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Patent Searching and Data


Title:
FILLING ELEMENT COMPRISING AN ANNULAR FLUSHING-GAS OUTLET OPENING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/153255
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a filling element (10) for filling containers with a liquid, the element comprising an elongated filling element body (12) which surrounds an axial product channel (14), in which a valve element (16) is movably arranged, said valve element (16) having a valve body (19) which, together with a valve seat arranged on the filling element body (12), forms a filling valve (22). The filling element has a dispensing opening (28) at the lower end of the product channel (14). At least one flushing outlet opening (30) is arranged in the region of the dispensing opening (28), the flushing outlet opening being connected to a flushing-gas supply (46) via a flushing control valve (44).

Inventors:
CLÜSSERATH, Ludwig (Nikolaus-Lenau-Str. 3, Bad Kreuznach, 55543, DE)
KRULITSCH, Dieter-Rudolf (Stromberger Straße 22 b, Bad Kreuznach, 55545, DE)
SCHWARZ, Hans-Martin (Arweg 8, Niederzissen, 56651, DE)
Application Number:
EP2017/054934
Publication Date:
September 14, 2017
Filing Date:
March 02, 2017
Export Citation:
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Assignee:
KHS GMBH (Juchostraße 20, Dortmund, 44143, DE)
International Classes:
B67C3/10; B65B39/00
Domestic Patent References:
WO2014019642A12014-02-06
Foreign References:
JP2007062771A2007-03-15
DE102010012577A12011-09-29
EP0515960A11992-12-02
DE102013102547A12014-09-18
DE102006017706A12007-10-25
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Claims:
Patentansprüche

1 . Füllelement (10) zum Befüllen von Behältern mit einer Flüssigkeit, umfassend einen länglichen Füllelementkörper (12), welcher einen axialen Produktkanal (14) umschließt, in welchem ein Ventilelement (16) bewegbar angeordnet ist, welches

Ventilelement (16) einen Ventilkörper (19) aufweist, der mit einem an dem

Füllelementkörper (12) angeordneten Ventilsitz ein Füllventil (22) bildet, wobei das Füllelement am unteren Ende des Produktkanals (14) eine Abgabeöffnung (28) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Abgabeöffnung (28) wenigstens eine Spülaust ttsöffnung (30) angeordnet ist, die über ein Spülsteuerventil (44) mit einer Spülgas-Zufuhr (46) verbunden ist.

2. Füllelement (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Spülausthttsöffnung (30) die Abgabeöffnung (28) ringförmig umgibt.

3. Füllelement (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülausthttsöffnung (30) schräg nach unten und auf die zentrale Achse des Füllelementkörpers (12) geneigt ist.

4. Füllelement (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der Spülausthttsöffnung (30) relativ zur zentralen Achse des Füllelementkörpers (12) einen Winkel von 5 bis 75 Grad einschließt. 5. Füllelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass im Bereich der Abgabeöffnung (28) wenigstens eine Spülrückführöffnung (36) angeordnet ist.

6. Füllelement (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die

Spülrückführöffnung (36) oder die Spülrückführungsöffnungen (36) die

Abgabeöffnung (28) ringförmig umgeben. Füllelement (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass d Spülrückführöffnung (36) oder die Spülrückführöffnungen (36) die

Spülaustrittsöffnung (30) ringförmig umgeben.

Füllelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülaustrittsöffnung (30) am Ende eines am

Füllelementkörper (12) angeordneten Spülkanals (42) ist, in welchem ein Spülsteuerventil (44) angeordnet ist.

Füllelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülrückführöffnung (36) am Ende eines am

Füllelementkörper (12) angeordneten Rückgaskanals (48) ausgebildet ist, welchem ein Spülrückgasventil (50) angeordnet ist.

10. Füllelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der Füllelementkörper (12) an seinem unteren Ende eine Dichtanordnung (38) trägt, die dazu konzipiert ist, in gasdichten Kontakt mit der Behälteröffnung (40) eines zu füllenden Behälters (34) zu kommen. 1 1 . Füllelement (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die

Dichtanordnung (38) am unteren Ringende (23) eines Faltenbalgs (58) angeordnet ist, dessen oberes Ende gasdicht mit dem unteren Ende des Füllelementkörpers (12) verbunden ist, und dass das Ringende (23) an einem Stellmechanismus (56) zum Verstellen des Ringendes in axialer Richtung angeordnet ist.

12. Füllelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das das Ventilelement (16) über einen

Steuermechanismus (18) axial relativ zum Ventilsitz (20) bewegbar ist.

13. Füllelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Abgabeöffnung (28), die Spülaustrittsöffnung (30) und gegebenenfalls die Spülrückführöffnung (36) innerhalb der Dichtanordnung (38) angeordnet sind.

14. Füllelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Freistrahl-Füllelement ist. 15. Füllmaschine umfassend mehrere Füllelemente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einer unter jedem Füllelement (10) angeordneten Behälterhalterung (54), dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterhalterung und/oder das Füllelement in axialer Richtung bewegbar ist/sind, um die

Behälteröffnung (40) in Kontakt mit der Dichtanordnung (38) zu bringen.

16. Füllmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie für alle

Füllelemente (10) eine zentrale Steuerung aufweist, die für jedes Füllelement

(10) die Tätigkeit eines Spülsteuerventils (44) für die Spülaust ttsöffung (30) und vorzugsweise die Tätigkeit eines Spülrückgasventils (50) für die

Spülrückführöffnung (36) in zeitlicher Korrelation zur Betätigung des

Ventilelements (16) steuert.

17. Verfahren zum Füllen von Behältern mit einer Flüssigkeit mittels eines

Füllelements (10) einer Füllmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Behälter zum Herstellen einer gasdichten Füllstellung in gasdichter Anlage mit der Dichtanordnung (38) des Füllelements gebracht wird, dass der Behälter zumindest vor dem Befüllen mit einem Spülgas (32) gespült wird. 18. Verfahren nach Anspruch 16 zum Befüllen mit CO2-haltigen Flüssigkeiten,

dadurch gekennzeichnet, dass als Spülgas CO2 verwendet wird, und dass das Befüllen des Behälters (34) unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten CO2-Gasdruck erfolgt.

Description:
FÜLLELEMENT MIT RINGFÖRMIGER SPÜLGASAUSTRITTSÖFFNUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Füllelement zum Befüllen von Behältern mit einer Flüssigkeit, insbesondere ein Freistrahlfüllelement, bei welchem das flüssige Füllgut dem zu befüllenden Behälter ab dem Füllventil in einen freien Füllstrahl oder Füllgutstrahl zuströmt, wobei die Strömung des Füllgutes nicht durch Leitelemente, wie z.B. Ableitschirme, Drallkörper bzw. kurze oder lange Füllrohre beeinflusst oder verändert wird.

Ein derartiges Füllelement hat einen länglichen, in der Regel sich vertikal erstreckenden Füllelementkörper, der einen axialen Produktkanal umschließt, in welchem ein Füllventil angeordnet ist. Das Füllventil enthält ein axial verstellbar in dem Produktkanal angeordnetes Ventilelement mit einem Ventilkörper, welcher mit einem am Füllelementkörper angeordneten Ventilsitz zusammenwirkt. Das

Füllelement hat am unteren Ende des Produktkanals eine Abgabeöffnung. Ein derartiges Füllelement ist aus der DE 10 2006 017 706 A1 bekannt. Es ist Aufgabe der Erfindung, den Anwendungsbereich eines derartigen

Freistrahlfüllelements weiterzuentwickeln, so dass es nicht nur für die drucklose Führung, sondern auch zur Druckbefüllung, z.B. zum Befüllen von CO2-haltigen Getränken geeignet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Freistrahl-Füllelement

erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weiterhin wird die Erfindung durch ein Verfahren gemäß Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der zugeordneten abhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind ebenfalls in der Beschreibung und in den Zeichnungen offenbart.

