EP3473587B1

EP3473587B1 - Method and device for filling a container to be filled with a filler

Info

Publication number: EP3473587B1
Application number: EP18198925.2A
Authority: EP
Inventors: Florian HABERSETZER; Josef Knott; Christian Stoiber; Holger Mueller
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2017-10-06
Filing date: 2018-10-05
Publication date: 2022-10-26
Anticipated expiration: 2038-10-05
Also published as: CN109626301A; US10626002B2; CN109626301B; DE102017123253A1; EP3473587A1; US20190106311A1; SI3473587T1

Description

technical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt, beispielsweise in einer Getränkeabfüllanlage.The present invention relates to a method and a device for filling a container to be filled with a filling product, for example in a beverage bottling plant.

Technical background

Füllverfahren und Vorrichtungen zur Durchführung eines Füllverfahrens sind bekannt, bei welchen ein zu befüllender Behälter mit einer Behandlungskammer abgedichtet wird, ein Füllventil mit der Mündung des zu befüllenden Behälters verbunden wird und der Behälterinnenraum des zu befüllenden Behälters mit einem Spülgas zur Reduktion des Sauerstoffgehalts gespült wird. Nach dem Spülen des Behälterinnenraums mit dem Spülgas wird der Behälterinnenraum dann mit dem Füllprodukt befüllt. Vor dem Befüllen kann - je nach gewähltem Füllverfahren und je nach abzufüllendem Füllprodukt - auch ein Vorspannen oder Evakuieren des zu befüllenden Behälters durchgeführt werden.Filling methods and devices for carrying out a filling method are known, in which a container to be filled is sealed with a treatment chamber, a filling valve is connected to the mouth of the container to be filled and the interior of the container to be filled is flushed with a flushing gas to reduce the oxygen content. After the interior of the container has been flushed with the flushing gas, the interior of the container is then filled with the filling product. Depending on the selected filling method and depending on the filling product to be filled, the container to be filled can also be prestressed or evacuated before filling.

Gleichzeitig mit dem Befüllen des Behälterinnenraums mit dem Füllprodukt, auch davor oder auch danach, wird die Behandlungskammer auf einen Überdruck gebracht und dann das Füllventil von der Mündung des bereits mit dem Füllprodukt befüllten Behälters entfernt. Durch den in der Behandlungskammer vorliegenden Überdruck findet beim Entfernen des Füllventils von der Mündung des mit dem Füllprodukt befüllten Behälters ein Überlaufen, Herausspritzen oder Überschäumen, insbesondere von einem karbonisierten Füllprodukt, nicht statt. Die unter dem Überdruck stehende Behandlungskammer kommuniziert entsprechend mit dem Behälterinnenraum.Simultaneously with the filling of the container interior with the filling product, also before or also afterwards, the treatment chamber is pressurized and then the filling valve is removed from the mouth of the container already filled with the filling product. Due to the overpressure present in the treatment chamber, when the filling valve is removed from the mouth of the container filled with the filling product, there is no overflowing, splashing out or foaming over, in particular of a carbonized filling product. The treatment chamber, which is under the overpressure, communicates accordingly with the interior of the container.

In einem nächsten Behandlungsschritt wird dann in der noch immer unter Überdruck stehenden Behandlungskammer ein Behälterverschluss auf den Behälter aufgebracht und der Behälter entsprechend verschlossen. Nachfolgend wird der in der Behandlungskammer vorliegende Überdruck im Wesentlichen auf Umgebungsdruck reduziert und dann der befüllte und verschlossene Behälter aus der Behandlungskammer entfernt. Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren sind beispielsweise aus der EP 2 937 310 A2 bekannt.In a next treatment step, a container closure is then applied to the container in the treatment chamber, which is still under overpressure, and the container is closed accordingly. The following is the one present in the treatment chamber Overpressure reduced to essentially ambient pressure and then the filled and sealed container removed from the treatment chamber. Such a device and such a method are, for example, from EP 2 937 310 A2 known.

Presentation of the invention

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung so weiterzubilden, dass der Füllvorgang noch effizienter durchgeführt werden kann.Proceeding from the known state of the art, it is an object of the present invention to develop the known method and the known device in such a way that the filling process can be carried out even more efficiently.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den Figuren.This object is achieved by a method for filling a container to be filled with a filling product having the features of claim 1. Advantageous developments result from the dependent claims, the present description and the figures.

Entsprechend wird ein Verfahren zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt vorgeschlagen, das die Schritte des abdichtenden Aufnehmens des zu befüllenden Behälters in einer Behandlungskammer, des abdichtenden Aufbringens eines Füllorgans auf den Behälter, nach dem abdichtenden Aufbringen des Füllorgans auf den Behälter des Spülens des Behälters mit einem durch einen Spülgaskanal in den Behälter eingeleiteten Spülgas, nach dem Spülen des Behälters mit dem Spülgas des Befüllens des Behälters mit dem Füllprodukt, des Vorspannens der Behandlungskammer mit einem Spanngas durch einen Spanngaskanal, nach dem Befüllen des Behälters und dem Vorspannen der Behandlungskammer des Entfernens des Füllorgans von dem Behälter, nach dem Entfernen des Füllorgans von dem Behälter des Verschließens des in der Behandlungskammer aufgenommenen Behälters mit einem Behälterverschluss und nach dem Verschließen des Behälters des Entlastens des in der Behandlungskammer vorliegenden Vorspanndrucks und des Entnehmens des Behälters aus der Behandlungskammer aufweist. Erfindungsgemäß wird der in der Behandlungskammer vorliegende Vorspanndruck zumindest teilweise in den Spülgaskanal entlastet.Accordingly, a method for filling a container to be filled with a filling product is proposed, which comprises the steps of sealingly receiving the container to be filled in a treatment chamber, sealingly applying a filling element to the container, after sealingly applying the filling element to the container, rinsing the container with a flushing gas introduced into the container through a flushing gas channel, after flushing the container with the flushing gas, filling the container with the filling product, preloading the treatment chamber with a tensioning gas through a tensioning gas channel, after filling the container and pretensioning the treatment chamber of the removing the filling member from the container, after removing the filling member from the container, closing the container accommodated in the treatment chamber with a container closure, and after closing the container, releasing the leader present in the treatment chamber pressure and removing the container from the treatment chamber. According to the invention, the preload pressure present in the treatment chamber is at least partially relieved into the flushing gas channel.

