Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abfüllen von Fließmitteln in Verpackungen und weist ein Füllrohr mit Mundstück und mit einem Ventil auf. Unter Fließmitteln sind in erster Linie Flüssigkeiten gemeint, insbesondere im Nahrungsmittelbereich, zum Beispiel Milch, Wasser und Fruchtsäfte. Unter Fließmitteln versteht man im Sinne der vorliegenden Erfindung aber auch Fruchtsäfte mit Feststoffanteil, also pumpfähige Fiuids.

Für das Befüllen von Behältern bzw. Verpackungen mit flüssigen Lebensmitteln sind in der Praxis verschiedene Vorrichtungen mit Mundstücken und Ventilen bekannt. Bei einer bekannten Vorrichtung zum Abfüllen mit kurzen Füllzeiten wird ein Mundstück unter Bewegung in die zu füllende Verpackung und in das bereits gefüllte Produkt nach unten eingetaucht und danach wieder hochbewegt Dadurch will man trotz hoher Produktionsgeschwindigkeit das Schäumen oder Spritzen des Produktes vermeiden.

Ein wichtiges Problem bei diesen Vorrichtungen ist das Nachtropfen des Produktes, welches man bei bekannten Vorrichtungen durch ein Sieb im Mundstück dadurch verhindert, daß die Oberflächenspannung des Produktes im Sieb das Gewicht des Produktes im Mundstück hält. Es sind auch alternativ flexible Mundstücke, zum Beispiel solche aus Silikon, bekannt, die durch einen im Füllrohr erzeugten Unterdruck verschlossen werden.

Bei Verpackungen mit kleinen Einfüllöffnungen begrenzt der Durchmesser der Einfüllöffnung den Durchmesser des Mundstückes und des Füllrohres. Um einen großen Volumenstrom zu erhalten, muß man die Strömungsgeschwindigkeit des Produktes erhöhen. Diese führt aber zu vermehrter Schaumbildung bei Füllung schäumender Produkte. Mit Nachteil sind im praktischen Betrieb verwendete bekannte Mundstücke nur schwer zu reinigen, denn sie müssen normalerweise demontiert und von Hand gereinigt werden.

Unter Kenntnis der vorstehenden Problematik ist bereits ein Ventil zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Verpackungen entwickelt worden, bei dem in einem rohrförmigen Gehäuse direkt am Mundstück ein mit einem Ventilsitz in Eingriff bringbarer Verschließkörper mit rückseitigen Abdicht¬ einrichtungen vorhanden ist. Wie bei den oben genannten, bekannten Lösungen, bei denen ein Sieb im Mundstück angeordnet wird, ist bei der zuletzt erwähnten Lösung anstelle des Siebes eine dicke Austrittsplatte mit zahlreichen, vorzugsweise parallelen Austrittslöchern vorgesehen. Diese

älterβ Konstruktion der Anmelderin vermeidet Relativbewegungen zwischen der zu füllenden Verpackung und dem Mundstück, aber es ist ein Verschließkörper direkt neben dem Mundstück, d.h. in geringem Abstand über der Austrittsplatte, beweglich angeordnet und muß beim Öffnen und Schließen von außen angesteuert werden.

Die ältere Konstruktion mit der mit Austrittslöchern versehenen Austrittsplatte arbeitet nach dem Prinzip des Kapillarrohres zuverlässig, wie sich gezeigt hat, hauptsächlich im statischen bzw. quasi-stationären Betrieb, d.h. im Bereich kleiner Fiießgeschwindigkeiten. Will man hingegen in einer Füllzeit von etwa nur drei Sekunden eine Verpackung mit dem Inhalt von vier Litern befüllen, dann erfordert dies Fiießgeschwindigkeiten des abzufüllenden Produktes, welche die eingesetzten Kapillarrohrmundstücke überfordern. Unzulänglichkeiten treten bei den bekannten Lösungen hauptsächlich im Bereich der Auslaufsicherheit der Kapillarrohrmundstücke auf.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß bei guter Auslaufsicherheit am Mundstück, d.h. Vermeiden des unerwünschten Nachtropfens, die neue Vorrichtung im Bereich der abzufüllenden Packung keine mechanisch beweglichen Teile vorsieht und daß im Betrieb dennoch ein großer Volumenstrom möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Mundstück siphonartig ausgestaltet ist. Wenn das ablaufseitige Ende des Füllrohres nach der Lehre der Erfindung mit einem solchen siphonartigen Mundstück abgeschlossen wird, kann man trotz der Handhabung großer Volumenströme und sogar insbesondere bei geringer Schaumbildung eine hervorragende Sicherheit gegen Auslaufen erreichen, ohne daß bewegliche Teile im Packungsbereich vorhanden sein müssen. Darüberhinaus ist die Abfüllvorrichtung gemäß der Erfindung gut und einfach zu reinigen.