Gemäß der Erfindung ist im Bereich der Abgabeöffnung wenigstens eine

Spülaustrittsöffnung angeordnet, die über ein Spülsteuerventil mit einer

Spülgaszufuhr verbunden ist. Als Spülgas wird hier vorzugsweise CO2 verwendet, was insbesondere für das Abfüllen von CO2-haltigen Getränken sinnvoll ist. Durch das Vorspülen mit CO2 wird eine Oxydation der eingefüllten Flüssigkeit,

insbesondere eines Getränks durch Restsauerstoff aus der Umgebungsluft vermieden. Zudem kann über die Spülaustrittsöffnung der Behälter auch während des Befüllens mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Fülldruck befüllt werden (Druckbefüllung), wenn die Behälteröffnung gasdicht an dem unteren Ende des Füllelementkörpers anliegt.

Vorzugsweise umgibt die Spülaustrittsöffnung die Abgabeöffnung ringförmig und bildet auf diese Weise eine Art Ringspalt, welcher die Abgabeöffnung umgibt. Auf diese Weise wird insbesondere bei Behältern mit rundem Querschnitt eine sehr homogene und vollständige Spülung erzielt.

Vorzugsweise ist die Spülaustrittsöffnung schräg nach unten und auf die zentrale Achse des Füllelementkörpers geneigt, so dass beim Spülvorgang ein Spülgasfluss in gewünschter Weise erreicht wird, derart, dass das Spülgas in der Mitte des Behälters nach unten strömt und an den Rändern des Behälters wieder nach oben, wo es insbesondere durch eine Spülrückführöffnung aus dem Behälter heraus entweicht z.B. in die Umgebungsluft oder in eine Vakuumkammer. Vorzugsweise hat hierfür die Austrittsöffnung bzw. der Ringspalt relativ zur zentralen Achse des

Füllelementkörpers einen Winkel von 5-25°, d.h. der Austrittswinkel ist relativ zur Achse des Füllelementkörpers recht spitz. Auf diese Weise wird das oben

beschriebene Spülschema erzielt. Prinzipiell ist es möglich, dass das Spülgas nach dem Spülen des Behälters in die Umgebungsluft entweicht. Vorzugsweise ist jedoch im Bereich der Abgabeöffnung wenigstens eine Spülrückführöffnung angeordnet, durch welche das Spülgas in gesteuerter Weise entweichen kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Spülrückführöffnung die Abgabeöffnung ringförmig umgibt, so dass das

vorzugsweise ringförmig eingespülte Spülgas auch ringförmig nach dem

Durchspülen des Behälters wieder aus der Behälteröffnung heraustritt. Auf diese Weise wird ein homogenes Spülmuster in dem Behälter erzielt, welches zu einer vollständigen Spülung des Behälters führt, was eine spätere Oxydation des eingefüllten Getränks durch Restsauerstoff verhindert. Vorzugsweise umgibt die Spülrückführöffnung auch die insbesondere ringförmige Spülaustrittsöffnung ebenfalls vorzugsweise ringförmig, so dass eine Konfiguration gebildet wird mit der Abgabeöffnung in der Mitte, umgeben von der ringförmigen Spülaustrittsöffnung, die wiederum von der ringförmigen Spülrückführöffnung umgeben ist. Auf diese Weise kann ein sehr definiertes und homogenes Spülschema im Behälter erzielt werden. Die Spülgaszu- und -abfuhr ist darüber hinaus sehr schnell und effektiv. Vorzugsweise befindet sich die Spülaustrittsöffnung am Ende eines im

Füllelementkörper angeordneten Spülkanals, in welchem ein Spülsteuerventil angeordnet ist. Das Spülsteuerventil kann durch eine Steuerung in zeitlicher

Korrelation zu dem Füllventil betätigt werden und kann somit für ein definiertes Vorspülen des Behälters vor dem Befüllen bzw. für ein Druckbefüllen des Behälters unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten CO 2 -Druck genutzt werden.