Dadurch, dass das Entlasten des Vorspanndrucks in der Behandlungskammer zumindest teilweise durch den Spülgaskanal erreicht wird, wird eine Wiederverwendung des in der Behandlungskammer zur Vorspannung verwendeten Gases ermöglicht. Das in der Behandlungskammer verwendete Spanngas kann insbesondere nachfolgend zum Spülen eines weiteren zu befüllenden Behälters verwendet werden.Because the preload pressure in the treatment chamber is at least partially relieved by the flushing gas channel, the gas used for preloading in the treatment chamber can be reused. The clamping gas used in the treatment chamber can be used in particular subsequently for flushing a further container to be filled.

Insbesondere ist es aufgrund der Druckverhältnisse beim Spülen des Behälters mit dem Spülgas vor dem eigentlichen Befüllen des Behälters mit dem Füllprodukt nicht notwendig, das Spülen mit einem hohen Druck durchzuführen. Vielmehr wird das Spülen bevorzugt unter einem Druck durchgeführt, der unterhalb des Drucks des Füllprodukts liegt. Beispielsweise kann ein Spülen mit einem Spülgas bei einem geringen Druck, beispielsweise bei 0,5 bar bis 4 bar Absolutdruck, bevorzugt bei einem Absolutdruck von 1,4 bar bis 1,9 bar, durchgeführt werden, wobei der Behälter gleichzeitig über einen Vakuumkanal mit einem Unterdruck in Kommunikation steht, der unter dem Druck des Spülgases liegt. Entsprechend wird das Spülgas aus dem Spülgaskanal quasi durch den zu spülenden Behälter hindurchgesaugt.In particular, due to the pressure conditions when flushing the container with the flushing gas before the container is actually filled with the filling product, it is not necessary to carry out the flushing at high pressure. Rather, the flushing is preferably carried out under a pressure which is below the pressure of the filling product. For example, rinsing with a rinsing gas can be carried out at a low pressure, for example at 0.5 bar to 4 bar absolute pressure, preferably at an absolute pressure of 1.4 bar to 1.9 bar, the container being simultaneously connected via a vacuum channel to a Vacuum is in communication, which is below the pressure of the purge gas. Correspondingly, the scavenging gas is sucked out of the scavenging gas channel through the container to be scavenged.

Unter "Vakuum" des Vakuumkanals wird in diesem Zusammenhang entsprechend nur verstanden, dass der Druck im Vakuumkanal während des Spülens des Behälters mit dem Spülgas unterhalb des im Spülgaskanal vorliegenden Drucks liegt, um entsprechend einen Strom von Spülgas aus dem Spülgaskanal hinaus in den Behälter und durch diesen hindurch zu erreichen.In this context, the term "vacuum" of the vacuum channel is accordingly only understood to mean that the pressure in the vacuum channel during the flushing of the container with the flushing gas is below the pressure present in the flushing gas channel in order to ensure a flow of flushing gas from the flushing gas channel out into the container and through to reach through it.

Die Behandlungskammer hingegen wird, um einen entsprechenden Gegendruck gegen das Entbinden des Gases aus einem karbonisierten Füllprodukt bereitzustellen, mit einem Druck von 2 bar bis 11 bar Absolutdruck, bevorzugt mit einem Absolutdruck von 5 bar bis 9 bar, mit dem Spanngas beaufschlagt. Durch die Beaufschlagung der Behandlungskammer mit dem Spanngas kann erreicht werden, dass insbesondere ein karbonisiertes Füllprodukt beim Entfernen des Füllorgans von der Mündung des dann befüllten Behälters nicht dazu neigt, das im Füllprodukt gebundene CO₂ zu entbinden.The treatment chamber, on the other hand, is pressurized with the pressurized gas at a pressure of 2 bar to 11 bar absolute pressure, preferably at an absolute pressure of 5 bar to 9 bar, in order to provide a corresponding counter-pressure against the release of the gas from a carbonized filling product. By subjecting the treatment chamber to the pressurized gas, it can be achieved that a carbonized filling product in particular does not tend to release the CO ₂ bound in the filling product when the filling element is removed from the mouth of the then filled container.

Dadurch kann entsprechend erreicht werden, dass die Aufschäumneigung beziehungsweise überhaupt ein Aufschäumen und Austreten des in dem Behälter aufgenommenen Füllprodukts aus der Mündung des befüllten Behälters durch den Vorspanndruck in der Behandlungskammer unterdrückt wird. Weiterhin wird möglicherweise im Mündungsbereich des befüllten Behälters vorliegender Schaum aufgrund des Überdrucks in der Behandlungskammer in den befüllten Behälter zurückgedrückt. Dieser Überdruck in der Behandlungskammer wird aufrechterhalten, bis der Behälter mittels des Verschließers sicher mit einem Behälterverschluss verschlossen ist.As a result, the tendency to foam, or any foaming at all, and leakage of the filling product accommodated in the container from the mouth of the filled container can be suppressed by the preload pressure in the treatment chamber. Furthermore, any foam present in the mouth area of the filled container is pushed back into the filled container due to the overpressure in the treatment chamber. This positive pressure in the treatment chamber is maintained until the container is securely closed with a container closure by means of the closure device.

Um sowohl die Spülwirkung des Spülgases als auch die Vorspannwirkung des Spanngases effizient zu erreichen steht weiterhin der Spanngaskanal unter einem höheren Druck als der Spülgaskanal. Damit wird auch sichergestellt, dass das Spanngas aus der unter Druck mit dem Spanngas beaufschlagten Behandlungskammer zumindest teilweise beim Öffnen eines Spülgasventils in den Spülgaskanal strömt.In order to efficiently achieve both the flushing effect of the flushing gas and the pretensioning effect of the tensioning gas, the tensioning gas channel is also under a higher pressure than the flushing gas channel. This also ensures that the clamping gas is under pressure with the clamping gas applied treatment chamber flows at least partially into the flushing gas channel when opening a flushing gas valve.

