DE4402980C1

DE4402980C1 - Gravity bottle filling device for still and fizzy beverages

Info

Publication number: DE4402980C1
Application number: DE4402980A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Cluesserath
Original assignee: KHS MASCHINEN- und ANLAGENBAU AG 44143 DORTMUND DE; KHS Maschinen und Anlagenbau AG
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 1994-02-01
Filing date: 1994-02-01
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2014-02-02
Also published as: IT1273457B; GB2286388A; ITMI950134A0; GB9501780D0; GB2286388B; ITMI950134A1

Abstract

In a system for filling still or carbonated liquid into bottles cans or like containers 15 with a filling means, at least one gas path 25 is formed in the filling means and during the filling phase when the container is in its sealing position with the filling means, the gas which is expelled from the container flows via the gas path to a chamber 9. Provided in the gas path is a throttle having a body 28 in a flow duct, the body abutting a control face or edge formed in the flow duct with a prescribed force, preferably with the weight of the throttle body. During the filling phase the throttle body rises from the control face or edge for a throttled return of the gas flow due to the pressure existing at the throttle, so that filling takes place at a reduced speed. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllsystem gemäß Oberbe griff Patentanspruch 1 und dabei speziell auf ein Schwerkraft- Füllsystem oder ein sogenanntes geodätisches Füllsystem, bei dem die Einströmungsgeschwindigkeit, mit der das flüssige Füllgut bei geöffnetem Flüssigkeitsventil während der Füll phase in den betreffenden Behälter einfließt, d. h. die Füll geschwindigkeit bestimmt ist durch die statische Höhendiffe renz zwischen dem Füllstand im Vorratsbehälter, d. h. dem dortigen Füllgutspiegel, und dem Füllgutspiegel in dem jeweiligen Behälter beim Füllen.The invention relates to a filling system according to Oberbe handle claim 1 and thereby specifically on a gravity Filling system or a so-called geodetic filling system, at which is the inflow rate at which the liquid Product with the liquid valve open during the filling phase flows into the container in question, d. H. the filling speed is determined by the static height differences difference between the fill level in the storage container, d. H. the there filling level, and the filling level in the respective container when filling.

Ein Füllsystem der vorgenannten Art bzw. eine entsprechende Füllmaschine sind Gegenstand der älteren Patentanmeldung 43 10 874.1. Dieses Füllsystem hat den Vorteil eines relativ geringen technischen Aufwandes und einer hohen Betriebssicher heit. Um eine wirtschaftlich vertretbare Leistung erreichen zu können, ist es erforderlich, über den Füllstand im Vorratsbe hälter eine relativ hohe Einströmgeschwindigkeit einzustellen. Dies führt beim Anfüllen zu einer erheblichen Blasenbildung (Blaseneinschlag) mit Schaumbildung, und zwar insbesondere bei einem Füllgut (z. B. Fruchtsaft), welches zu einer Schaum bildung neigt. Durch den Blaseneinschlag bzw. die Schaum bildung kommt es u. a. zu einer Sauerstoffaufnahme, die die Produktqualität beeinträchtigen kann.A filling system of the aforementioned type or a corresponding one Filling machine are the subject of the older patent application 43 10 874.1. This filling system has the advantage of a relative one low technical effort and a high level of operational reliability Ness. To achieve an economically viable performance can, it is necessary to check the level in the storage tank container to set a relatively high inflow speed. This leads to considerable blistering when filling (Bubble impact) with foaming, especially at a filling material (e.g. fruit juice) which forms a foam education tends. Due to the bubble impact or the foam education it comes u. a. to an oxygen uptake that the Product quality.

Ferner beschreibt die US 26 45 401 ein geodätisches Füllsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs.Furthermore, US 26 45 401 describes a geodetic filling system with the features of the preamble of the main claim.

Die DE 20 45 238 B2 beschreibt eine Behälterfüllmaschine, bei der der Füllvorgang bzw. die Einfließ- bzw. Füllgeschindigkeit u. a. durch die Druckdifferenz zwischen dem Druck des Füllgutes im Flüssigkeitsbehälter und dem Druck im Rückgaskanal bzw. Rückgasbehälter bestimmt. Das bekannte Füllsystem sieht zwar im Strömungsweg, über den das Spanngas aus der Flasche beim Füllen in den Rückgaskanal verdrängt wird, eine Drossel vor, über die ein langsames Anfüllen und/oder ein langsames Brems- und Korrekturfüllen am Anfang bzw. am Ende des Füllvorganges möglich ist, und die nach den Ausführungen in diesem Dokument gleichzeitig auch als Rückschlagventil ausgebildet ist. Die spezielle, bei dem erfindungsgemäßen geodätischen Füllsystem vorgeschlagene Ausbildung der Drossel ist jedoch dieser Druckschrift ebenso wenig zu entnehmen, wie die Verwendung einer solchen Drossel bei einem geodätischen Füllsystem zur Erzielung der hiermit verbundenen Vorteile. DE 20 45 238 B2 describes a container filling machine the filling process or the inflow or filling speed u. a. by the pressure difference between the pressure of the product in the liquid container and the pressure in the return gas duct or Return gas tank determined. The well-known filling system sees in the flow path, via which the clamping gas from the bottle at Filling in the return gas channel is displaced, a throttle before, through which a slow filling and / or a slow braking and corrective filling at the beginning or at the end of the filling process is possible, and that according to the explanations in this document is also designed as a check valve. The special, in the geodetic filling system according to the invention However, the proposed design of the throttle is this Document can be seen as little as the use such a throttle in a geodetic filling system Achieve the associated benefits.

Aus der US 27 94 453 ist ein Füllsystem bekannt, bei dem die Füllgeschwindigkeit ebenfalls u. a. durch die Druckdifferenz des flüssigen Füllgutes im Vorratsbehälter bzw. in der Ringkammer und dem Rückgasdruck in der ringförmigen Rückgas kammer bestimmt ist, und zwar unter Berücksichtigung des effektiven Strömungsquerschnittes eines im wesentlichen im Rückgasrohr ausgebildeten Rückgaskanales. Der Strömungsquer schnitt dieses Rückgaskanales ist dabei u. a. durch den Querschnitt der Bohrungen am unteren Ende des Rückgasrohres festgelegt.From US 27 94 453 a filling system is known in which the Filling speed also u. a. by the pressure difference of the liquid filling material in the storage container or in the Annulus and the return gas pressure in the annular return gas chamber is determined, taking into account the effective flow cross section of a substantially Return gas pipe trained return gas channel. The flow cross cut this return gas channel is u. a. through the Cross section of the holes at the lower end of the return gas pipe fixed.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Füllsystem der eingangs erwähnten Art dahingehend weiterzubilden, daß unter Beibe haltung des Vorteils eines geringen konstruktiven Aufwandes und einer hohen Betriebssicherheit die vorgenannten Nachteile vermieden werden, und zwar durch die Schaffung der Möglich keit eines langsamen Anfüllens sowie eines langsamen Brems- und Korrekturfüllens mit einem dazwischenliegenden Schnell füllen jeweils während der Füllphase. The object of the invention is the filling system of the beginning kind mentioned to further develop that under Beibe Maintaining the advantage of low design effort and a high level of operational safety, the aforementioned disadvantages be avoided by creating the possibility slow filling and slow braking and correction filling with an intermediate quick fill each during the filling phase.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllsystem entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.To solve this problem, a filling system is according to the characterizing part of claim 1 is formed.

Durch die in dem einen Gasweg vorgesehene Drossel ergibt sich eine exakt gesteuerte Drosselung der Strömung des Rückgases während der Füllphase in der Form, daß hieraus eine Reduzie rung der statischen Höhendifferenz zwischen dem Füllgut spiegel im Behälter und dem Füllstand im Vorratsbehälter resultiert, und zwar mit der Folge einer verminderten Einfließ- bzw. Füllgeschwindigkeit. Die Steuerung erfolgt dabei bevorzugt während der jeweiligen Füllphase derart, daß am Beginn jeder Füllphase zunächst durch die Wirkung der Drossel ein langsames Anfüllen erfolgt. Bei Verwendung von Füllelementen mit langem Füllrohr ist dieses Anfüllen dann abgeschlossen, wenn das jeweilige Füllrohr in das Füllgut im Behälter eingetaucht ist.The throttle provided in the one gas path results a precisely controlled throttling of the flow of the return gas during the filling phase in the form that a reduction Static height difference between the contents level in the tank and the level in the storage tank results, with the consequence of a diminished Inflow or filling speed. The control takes place preferred during the respective filling phase such that at the beginning of each filling phase, initially through the effect of Throttle a slow filling takes place. When using Filling elements with a long filling tube is this filling completed when the respective filling tube in the product in Container is immersed.

Anschließend erfolgt dann ein Schnellfüllen dadurch, daß das aus dem Behälter verdrängte Rückgas ungedrosselt abströmen kann. Dieses Schnellfüllen wird beispiels weise durch Öffnen eines die Drossel überbrückenden Steuer ventils oder aber dadurch erreicht, daß der jeweilige Behälter für das Schnellfüllen vom Füllelement soweit abgezogen wird, daß sich zwischen diesem Behälter und dem Füllelement ein Spalt bildet, durch den das Rückgas abströmen kann.Then a quick filling takes place in that the Return gas displaced from the tank unthrottled can flow off. This quick fill is for example wise by opening a tax bridging the throttle valve or achieved in that the respective Container for the quick filling of the filling element so far subtracted that between this container and the Filling element forms a gap through which the return gas flows out can.