Vorzugsweise ist auch die Spülrückführöffnung am Ende eines am Füllelementkörper angeordneten Rückgaskanals ausgebildet, in welchem ein Spülrückgasventil angeordnet ist. Auf diese Weise kann nicht nur die Spülgaszuführung, sondern auch die Spülgasabführung in zeitlicher Korrelation zur Betätigung des Füllelements gesteuert werden, so dass unterschiedliche Füllverfahrensschritte, wie Spülen, Vorspannen des Behälters mit Spülgas, Druckbefüllen, Vorentlasten und

Restentlasten auf einfache Weise gesteuert werden können. Das Spülsteuerventil und das Spülrückgasventil sind vorzugsweise an dem Füllelement angeordnet, während die Steuerung für die entsprechenden Ventile vorzugsweise zentral in einer Füllmaschine angeordnet ist, die mehrere der o.g. Füllelemente aufweist.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung trägt der Füllelementkörper an seinem unteren Ende eine Dichtanordnung, die dazu konzipiert ist, in gasdichtem Kontakt mit der Behälteröffnung eines zu füllenden Behälters zu kommen. Auf diese Weise kann der Behälter gegenüber dem Umgebungsdruck auf einem abweichenden Druck gehalten werden, was das Vorspülen, Druckfüllen, Vorentlasten und Restentlasten in absolut gesteuerter Weise ermöglicht, unabhängig von dem Umgebungsdruck. Dies ermöglicht auch das Abfüllen von CO2-haltigen Getränken im Freistrahlfüllverfahren. Vorzugsweise ist die Dichtanordnung am unteren Ringende eines Faltenbalges angeordnet, dessen oberes Ende gasdicht mit dem unteren Ende des

Füllelementkörpers verbunden ist, und das Ringende ist an einem axialen

Stellmechanismus zum Verstellen des Ring-Endes in axialer Richtung angeordnet. Auf diese Weise kann die Dichtanordnung an dem Ring-Ende mittels des

Stellmechanismus gasdicht an die Behälteröffnung gedrückt werden. Damit wird ein störungsfreies Vorspülen des Behälters bzw. Druckbefüllen ermöglicht ohne, dass der Abstand des Füllelements selber relativ zur Behälteraufnahme verstellt werden muss.

Vorzugsweise sind bei dem Füllelement das Ventilelement und damit der

Ventilkörper des Füllventils in üblicher Weise über einen Steuermechanismus axial relativ zum Ventilsitz bewegbar.

Vorzugsweise sind - in der horizontalen Ebene - die Abgabeöffnung, die

Spülaustrittsöffnung und ggf. die Spülrückführöffnung innerhalb der Dichtanordnung angeordnet, was es ermöglicht, den Spüldruck in dem Behälter unabhängig vom Umgebungsdruck zu regeln.

Wie oben bereits dargelegt, ist das Füllelement ein Freistrahlfüllelement, bei welchem der Füllstrahl nach dem Füllventil nicht durch irgendwelche Leitmaßnahmen beeinflusst bzw. beeinträchtigt wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Füllmaschine, umfassend mehrere Füllelemente der vorstehend genannten Art mit jeweils einer unter jedem Füllelement

angeordneten Behälterhalterung, die jedoch auch für mehrere Füllelemente gemeinsam sein kann, z.B. als Führungsebene. Die Behälterhalterung und/oder das Füllelement sind dabei vorzugsweise in axialer Richtung bewegbar, um die