Es kann so erreicht werden, dass ein Teil des Gasvolumens des Spanngases, das unter hohem Druck in der Behandlungskammer zur Vorspannung vorliegt, nach dem Verschließen des Behälters zum Entlasten der Behandlungskammer in den Spülgaskanal eingebracht wird. In dem Spülgaskanal liegt ein geringerer Druck vor, so dass ein beträchtlicher Teil des Gasvolumens aus der Behandlungskammer in den Spülgaskanal abfließen kann. Dieses Gasvolumen kann nachfolgend wieder dafür verwendet werden, den nächsten zu spülenden Behälter zu spülen.It can be achieved in this way that a part of the gas volume of the tensioning gas, which is present under high pressure in the treatment chamber for pretensioning, is introduced into the flushing gas channel after the container has been closed in order to relieve the pressure on the treatment chamber. The pressure in the scavenging gas channel is lower, so that a considerable part of the gas volume can flow out of the treatment chamber into the scavenging gas channel. This gas volume can then be used again to flush the next container to be flushed.

Hierzu ist anzumerken, dass Behälter beispielsweise mit dem doppelten Volumen ihres Behältervolumens mit Spülgas gespült werden. Die Behandlungskammer weist hingegen typischerweise ein deutlich geringeres Volumen auf, als das Behältervolumen.It should be noted here that containers are flushed with flushing gas, for example, with twice the volume of their container volume. The treatment chamber, on the other hand, typically has a significantly smaller volume than the container volume.

In einer exemplarischen Ausbildung weist die Behandlungskammer ein Volumen von 100 ml auf, wohingegen ein zu befüllender Behälter ein Volumen von 500 ml bis 1 I aufweist. Damit ergibt sich bei einem Absolutdruck von 5 bar in der mit dem Spanngas aus dem Spanngaskanal vorgespannten Behandlungskammer und einem Absolutdruck von 1 bar im Spülgaskanal, dass das Spanngasvolumen aus der Behandlungskammer, welches in den Spülgaskanal zur Entlastung zurückgeflossen ist, beim nächsten Spülen eines zu befüllenden Behälters vollständig in dem zu spülenden Behälter verbraucht wird. Nachfolgend fließt dann auch noch frisches Spülgas aus einem Spülgasreservoir nach.In an exemplary embodiment, the treatment chamber has a volume of 100 ml, whereas a container to be filled has a volume of 500 ml to 1 l. With an absolute pressure of 5 bar in the treatment chamber, which is pre-tensioned with the tensioning gas from the tensioning gas channel, and an absolute pressure of 1 bar in the flushing gas channel, the result is that the tensioning gas volume from the treatment chamber, which has flowed back into the flushing gas channel for relief, is to be filled during the next flushing Container is completely consumed in the container to be rinsed. Fresh flushing gas then also flows in from a flushing gas reservoir.

Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass der Verbrauch von Spanngas und Spülgas, welches üblicherweise jeweils CO₂ ist, reduziert werden kann, da das in der Behandlungskammer als Spanngas verwendete CO₂ nachfolgend als Spülgas recycelt werden kann. Entsprechend ergibt sich eine Recyclingquote von etwa 80% des als Spanngas in der Behandlungskammer verwendeten CO₂.In this way it can be achieved that the consumption of span gas and flushing gas, which is usually CO ₂ in each case, can be reduced since the CO ₂ used as span gas in the treatment chamber can subsequently be recycled as flushing gas. Accordingly, there is a recycling rate of about 80% of the CO ₂ used as pressurized gas in the treatment chamber.

Bevorzugt wird anschließend an die Entlastung des Vorspanndrucks in den Spülgaskanal der in der Behandlungskammer verbleibende Vorspanndruck durch einen mit der Umgebung in Kommunikation stehenden Entlastungskanal weiter entlastet, bevorzugt auf Umgebungsdruck. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass vor dem Entnehmen des befüllten und verschlossenen Behälters aus der Behandlungskammer die Behandlungskammer weiter entlastet ist und entsprechend ein sicheres Öffnen der Behandlungskammer und ein sicheres Entnehmen des Behälters möglich ist.Subsequent to the relief of the preload pressure in the flushing gas channel, the preload pressure remaining in the treatment chamber is preferably further relieved, preferably to ambient pressure, by a pressure relief channel communicating with the environment. In this way it can be ensured that the treatment chamber is further relieved before the filled and closed container is removed from the treatment chamber and accordingly safe opening of the treatment chamber and safe removal of the container is possible.

Bevorzugt wird das nach dem Entnehmen des verschlossenen Behälters vorgenommene Spülen eines nachfolgend in der Behandlungskammer aufgenommenen zu befüllenden Behälters mit dem Spülgas zumindest teilweise mit dem in den Spülgaskanal geflossenen Spanngas durchgeführt. Damit kann entsprechend eine effiziente Wiederverwendung des Gases erreicht werden.Preferably, after the closed container has been removed, the flushing of a container to be filled with the flushing gas, which is subsequently received in the treatment chamber, is carried out at least partially with the pressurized gas that has flowed into the flushing gas channel. Accordingly, efficient reuse of the gas can be achieved.

Bevorzugt wird zum Spülen des Behälters zusätzlich zu dem in den Spülgaskanal entlasteten Spanngas ein Spülgas aus einer Spülgasquelle verwendet. Damit kann die Zufuhr frischen Spülgases sichergestellt werden.For flushing the container, a flushing gas from a flushing gas source is preferably used in addition to the tensioning gas relieved into the flushing gas channel. In this way, the supply of fresh flushing gas can be ensured.

Bevorzugt steht der Spülgaskanal unter einem Absolutdruck von 0,5 bar bis 4 bar, besonders bevorzugt unter einem Absolutdruck von 1,4 bar bis 1,9 bar, und der Spanngaskanal steht unter einem Absolutdruck von 2 bar bis 11 bar, bevorzugt unter einem Absolutdruck von 5 bar bis 9 bar.The flushing gas channel is preferably under an absolute pressure of 0.5 bar to 4 bar, particularly preferably under an absolute pressure of 1.4 bar to 1.9 bar, and the tensioning gas channel is under an absolute pressure of 2 bar to 11 bar, preferably under an absolute pressure from 5 bars to 9 bars.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird anschließend an die Entlastung des Vorspanndrucks der Behandlungskammer in den Spülgaskanal der in der Behandlungskammer verbleibende Vorspanndruck durch einen über eine Vakuumleitung bereitgestellten Unterdruck weiter entlastet, bevorzugt auf Umgebungsdruck. Durch die Verbindung der Behandlungskammer mit der Vakuumleitung kann entsprechend eine sehr schnelle Entlastung bereitgestellt werden.In a preferred development, after the preload pressure of the treatment chamber has been relieved in the flushing gas channel, the preload pressure remaining in the treatment chamber is further relieved by a negative pressure provided via a vacuum line, preferably to ambient pressure. By connecting the treatment chamber to the vacuum line, very rapid relief can be provided accordingly.