Vor der Beendigung der Füllphase erfolgt dann wiederum unter Mitwirkung der Drossel ein langsames Brems- und Korrektur füllen.Before the completion of the filling phase, again under With the throttle a slow braking and correction to fill.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Füllsystems liegen u. a. darin, daß trotz einer einfachen konstruktiven Ausgestaltung und hohen Betriebssicherheit eine blasenfreie Füllung mit hoher Leistung möglich ist, daß die jeweils gewünschte Füllhöhe sehr exakt eingehalten werden kann, und daß darüber hinaus die Drossel im Rückgasweg konstruktiv einfach und sehr zuverlässig arbeitend ausgebildet ist. The advantages of the filling system according to the invention are u. a. in that despite a simple design and high operational reliability with a bubble-free filling high performance is possible that the desired Level can be kept very precisely, and that above In addition, the throttle in the return gas path is structurally simple and very is trained to work reliably.

Ein besonderer Vorteil besteht auch darin, daß die Drossel zumindest in vollständig geöffnetem Zustand einen sehr großen Strömungsquerschnitt aufweist, der gleich dem Querschnitt des Gasweges oder diesen Gasweg bildenden Kanäle ist. Hierdurch ist auch eine intensive Reinigung (CIP-Reinigung) des Gasweges und aller Flächen der Drossel möglich. Insbesondere können die Drossel und deren Elemente auch so gestaltet werden, daß sich keine für ein Reinigungsmedium schwer erfaßbare oder von diesem beim Reinigen nur ungenügend umströmte Flächen oder Teile ergeben. Da die Drossel einen sehr großen Strömungsquerschnitt aufweist, ist zuverlässig auch verhindert, daß Fasern oder andere Fremdkörper die Drossel oder Öffnungen dieser Drossel zusetzen können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Drosselkörper durch das Gewicht eines Massenkörpers von oben her gegen die Steuerfläche oder -kante an. Die Drossel sitzt hierbei einem besonders einfachen und betriebssicheren Aufbau.A particular advantage is that the throttle a very large one, at least when fully open Flow cross section that is equal to the cross section of the Gasweges or channels forming this gas path. Hereby is also an intensive cleaning (CIP cleaning) of the Gas path and all surfaces of the throttle possible. Especially the throttle and its elements can also be designed in this way be that none is difficult for a cleaning medium detectable or insufficient by this during cleaning flow around surfaces or parts. Because the throttle one has a very large flow cross-section is reliable also prevents fibers or other foreign objects from entering the Choke or openings of this choke can clog. At a preferred embodiment is the throttle body by the weight of a mass body from above against the Control surface or edge. The throttle sits here particularly simple and reliable construction.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche.Further developments of the invention are the subject of the Unteran claims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the figures Exemplary embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Füllelement einer Füllmaschine umlaufender Bauart zum Abfüllen eines flüssigen Füllgutes unter Schwerkraft bzw. Falldruck in Flaschen, zusammen mit einem Vorratsbehälter für das Füllgut; Figure 1 in a simplified representation and in section a filling element of a filling machine rotating design for filling a liquid filling material under gravity or falling pressure in bottles, together with a storage container for the filling material.

Fig. 2 in vergrößerter Detaildarstellung eine im Rückgasweg des Füllelementes der Fig. 1 vorgesehene dynamische Drossel; FIG. 2 shows an enlarged detailed illustration of a dynamic throttle provided in the return gas path of the filling element of FIG. 1;

Fig. 3 in einer Darstellung ähnlich Fig. 1 eine weitere, mögliche Ausführungsform; . FIG. 3 is a view similar to Figure 1, a further possible embodiment;

Fig. 4 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein für Gegendruck bestimmtes füllrohrloses Füllelement zum Abfüllen eines kohlensäurehaltigen flüssigen Füll gutes in Flaschen unter Schwerkraft bzw. Falldruck; Fig. 4 in a simplified representation and in section, a filler pipe-less filling element intended for back pressure for filling a carbonated liquid filling good in bottles under gravity or drop pressure;

Fig. 5 in vergrößerter Detaildarstellung eine weitere, mögliche Ausführungsform der im Rückgasweg ange ordneten dynamischen Drossel. Fig. 5 in an enlarged detail view another possible embodiment of the dynamic throttle arranged in the return gas path.

In der Fig. 1 ist 1 ein Füllelement einer Füllmaschine, welches zusammen mit einer Vielzahl gleichartiger Füll elemente am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotors 2 vorgesehen ist. In diesem ist ein für sämtliche Füllelemente 1 gemeinsamer, die Maschinenachse ebenfalls umschließender Füllgutkanal 3 gebildet, der zum Zuführen des Füllgutes an die einzelnen Füllelemente 1 dient und über eine Leitung 4 mit einem Vorratsbehälter 5 für das flüssige Füllgut verbunden ist. Letzterer ist beispielsweise seitlich von der Füllmaschine erhöht angeordnet und mit dem flüssigen Füllgut bis zu einem vorgegebenen Niveau N gefüllt. Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der oberhalb des Niveaus N bzw. des dortigen Füllgutspiegels gebildete und nach außen hin geschlossene Gasraum 6 des Vorratsbehälters 5 über eine Druckregeleinrichtung 7 an eine Leitung 8 für ein inertes Druckgas (z. B. sterile Luft oder CO₂-Gas) angeschlossen, so daß beim Betrieb der Füllmaschine der Gasraum 6 einen vorgegebenen Überdruck aufweist.In Fig. 1, 1 is a filling element of a filling machine, which is composed with a plurality of identical filler elements on the circumference of a revolving about a vertical machine axis, the rotor 2 is provided. In this, a common for all filling elements 1 , the machine axis also enclosing filling material channel 3 is formed, which serves to supply the filling material to the individual filling elements 1 and is connected via a line 4 to a storage container 5 for the liquid filling material. The latter, for example, is arranged on the side of the filling machine and is filled with the liquid filling material up to a predetermined level N. In the embodiment shown in FIG. 1, the gas space 6 of the storage container 5 , which is formed above the level N or the filling level there and is closed to the outside, is connected via a pressure control device 7 to a line 8 for an inert compressed gas (e.g. sterile air or CO₂ gas) connected so that the gas chamber 6 has a predetermined overpressure during operation of the filling machine.

Am Rotor 2 ist weiterhin ein für sämtliche Füllelemente 1 gemeinsamer Rückgassammelkanal 9 vorgesehen, der über eine Leitung 10 mit dem Gasraum 6 verbunden ist, so daß sich im Rückgassammelkanal 9 der gleiche Druck einstellt wie im Gasraum 6.On the rotor 2 there is also a common return gas collecting duct 9 for all filling elements 1 , which is connected via a line 10 to the gas space 6 , so that the same pressure is established in the return gas collecting duct 9 as in the gas space 6 .

Jedes Füllelement 1 besitzt ein Gehäuse 11, in welchem ein Flüssigkeitskanal 12 ausgebildet ist, der über eine Öffnung 13 mit dem Füllgutkanal 3 in Verbindung steht. Das andere Ende des Flüssigkeitskanals 12 steht mit dem oberen Ende eines über das Füllelement 1 nach unten vorstehenden Füll rohres 14 in Verbindung, welches bei der dargestellten Ausführungsform eine solche Länge aufweist, daß es bei einer an das Füllelement 1 angesetzten Flasche 15 mit seinem unteren Ende dem Flaschenboden wesentlich näher liegt als der Flaschenmündung 15′.Each filling element 1 has a housing 11 in which a liquid channel 12 is formed which is connected to the filling material channel 3 via an opening 13 . The other end of the liquid passage 12 communicates with the upper end of a through the filling member 1 after the preceding downward fill tube 14 in communication, which has such a length in the illustrated embodiment that in an attached to the filling member 1 bottle 15 with its lower end the bottle bottom is much closer than the bottle mouth 15 '.

Im Flüssigkeitskanal 12 ist in üblicher Weise das Flüssig keitsventil 16 vorgesehen, welches einen Ventilkörper 17 aufweist, der um einen vorgegebenen Hub in Richtung der Füllelementachse FA aus einer angehobenen, das Flüssig keitsventil öffnende Stellung in eine abgesenkte, das Flüssigkeitsventil schließende Stellung bewegbar ist, und zwar durch eine pneumatische Betätigungseinrichtung 18.In the liquid channel 12 , the liquid speed valve 16 is provided in the usual way, which has a valve body 17 which is movable by a predetermined stroke in the direction of the filler element axis FA from a raised, the liquid speed valve opening position into a lowered position, the liquid valve closing position, and through a pneumatic actuating device 18 .