Siphonartige Ausgüsse sind an sich bekannt. Sie haben zum einen die Aufgabe einer Geruchsbarriere und sollen zum anderen das Ausgießen und Auslaufen ermöglichen. Dieser Gedanke widerspricht konträr der erfindungsgemaßen Lösung mit einer Sicherheit gegen Auslaufen oder Nachtropfen. Mit einer Abfüllvorrichtung gemäß der Erfindung soll ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, aus einem größeren Behälter durch ein Abfüllventil in das Füllroh' und aus diesem in eine Verpackung fließen. Das Füllventil wird zu bestimmten Zeiten geschlossen, und die sich darunter bis zum auslaufseitigen Ende des Füllrohres befindliche Flüssigkeit soll dann nicht unkontrolliert herausfließen und nicht einmal nachtropfen. Hierfür hatte man Kapillarrohrmundstücke entwickelt, welche unter anderem die vorstehend genannten

Nachteile zeigen. Deshalb war es unerwartet, ein Mundstück siphonartig auszugestalten und dadurch eine sogar noch bessere Sicherheit gegen Auslaufen oder Nachtropfen als bei den bekannten Mundstückausgestaltungen zu finden.

Erfindungsgemäß kann man das Siphonmundstück als U- oder S-förmige Verlängerung des Füllrohres ausbilden. Man kann solche Verlängerungen einstückig mit dem Füllrohr ausgestalten oder die Verlängerung am ablaufseitigen Ende des Füllrohres befestigen. Wesentlich ist das Prinzip, daß das austrlttsseitige Ende des Füllrohres durch die abzufüllende Flüssigkeit/das Fluid verschlossen wird, wie das auch bei den siphonartigen Auslässen für einen Geruchverschluß üblich ist. Das Ende des Füllrohres, zumeist sein unteres Ende, steht dann bei Abschalten des Flüssigkeitszustromes unterhalb des Flüssigkeitsspielgels, der in dem siphonartig ausgestalteten Mundstück gehalten wird. Dadurch kann ein Leerlaufen des Füllrohres ausgeschaltet werden.

Bei den hier angegebenen Ausführungsformen liegt stets das gleiche Siphonprinzip vor, so daß der Austrittsquerschnitt des Füllrohres durch Flüssigkeit geschlossen ist. Bei geschlossenem Füllventil erzeugt nämlich das Eigengewicht der Wassersäule im Füllrohr einen Unterdruck. Solange keine Umgebungsluft von unten in das Füllrohr gelangt, befindet sich das System dann im Gleichgewicht, wenn der Druck der Umgebungsluft in Richtung der Schwerkraft auf dem Flüssigkeitsspiegel in dem siphonartigen Mundstück lastet, so daß das Füllrohr sicher abgedichtet ist, solange das Füllventil nicht geöffnet wird.

Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung umgibt das Siphonmundstück das ablaufseitige Ende des Füllrohres unter Belassung eines Ringspaltes becherförmig. Auch hier gilt wieder das Siphonprinzip, bei welchem der Flüssigkeitsspiegel das ablaufseitige Ende des Füllrohres überragt und dadurch verschließt. Bei Abwasserverschlüssen unter Waschbecken in den üblichen Bädern wird zum Geruchverschluß ebenfalls das ablaufseitige Ende eines inneren Rohres in einen becherförmigen Raum eines außen angeordneten Rohres so angeordnet, daß durch das innere Rohr nach unten ablaufende Flüssigkeit stets einen außen hochsteigenden Flüssigkeitsspiegel so vorsieht, daß dieser über dem ablaufseitigen Ende bzw. der Unterkante des Füllrohres zu stehen kommt. Dadurch ist das untere Ende des inneren Zulaufrohres abgedichtet. Dieses Prinzip hat sich die Erfindung in unerwarteter Weise zu eigen gemacht, um dadurch ein Leerlaufen des Füllrohres oder Nachtropfen zu verhindern.