Bevorzugt wird anschließend an die Entlastung des Vorspanndrucks der Behandlungskammer in den Spülgaskanal der in der Behandlungskammer verbleibende Vorspanndruck durch ein Zurückziehen des Füllorgans und/oder eines Verschließorgans aus der Behandlungskammer weiter entlastet, bevorzugt auf Umgebungsdruck.After the preload pressure of the treatment chamber has been relieved in the flushing gas channel, the preload pressure remaining in the treatment chamber is preferably further relieved by withdrawing the filling element and/or a closing element from the treatment chamber, preferably to ambient pressure.

Damit kann mit der durch das Zurückziehen des Füllorgans und/oder des Verschließorgans einhergehenden Volumenvergrößerung in der Behandlungskammer ein Druckabbau des in der Behandlungskammer verbleibenden Vorspanndrucks erreicht werden, so dass auf das Bereitstellen einer Entlastungsleitung verzichtet werden kann.With the volume increase in the treatment chamber associated with the retraction of the filling element and/or the closing element, a pressure reduction of the preload pressure remaining in the treatment chamber can be achieved, so that the provision of a relief line can be dispensed with.

Das Zurückziehen des Verschließorgans nach dem teilweisen Entlasten des Vorspanndrucks in den Spülgaskanal ist ohnehin notwendig, um die Behandlungskammer wieder in die Ausgangsposition zu versetzen und die Aufnahme eines neuen zu befüllenden Behälters vorzubereiten. In diesem Prozess wird gleichzeitig auch die definierte Entlastung der Behandlungskammer vorgenommen.The retraction of the closing element after the partial release of the pretensioning pressure in the scavenging gas duct is necessary in any case in order to return the treatment chamber to the starting position to move and to prepare the inclusion of a new container to be filled. In this process, the defined relief of the treatment chamber is carried out at the same time.

Bevorzugt wird während des Einbringens des Spülgases in den zu befüllenden Behälter der zu befüllende Behälter mit einem über eine Vakuumleitung bereitgestellten Unterdruck beaufschlagt, bevorzugt um einen Spülgasstrom in dem zu befüllenden Behälter bereit zu stellen. Dies ermöglicht eine effiziente Spülung des Behälters.During the introduction of the flushing gas into the container to be filled, the container to be filled is preferably subjected to a negative pressure provided via a vacuum line, preferably in order to provide a flow of flushing gas in the container to be filled. This enables the tank to be flushed efficiently.

Vorteilhaft wird vor dem Einbringen des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter der zu befüllende Behälter auf einen Unterdruck gebracht und ein unter Überdruck stehendes Füllprodukt wird in den unter Unterdruck stehenden Behälter eingebracht.Advantageously, before the filling product is introduced into the container to be filled, the container to be filled is brought to a vacuum and a filling product which is under overpressure is introduced into the container which is under vacuum.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den Figuren.The object mentioned above is also achieved by a device for filling a container to be filled with a filling product having the features of claim 11. Advantageous developments result from the dependent claims, the present description and the figures.

Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters mit einem Füllprodukt vorgeschlagen, umfassend eine Behandlungskammer zum dichtenden Aufnehmen des zu befüllenden Behälters, ein Füllorgan zum abdichtenden Aufbringen auf den mit der Behandlungskammer abgedichteten Behälter sowie zum Einbringen eines Füllprodukts in den Behälter, einen Spülgaskanal zum Einbringen eines Spülgases in den zu befüllenden Behälter, einen Spanngaskanal zum Einbringen eines Spanngases in die Behandlungskammer, und ein Verschließorgan zum Aufbringen eines Behälterverschlusses auf einen befüllten Behälter innerhalb der Behandlungskammer. Erfindungsgemäß ist eine Steuerung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, nach dem Verschließen des Behälters ein zumindest teilweises Entlasten des in der Behandlungskammer vorliegenden Vorspanndrucks in den Spülgaskanal vorzunehmen.Accordingly, a device for filling a container to be filled with a filling product is proposed, comprising a treatment chamber for sealingly receiving the container to be filled, a filling member for sealing application to the container sealed with the treatment chamber and for introducing a filling product into the container, a flushing gas channel for Introduction of a flushing gas into the container to be filled, a compressed gas channel for introducing a compressed gas into the treatment chamber, and a closing element for applying a container closure to a filled container inside the treatment chamber. According to the invention, a controller is provided which is set up to carry out at least partial relief of the preload pressure present in the treatment chamber into the flushing gas channel after the container has been closed.

Mittels dieser Vorrichtung können die oben zum Verfahren beschriebenen Vorteile erreicht werden.The advantages described above for the method can be achieved by means of this device.

Bevorzugt ist die Steuerung dazu eingerichtet, anschließend an die Entlastung des Vorspanndrucks der Behandlungskammer in den Spülgaskanal den in der Behandlungskammer verbleibenden Vorspanndruck durch einen mit der Umgebung in Kommunikation stehenden Entlastungskanal weiter zu entlasten, bevorzugt auf Umgebungsdruck.The controller is preferably set up to further relieve the preload pressure remaining in the treatment chamber, preferably to ambient pressure, after the preload pressure of the treatment chamber has been relieved in the flushing gas channel, through a pressure relief channel that communicates with the environment.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Steuerung dazu eingerichtet, anschließend an die Entlastung des Vorspanndrucks der Behandlungskammer in den Spülgaskanal den in der Behandlungskammer verbleibenden Vorspanndruck durch einen über eine Vakuumleitung bereitgestellten Unterdruck weiter zu entlasten, bevorzugt auf Umgebungsdruck.In an advantageous development, the controller is set up to further relieve the preload pressure remaining in the treatment chamber, preferably to ambient pressure, after the preload pressure of the treatment chamber has been relieved in the flushing gas channel.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Steuerung dazu eingerichtet, anschließend an die Entlastung des Vorspanndrucks der Behandlungskammer in den Spülgaskanal den in der Behandlungskammer verbleibenden Vorspanndruck durch ein Zurückziehen des Füllorgans und/oder des Verschließorgans aus der Behandlungskammer weiter zu entlasten, bevorzugt auf Umgebungsdruck.In a further advantageous development, the controller is set up to further relieve the preload pressure remaining in the treatment chamber, preferably to ambient pressure, by withdrawing the filling element and/or the closing element from the treatment chamber after the preload pressure of the treatment chamber has been relieved in the flushing gas channel.