An der Unterseite des Gehäuses 11 ist weiterhin ein Ringkanal 19 gebildet, der bei an das Füllelement 1 angesetzter Flasche mit dem Innenraum dieser Flasche in Verbindung steht. Mit 20 ist eine Zentriertulpe bezeichnet, gegen die bzw. deren Dichtung 21 die Flasche 15 mit der Flaschenmündung 15′ beim Füllen dicht anliegt und die ihrerseits dicht gegen die Unterseite des Gehäuses 11 anliegt.On the underside of the housing 11 , an annular channel 19 is also formed, which is connected to the interior of this bottle when the bottle is attached to the filling element 1 . With 20 a centering tulip is designated, against which or seal 21, the bottle 15 with the bottle mouth 15 'lies tight when filling and which in turn lies tight against the underside of the housing 11 .

Weiterhin weist jedes Füllelement 1 eine Steuerventilein richtung auf, die bei der Ausführungsform der Fig. 1 zwei individuell steuerbare Ventile 22 und 23 besitzt, die als pneumatisch betätigbare Ventile ausgebildet und in der nachfolgend angegebenen Weise angeschlossen sind:Furthermore, each filling element 1 has a control valve device which, in the embodiment of FIG. 1, has two individually controllable valves 22 and 23 , which are designed as pneumatically actuable valves and are connected in the manner indicated below:

Valve 22

Eingangsseitig über einen Kanal 24 mit einem Abschnitt 12′ des Flüssigkeitskanals 12, der (Abschnitt) sich in Strömungs richtung des flüssigen Füllgutes hinter dem Flüssigkeits ventil 16 befindet, und ausgangsseitig über einen Kanal 25 an den Ringkanal 19.On the input side via a channel 24 with a section 12 'of the liquid channel 12 , which (section) is in the flow direction of the liquid filling material behind the liquid valve 16 , and on the output side via a channel 25 to the annular channel 19th

Valve 23

Eingangsseitig über einen Kanal 26 an den Rückgassammelkanal 9 sowie gleichzeitig auch über einen Kanal 27 und eine dynamische Drossel 28 an den Kanal 25, und ausgangsseitig über einen Kanal 29 an den Kanal 25′ und zwar dort, wo auch der Kanal 27 über die Drossel 28 in den Kanal 25 mündet.On the input side via a channel 26 to the return gas collection channel 9 and at the same time also via a channel 27 and a dynamic throttle 28 to the channel 25 , and on the output side via a channel 29 to the channel 25 ', specifically where the channel 27 via the throttle 28 flows into channel 25 .

Die Drossel 28 ist in der Fig. 2 nochmals in vergrößerter Darstellung wiedergegeben. Sie besteht im wesentlichen aus einem in einer geschlossenen Kammer 30 angeordneten kreis zylinderförmigen Gewicht bzw. Massenkörper 31, der mit seiner Zylinder- oder Längsachse L in vertikaler Richtung, d. h. parallel zur Achse FA angeordnet ist und an seiner Unterseite als Kegel ausgebildet ist, d. h. dort einen kegelförmigen Abschnitt 31′ besitzt, welcher den Ventil- oder Drosselkörper der Drossel 28 bildet. Die Kammer 30 besitzt in Ebenen senkrecht zur Längsachse L des Massenkörpers 31 einen bevorzugt ebenfalls kreiszylinderförmigen Querschnitt, der größer ist als der Außenquerschnitt des Massenkörpers 31. Die axiale Länge der Kammer 30 ist ebenfalls größer als die axiale Länge des Massenkörpers 31. Durch Stege oder Abstand halter 32 ist der Massenkörper 31 in der Kammer 30 zentriert, und zwar derart, daß die Längsachse L achsgleich oder in etwa achsgleich mit der Achse der Kammer 30 liegt und der Massen körper 31 um einen vorgegebenen Betrag in Längsrichtung in der Kammer 30 bewegbar ist. An der Unterseite besitzt die Kammer 30 dem Abschnitt 31′ unmittelbar benachbart eine Öffnung 33, die den Eingang der Drossel 28 bildet und mit ihrem innenliegenden Rand eine Steuerfläche oder Steuerkante 33′ bildet, die mit dem kegelförmigen Abschnitt 31′ nach Art eines Ventilsitzes zusammenwirkt. Die Öffnung 33 ist achs gleich mit der Längsachse L vorgesehen. Über die Öffnung 33 ist die Drossel 28 bzw. die Kammer 30 mit dem Kanal 25 verbunden.The throttle 28 is shown again in an enlarged representation in FIG. 2. It essentially consists of a circular cylindrical weight or mass body 31 arranged in a closed chamber 30, which is arranged with its cylinder or longitudinal axis L in the vertical direction, ie parallel to the axis FA, and is formed on its underside as a cone, ie there has a conical section 31 ', which forms the valve or throttle body of the throttle 28 . The chamber 30 has, in planes perpendicular to the longitudinal axis L of the mass body 31, a cross-section which is preferably also circular-cylindrical and which is larger than the outer cross-section of the mass body 31 . The axial length of the chamber 30 is also greater than the axial length of the mass body 31 . By webs or spacers 32 , the mass body 31 is centered in the chamber 30 , in such a way that the longitudinal axis L is axially aligned or approximately axially aligned with the axis of the chamber 30 and the mass body 31 by a predetermined amount in the longitudinal direction in the chamber 30 is movable. On the underside, the chamber 30 has the section 31 'immediately adjacent an opening 33 which forms the input of the throttle 28 and with its inner edge forms a control surface or control edge 33 ' which cooperates with the conical section 31 'in the manner of a valve seat. The opening 33 is provided axially with the longitudinal axis L. The throttle 28 or the chamber 30 is connected to the channel 25 via the opening 33 .

Eine weitere Öffnung 34 ist an der Oberseite der Kammer 30 vorgesehen, die den Ausgang der Drossel 28 bildet und über die die Drossel 28 bzw. die Kammer 30 mit dem Kanal 27 in Verbindung steht. Bei der Darstellung der Fig. 1 und 2 ist davon ausgegangen, daß sämtliche Kanäle 24-27, 29 und ebenso auch die Kammer 30 im Gehäuse 11 bzw. in dieses Gehäuse bildenden Teilen ausgebildet sind. Another opening 34 is provided at the top of the chamber 30 , which forms the outlet of the throttle 28 and via which the throttle 28 or the chamber 30 is connected to the channel 27 . In the representation of FIGS. 1 and 2 is assumed that all channels 24-27, 29 and also the chamber 30 are formed in the housing 11 and in this case forming parts.

Der Massenkörper 31 besteht aus einem korrosionsfesten Metall, beispielsweise Edelstahl und liegt aufgrund seines Eigengewichtes, welches beispielsweise ca. 6 g beträgt, mit seinem kegelförmigen Abschnitt 31 gegen die Steuerkante 33′ an, womit sich die Drossel 28 in ihrem Ausgangszustand, d. h. in ihrem Zustand mit maximaler Drosselwirkung befindet. Der Durchmesser der Öffnung 33 beträgt beispielsweise 6 mm, was im übrigen bei der dargestellten Ausführungsform auch in etwa dem wirksamen Querschnitt der Kanäle 24-27 und 29 sowie dem wirksamen Strömungsquerschnitt der Drossel 28 innerhalb der Kammer 30 entspricht. Es versteht sich, daß die Abstandhalter 32 so ausgeführt sind, daß eine Strömung eines Strömungsme diums durch die Kammer 30 an der Außenfläche des Massen körpers 31 vorbei möglich ist. Dieses Strömungsmedium ist beim Füllen einer Flasche 15, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, die beim Füllen aus der Flasche 15 ver drängte Luft bzw. das verdrängte Gas. Bei einer Reinigung (CIP-Reinigung) der Füllmaschine bzw. der Füllelemente 1 ist das Strömungsmedium die Reinigungsflüssigkeit.The mass body 31 consists of a corrosion-resistant metal, for example stainless steel and is due to its own weight, which is, for example, about 6 g, with its conical section 31 against the control edge 33 ', which means the throttle 28 in its initial state, ie in its state with maximum throttling effect. The diameter of the opening 33 is, for example, 6 mm, which in the rest of the embodiment also corresponds approximately to the effective cross section of the channels 24-27 and 29 and the effective flow cross section of the throttle 28 within the chamber 30 . It is understood that the spacers 32 are designed so that a flow of a fluid medium through the chamber 30 to the outer surface of the mass body 31 is possible. This flow medium is when filling a bottle 15 , as will be described in more detail below, the ver displaced air or the displaced gas when filling from the bottle 15 . When cleaning (CIP cleaning) the filling machine or the filling elements 1 , the flow medium is the cleaning liquid.

Wie in der Fig. 2 mit den Pfeilen A angedeutet ist, ermög licht die Drossel 28 nur eine Strömung von der Öffnung 33, d. h. aus dem Kanal 25 zu der Öffnung 34, d. h. in den Kanal 27, wobei durch den Druck des Strömungsmediums der Massen körper 31 etwas angehoben wird, so daß sich zwischen dem Rand der Öffnung 33 und dem kegelförmigen Abschnitt 31′ als Drosselöffnung ein Ringspalt bildet, dessen wirksamer Querschnitt bei einer größeren Druckdifferenz zwischen dem Druck an der Öffnung 33 und dem Druck an der Öffnung 34 größer ist als bei kleinerer Druckdifferenz.As indicated in Fig. 2 by the arrows A, the throttle 28 light allows only a flow from the opening 33 , ie from the channel 25 to the opening 34 , ie in the channel 27 , by the pressure of the flow medium of the masses body 31 is raised slightly, so that between the edge of the opening 33 and the conical section 31 'as an orifice forms an annular gap, the effective cross section of which is greater with a larger pressure difference between the pressure at the opening 33 and the pressure at the opening 34 than with a smaller pressure difference.