Die Auslaufsicherheit des Siphonmundstückes gemäß der Erfindung ist im Vergleich mit den bekannten Kapillarrohrmundstücken dadurch erhöht, daß sich die Wirkungsrichtung des Umgebungsdruckes umkehrt und sich das Gewicht der Flüssigkeitssäule im Siphon dieser

Druckkraft additiv überlagert. Die Sicherheit gegen Auslaufen ist bei Anwendung der erfindungs¬ gemäßen Lehre um so höher, je größer der Niveauunterschied zwischen dem ablaufseitigen, unteren Rand des Füllrohres einerseits und des siphonartigen Mundstückes bzw. des Siphonüber¬ laufes andererseits ist. Durch das siphonartige Mundstück ist mit Vorteil die Möglichkeit gegeben, Fruchtsäfte oder auch andere Flüssigkeiten mit Feststoffanteil zuverlässig abzufüllen. Durch die erhöhte Auslaufsicherheit aufgrund des Niveauunterschiedes zwischen dem unteren Füllrohrende und dem Siphonüberiauf können auch Flüssigkeiten zuverlässig abgefüllt werden, die eine geringe Oberflächenspannung haben, ohne daß ein Auslaufen des Füllrohres zu befürchten ist.

Günstig ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn die Fläche des Ringspaltes größer ist als die Querschnittsfläche des Füllrohres. Zwar arbeitet die erfindungsgemäße Abfüllvorrichtung gut schon dann, wenn der Auslaß des Siphonmundstückes so ausgestaltet ist, daß im Querschnitt der erwähnte Ringspalt zwischen dem Füllrohr und dem Becher mindestens die gleiche Fläche hat wie der Querschnitt des Füllrohres. Ist aber nach dem vorstehenden Merkmal die Querschnitts- fiäche des Ringspaltes größer, dann können schäumende Produkte, zum Beispiel Milch, besser abgefüllt werden. Die Ausgestaltung dieser größeren Ringspaltftäche gelingt zum Beispiel durch einen konisch aufgeweiteten Siphonkanal. Im Falle der becherförmigen Umfassung des Füllrohres unten kann die Becherform konisch nach oben aufgeweitet sein wie eine Tasse oder Schale.

Wenn erfindungsgemaß das Siphonmundstück abgerundete Kanten und vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt hat, kann man das Mundstück besonders gut reinigen. Scharfe Kanten und Totwassergebiete bzw. Bereiche, in denen das fließfähige Produkt nicht strömt, können dadurch einfach eliminiert sein.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn erfindungsgemäß im Auslaufbereich des Siphonmundstückes eine Abreißkante angebracht ist. Mit dieser kann ein Abreißen der Flüssigkeitsströmung erreicht werden, damit ein Nachlaufen zuverlässig verhindert wird und damit die reproduzierbare Einfüligenauigkeit der Vorrichtung gemäß der Erfindung gewährleistet ist.

Versieht man weiterhin gemäß einem anderen Merkmal nach der Erfindung das Siphonmur *ück mit Leitblechen, dann wird ersichtlich eine gezielte Lenkung des Flüsstgkeitsstromes errr zn*. Derartige Prall- oder Leitbleche ermöglichen das Befüllen der Verpackung unter Niveau, c . sie leiten den Flüssigkeitsstrom nach unten um und verhindern somit das Ausschäumen der Flüssigkeitsoberfläche in der Verpackung.

Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Füllrohr in einem im unteren Bereich

geschlossenen, mit Fließmittel füllbaren Packungsschlauch angeordnet, und oben ist in größerem Abstand vom unteren Schlauchende das Füllrohr aus dem Packungsschlauch seitlich herausgeführt. Das am Füllrohr angeschlossene Ventil ist in großem Abstand vom Mundstück angeordnet. Die Abfüllvorrichtuπg gemäß der Erfindung eignet sich besonders bei dem Befüllen von Schlauchbeutelverpackungen, bei denen das untere und schon flüssigkeitsdicht versiegelte Ende des Packungsschlauches vertikal herunterhängt, während das Füllrohr durch einen weiter oben angeordneten seitlichen Schlitz in an sich bekannter Weise in den Schlauch hereingeführt ist und sich nach unten bis in den Bereich des untersten Packungsabschnittes erstreckt. Der Schlitz zum seitlichen Herausführen des Füllrohres liegt etwa 2 - 6 Packungen, vorzugsweise um die Höhe von 3 - 5 Packungen, über der unteren Eπdkante der untersten Packung des Schlau¬ ches. Das Produkt wird nun in den Packungsschlauch eingefüllt, während das siphonartige Mundstück unter Niveau In das Produkt hineinreicht. Es ist eingangs schon erläutert, daß das Füllventil bei der Anwendung gemäß der vorliegenden Erfindung weit entfernt vom Mundstück anschließbar ist. Als Entfernung bzw. Abstand vom Mundstück kann man die zwei- bis zehnfache Höhe einer Schlauchbeutelpackung ansetzen.

Durch das siphonartige Ausgestalten des Mundstückes gemäß der Erfindung kann die Schaumbildung erheblich beim Abfüllen vermindert werden. Schaumbildung von Flüssigkeiten tritt immer dann auf, wenn ein Flüssigkeitsstrom mit hoher Geschwindigkeit mit einer Gasphase unterschiedlicher Geschwindigkeit in Berührung kommt, d.h. wenn zwischen Flüssigkeitsoberfläche und Gasphase Reibung auftritt. Die Schaumbildung ist hierbei um so stärker, je größer die Geschwindigkeitsdifferenzen der beiden Phasen sind. Große Flüssigkeitsgeschwindigkeiten treten bei Füllsystemen immer beim öffnen und Schließen der Füllventile auf. Wenn diese Ventilöff- nungen direkt am Füllrohrende sitzen, so daß die Ventilöffnungen Kontakt mit der Umgebungsluft haben, dann kommt es beim Öffnen und Schließen der Ventile zu vermehrter Schaumbildung. Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil aber vermieden, weil das Abfüllventil in der vorstehend beschriebenen Weise in großem Abstand vom siphonartigen Mundstück angebracht ist, so daß sich das Geschwindigkeitsprofil der Strömung bis zum Erreichen des Mundstückes wieder ausgleichen kann.

Durch die Anordnung des Abfüllventils zur Durchflußsteuerung im Füllrohr weit entfernt vom Mundstück wird mit Vorteil gewährleistet, daß im Packungsbereich keine beweglichen Teile im Füllrohr vorhanden sind. Das erwähnte Ventil oder auch andere Ventile sind außerhalb der Materialbahn angebracht und für Wartungsarbeiten leicht zugänglich. Dies alles erreicht man durch den Abschluß des Füllrohres unten mit dem auslaufsicheren Mundstück gemäß der Erfindung.

Unter Beachtung der erfindungsgemaßen Lehre erkennt der Fachmann, daß sich ein solches Füllrohr kostengünstig herstellen läßt, denn es werden ersichtlich keine Dichtungen oder Verschleißteile im Mundstück benötigt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Es zeigen:

Figur 1 schematisch eine Querschnittsansicht einer Schlauchbeutelherstellungsmaschine mit Fütlrohr und Mundstück, Figur 2 eine andere Ausführungsform des Mundstückes, wobei im oberen Bereich das

Ventil weggelassen ist, und Figur 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in Figur 1.