Bevorzugt ist die Steuerung dazu eingerichtet, das nach dem Entnehmen des verschlossenen Behälters vorgenommene Spülen eines nachfolgend in der Behandlungskammer aufgenommenen zu befüllenden Behälters zumindest teilweise mit dem in den Spülgaskanal entlastete Spanngas durchzuführen.The controller is preferably set up to at least partially carry out the flushing of a container to be filled, which is carried out after the removal of the closed container, subsequently accommodated in the treatment chamber, using the pressurized gas released into the flushing gas channel.

Vorteilhaft ist die Steuerung dazu eingerichtet, zum Spülen des Behälters zusätzlich zu dem in den Spülgaskanal entlasteten Spanngas ein Spülgas aus einer Spülgasquelle zu verwenden.The controller is advantageously set up to use a flushing gas from a flushing gas source for flushing the container in addition to the tensioning gas released into the flushing gas channel.

Brief description of the figures

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1: eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt und einem nachfolgenden Verschließen des Behälters mit einem Behälterverschluss, wobei eine Behandlungskammer zur Aufnahme des Behälters, ein auf den in der Behandlungskammer aufgenommenen Behälter wirkendes Füllorgan und ein auf den in der Behandlungskammer aufgenommenen Behälter wirkendes Verschließelement vorgesehen sind;
Figur 2: eine schematische Darstellung der Vorrichtung aus der Figur 1, wobei das Verschließelement über den Mündungsbereich des befüllten Behälters geführt ist, um einen Behälterverschluss auf den befüllten Behälter aufzubringen; und
Figur 3: eine schematische Darstellung der Vorrichtung aus den vorhergehenden Figuren, wobei das Verschließelement wieder in die Ausgangsposition zurückgezogen ist und der befüllte und verschlossene Behälter nach unten hin aus der Behandlungskammer herausgeführt wurde.

Preferred further embodiments of the invention are explained in more detail by the following description of the figures. show:

figure 1: a schematic sectional view of a device for filling a container with a filling product and subsequently closing the container with a container closure, with a treatment chamber for accommodating the container, a filling element acting on the container accommodated in the treatment chamber and a filling element acting on the container accommodated in the treatment chamber closure element are provided;
figure 2: a schematic representation of the device from FIG figure 1 , wherein the closure element is guided over the mouth area of the filled container in order to apply a container closure to the filled container; and
figure 3: a schematic representation of the device from the previous figures, with the closing element being pulled back into the starting position and the filled and closed container being guided downwards out of the treatment chamber.

Detailed description of preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the figures. Elements that are the same, similar or have the same effect are provided with identical reference symbols in the different figures, and a repeated description of these elements is sometimes dispensed with in order to avoid redundancies.

In den Figuren sind schematisch unterschiedliche Ausschnitte, Detaildarstellungen und Zustände einer Vorrichtung 1 zum Befüllen eines Behälters 120 mit einem Füllprodukt und zum anschließenden Verschließen des mit dem Füllprodukt befüllten Behälters 120 mit einem Behälterverschluss gezeigt.The figures show different sections, detailed illustrations and states of a device 1 for filling a container 120 with a filling product and for subsequently closing the container 120 filled with the filling product with a container closure.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine Behandlungskammer 2, ein Füllorgan 3 und ein Verschließorgan 4, die nachfolgend im Einzelnen beschrieben werden.The device 1 comprises a treatment chamber 2, a filling element 3 and a closing element 4, which are described in detail below.

Die Behandlungskammer 2 dient dazu, vorgegebene Druckverhältnisse und/oder eine vorgegebene Atmosphäre für den zu befüllenden Behälter 120 beziehungsweise dessen Innenraum bereit zu stellen, wenn die Mündung 122 des zu befüllenden Behälters 120 in Kommunikation mit der Behandlungskammer 2 steht.The treatment chamber 2 serves to provide predetermined pressure conditions and/or a predetermined atmosphere for the container 120 to be filled or its interior when the mouth 122 of the container 120 to be filled is in communication with the treatment chamber 2 .

Das Füllorgan 3 dient dazu, den Innenraum des zu befüllenden Behälters 120 in an sich bekannter Weise mit einer vorgegebenen Menge an Füllprodukt zu befüllen.The filling element 3 serves to fill the interior of the container 120 to be filled with a predetermined quantity of filling product in a manner known per se.

Das Verschließorgan 4 dient dazu, den mit dem Füllprodukt befüllten Behälter 120 schließlich mit einem Behälterverschluss zu verschließen.The closing element 4 serves to finally close the container 120 filled with the filling product with a container closure.

Die Vorrichtung 1 kann beispielsweise in einer Getränkeabfüllanlage vorgesehen sein, wobei dann ein Getränk in eine zu befüllende Getränkeflasche eingefüllt wird und die Getränkeflasche nach der Befüllung mit dem Getränk mit einem Behälterverschluss verschlossen wird. Es sind aber auch Anlagen zur Abfüllung anderer Füllprodukte, beispielsweise aus dem Lebensmittelbereich, dem Pharmabereich, dem Hygienebereich oder dem Mineralölbereich angedacht.The device 1 can be provided, for example, in a beverage bottling plant, in which case a beverage is filled into a beverage bottle to be filled and the beverage bottle is closed with a container closure after it has been filled with the beverage. But there are also Systems for filling other filling products, for example from the food sector, the pharmaceutical sector, the hygiene sector or the mineral oil sector are being considered.

In einer solchen Anlage ist übliche Weise eine Mehrzahl der gezeigten Vorrichtungen 1 um den Umfang eines Behandlungskarussells herum angeordnet. Die Vorrichtungen 1 laufen entsprechend um die Rotationsachse des Behandlungskarussells um, um entsprechend eine kontinuierliche Verarbeitung und insbesondere eine kontinuierliche Befüllung und ein kontinuierliches Verschließen von kontinuierlich zugeführten zu befüllenden Behältern 120, beispielsweise in einer Getränkeabfüllanlage, bereitzustellen. Dabei wird ein Strom von befüllten und verschlossenen Behältern 120 hergestellt.In such a plant, a plurality of the devices 1 shown are arranged around the circumference of a treatment carousel in the usual way. The devices 1 revolve accordingly around the axis of rotation of the treatment carousel in order to provide corresponding continuous processing and in particular continuous filling and continuous sealing of continuously supplied containers 120 to be filled, for example in a beverage bottling plant. A flow of filled and closed containers 120 is thereby produced.