Mit dem Füllelement 1 bzw. mit dem dieses Füllelement aufweisenden Schwerkraft- bzw. Falldruck-Füllsystem (geodäti sches Füllsystem) ist u. a. die nachfolgend beschriebene Arbeitsweise möglich, wobei vor Inbetriebnahme der Maschine selbstverständlich der Vorratsbehälter 5 bis zu dem vorgege benen Niveau N mit dem flüssigen Füllgut gefüllt ist und der Gasraum 6 sowie der Rückgassammelkanal 9 den erforderlichen Inert-Gasdruck aufweisen. Bei der nachfolgenden Beschreibung ist davon ausgegangen, daß sich die Ventile 22 und 23 sowie auch das Flüssigkeitsventil 16 in den einzelnen Verfahrens schritten in der geschlossenen Stellung befinden, sofern die geöffnete Stellung eines dieser Ventile nicht ausdrücklich gegeben ist.With the filling element 1 or with this filling element having gravity or drop pressure filling system (geodetic filling system), the method of operation described below is possible, with the storage container 5 up to the predetermined level N with the liquid, of course, before the machine is started up Filling material is filled and the gas space 6 and the return gas collection channel 9 have the required inert gas pressure. In the following description it is assumed that the valves 22 and 23 and also the liquid valve 16 in the individual process steps are in the closed position, unless the open position of one of these valves is expressly given.

1.1 Prestressing the bottle 15

Nachdem die jeweilige Flasche 15 mit ihrer Flaschenmündung 15′ in Dichtlage mit dem Füllelement 1 gebracht ist, wird das Steuerventil 23 geöffnet, wodurch ein Vorspannen der Flasche 15 über den Kanal 26′ das geöffnete Ventil 23, die Kanäle 25, 29 und den Ringkanal 19 aus dem Rückgassammelkanal 9 erfolgt, und zwar auf das im Vorratsbehälter 5 und damit auch im Füllgutkanal 3 eingestellte Druckniveau.After the respective bottle 15 is brought with its bottle mouth 15 'in sealing position with the filling element 1 , the control valve 23 is opened, whereby a biasing of the bottle 15 via the channel 26 ', the open valve 23 , the channels 25 , 29 and the ring channel 19th from the return gas collecting duct 9 , specifically to the pressure level set in the storage container 5 and thus also in the filling material duct 3 .

1.2 Slow filling

Nach dem Schließen des Ventiles 23 wird das Flüssigkeits ventil 16 geöffnet, so daß das flüssige Füllgut über das Füllrohr 14 in die Flasche 15 einfließen kann. Das hierbei aus der Flasche 15 verdrängte Gas gelangt über den Ringkanal 19, den Kanal 25, die Drossel 28 und die Kanäle 27 und 26 zurück in den Rückgassammelkanal 9.After closing the valve 23 , the liquid valve 16 is opened so that the liquid filling material can flow into the bottle 15 via the filling pipe 14 . The gas that is displaced from the bottle 15 here returns via the ring channel 19 , the channel 25 , the throttle 28 and the channels 27 and 26 into the return gas collection channel 9 .

An sich wäre die Einfließgeschwindigkeit des flüssigen Füllgutes in die Flasche die durch die statische oder geodätische Höhendifferenz HG (Fallhöhe) zwischen dem Füllgutspiegel in der Flasche 15 und dem Niveau N im Vorrats behälter 5 bestimmte Füllgeschwindigkeit. Durch die Drossel 28 bzw. den Massenkörper 31 wird jedoch eine Reduzierung der wirksamen Fallhöhe erreicht. Bei dem oben angegebenen Beispiel, bei dem der Massenkörper 31 ein Gewicht von 6 g und die Öffnung 33 bzw. die von dieser gebildete Steuerkante 31′ einen Durchmesser von 6 mm aufweisen, ergibt sich durch die Drossel 28 eine Reduzierung des durch die statische Höhen differenz bedingten Falldrucks um 200 mm WS. Das flüssige Füllgut strömt somit mit einer durch das Gewicht des Massen körper 31 reduzierten Füllgeschwindigkeit langsam und schonend in die Flasche 15 ein. Insbesondere eine Schaumbil dung oder ein Blaseneinschlag des flüssigen Füllgutes werden somit verhindert.As such, the inflow rate of the liquid filling material into the bottle would be the filling speed determined by the static or geodetic height difference HG (drop height) between the filling level in the bottle 15 and the level N in the storage container 5 . However, the throttle 28 or the mass body 31 reduces the effective head. In the example given above, in which the mass body 31 g a weight of 6 and have the opening 33 or formed from this control edge 31 'has a diameter of 6 mm, is obtained by the throttle 28 to reduce the difference by the static heights conditional drop pressure by 200 mm water column. The liquid filling material thus flows slowly and gently into the bottle 15 at a filling speed reduced by the weight of the mass body 31 . In particular, foaming or a bubble impact of the liquid contents are prevented.

1.3 Quick fill

Bei weiterhin offenem Flüssigkeitsventil 16 wird das Ventil 23 geöffnet, so daß das Rückgas nunmehr über den Ringkanal 19, den Kanal 25, den Kanal 29, das geöffnete Ventil 23 und den Kanal 26 direkt und ungedrosselt an den Rückgassammel kanal 9 strömen kann. Im fülltechnisch unkritischen Mittel bereich der Flasche 15 stellt sich somit eine entsprechend höhere Füllgeschwindigkeit ein, da die statische Höhendiffe renz zwischen dem Niveau N im Vorratsbehälter 5 und dem aufsteigenden Füllgutspiegel in der Flasche 15 für die Füllgeschwindigkeit voll zur Wirkung kommt.With the liquid valve 16 still open, the valve 23 is opened so that the return gas can now flow through the ring channel 19 , the channel 25 , the channel 29 , the open valve 23 and the channel 26 directly and unthrottled to the return gas collection channel 9 . In the filling-technically uncritical middle area of the bottle 15 there is a correspondingly higher filling speed, since the static height difference between the level N in the storage container 5 and the ascending level in the bottle 15 for the filling speed comes into effect.

Das Schnellfüllen wird im Normalfall erst eingeleitet, wenn das untere Ende des Füllrohres 14 im Füllgut eingetaucht ist.Fast filling is normally only initiated when the lower end of the filling tube 14 is immersed in the filling material.

1.4 Brake and correction filling

Bei weiterhin offenem Flüssigkeitsventil 16 wird das Ventil 23 wieder geschlossen, so daß das Rückgas wie in dem Verfah rensschritt 1.2 nur über die Drossel 28 in den Rückgassammel kanal 9 strömen kann, also sich in diesem fülltechnisch kritischen Endbereich wiederum eine reduzierte Füllgeschwin digkeit einstellt. Das Brems- und Korrekturfüllen wird von der das jeweilige Füllelement 1 steuernden, der Füllmaschine oder diesem Füllelement zugeordneten Elektronik aufgrund einer Zeitvorgabe eingeleitet.With the liquid valve 16 still open, the valve 23 is closed again so that the return gas can flow as in the procedural step 1.2 only via the throttle 28 into the return gas collection channel 9 , that is to say a reduced filling speed in this end region which is critical in terms of filling technology. The braking and correction filling is initiated by the electronics controlling the respective filling element 1 and assigned to the filling machine or this filling element on the basis of a time specification.

Erreicht der Füllgutspiegel in der Flasche 15 einen am Füllrohr 14 vorgesehenen Elektrodenkontakt 35, so wird in bekannter Weise ein das Schließen des Flüssigkeitsventils 16 veranlassendes Signal in der Steuerelektronik erzeugt. When the level of the filling material in the bottle 15 reaches an electrode contact 35 provided on the filling tube 14 , a signal which causes the liquid valve 16 to close is generated in the control electronics in a known manner.

1.5 Level compensation under excess pressure

Bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 16 wird das Ventil 22 geöffnet, so daß über die Kanäle 24 und 25 sowie über das geöffnete Ventil 22 ein Niveauausgleich zwischen dem Füllgut spiegel im Füllrohr 14 und in der Flasche 15 bzw. Flaschen hals möglich ist. Für die Beruhigung des Füllgutes in der Flasche 15 kann dieser Zustand eine vorgegebene Zeitdauer aufrecht erhalten werden.When the liquid valve 16 is closed, the valve 22 is opened so that a level compensation between the filling material in the filling tube 14 and in the bottle 15 or bottle neck is possible via the channels 24 and 25 and via the open valve 22 . This state can be maintained for a predetermined period of time to calm the filling material in the bottle 15 .

1.6 Relieve pressure and drain tube

Für diesen Verfahrensschritt ist bei geschlossenem Flüssig keitsventil 16 und geschlossenem Ventil 23 das Ventil 22 weiterhin geöffnet. Die Entlastung auf Atmosphärendruck erfolgt dann durch Absenken der Flasche 15 vom Füllelement. Über die Kanäle 24 und 25 und das geöffnete Ventil 22 besteht eine Entlüftungsverbindung in das Füllrohr 14, so daß beim Absenken der Flasche 15 das Füllgut im Füllrohr 14 in die Flasche entleert wird.For this step, the valve 22 is still open when the liquid valve 16 is closed and the valve 23 is closed. The relief to atmospheric pressure then takes place by lowering the bottle 15 from the filling element. Via the channels 24 and 25 and the open valve 22, there is a venting connection into the filling tube 14 , so that when the bottle 15 is lowered, the contents in the filling tube 14 are emptied into the bottle.