Eine Bahn 4 aus Kunststoffmaterial ist so doppelt gelegt, daß sich die in Figur 1 gestrichelt gezeichnete Gestaltung ergibt. Längs der vertikalen linken Linie ist das Kunststoffmaterial V-förmig gefaltet und geschlossen, während es auf der gegenüberliegenden Seite schlitzartig offen ist. Die Zuführung der Materialbahn 4 erfolgt vertikal von oben nach unten etwa in Richtung des Pfeiles 5. Quer- und Längssiegelstationen sind hier weggelassen, denn sie sind dem Fachmann bekannt. Die Materialbahn 4 ist entlang der rechten vertikalen, gestrichelten Linie von oben nach unten bis zu der Stelle 6 schlitzartig offen. Darunter ist die Materialbahn mit einer Längssiegelnaht geschlossen. Außerdem ist im unteren Bereich der Materialbahn 4 eine Quersiegelnaht 7 eingebracht, durch welche der Packungsschlauch 4 unten flüssigkeitsdicht geschlossen ist.

Das allgemein mit 1 bezeichnete Füllrohr ragt von oben und außerhalb des Packungsschlauches 4 durch dessen schlitzartig offene Oberseite in das Innere des Packungsschlauches 4 hinein und nach unten bis etwa über die untere Quersiegelnaht 7 des Packungsschlauches 4. Am oberen Ende des Füllrohres 1 ist ein Ventil 3 angeschlossen, das von oben über eine Zuführleitung 8 mit abzufüllendem Produkt (Flüssigkeit oder Fruchtsaft mit Fruchtmark) gespeist wird. Man versteht, daß beim Öffnen des Ventils 3 das hier "Flüssigkeit" genannte Produkt nach unten bis zum ablaufseitigen Ende 9 des Füllrohres 1 fließt. Von diesem ablaufseitigen Ende 9 des Füllrohres 1 strömt die Flüssigkeit in dem becherförmigen, siphonartjgen Mundstück2, nach oben umgelenkt, durch den Ringspalt 10 nach oben und in den flüssigkeitsdicht versiegelten Innenraum des Packungsschlauches 4 oberhalb dessen unterem Ende. Dieser Raum ergibt später eine Packung, nachdem der Packungsschlauch 4 in Richtung des Pfeiles 5 vertikal nach unten über das Füllrohr 1 um die Höhe H einer Packung weitergezogen ist. Die Höhe H einer solchen Packung 11 ergibt sich durch den Abstand der unteren Quersiegelnaht 7 zu der oberen und in Figur 1 auch schon

gestrichelt dargestellten Quersiegelnaht T.

Das siphonartig ausgestaltete Mundstück 2 umgibt das ablaufseitige Ende 9 des Füllrohres 1 unter Belassung des erwähnten Ringspaltes 10, dessen Fläche bei der Ausführungsform der Figur 1 ersichtlich kleiner ist als bei der der Ausführungsform nach Figur 2. Bei letzterer ist das Siphonmundstück 2 schalenförmig nach oben erweitert ausgestaltet. Dabei ist es günstig, wenn die Überlaufkante 12 des Siphonmundstückes 2 abgerundet ist.

Aus Figur 1 erkennt man auch den großen Abstand zwischen dem unteren Ende 7 des Packungsschlauches 4 bis zu der Stelle 6, von der ab nach oben der Schlitz in dem Packungs¬ schlauch beginnt. Schon kurz über der Stelle 6, wo der Schlitz des Schlauches 4 beginnt, ist die Austrittsstelle des Füllrohres 1 aus dem Packungsschlauch 4. In weiterem Abstand von dieser Austrittsstellθ ist am Füllrohr 1 das Ventil 3 angeschlossen, welches damit vom Mundstück 2 weit entfernt angeordnet ist, etwa 8 H.

Durch die becherförmige Ausgestaltung des Siphoπmundstückes 2 nimmt dieses wenig Platz ein, so daß das neue Mundstück 2 auch in dem Raum des Materialschlauches bzw. Packungs¬ schlauches 4 angebracht werden kann.

Bei der Ausführungsform der Figur 2 ist das Ventil 3 weggelassen, wobei eine Speiseleitung 8 über den Flansch 13 am Füllrohr 1 angeschlossen ist.

In Figur 3 blickt man in den Ringspalt 10 zwischen dem innen angeordneten Füllrohr 1 mit dem ablaufseitigen Ende 9 einerseits und dem Siphonmundstück 2 außen andererseits.