschnitt 19 des Einsatzes 18 geführt. Im geöffneten Zustand des Flüssigkeitsventils 13, der in der Figur 2 dargestellt ist, strömt somit das flüssige Füllgut aus dem Flüssigkeitskanal 3 ausschließlich oder nahezu ausschließlich durch die Strömungskanäle des Einsatzes 18 an die Abgabeöffnung 5. Durch die beschriebene Ausbildung des Einsatzes 18 wird dem Füllgut dabei ein Drall mit einem Drallmoment um die Füllelementachse FM aufgeprägt, so dass das flüssige Füllgut dem in Dichtlage am Füllelement 1 gehaltenen Behälter entlang seiner Behälterinnenfläche zufließt, das hierbei vom Füllgut aus dem Behälter verdrängte Luft- und/oder Gas- und/oder Dampf-Volumen als Rückgas störungsfrei über den Gaskanal 1 1 abgeführt werden kann und außerdem ein vorzeitiges Benetzen der Sonde 10 mit dem flüssigen Füllgut vor Erreichen der gewünschten Füllhöhe vermieden ist.
Es hat sich überraschend auch gezeigt, dass durch die Verwendung des Einsatzes 18 und insbesondere durch dessen ortsfeste Anordnung das beim Schließen des Flüssigkeitsventils 13 von dem sich dabei bewegenden Ventilkörper 14 bescheunigte Füllgutrestvolumen erheblich reduziert wird. Dies ist u.a. auch darauf zurückzuführen, dass bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 13 das flüssige Füllgut aus den Strömungskanälen der Lamellenstruktur 21 austretend in den unterhalb des geöffneten Ventilkörpers 14 befindlichen und in die Abgabeöffnung 5 mündenden Teil des Flüssigkeitskanals 3 von der Seite her einströmt, und dass die aus den Strömungskanälen der Lamellenstruktur 21 austretende Füllgutströmung beim Schließen des Flüssigkeitsventils 13 somit durch den sich quer zur Strömungsrichtung bewegenden Ventilkörper 14 unterbrochen wird. Die vorteilhaften Effekte, die mit dem ortsfest angeordneten Einsatz 18 erreicht werden, sind dann besonders ausgeprägt, wenn die die Lamellenstruktur 21 bildenden Wandabschnitte 20 mit ihren bezogen auf die Achse EA innen liegenden und bevorzugt parallel zu dieser Achse orientierten Kanten oder Schmalseiten einer kreiszylinderförmigen Bewegungsebene möglichst dicht benachbart sind, auf der sich der Abschnitt des Ventilkörper 14 mit der kreiszylinderförmigen Umfangsfläche bewegt, so dass zumindest bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 13 der gesamte Strömungsquerschnitt der zwischen den Wandabschnitten 20 des Einsatzes 1 8 gebildeten Strömungskanäle wesentlich größer ist als der Strömungsquerschnitt eines eventuell zwischen der Umfangsfläche des Ventilkörpers 14 und der Innenfläche des Einsatzes 18 bestehenden Spaltes. Bevorzugt ist dabei der Abstand der innen liegenden Kanten oder Schmalseiten der Wandabschnitte 20 von dieser Bewegungsebene nicht größer als 0,5 mm. Beim Schließen des Flüssigkeitsventils 13 werden somit die radial innen liegenden Austrittsöffnungen der zwischen den Wandabschnitten 20 gebildeten Strömungskanäle durch den Ventilkörper 14 zunehmend und dicht oder zumindest weitestgehend dicht verschlossen. Weiterhin sind die innen liegenden Kanten oder Schmalseiten der Wandabschnitte 20 z.B. auf einer gemeinsamen, gedachten Kreiszylinderfläche angeordnet, die dann vorzugsweise auch die Kreiszylinderfläche der Innenseite des Ringabschnittes 19 ist.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
So ist es insbesondere von großem Vorteil, wenn eine Gassperre in Verbindung mit einer Drosselung des Rückgasstromes verwendet wird. Bei Anwendung eines solchen Verfahrens kommt es überraschender Weise zu einer deutlichen Verbesserung der Füllhöhengenauigkeit der abgefüllten Behälter. Insbesondere die Standardabweichung der gemessenen Ist-Füllhöhen wird signifikant vermindert.
Nach dem aktuellen Stand der Erkenntnis führt die Drosselung des Rückgases zu einem gleichmäßigeren Einströmen des Füllgutes in den Behälter, bzw. zu einer gleichmäßigeren, d.h. turbulenzfreieren Strömung des Füllgutes durch die Gassperre. Durch diese verbesserten Strömungsverhältnisse wird das (nachströmende) Füllgut in dem Augenblick, wenn die Soll-Füllhöhe erreicht ist, nahezu sofort und nahezu vollständig von der Gassperre aufgehalten. Die auch nach dem Erreichen der Soll-Füllhöhe noch nachströmende Menge von Füllgut wird jedenfalls erheblich vermindert.