Die vorgenannte Entlastung durch Abziehen der Flasche 15 vom Füllelement 1 ist auf jeden Fall bei solchen Getränken möglich, die einen relativ niedrigen CO2-Gehalt (z. B. bis 4,0 g CO2/l aufweist.The above-mentioned relief by pulling the bottle 15 off the filling element 1 is possible in any case for drinks which have a relatively low CO2 content (for example up to 4.0 g CO2 / l).

1.7 Pressure maintenance in the loss angle of the rotary movement of the Filling machine

Im Verlustwinkel der Drehbewegung der Füllmaschine, d. h. in dem zwischen dem Flaschenausschub und dem Flascheneinschub gebildeten Winkel der Drehbewegung der Füllmaschine steht an der Drossel 28 bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 16 und geschlossenen Ventilen 22 und 23 die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Rückgassammelkanal 9 und der Atmosphäre an. Da hierbei der Druck an der Öffnung 34 größer ist als an der Öffnung 33, wirkt die Drossel 28 als selbstsperrendes Rückschlagventil. Aus dem Rückgassammelkanal 9 kann somit kein Inert-Gas an dem betreffenden Füllelement 1, d. h. an dem dortigen Ringkanal 19 austreten.In the loss angle of the rotary movement of the filling machine, that is to say in the angle of the rotary movement of the filling machine formed between the bottle ejection and the bottle drawer, the pressure difference between the pressure in the return gas collecting channel 9 and the atmosphere is present at the throttle 28 with the liquid valve 16 and valves 22 and 23 closed. Since the pressure at the opening 34 is greater than at the opening 33 , the throttle 28 acts as a self-locking check valve. No inert gas can thus emerge from the return gas collection channel 9 at the filling element 1 in question , ie at the ring channel 19 there .

Das vorbeschriebene Füllsystem eignet sich im besonderen zur Abfüllung von Wein oder weinhaltiger Getränke mit CO₂-Gehal ten bis etwa 4,0 g/l.The filling system described above is particularly suitable for Filling of wine or beverages containing wine with CO₂ content up to about 4.0 g / l.

Grundsätzlich ist es auch möglich, das vorbeschriebene Füllsystem so auszubilden, daß das Abfüllen des flüssigen Füllgutes unter Normaldruck erfolgt. In diesem Fall weist dann der im Vorratsbehälter 5 gebildete Gasraum 6 sowie auch der Rückgassammelkanal 9 einen Druck auf, der gleich oder in etwa gleich dem Atmosphärendruck ist.In principle, it is also possible to design the filling system described above in such a way that the liquid filling material is filled under normal pressure. In this case, the gas space 6 formed in the storage container 5 and also the return gas collecting duct 9 then have a pressure which is equal to or approximately the same as the atmospheric pressure.

Mit diesem vereinfachten Füllsystem ist ein mit dem vorbe schriebenen Füllverfahren sehr ähnliches Verfahren möglich, selbstverständlich mit dem Unterschied, daß das Vorspannen der Flasche 15 sowie das Druckentlasten entfallen und der Niveauausgleich bei Atmosphärendruck stattfindet.With this simplified filling system, a method very similar to the one described above is possible, with the difference, of course, that the prestressing of the bottle 15 and the pressure relief are eliminated and the leveling takes place at atmospheric pressure.

Die Fig. 3 zeigt in einer Darstellung ähnlich Fig. 1 als weitere mögliche Ausführungsform ein Füllelement 1a, welches wiederum Bestandteil einer Füllmaschine ist und zusammen mit dem Vorratsbehälter 5 der Füllmaschine ein geodätisches Füllsystem bildet. Bei diesem Füllsystem befindet sich die zu füllende Flasche 15 während der Füllphase zeitweise in Dichtlage mit dem Füllelement 1. Das Füllelement 1a unter scheidet sich von dem Füllelement 1 im wesentlichen dadurch, daß das Ventil 23 entfallen ist, so daß lediglich folgende Verbindungen bestehen:
Verbindung zwischen dem Abschnitt 12′ und dem Ringkanal 19 über den Kanal 24, das Ventil 22 und den Kanal 25 und
Verbindung zwischen dem Ringkanal 19 und dem Rückgassammel kanal 9 über den Kanal 25, die Drossel 28 und den Kanal 26. FIG. 3 shows a representation similar to FIG. 1 as a further possible embodiment of a filling element 1 a, which in turn is part of a filling machine and forms a geodetic filling system together with the reservoir 5 of the filling machine. In this filling system, the bottle 15 to be filled is temporarily in a sealing position with the filling element 1 during the filling phase. The filling element 1 a differs from the filling element 1 essentially in that the valve 23 is omitted, so that only the following connections exist:
Connection between the section 12 'and the annular channel 19 via the channel 24 , the valve 22 and the channel 25 and
Connection between the ring channel 19 and the return gas collection channel 9 via the channel 25 , the throttle 28 and the channel 26 .

Die Fig. 3 zeigt auch den üblichen Flaschenteller 36, auf dem die Flasche 15 mit ihrem Boden aufsteht und der an der üblichen Hubeinrichtung vorgesehen ist, welche u. a. eine Kurvenrolle 37 aufweist, die in üblicher Weise mit einer mit dem Rotor 2 nicht mitdrehenden Steuerkurve 38 zusammenwirkt, und zwar zum Absenken des durch die Hubeinrichtung bzw. deren Hubzylinder in die obere Hubstellung vorgespannten Flaschen tellers 36.The Fig. 3 also shows the usual bottle plate 36 on which the bottle 15 rises with its bottom and is provided on the conventional lifting device which comprises, inter alia, a cam roller 37 which in a conventional manner with a connected to the rotor 2 does not co-rotating control cam 38 interacts, specifically to lower the plate 36 biased by the lifting device or its lifting cylinder into the upper lifting position.

Abweichend von der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungs form ist der Gasraum 6 des Vorratsbehälters 5 und auch der Rückgassammelkanal 9 bei der Ausführungsform der Fig. 3 mit Atmosphärendruck beaufschlagt.Deviating from the embodiment shown in FIG. 1, the gas space 6 of the storage container 5 and also the return gas collecting duct 9 are acted upon by atmospheric pressure in the embodiment of FIG. 3.

Mit diesem sehr vereinfachten Füllelement 1a bzw. Füllsystem der Fig. 3 ist folgende Arbeitsweise möglich, wobei wiederum das Ventil 22 sowie das Flüssigkeitsventil 16 sich jeweils im geschlossenen Zustand befinden, sofern der geöffnete Zustand nicht ausdrücklich angegeben ist.The following mode of operation is possible with this very simplified filling element 1 a or filling system of FIG. 3, wherein again the valve 22 and the liquid valve 16 are each in the closed state, unless the open state is expressly stated.

2.1 Slow filling

Für diesen Verfahrensschritt wird das Flüssigkeitsventil 16 geöffnet. Ansonsten entspricht dieser Verfahrensschritt dem Verfahrensschritt 1.2, wie er vorstehend für das Füllelement 1 beschrieben wurde, wobei wiederum die Drossel 28 bzw. der Massenkörper 31 eine Reduzierung der statischen Druckdiffe renz und damit eine Reduzierung der Füllgeschwindigkeit bewirkt.The liquid valve 16 is opened for this method step. Otherwise, this process step corresponds to process step 1.2 , as described above for the filling element 1 , the throttle 28 or the mass body 31 again reducing the static pressure difference and thus reducing the filling speed.

2.2 Fast filling

Bei weiterhin geöffnetem Flüssigkeitsventil 16 wird der Flaschenteller 36 während dieser Schnellfüllphase geringfügig soweit abgesenkt, daß sich zwischen der Zentriertulpe 20 und der Unterseite des Füllelementes 1a ein Spalt ergibt, durch den die beim Füllen aus der Flasche 15 verdrängte Luft ungedrosselt in die Atmosphäre entweichen kann. With the liquid valve 16 still open, the bottle plate 36 is slightly lowered during this rapid filling phase so that there is a gap between the centering tulip 20 and the underside of the filling element 1 a, through which the air displaced during filling from the bottle 15 can escape into the atmosphere unthrottled .

2.3. Brake and correction fill

Bei weiterhin geöffnetem Flüssigkeitsventil 16 wird infolge einer entsprechenden Ausbildung der Steuerkurve 38 der Flaschenteller 36 wiederum angehoben, so daß die Flasche erneut in Dichtlage mit dem Füllelement 1a gelangt und somit die vom Füllgut aus der Flasche verdrängte Luft nur über die Drossel 28 gedrosselt in den Rückgassammelkanal 9 gelangen kann und sich eine reduzierte Füllgeschwindigkeit einstellt.With the liquid valve 16 still open, the bottle plate 36 is raised again as a result of a corresponding design of the control curve 38 , so that the bottle again comes into a sealing position with the filling element 1 a and thus the air displaced by the filling material from the bottle is throttled only via the throttle 28 into the Return gas collection channel 9 can reach and a reduced filling speed is set.