Die Behandlungskammer 2 der jeweiligen Vorrichtung 1 ist dazu vorgesehen, zumindest einen Teil des zu befüllenden Behälters 120 aufzunehmen. Hierzu weist die Behandlungskammer 2 an ihrem unteren Ende eine Behälteraufnahmeöffnung 20 auf, durch welche hindurch der jeweils zu befüllende Behälter 120 mit seiner Behältermündung 122 voraus in die Behandlungskammer 2 eingeschoben werden kann.The treatment chamber 2 of the respective device 1 is intended to accommodate at least part of the container 120 to be filled. For this purpose, the treatment chamber 2 has a container receiving opening 20 at its lower end, through which the respective container 120 to be filled can be pushed into the treatment chamber 2 with its container mouth 122 in front.

Durch das Einführen des zu befüllenden Behälters 120 mit seiner Behältermündung 122 in die Behandlungskammer 2 wird die Behälteraufnahmeöffnung 20 - beispielsweise mittels einer schaltbaren Dichtung 60 - gasdicht gegenüber der Umgebung verschlossen, so dass die Behälteraufnahmeöffnung 20 der Behandlungskammer 2 bei eingeschobenem Behälter 120 gasdicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist.By inserting the container 120 to be filled with its container mouth 122 into the treatment chamber 2, the container receiving opening 20 is sealed gas-tight with respect to the environment, for example by means of a switchable seal 60, so that the container receiving opening 20 of the treatment chamber 2 is gas-tight with respect to the environment when the container 120 is pushed in is completed.

Der Behälter 120 ist damit abdichtend mit der Behandlungskammer 2 aufgenommen. In einer alternativen Ausgestaltung kann nicht nur ein Teil des Behälters 120 - wie in der gezeigten Ausführungsform der Mündungsbereich - sondern der gesamte Behälter 120 in der Behandlungskammer 2 aufgenommen sein.The container 120 is thus received in the treatment chamber 2 in a sealing manner. In an alternative embodiment, not only part of the container 120--as in the embodiment shown, the mouth area--but the entire container 120 can be accommodated in the treatment chamber 2.

Die Behandlungskammer 2 weist an ihrem oberen Ende weiterhin eine Verschließeraufnahmeöffnung 22 auf. Durch die Verschließeraufnahmeöffnung 22 hindurch kann das Verschließorgan 4 beziehungsweise ein Verschließelement 40 des Veschließorgans 4 auf die Behältermündung 122 eines dann befüllten Behälters 120 einwirken, um einen Behälterverschluss aufzubringen. Durch das Absenken des Verschließorgans 4 und eines Verschließerflansches 42 des Verschließorgans 4 kann die Verschließeraufnahmeöffnung 22 gasdicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen werden.The treatment chamber 2 also has a capper receiving opening 22 at its upper end. The closure element 4 or a closure element 40 of the closure element 4 can act through the closure receiving opening 22 on the container mouth 122 of a then filled container 120 in order to apply a container closure. By lowering the closing element 4 and a closing flange 42 of the closure element 4, the closure receiving opening 22 can be closed gas-tight with respect to the environment.

Damit wird durch das Einführen des Behälters 120 in die Behälteraufnahmeöffnung 20 und durch das Absenken des Verschließorgans 4 auf die Verschließeraufnahmeöffnung 22 der Innenraum der Behandlungskammer 2 gasdicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen. Innerhalb der Behandlungskammer 2 kann entsprechend ein sich von der Umgebung unterscheidender Druck aufgebracht werden und/oder es kann in der Behandlungskammer 2 eine sich von der Umgebungsatmosphäre unterscheidende Atmosphäre beziehungsweise Gasmischung oder ein Gas bereitgestellt werden.Thus, by inserting the container 120 into the container receiving opening 20 and by lowering the closing element 4 onto the closing device receiving opening 22, the interior of the treatment chamber 2 is closed off gas-tight from the environment. Accordingly, a pressure that differs from the environment can be applied within the treatment chamber 2 and/or an atmosphere or gas mixture or gas that differs from the ambient atmosphere can be provided in the treatment chamber 2 .

In der Behandlungskammer 2 kann beispielsweise durch das Einbringen eines Überdrucks ein gegenüber der Umgebung unterschiedlicher Druck vorgesehen werden, der in der Behandlungskammer 2 und damit dann auch in dem Innenraum des gasdicht gegenüber der Umgebung mit der Behandlungskammer 2 abgeschlossenen zu befüllenden Behälters 120 erreicht wird, wenn die Behältermündung 122 unabgedichtet in die Behandlungskammer 2 ragt und entsprechend der Behälterinnenraum mit der Behandlungskammer 2 in Kommunikation steht.In the treatment chamber 2, for example, by introducing an overpressure, a pressure that differs from the environment can be provided, which is achieved in the treatment chamber 2 and thus also in the interior of the container 120 to be filled, which is sealed gas-tight with respect to the environment with the treatment chamber 2, if the container mouth 122 protrudes unsealed into the treatment chamber 2 and accordingly the container interior communicates with the treatment chamber 2 .

Durch das Beaufschlagen der Behandlungskammer 2 mit einem Gas oder einem Gasgemisch wie beispielsweise durch Einleiten von CO₂ oder einem anderen Inertgas über einen mit der Behandlungskammer 2 in Kommunikation stehenden Spanngaskanal 84 kann in der Behandlungskammer 2 eine sich von der Umgebung unterscheidende Atmosphäre bereitgestellt werden.By subjecting the treatment chamber 2 to a gas or a gas mixture, for example by introducing CO ₂ or another inert gas via a pressurized gas channel 84 communicating with the treatment chamber 2, an atmosphere that differs from the environment can be provided in the treatment chamber 2.