Behälteröffnung in Kontakt mit der Dichtanordnung des Füllelements zu bringen. Jedoch kann auch allein die Dichtanordnung relativ zur Behälteröffnung axial verstellbar sein. Auf diese Weise kann ein Spülen und Befüllen des Behälters unter einem vom Umgebungsdruck abweichenden Druck erfolgen. Vorzugsweise weist die Füllmaschine eine für alle Füllelemente vorgesehene zentrale Steuerung auf, die für jedes Füllelement die Tätigkeit des Spülsteuerventils für die Spülgaszuführung und vorzugsweise auch die Tätigkeit des

Spülrückgasventils für die Spülgasrückführöffnung in zeitlicher Korrelation zur Betätigung des Füllventils steuert, um somit einen definierten Spülvorgang und/oder Druckbefüllungsvorgang, insbesondere für das Befüllen von CO2-haltigen Getränken zu realisieren.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Befüllen von Behältern mit einer Flüssigkeit mittels eines Füllelements einer Füllmaschine, wobei das Füllelement vorzugsweise als Freistrahlfüllelement ausgebildet ist. Gemäß dem Verfahren wird ein Behälter zum Herstellen einer gasdichten Füllstellung in gasdichter Anlage mit der Dichtanordnung des Füllelements gebracht und der Behälter wird zumindest vor dem Befüllen mit einem Spülgas gespült. Auf diese Weise kann der zu befüllende Behälter unabhängig vom Umgebungsdruck und den Verhältnissen der

Umgebungsatmosphäre mit einem gewünschten Spülgas, insbesondere CO 2 gespült werden und auch der Befüllvorgang kann unter Druck erfolgen, was auch das

Befüllen von CO2-haltigen Getränken im Freistrahlfüllverfahren ermöglicht. Vorzugsweise wird als Spülgas CO 2 verwendet und das Befüllen des Behälters erfolgt unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten CO2-Gasdruck. Es ermöglicht sogar das Befüllen von CO2-haltigen Getränken, wie Bier im

Freistrahlfüllverfahren. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die o.g. Ausführungsformen der

Erfindung in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können. Es ist weiterhin offensichtlich, dass Merkmale der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert sind, einfach oder mehrfach vorkommen können. So können in jedem Kanal, z.B. im Spülkanal bzw. im Spülrückgaskanal mehrere steuerbare Ventile angeordnet sein.

Die Spülaustrittsöffnung kann z.B. eine Ringöffnung sein oder aus mehreren insbesondere ringförmig angeordneten vorzugsweise kreisrunden Einzelöffnungen bestehen, die die Abgabeöffnung umgeben. Folgende Ausdrücke werden synonym verwendet: Rückgaskanal - Spülrückgaskanal; Steuerventil - Spülsteuerventil; Rückgasventil - Spülrückgasventil;

Es ist ebenso möglich, dass für jedes Füllelement eine eigene separate Steuerung für die mit der Spülaust ttsöffnung und der Spülrückführöffnung verbundenen Ventile vorgesehen ist, so dass eine zentrale Steuerung nicht unbedingt notwendig ist.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der schematischen

Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes

Füllelement während der Spülphase,

Fig. 2 das Füllelement aus Fig. 1 während der Füllphase, und

Fig. 3 - 13 den Ablauf eines Füllvorgangs mit dem in Fig. 1 gezeigten Füllelement zum Vorspülen und Druckbefüllen eines Behälters mit einem CO2- haltigen Getränk. Fig. 1 zeigt ein Füllelement 10 einer Füllmaschine, welche z.B. als Rundfüllmaschine ausgebildet sein kann. Das Füllelement 10 hat einen länglichen, sich vertikal erstreckenden Füllelementkörper 12, der einen zentralen Produktkanal 14 umgibt. In dem Produktkanal 14, welcher im Zentrum und koaxial zum Füllelementkörper 12 angeordnet ist, ist ein zentrales Ventilelement 16 durch ein Ventilsteuerelement 18 in axialer Richtung verstellbar gehalten. Das Ventilelement 16 hat einen Ventilkörper 19, mit welchem es am Ventilsitz 20 anliegt, der an dem unteren Ende des