2.4. Filling and bottle lowering and filling tube emptying

Nach dem Ansprechen der Elektrode 35 wird das Flüssigkeits ventil 16 geschlossen. Anschließend wird das Ventil 22 geöffnet und die Flasche 15 durch Absenken des Flaschen tellers 36 vom Füllelement abgenommen, wobei ein Niveauaus gleich des Füllgutes im Füllrohr 14 und in der Flasche 15 sowie auch ein Entleeren des Füllrohres 14 in die Flasche 15 erfolgen.After the response of the electrode 35 , the liquid valve 16 is closed. Subsequently, the valve 22 is opened and the bottle 15 is removed from the filling element by lowering the bottle plate 36 , with a level equal to the filling material in the filling tube 14 and in the bottle 15 and also emptying of the filling tube 14 into the bottle 15 .

Die Fig. 4 zeigt ein füllrohrloses Füllelement 1b einer Füllmaschine bzw. eines Einkammer-Füllsystems. Das Füllele ment 1b ist wiederum mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente 1b am Umfang eines um die vertikale Maschinen achse umlaufenden Rotors 39 der Füllmaschine angeordnet, in welchem ein Vakuumkanal 40, ein Entlastungskanal 41 und ein Ringkessel 42 ausgebildet sind, welch letzterer das flüssige Füllgut bis zu einem Niveau N aufnimmt und in welchem über dem Niveau N ein Gasraum 43 für ein unter Druck stehendes Inert-Gas (beispielsweise CO2-Gas) gebildet ist. FIG. 4 shows a filler element füllrohrloses 1 b of a filling machine or a single-chamber filling system. The Füllele element 1 b is in turn arranged with a plurality of similar filling elements 1 b on the circumference of an axis rotating around the vertical machine rotor 39 of the filling machine, in which a vacuum channel 40 , a relief channel 41 and an annular bowl 42 are formed, the latter of which the liquid filling material up to a level N and in which a gas space 43 for a pressurized inert gas (for example CO2 gas) is formed above the level N.

Das Füllelement 1b besitzt ein Gehäuse 44, in welchem wiederum u. a. der Flüssigkeitskanal 45 ausgebildet ist, dessen eines Ende über eine Öffnung mit dem unteren Bereich des Ringkessels 42 in Verbindung steht. Das andere Ende des Flüssigkeitskanals bildet an der Unterseite des Gehäuses 44 eine ein Rückgasrohr 46 umschließende ringförmige Abgabeöff nung 47, die bei einer in Dichtlage mit dem Füllelement 1b befindlichen Flasche 15 mit dem Innenraum dieser Flasche in Verbindung steht. Das Füllelement 1b besitzt eine Zentrier tulpe 48 mit Dichtung 49, gegen die die auf dem Flaschen teller 50 aufstehende Flasche mit ihrer Mündung 15′ beim Füllen anliegt.The filling element 1 b has a housing 44 , in which, in turn, the liquid channel 45 is formed, one end of which is connected to the lower region of the ring bowl 42 via an opening. The other end of the liquid channel forms on the underside of the housing 44 an annular gas discharge opening 47 enclosing a return gas tube 46 , which is connected to the interior of this bottle in a bottle 15 in a sealing position with the filling element 1 b. The filling element 1 b has a centering tulip 48 with seal 49 , against which the bottle standing on the bottle plate 50 rests with its mouth 15 'when filling.

Im Flüssigkeitskanal 45 sind das Flüssigkeitsventil 41 bzw. der dieses Ventil bildende Ventilkörper 52 vorgesehen. Letzterer ist Teil des Rückgasrohres, welches sich auch über den Ventilkörper nach oben an eine das Flüssigkeitsventil 51 steuernde Betätigungseinrichtung 53 erstreckt.The liquid valve 41 or the valve body 52 forming this valve are provided in the liquid channel 45 . The latter is part of the return gas pipe, which also extends upward via the valve body to an actuating device 53 which controls the liquid valve 51 .

Im Rückgasrohr 46, welches achsgleich mit der Füllelement- Achse FA angeordnet ist, ist eine die Füllhöhe bestimmende Sonde 54 vorgesehen, die mit einer vorgegebenen Länge über das untere, offene Ende des Rückgasrohres 46 vorsteht. Zwischen der Außenfläche der Sonde 54 und der Innenfläche des Rückgasrohres 46 ist ein Rückgaskanal 55 gebildet, der an der Unterseite des Rückgasrohres offen ist und oben in einen Raum 56 mündet.In the return gas pipe 46 , which is arranged coaxially with the filling element axis FA, a probe 54 determining the filling height is provided, which projects with a predetermined length over the lower, open end of the return gas pipe 46 . Between the outer surface of the probe 54 and the inner surface of the return gas tube 46 , a return gas channel 55 is formed, which is open on the underside of the return gas tube and opens into a space 56 at the top.

Jedes Füllelement 1b besitzt weiterhin die oben bereits beschriebene Drossel 28 sowie drei Ventile 57-59, die pneumatisch betätigbar, individuell ansteuerbar sowie in der nachfolgend angegebenen Weise angeschlossen sind:Each filling element 1 b also has the throttle 28 already described above and three valves 57-59 , which can be actuated pneumatically, controlled individually and connected in the manner specified below:

Valve 57

Eingangsseitig über einen Kanal 60 an einen an den Raum 56 und damit an den Rückgaskanal 55 führenden Kanal 61 und ausgangsseitig an einen in den Gasraum 43 mündenden Kanal 62.On the input side via a channel 60 to a channel 61 leading to the space 56 and thus to the return gas channel 55 and on the output side to a channel 62 opening into the gas space 43 .

Valve 58

Eingangsseitig über einen Kanal 63 an den Kanal 61 und ausgangsseitig über einen Kanal 64 an den für sämtliche Füllelemente 1b gemeinsamen Entlastungskanal 41. On the input side via a channel 63 to the channel 61 and the output side via a channel 64 to the b common to all filling elements 1 relief channel 41st

Valve 59

Eingangsseitig über einen Kanal 65 an den Kanal 61 und ausgangsseitig über einen Kanal 66 an den für alle Füllele mente 1b gemeinsamen Vakuumkanal 40.On the input side via a channel 65 to the channel 61 and on the output side via a channel 66 to the vacuum channel 40 common to all filling elements 1 b.

Die dynamische Drossel 28 liegt parallel zum Eingang und Ausgang des Ventiles 57, und zwar derart, daß der Eingang bzw. die Öffnung 33 der Drossel 28 mit dem Kanal 60 und der Ausgang bzw. die Öffnung 34 mit dem Kanal 62 verbunden sind. Im Kanal 64 ist eine feste Drossel 67 vorgesehen.The dynamic throttle 28 is parallel to the input and output of the valve 57 , in such a way that the input or the opening 33 of the throttle 28 is connected to the channel 60 and the output or the opening 34 is connected to the channel 62 . A fixed throttle 67 is provided in the channel 64 .

Mit dem Füllelement 1a ist folgende Arbeitsweise möglich, wobei bei der nachfolgenden Beschreibung wiederum davon ausgegangen wird, daß sich sämtliche Ventile 57-59 sowie auch das Flüssigkeitsventil 51 im geschlossenen Zustand befinden, sofern nicht der geöffnete Zustand in einem Verfahrensschritt ausdrücklich angegeben ist.The following mode of operation is possible with the filling element 1 a, the following description again assuming that all of the valves 57-59 and also the liquid valve 51 are in the closed state, unless the open state is expressly stated in one process step.

3. 1 pre-evacuation

Befindet sich die Flasche 15 in Dichtlage mit dem Füllelement 1b, wird für die Vorevakuierung das Ventil 59 geöffnet.If the bottle 15 is in the sealing position with the filling element 1 b, the valve 59 is opened for the pre-evacuation.

3.2 preloading

Bei wieder geschlossenem Ventil 59 wird das Ventil 57 geöffnet, womit über die Kanäle 62, 60, 61, das geöffnete Ventil 57 und den Rückgaskanal 55 der Innenraum der Flasche 15 mit dem unter Druck stehenden Inert-Gas aus dem Gasraum 43 beaufschlagt wird.When the valve 59 is closed again, the valve 57 is opened, so that the interior of the bottle 15 is pressurized with the pressurized inert gas from the gas space 43 via the channels 62 , 60 , 61 , the opened valve 57 and the return gas channel 55 .

3.3 Slow filling

Unmittelbar nachdem der Druckausgleich zwischen der Flasche 15 und dem Gasraum 43 stattgefunden hat, wird das Flüssig keitsventil 51 durch die pneumatische Betätigungseinrichtung 53 geöffnet. Über die vorzugsweise mit einem Drallkörper versehene Abgabeöffnung 57 strömt das flüssige Füllgut in die Flasche 15. Das vom Füllgut aus der Flasche verdrängte Rückgas strömt über den Rückgaskanal 55, den Kanal 61, die Drossel 28 und den Kanal 62 zurück in den Gasraum 43.Immediately after the pressure equalization between the bottle 15 and the gas space 43 has taken place, the liquid keitsventil 51 is opened by the pneumatic actuator 53 . The liquid filling material flows into the bottle 15 via the delivery opening 57 , which is preferably provided with a swirl body. The return gas displaced by the filling material from the bottle flows back into the gas space 43 via the return gas channel 55 , the channel 61 , the throttle 28 and the channel 62 .