Bezugszeichenliste
1 Füllelement
2 Füllelementgehäuse
3 Flüssigkeitskanal
4 Anschluss oder Einlass
5 Abgabeöffnung
6 Dichtung
7 Zentriertulpe
8 Gasrohr
8.1 unteres Gasrohrende
9 Dichtung
10 Sonde
1 1 Gaskanal
12 Kammer
13 Flüssigkeitsventil
14 Ventilkörper
15 Ventilsitz
16 Kegelförmige Innenfläche
17 Betätigungseinrichtung
18 Einsatz
19 Ringabschnitt
19.1 Teilbereich
20 Lamellen- oder Wandabschnitt
21 Lamellenstruktur
A Hub des Ventilkörpers 14
FA Füllelementachse
EA Achse des Einsatzes 18

Claims

Patentansprüche
1 . Füllelement zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Produkt oder Füllgut, mit wenigstens einem in einem Füllelementgehäuse (2) ausgebildeten Flüssigkeitskanal (3) mit einem Anschluss oder Einlass (4) zum Zuführen des flüssigen Füllgutes in den Flüssigkeitskanal (3) sowie mit einer Abgabeöffnung (5) zur Abgabe des Füllgutes in einen zu füllenden Behälter, mit wenigstens einem die Abgabe des Füllgutes in den jeweiligen Behälter steuernden und im Flüssigkeitskanal (3) angeordneten Flüssigkeitsventil (13), welches wenigstens einen zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils (13) bewegbaren und mit einem Ventilsitz (15) zusammenwirkenden Ventilkörper (14) aufweist, sowie mit einem als Drallkörper und/oder als Gassperre ausgebildeten und/oder wirkenden Einsatz (18), der in Strömungsrichtung des Füllgutes vor einem Ventilsitz (15) des Flüssigkeitsventils (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) im Flüssigkeitskanal (3) ortsfest, d.h. beim Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils (13) mit dem Ventilkörper (14) nicht bewegt angeordnet ist.
2. Füllelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) ringartig die Füllelementachse (FA) umschließend ausgebildet ist.
3. Füllelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) den Ventilkörper (14) des Flüssigkeitsventils (13) an einer Ventilkörperumfangsfläche, vorzugsweise an einer zumindest teilweise kreiszylinderförmig ausgebildeten Ventilkörperumfangsfläche im geschlossenen Zustand des Flüssigkeitsventils (13) und/oder in wenigstens einem geöffneten Zustand des Flüssigkeitsventils ( 3) umschließt.
4. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) mehrere Strömungskanäle für das Füllgut bildet, und dass im geschlossenen Zustand des Flüssigkeitsventils (13) und/oder in wenigstens einem geöffneten Zustand des Flüssigkeitsventils (13) der Ventilkörper (14) mit seiner Ventilkörperumfangsfläche dem Einsatzes (18) derart benachbart ist, dass im geöffneten Zustand des Flüssigkeitsventils (13) der Gesamtströmungsquerschnitt der Strömungskanäle des Einsatzes (18) größer ist als der Strömungsquerschnitt eines eventuell zwischen der Ventilkörperaußenfläche und dem Einsatz (18) bestehenden Spaltes.
Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) eine Lamellenstruktur (21 ) aufweist, die von einer Vielzahl von Lamellen oder Wandabschnitten (20) gebildet ist, die jeweils voneinander beabstandet zwischen sich die Strömungskanäle des Einsatzes (18) bilden, wobei die Lamellen oder Wandabschnitte (20) bzw. deren Ebenen bevorzugt parallel zu der Füllelementachse (FA) orientiert sind und/oder gegenüber einer gedachten, die Füllelementachse (FA) konzentrisch umschließenden Kreiszylinderfläche gleichsinnig geneigt sind, und zwar mit einem Winkel kleiner als 90°.
Füllelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) und/oder die Lamellen oder Wandabschnitte (20) der Lamellenstruktur (21 ) bis an den Bewegungsraum des Ventilkörpers (14) bzw. bis an eine kreiszylinderförmige Bewegungsebene der Ventilkörperumfangsfläche reichen und/oder von dieser Bewegungsebene einen Abstand kleiner als 0,5 mm aufweisen.
Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) einen die Füllelementachse (FA) konzentrisch umschließenden kreisringförmigen Abschnitt (19) aufweist, an dem die die Lamellenstruktur (21 ) bildenden Lamellen oder Wandabschnitte (20) gehalten sind, und dass die Lamellenstruktur (21 ) bzw. deren Lamellen oder Wandabschnitte (20) über eine Unterseite sowie über den Umfangs des kreisringförmigen Abschnittes vorstehen.
Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadu gekennzeichnet, dass im Gasweg des Rückgases zumindest eine Dros vorgesehen ist.
9. Einsatz zur Verwendung bei einem Füllelement (1 ) zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Produkt oder Füllgut, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz als Formteil mit einem eine Achse (EA) des Einsatzes (18) konzentrisch umschließenden kreisringförmigen Ringabschnitt (19) und einer an dem Abschnitt gehaltenen Lamellenstruktur (21 ) mit einer Vielzahl von voneinander beabstandeten Lamellen oder Wand abschnitten (20) gebildet ist, und dass die Lamellenstruktur (21 ) und deren Lamellen oder Wandabschnitte (20) sowohl über eine Unterseite als auch über den Umfang des Ringabschnittes (19) wegstehen.
10. Einsatz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Lamellenstruktur (21 ) bildenden Lamellen oder Wandabschnitte (20) mit ihren Oberflächenseiten parallel oder im Wesentlichen parallel zu der Achse (EA) des Einsatzes (18) orientiert sind und/oder gegenüber einer gedachten die Achse (EA) des Einsatzes (18) konzentrisch umschließenden Rotationsebene, beispielsweise kreiszylinderförmigen Ebene gleichsinnig geneigt sind.
1 1 . Füllmaschine zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem Füllelement (1 ), vorzugsweise mit mehreren an einem umlaufenden Rotor vorgesehenen Füllelementen (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass das Füllelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
12. Verfahren zum Betrieb eines Füllelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückgasstrom mittels mindestens einer Drossel gedrosselt wird.
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