Füllelementkörpers 12 angeordnet ist. Der Ventilkörper 19 zusammen mit dem Ventilsitz 20 bildet das Füllventil 22. Weiter oben an dem Füllelementkörper 12 ist ein Produktzufuhrkanal 24 angeordnet, welcher von einem insbesondere

magnetinduktiven Durchflussmesser(MID) 26 umgeben ist, um für

Steuerungszwecke die Menge des zugeführten Produktes für jeden Behälter zu bestimmen. Der MID kann alternativ auch den Produktkanal 14 umgeben. Unterhalb des Füllventils 22 ist eine Abgabeöffnung 28 angeordnet, welche den unteren Ausgang bzw. das untere offene Ende des Produktkanals 14 bildet. Diese Abgabeöffnung 28 ist von einer Spülaustrittsöffnung 30 in Form eines Ringspaltes umgeben, welcher Ringspalt schräg nach unten zur zentralen Achse des

Füllelementkörpers 12 geneigt ist, um so den mit Pfeilen dargestellten Spülstrom 32 in einem unterhalb der Abgabeöffnung 28 angeordneten Behälter 34 zu realisieren. Die Ringspülaust ttsöffnung ist umgeben von einer ringförmigen Spülrückführöffnung 36, die ebenfalls in Form eines Ringspaltes ausgebildet ist, und dazu dient, das durch den Behälter 34 geströmte Spülgas zurückzuführen. Am unteren Ende des Füllelementkörpers 12, genauer gesagt am unteren Ringbereich 23 eines

Faltenbalges 58, dessen oberes Ende 60 mit dem unteren Ende des

Füllelementkörpers gasdicht verbunden ist, ist eine Dichtanordnung 38 in Form einer Ringdichtung angeordnet, welche zur Anlage an die Behälteröffnung 40 konzipiert ist. Der Behälter ist somit, wenn er mit seiner Behälteröffnung 40 an der Ringdichtung 38 anliegt, gasdicht gegenüber der Umgebungsatmosphäre mit der Abgabeöffnung 28, mit der Spülaustrittsöffnung 30 und der Spülrückführöffnung 36 verbunden.

Die Spülaustrittsöffnung 30 ist mit einem Spülkanal 42 verbunden, in welchem ein Spülsteuerventil 44 angeordnet ist, wobei das Spülsteuerventil 44 mit einer

Spülgaszufuhr 46, insbesondere CO 2 -Zufuhr verbunden ist. Die Spülgaszufuhr kann der Gasraum in einem Produktbehälter eines CO2-haltigen Produkts sein. Die

Spülrückführöffnung 36 ist wiederum mit einem Rückgaskanal 48 verbunden, der über ein Spülrückgasventil 50 mit einem Spülgasabführraum, insbesondere einem Vakuumraum 52 verbunden ist, um einen schnellen Spülvorgang realisieren zu können. Der Behälter 34 ist auf einer Behälteraufnahme 54 einer Füllmaschine angeordnet, die mehrere Füllelemente 10 gemäß Fig. 1 aufweist. Der Füllelement- körper 12 ist über einen axialen Betätigungsmechanismus 56 in axialer Richtung verschiebbar gehalten, so dass die Dichtanordnung bzw. Ringdichtung 38 in

Dichtanlage mit einem auf der Behälteraufnahme 54 stehenden Behälter 34, bzw. dessen Behälteröffnung gebracht werden kann. Fig. 1 zeigt die Stellung des Füllelementes 10 beim Spülen des Behälters mit dem Spülgas 32, wobei das Spülsteuerventil 44 als auch das Rückgasventil 50 geöffnet sind, so dass das Spülgas, insbesondere CO 2 von der Spülgaszufuhr 46 in einen Spülgasabführraum, der beispielsweise als Vakuumraum 52 ausgebildet ist, strömen kann, wobei sich das im Behälter 34 mit Pfeilen angedeutete Spülmuster 32 des Spülgases ergibt, was zu einer sehr vollständigen Spülung des Behälters und damit zur zumindest annähernd restlosen Entfernung von Atmosphärengas führt. Das Spülen hat den Zweck, sicherzustellen, dass kein Restsauerstoff in dem Behälter 34 vor dem eigentlichen Füllvorgang verbleibt.