An sich wäre die Füllgeschwindigkeit wiederum durch die Höhendifferenz zwischen dem Füllgutspiegel in der Flasche 15 und dem Niveau N bestimmt. Die Drossel 28 bewirkt aber in der oben beschriebenen Weise eine Reduzierung dieser statischen Höhendifferenz und damit eine Reduzierung der Füllgeschwin digkeit.As such, the filling speed would in turn be determined by the height difference between the product level in the bottle 15 and the level N. However, the throttle 28 causes a reduction in this static height difference in the manner described above and thus a reduction in the filling speed.

3.4 Quick fill

Bei weiterhin geöffnetem Flüssigkeitsventil 51 wird das Ventil 57 geöffnet, so daß das Rückgas über dieses geöffnete Ventil ungedrosselt an der Drossel 28 vorbei in den Gasraum 43 gelangen kann und sich somit eine der statischen Höhen differenz entsprechende höhere Füllgeschwindigkeit im Mittelteil der Flasche 15 ergibt.With the liquid valve 51 still open, the valve 57 is opened, so that the return gas can flow through this open valve unthrottled past the throttle 28 into the gas space 43 and thus there is a higher filling speed in the middle part of the bottle 15 corresponding to the static height difference.

3.5 Brake and correction filling

Bei weiterhin geöffnetem Flüssigkeitsventil 51 wird durch Schließen des Ventiles 57 wieder auf die langsamere Füllge schwindigkeit zurückgeschaltet.With the liquid valve 51 still open, the valve 57 is switched back to the slower Füllge speed by closing the valve.

3.6 Filling

Nach dem Ansprechen der die Füllhöhe bestimmenden Sonde 54 erfolgt das Schließen des Flüssigkeitsventils 51. Unmittelbar danach wird das Ventil 57 geöffnet. Hierdurch wird der über dem Füllgutspiegel in der Flasche 15 vorhandene Raum, der nach dem Schließen des Flüssigkeitsventiles 51 aufgrund der Wirkung der Drossel 28 einen Druck aufweist, der etwas über dem Druck des Gasraumes 43 liegt, auf den Druck dieses Gasraumes entlastet, und zwar über den Rückgaskanal 55, die Kanäle 60-62 und das geöffnete Ventil 57. Durch zeitliche Verlängerung dieses Verfahrensschrittes ist auch eine Beruhigung des flüssigen Füllgutes auf einem dem Druck im Gasraum 43 entsprechenden Druckniveau möglich.After the response of the probe 54 determining the fill level, the liquid valve 51 is closed . The valve 57 is opened immediately thereafter. As a result, the space above the product level in the bottle 15 , which after the closing of the liquid valve 51 has a pressure which is slightly above the pressure of the gas space 43 due to the action of the throttle 28 , is relieved to the pressure of this gas space, namely via the return gas duct 55 , the ducts 60-62 and the opened valve 57 . By lengthening this process step over time, the liquid filling material can also be calmed down to a pressure level corresponding to the pressure in the gas space 43 .

3.7 Residual relief

Für diesen Verfahrensschritt wird das Ventil 57 wieder geschlossen und das Ventil 58 geöffnet, womit sich dann der Druck im Inneren der Flasche über den Rückgaskanal 55, die Kanäle 61, 63 und 64 sowie die feste Drossel 67 langsam auf den Atmosphärendruck in dem für sämtliche Füllelemente 1b gemeinsamen Entlastungskanal 41 abbauen kann.For this process step, the valve 57 is closed again and the valve 58 is opened, with which the pressure inside the bottle via the return gas channel 55 , the channels 61 , 63 and 64 and the fixed throttle 67 then slowly increases to the atmospheric pressure in the for all filling elements 1 b common relief channel 41 can degrade.

Sobald der Druck in der Flasche 15 oder der Druck des Gasraumes 43 absinkt und damit an der Öffnung 34 der Drossel 28 der höhere Druck des Kanales 62 und an der Öffnung 33 der Drossel 28 der niedrigere Druck des Kanales 60 anstehen, wirkt die Drossel 28 wiederum als sperrendes Rückschlagventil und verhindert damit, daß Inert-Gas aus dem Gasraum 43 über das betreffende Füllelement 1b nach außen austreten kann.As soon as the pressure in the bottle 15 or the pressure of the gas space 43 drops and thus the higher pressure of the channel 62 is present at the opening 34 of the throttle 28 and the lower pressure of the channel 60 is present at the opening 33 of the throttle 28 , the throttle 28 acts again as a non-return valve and thus prevents inert gas from the gas space 43 from escaping to the outside via the filling element 1 b in question.

Die gefüllte Flasche 15 wird in üblicher Weise durch Absenken mittels des Flaschentellers 50 vom Füllelement abgenommen.The filled bottle 15 is removed from the filling element in the usual way by lowering it by means of the bottle plate 50 .

Die Fig. 5 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der Drossel 28a, die anstelle der Drossel 28 verwendet werden kann. Die Drossel 28a besteht ebenfalls im wesentlichen aus einem Gewicht oder Massenkörper 31a, welcher dem Massenkörper 31 der Drossel 28 entspricht, d. h. kreiszylinderförmig ausgebildet und mit der Zylinderachse L in horizontaler Richtung orientiert in der Kammer 30a in Achsrichtung bewegbar vorgesehen ist, und zwar zentriert durch die Stege oder Abstandhalter 32. Der Massenkörper 31a ist an seiner Unterseite plan ausgebildet. Anstelle des kegelförmigen Abschnittes 31′ ist als Drosselkörper eine Kugel 68 vorge sehen, gegen die der Massenkörper 31a mit der Unterseite und mit seinem Gewicht anliegt. Die Kugel 68 liegt ihrerseits im nicht aktivierten Zustand der Drossel 28a gegen die Steuer kante 33′ an. Fig. 5 shows a further possible embodiment of the throttle 28 a, which can be used instead of the throttle 28 . The throttle 28 a also consists essentially of a weight or mass body 31 a, which corresponds to the mass body 31 of the throttle 28 , that is to say designed in the shape of a circular cylinder and with the cylinder axis L oriented in the horizontal direction in the chamber 30 a so as to be movable in the axial direction, specifically centered by the webs or spacers 32 . The mass body 31 a is flat on its underside. Instead of the conical section 31 'is seen as a throttle body 68 a ball against which the mass body 31 a rests with the underside and with its weight. The ball 68 is in turn in the non-activated state of the throttle 28 a against the control edge 33 '.

Um ein seitliches Ausweichen der Kugel 68 zu verhindern, ist die Kammer 30a an ihrem Boden mit einer kreisförmigen, achsgleich mit der Öffnung 33 angeordneten Vertiefung 69 versehen, in deren Bereich sich die Öffnung 33 befindet und die eine Art Käfig für die Kugel 69 bildet. Die Tiefe, die die Vertiefung 69 in Richtung der Längsachse L aufweist, ist kleiner als der Durchmesser der Kugel 60. Der Durchmesser der Vertiefung 69 ist größer als der Durchmesser der Kugel 68.In order to prevent lateral escape of the ball 68 , the chamber 30 a is provided at its bottom with a circular recess 69 , which is arranged coaxially with the opening 33 , in the region of which the opening 33 is located and which forms a type of cage for the ball 69 . The depth which the recess 69 has in the direction of the longitudinal axis L is smaller than the diameter of the ball 60 . The diameter of the recess 69 is larger than the diameter of the ball 68 .

Weiterhin ist die Anordnung so getroffen, daß der Hub, den der Massenkörper 31a aus seiner in der Fig. 5 dargestellten Ruhelage in vertikaler Richtung ausführen kann, kleiner ist als der Durchmesser der Kugel 68, so daß diese auch in der obersten Stellung des Massenkörpers 31a nicht aus der Vertiefung 69 verloren gehen kann.Furthermore, it is so made that the stroke which the mass bodies 31 a can execute from its in FIG. Rest position shown in Figure 5 in the vertical direction, is smaller, the arrangement than the diameter of the ball 68, so that this also in the uppermost position of the mass body 31 a cannot be lost from the recess 69 .

Neben dem Vorteil eines einfachen und störungssicher arbei tenden Aufbaus haben die Drosseln 28 und 28a auch den Vorteil, daß diese in Strömungsrichtung A mit einem großen Strömungsquerschnitt öffnen können. Es ist daher insbesondere auch möglich, daß bei einer CIP-Reinigung die Reinigungs flüssigkeit die Drosseln 28 und 28a in Strömungsrichtung A mit großem Querschnitt durchströmt, wobei weder die Kammer 30 bzw. 30a, noch der Massenkörper 31 bzw. 31a, noch die Abstandhalter 32, noch die Kugel 68 oder die Vertiefung 69 Flächen bilden oder aufweisen, die für die Reinigungsflüssig keit nicht oder auch nur schwer zugänglich wären.In addition to the advantage of a simple and fail-safe construction, the throttles 28 and 28 a also have the advantage that they can open in the flow direction A with a large flow cross section. It is therefore in particular also possible that with a CIP cleaning the cleaning liquid flows through the throttles 28 and 28 a in flow direction A with a large cross-section, neither the chamber 30 or 30 a, nor the mass body 31 or 31 a, nor the spacers 32 , the ball 68 or the recess 69 form or have surfaces that would not be accessible for the cleaning fluid or only with difficulty.