In der Behandlungskammer 2 ist ein Füllproduktauslauf 30 des Füllorgans 3 vorgesehen, mittels welchem das abzufüllende Füllprodukt in den Innenraum des zu befüllenden Behälters 120 eingefüllt werden kann. Das Füllorgan 3 weist eine den Füllproduktauslauf 30 umgebende Füllproduktauslaufdichtung 300 auf, an welche die Mündung 122 des Behälters 120 angepresst werden kann und mittels welcher eine abdichtende Verbindung zwischen dem Behälterinnenraum und dem Füllorgan 3 hergestellt werden kann.A filling product outlet 30 of the filling element 3 is provided in the treatment chamber 2, by means of which the filling product to be filled can be filled into the interior of the container 120 to be filled. The filling element 3 has a filling product outlet seal 300 surrounding the filling product outlet 30, against which the mouth 122 of the container 120 can be pressed and by means of which a sealing connection between the container interior and the filling element 3 can be established.

Im Innenraum des gasdicht gegenüber der Umgebung mit der Behandlungskammer 2 abgeschlossenen zu befüllenden Behälters 120 wird im Wesentlichen der gleiche Druck und im Wesentlichen die gleiche Atmosphäre wie in der Behandlungskammer 2 bereitgestellt, wenn die Behältermündung 122 offen in die Behandlungskammer 2 mündet.In the interior of the gas-tight relative to the environment with the treatment chamber 2 to be filled container 120 is essentially the same pressure and in Substantially the same atmosphere as provided in the treatment chamber 2 when the container mouth 122 openly opens into the treatment chamber 2 .

Ist die Behältermündung 122 des zu befüllenden Behälters 120 hingegen gegenüber der Behandlungskammer 2 gasdicht abgeschlossen, beispielsweise dadurch, dass die Behältermündung 122 mit dem Füllorgan 3 abgedichtet ist, hat der in der Behandlungskammer 2 vorliegende Druck und die in der Behandlungskammer 2 vorliegende Atmosphäre keinen Einfluss auf den im Innenraum des Behälters 120 vorliegenden Druck beziehungsweise die in diesem vorliegende Gaszusammensetzung.If, on the other hand, the container mouth 122 of the container 120 to be filled is sealed gas-tight with respect to the treatment chamber 2, for example by the container mouth 122 being sealed with the filling element 3, the pressure present in the treatment chamber 2 and the atmosphere present in the treatment chamber 2 have no influence the pressure present in the interior of the container 120 or the gas composition present in this.

Das Füllorgan 3 und damit auch der Füllproduktauslauf 30 kann in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Richtung des gezeigten Pfeils F, welcher die Füllorganbewegungsrichtung andeutet, bewegt werden, derart, dass der Füllproduktauslauf 30 entweder in einer Behandlungsposition so über der Behälteraufnahmeöffnung 20 angeordnet ist, dass ein zu befüllender Behälter 120 durch seine Behältermündung 122 hindurch mit dem durch den Füllproduktauslauf 30 ausströmenden Füllprodukt beaufschlagt werden kann, oder aber das Füllorgan 3 und der Füllproduktauslauf 30 werden in eine zurückgezogene Parkposition bewegt, derart, dass das Verschließorgan 4 in einer nachfolgend beschriebenen Weise einen Behälterverschluss auf den dann befüllten Behälter 120 aufbringen kann.In the exemplary embodiment shown, the filling element 3 and thus also the filling product outlet 30 can be moved in the direction of the arrow F shown, which indicates the direction of movement of the filling element, in such a way that the filling product outlet 30 is either arranged in a treatment position above the container receiving opening 20 such that a The filling product flowing out through the filling product outlet 30 can be applied to the container 120 to be filled through its container mouth 122, or the filling element 3 and the filling product outlet 30 are moved into a retracted parking position in such a way that the closing element 4 has a container closure in a manner described below can then apply the filled container 120.

Das Verschließorgan 4 weist ein Verschließelement 40 auf, mittels welchem der eigentliche Behälterverschluss auf den immer noch in der Behandlungskammer 2 aufgenommenen, befüllten, aber noch nicht verschlossenen Behälter 120 aufgebracht werden kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verschließelement 40 dazu ausgebildet, auf dem zu verschließenden Behälter 120 einen Kronkorkenverschluss aufzubringen. Das Verschließelement 40 kann jedoch je nach Bedarf und je nach gefordertem Behälterverschluss ausgebildet sein und kann insbesondere, neben der Ausbildung als Kronkorkenverschließer, auch als Schraubverschließer zum Aufbringen eines als Formteil bereitgestellten Schraubverschlusses, als Aufroll- beziehungsweise Anrollverschließer zum Aufrollen beziehungsweise Anrollen einer Behälterverschlusshülse auf ein Außengewinde eines befüllten Behälters, als Verschließelement zum Aufbringen von Stopfen, Korken oder in jeglicher anderer Art und Weise zum Verschließen des befüllten Behälters 120 ausgebildet sein.The closing element 4 has a closing element 40, by means of which the actual container closure can be applied to the filled but not yet closed container 120, which is still accommodated in the treatment chamber 2. In the exemplary embodiment shown, the closing element 40 is designed to apply a crown cork closure to the container 120 to be closed. However, the closure element 40 can be designed as required and depending on the required container closure and, in addition to being designed as a crown cap closure, it can also, in particular, be a screw closure for applying a screw closure provided as a molded part, as a roll-on or roll-on closure for rolling up or rolling a container closure sleeve onto an external thread of a filled container, as a closing element for applying stoppers, corks or in any other way for closing the filled container 120 .

Sobald nun die gasdichte Abdichtung zwischen dem Füllproduktauslauf 30 und dem Behälter 120 hergestellt ist, kann ein Spülen des Behälters 120 mit einem über einen Spülgaskanal 80 zugeführtes Spülgas, beispielsweise CO₂, stattfinden. Bevorzugt kann auch ein Vakuumkanal 88 vorgesehen sein, mittels welchem der Behälter 120 mit einem Unterdruck beaufschlagt wird. Auf diese Weise kann ein Spülgasstrom durch den Behälter 120 streichen und auf diese Weise den verbleibenden Sauerstoff in dem Behälter 120 verdrängen. Oder es kann durch abwechselndes Beaufschlagen mit Unterdruck und Spülgas eine effiziente Spülung des Behälters 120 erreicht werden.As soon as the gas-tight seal between the filling product outlet 30 and the container 120 has been established, the container 120 can be flushed with a flushing gas, for example CO ₂ , supplied via a flushing gas channel 80 . A vacuum channel 88 can preferably also be provided, by means of which the container 120 is subjected to a negative pressure. In this way, a flow of purge gas can sweep through the container 120 and thereby displace the remaining oxygen in the container 120 . Alternatively, efficient flushing of the container 120 can be achieved by alternately applying negative pressure and flushing gas.