Fig. 2 zeigt das Füllelement 10 beim Befüllen des Behälters, nachdem der Behälter gespült worden ist. Beim Füllen wird das Ventilelement 16 über den

Steuermechanismus 18 angehoben, so dass das Füllventil 22 geöffnet ist und der Behälter 34 mit Füllgut gefüllt wird. Das dabei auftretende CO2 wird über die

Spülaustrittsöffnung 30 und das Spülsteuerventil 44 wieder in den

Spülgaszufuhrraum 46 geleitet, so dass es für eine weitere Verwendung

zurückgeführt wird. Auf diese Weise wird das vorhandene CO 2 bestmöglich ausgenutzt. Es ist noch zu erwähnen, dass die Ringdichtung 38 vorzugsweise am Ringende 23 des Faltenbalgs 58 angeordnet ist, dessen oberes Ende 60 mit dem

Füllelementkörper 12 verbunden ist. Über das axiale Stellelement 56 wird somit die Ringdichtung 38 axial in Richtung auf die Behälteröffnung 40 zu bzw. von diesem weg bewegt, um somit den Behälter 34 gasdicht mit der Abgabeöffnung 28, der Spülaustrittsöffnung 30 und der Spülrückführöffnung 36 zu verbinden.

Vorzugsweise ist die Füllmaschine eine Rundfüllmaschine mit einer Vielzahl von an ihrem Umfang angeordneten Füllelementen der oben genannten Art. Der

Entlastungsraum 68, der Spülgaszufuhrraum 46 und der Spülgasabführraum oder Vakuumraum 52 sind vorzugsweise Ringräume am Außenumfang der

Rundfüllmaschine, die eine leichte Ankopplung eines Füllelements gestatten.

Die Fig. 3-13 zeigen das Füllelement 10 aus Fig. 1 während des Druckbefüllens und Vorspülens eines Behälters mit einem CO 2 -haltigen Getränk.

Fig. 3 zeigt das Füllelement 10 während des Einfüllens des Behälters 34 in die Behälteraufnahme 54. Über das axiale Stellelement 56 ist die Ringdichtung 38 am unteren Ringende des Faltenbalgs 58 angehoben, so dass der Behälter 34 mit seiner Behälteröffnung 40 unter das untere Ende des Füllelementkörpers 12 eingeschoben werden kann.

In Fig. 4 ist der Behälter 34 in seiner Füllposition angeordnet.

In Fig. 5 ist die Ringdichtung 38 über eine Betätigung des axialen Stellelements 56 nach unten auf die Behälteröffnung 40 aufgedrückt, so dass der Behälter 40 nun gasdicht mit dem Füllelement 10 verbunden ist. Gemäß Fig. 6 wird das Spülsteuerventil 40 geöffnet, welches die Spülgaszufuhr 46 mit der Spülzufuhröffnung 30 verbindet und in gleicher weise wird das

Spülrückgasventil 50 geöffnet, um somit die Spülrückführöffnung 36 mit dem

Spülgasabführraum oder Vakuumraum 52 zu verbinden. Der Behälter 34 wird dabei gemäß dem mit Pfeilen dargestellten Spülgasfluss 32 vollständig gespült. Das zugeführte CO 2 läuft dabei über eine Drossel 62.