BezugszeichenlisteReference list

1, 1a, 1b Füllelement
2 Rotor
3 Füllgutkanal
4 Leitung
5 Vorratsbehälter
6 Gasraum
7 Druckregeleinrichtung
8 Druckleitung
9 Rückgassammelkanal
10 Leitung
11 Gehäuse
12 Flüssigkeitskanal
12′ Abschnitt
13 Öffnung
1 Füllrohr
15 Flasche
15′ Flaschenmündung
16 Flüssigkeitsventil
17 Ventilkörper
18 Betätigungseinrichtung
19 Ringkanal
20 Zentriertulpe
21 Dichtung
22, 23 Ventil
24-27 Kanal
28, 28a Drossel
29 Kanal
30, 30a Kammer
31, 31a Massenkörper
31′ Abschnitt
32 Abstandhalter
33, 34 Öffnung
35 Elektrode
36 Flaschenteller
37 Kurvenrolle
38 Steuerkurve
39 Rotor
40 Vakuumkanal
41 Entlastungskanal
42 Ringkessel
43 Gasraum
44 Gehäuse
45 Flüssigkeitskanal
46 Rückgasrohr
47 Abgabeöffnung
48 Zentriertulpe
49 Dichtung
50 Flaschenteller
51 Flüssigkeitsventil
52 Ventilkörper
53 Betätigungseinrichtung
54 Rückgaskanal
56 Raum
57-59 Ventil
60-66 Kanal
67 Drossel
68 Kugel. 1 , 1 a, 1 b filling element
2 rotor
3 product channel
4 line
5 storage containers
6 gas space
7 pressure control device
8 pressure line
9 return gas collecting duct
10 line
11 housing
12 liquid channel
12 ′ section
13 opening
1 filling tube
15 bottle
15 ′ bottle mouth
16 liquid valve
17 valve body
18 actuating device
19 ring channel
20 centering tulip
21 seal
22 , 23 valve
24-27 channel
28 , 28 a choke
29 channel
30 , 30 a chamber
31 , 31 a mass body
31 ′ section
32 spacers
33 , 34 opening
35 electrode
36 bottle plates
37 Cam roller
38 control curve
39 rotor
40 vacuum channel
41 relief channel
42 ring bowl
43 gas space
44 housing
45 liquid channel
46 return gas pipe
47 dispensing opening
48 centering bell
49 seal
50 bottle plates
51 liquid valve
52 valve body
53 actuator
54 return gas duct
56 room
57-59 valve
60-66 channel
67 throttle
68 bullet.

Claims

1. Geodetic filling system for filling a still or carbonated filling in bottles ( 15 ), cans or the like. Containers, with at least one filling element ( 1 , 1 a, 1 b), with a liquid channel ( 12 ) in the filling element, with a Storage container ( 5 ) for receiving the liquid filling material is connected, with a liquid valve ( 16 , 51 ) controlling the filling material inflow during a filling phase and arranged in the liquid channel ( 12 , 45 ), with a container carrier ( 36 , 50 ) for the respective container (15) with a dispensing opening (14, 47) via which in the filling phase with an open liquid valve flow to the tank the liquid product as well as with at least one control valve (22, 23; 57-59) having gas paths (24-27, 29; 60-66 ), the filling element ( 1 , 1 a, 1 b) having a contact or sealing surface ( 21 , 49 ) radially offset with respect to the discharge opening ( 14 , 47 ), on which the respective Container ( 15 ) can be brought at least temporarily into the sealing position with the filling element ( 1 , 1 a, 1 b) during the filling phase, and at least one gas path ( 19 , 25 , 26 ; 55, 56, 61, 62) forms a return gas path, via which during the filling phase and in the sealing position with the filling element (1, 1 a, 1 b) befindlichem container (15) the displaced air from the interior of the container (15) or the displaced gas (return gas) flows to a space ( 9 , 43 ) for receiving this return gas in a first flow direction (A), characterized in that in one gas path a dynamic throttle ( 28 , 28 a) is provided, which in Flow channel ( 30 , 30 a) of the throttle ( 28 , 28 a) has a throttle body ( 31 ', 68 ) which, due to the weight of a mass body ( 31 , 31 a), from above with a predetermined force against one in the flow channel ( 30 , 30 a) formed control surface or edge ( 33 ') rests that the throttle ( 28 , 28 a) is arranged in one gas path in such a way that the throttle body during the filling phase due to the pressure of the return gas at the throttle from the control surface or edge for egg NEN throttled return gas flow through the throttle ( 28 , 28 a) in the first flow direction (A) and the weight of the mass body ( 31 , 31 a) results in a reduction in the static height difference between the product level in the container and the level in the storage container.

2. Filling system according to claim 1, characterized in that the throttle body ( 31 ') is tapered downwards tapered or frustoconical.

3. Filling system according to claim 1 or 2, characterized in that the throttle body ( 68 ) is spherical.

4. Filling system according to one of claims 1-3, characterized in that the throttle body ( 31 ') is part of the mass body ( 31 ).

5. Filling system according to one of claims 1-3, characterized in that the throttle body ( 68 ) and the mass body ( 31 a) are separate elements, and that the mass body ( 31 a) bears with a lower region against the throttle body ( 68 ) .

6. Filling system according to one of claims 1-5, characterized in that the flow channel of the throttle ( 28 , 28 a) is formed by a chamber ( 30 , 30 a) in which the mass body ( 31 , 31 a) by spacers ( 32 ) from the inner wall of the chamber ( 30 , 30 a) spaced zen trated and is provided movable in the vertical direction by a predetermined stroke.

7. Filling system according to one of claims 1-6, characterized in that the throttle ( 28 , 28 a) in one of the first flow direction (A) blocks opposite flow direction.

8. Filling system according to one of claims 1-7, characterized in that the total weight of the mass body ( 31 , 31 a) and the throttle body ( 31 ', 68 ) and the cross section of the flow channel of the throttle ( 28 , 28 a) in the region Control surface or edge ( 33 ') are chosen such that the throttle ( 28 , 28 a) a reduction in the static height difference determining the filling speed (HG) between product level in the container ( 15 ) and product level (N) in the storage container ( 5 ) in the order of about 200 mm WS.

9. Filling system according to one of claims 1-8, characterized in that the mass body ( 31 , 31 a) and the throttle body ( 31 ', 68 ) have a total weight in the order of about 5-10 g, and that the flow mungskanal the throttle ( 28 , 28 a) in the area of the control surface or edge ( 33 ') has a diameter of the order of 5-10 mm, preferably of about 6 mm.

10. Filling system according to one of claims 1-9, characterized in that in one gas path parallel to the throttle ( 28 , 28 a) a control valve ( 23 , 57 ) is arranged, which in the open state, the throttle ( 28 , 28th a) bridging channel for the return gas releases, preferably with the container ( 15 ) located in the sealing position with the filling element ( 1 , 1 a, 1 b).

11. Filling system according to one of claims 1-10, characterized by control means ( 37 , 38 ) through which the container carrier ( 36 ) and thus the container ( 15 ) provided on the container carrier can be lowered for rapid filling during the filling phase for a predetermined period of time is that between the contact surface ( 21 ) of the filling element ( 1 a) and the container ( 15 ) an open to the environment gap forms, through which the return gas can flow unthrottled.

12. Filling system according to one of claims 1-11, characterized in that the space receiving the return gas is a common for all filling elements ( 1 , 1 a) of a filling machine return gas collection channel ( 9 ).

13. Filling system according to claim 12, characterized in that the return gas collection channel ( 9 ) and also in the storage container ( 5 ) above the filling material there formed gas space ( 6 ) each have the same pressure, for example atmospheric pressure or an excess pressure.

That the return gas, a is 14. Filling system according to one of claims 1-11, characterized in that (43) receiving space above the filling material in a reservoir or in a ring bowl (42) formed gas space (43).

15. Filling system according to one of claims 1-14, characterized in that the filling element ( 1 , 1 a) has a filling tube ( 14 ) forming the discharge opening, preferably a long filling tube.

16. Filling system according to claim 15, characterized in that the filling element ( 1 , 1 a) on its underside has a filling tube ( 14 ) surrounding and towards the underside of the filling element open annular channel ( 19 ), the part of the one, the throttle ( 28 , 28 a) having gas path.

17. Filling system according to one of claims 1-14, characterized in that the filling element ( 1 b) is one without a filling tube and on its underside has an annular discharge opening ( 47 ) surrounding a return gas tube ( 46 ), and that one formed in the return gas tube Return gas duct ( 55 ) is part of the one, the throttle ( 28 , 28 a) having gas path.

18. Filling system according to one of claims 1-17, characterized in that at least part of a gas path and the flow channel or the chamber ( 30 , 30 a) forming the flow channel of the throttle ( 28 , 28 a) in a housing ( 11 , 44 ) of the filling element ( 1 , 1 a, 1 b) are ausgebil det.