Gemäß Fig. 7 wird nun der Behälter 34 auf einen Vorspannungsdruck gebracht, in dem das Rückgasventil 50 geschlossen wird, so dass das CO2 über das

Spülsteuerventil 40 bis zum Erreichen eines gewünschten Vorspanndruckes einströmt.

Nun kann gemäß Fig. 8 das Füllventil 22 durch Anheben des Ventilelements 16 geöffnet werden, wobei der Behälter gefüllt wird. Hierbei strömt das austretende CO 2 über die Spülaust ttsöffnung 30 und das Spülsteuerventil 44 in den Spülzufuhrraum 46, so dass das entweichende für einen neuen Spülvorgang rückgewonnen wird. In diesem Zusammenhang ist zu sagen, dass der Spülzufuhrraum 46 und der

Spülgasabführraum oder Vakuumraum 52 insbesondere Ringkanäle sind, die in einer Rundfüllmaschine am Außenumfang entlang laufen und mit jedem der zahlreichen Füllelemente 10 verbunden sind. Dies bedeutet, dass auf den Zufuhrraum 46 immer mehrere Füllelemente 10 gleichzeitig zugreifen und CO2 entnehmen, als auch CO2 zuführen. Am Füllende wird gemäß Fig. 9 das Füllventil 22 geschlossen, indem das

Ventilelement 16 über das Steuerelement 18 nach unten betätigt wird, so dass der Ventilkörper 19 an dem Ventilsitz 22 anliegt. Gemäß Fig. 10 wird nun die Spülrückführöffnung 36 über ein Entlastungsventil 66 mit einem Entlastungsraum 68 verbunden, so dass sich ein noch bestehender

Differenzdruck zum Umgebungsdruck ausgleichen kann.

In dem Prozessschritt der Fig. 1 1 bleiben alle Steuerventile 44, 50, 66 der

Spülaustrittsöffnung 30 und der Spülrückführöffnung 36 geschlossen, so dass sich das Getränk beruhigen kann. Gemäß Fig. 1 1 wird nun noch einmal das

Entlastungsventil 66 geöffnet, um einen Restüberdruck in den Entlastungsraum 68 abzuführen. Am Ende des Füllvorgangs kann dann die Ringdichtung 38 über das axiale Stellelement 56 wieder angehoben werden, so dass der Behälter freigegeben ist und von seiner Füllposition entfernt werden kann.

Es ist klar, dass die oben beschriebene Ausführungsform in keiner Weise

beschränkend für diese Erfindung ist, sondern diese kann innerhalb des

Schutzbereichs der nachfolgenden Ansprüche beliebig variiert werden.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass es sich bei der Spülrückführöffnung (36) um eine einzige Öffnung handelt. Selbstverständlich kann die

Spülrückführöffnung (36) auch derart ausgebildet sein, dass sie sich aus mehreren Öffnungen zusammensetzt, wobei die einzelnen Öffnungen beispielweise durch Stege voneinander getrennt sind.

Bezugszeichenliste

10 Füllelement

12 Füllelementkörper

14 Produktkanal

16 Ventilelement

18 Steuermechanismus

19 Ventilkörper

20 Ventilsitz

22 Füllventil

23 unteres Ringende

24 Produktzufuhrkanal

26 Durchflussmesser

28 Abgabeöffnung

30 Spülaustrittsöffnung

32 Spülgasströmung

34 Behälter

36 Spülrückführöffnung

38 Dichtanordnung - Ringdichtung

40 Behälteröffnung

42 Spülkanal

44 Spülsteuerventil

46 Spülgaszufuhrraum - Gasraum

48 Rückgaskanal

50 Spülrückgasventil

52 Vakuumraum - Spülgasabfuhrraum

54 Behälterhalterung

56 axiales Stellelement

58 Faltenbalg

60 oberes Ende des Faltenbalgs

62 Drossel für Spülgaszufuhr

64 Entlastungsleitung

66 Entlastungsventil

68 Entlastungsraum unter Umgebungsdruck