In dem Spülgaskanal 80 liegt bevorzugt ein Absolutdruck von 0,5 bar bis 4 bar vor. Der im Behälter 120 vorliegende Druck muss entsprechend durch das Schalten des Vakuumkanals 88 auf einem Druck gehalten werden, der unterhalb des im Spülgaskanal 80 anliegenden Druck liegt, wenn ein Einströmen des Spülgases in den Behälter 120 ermöglicht werden soll.An absolute pressure of 0.5 bar to 4 bar is preferably present in the flushing gas channel 80 . The pressure present in the container 120 must accordingly be kept at a pressure by switching the vacuum channel 88 which is below the pressure present in the flushing gas channel 80 if the flushing gas is to be allowed to flow into the container 120 .

Eine Steuerung 9 dient dazu, ein Spülgasventil 82 und ein Vakuumventil 89 so zu schalten, dass der Behälter 120 auf die vorbeschriebene Weise mit dem Spülgas gespült wird und entsprechend eine vorgegebene Spülgaskonzentration im Behälter 120 erreicht wird. Damit kann beispielsweise eine sauerstoffarme Atmosphäre im Behälter 120 erreicht werden.A controller 9 is used to switch a flushing gas valve 82 and a vacuum valve 89 in such a way that the container 120 is flushed with the flushing gas in the manner described above and a predetermined flushing gas concentration in the container 120 is accordingly achieved. A low-oxygen atmosphere in the container 120 can thus be achieved, for example.

Dann kann das Füllprodukt in den dann gespülten Behälter 120 eingebracht werden. Vor dem Einbringen des Füllprodukts kann in bevorzugten Ausgestaltungen in dem Behälter 120 entweder ein Unterdruck bereitgestellt werden, in welchen das dann relativ dazu unter Überdruck stehende Füllprodukt eingeleitet wird, oder der Behälter 120 wird auf einen oberhalb des Sättigungsdrucks des Füllprodukts liegenden Druck mit einem Spanngas vorgespannt und das Füllprodukt wird in den vorgespannten Behälter 120 eingebracht.The filling product can then be introduced into the container 120 which has then been rinsed. Before the filling product is introduced, in preferred embodiments, either a negative pressure can be provided in the container 120, into which the filling product, which is then under overpressure relative thereto, is introduced, or the container 120 is prestressed to a pressure above the saturation pressure of the filling product with a pressurizing gas and the filling product is introduced into the prestressed container 120 .

Weiterhin wird, wenn die Behandlungskammer 2 gegenüber dem Behälter 120 durch das Aufpressen des Füllorgans 3 druckdicht abgedichtet ist, über eine Spanngasleitung 84 die Behandlungskammer 2 mit einem Spanngas vorgespannt. Die Steuerung 9 steuert diese Beaufschlagung der Behandlungskammer 2 mit dem Spanngas entsprechend durch das Schalten eines Spanngasventils 86.Furthermore, when the treatment chamber 2 is sealed in a pressure-tight manner in relation to the container 120 by pressing on the filling element 3 , the treatment chamber 2 is prestressed with a prestressing gas via a prestressing gas line 84 . The controller 9 controls this charging of the treatment chamber 2 with the pressurized gas accordingly by switching a pressurized gas valve 86.

Um sowohl die Spülwirkung des Spülgases als auch die Vorspannwirkung des Spanngases effizient zu erreichen, steht der Spülgaskanal 80 bevorzugt unter einem Absolutdruck von 0,5 bar bis 4 bar, bevorzugt einem Absolutdruck von 1,4 bar bis 1,9 bar, und der Spanngaskanal 84 unter einem Absolutdruck von 2 bar bis 11 bar, bevorzugt einem Absolutdruck von 5 bar bis 9 bar.In order to efficiently achieve both the scavenging effect of the scavenging gas and the pretensioning effect of the tensioning gas, the scavenging gas channel 80 is preferably under an absolute pressure of 0.5 bar to 4 bar. preferably an absolute pressure of 1.4 bar to 1.9 bar, and the tensioning gas channel 84 under an absolute pressure of 2 bar to 11 bar, preferably an absolute pressure of 5 bar to 9 bar.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens steht der Spülgaskanal 80 unter einem Absolutdruck von in etwa 1,7 bar und der Spanngaskanal 84 steht unter einem Absolutdruck von in etwa 7 bar.In a particularly preferred embodiment of the method, the flushing gas channel 80 is under an absolute pressure of approximately 1.7 bar and the tensioning gas channel 84 is under an absolute pressure of approximately 7 bar.

Um sowohl die Spülwirkung des Spülgases als auch die Vorspannwirkung des Spanngases effizient zu erreichen steht weiterhin der Spanngaskanal 84 unter einem höheren Druck als der Spülgaskanal 80.In order to efficiently achieve both the scavenging effect of the scavenging gas and the preloading effect of the clamping gas, the clamping gas channel 84 is also at a higher pressure than the scavenging gas channel 80.

Ist in der Behandlungskammer 2 der gewünschte Vorspanndruck erreicht und der Behälter 120 mit dem Füllprodukt befüllt, so kann das Füllorgan 3 von der Mündung 122 des Behälters 120 abgehoben werden. Der Innenraum des Behälters 120 sowie das darin vorliegende Füllprodukt wird dann dadurch, dass die Behandlungskammer 2 dann in Kommunikation mit dem Behälter 120 steht, mit dem Vorspanndruck der Behandlungskammer 2 beaufschlagt. Auf diese Weise kann das Überschäumen des Füllprodukts durch das Entbinden des im Füllprodukt gebundenen Gas - beispielsweise CO₂ - reduziert oder vermieden werden, wenn das Füllorgan 3 abgehoben wird.If the desired preload pressure is reached in the treatment chamber 2 and the container 120 is filled with the product to be filled, the filling element 3 can be lifted from the mouth 122 of the container 120 . The interior of the container 120 and the filling product present therein are then subjected to the preload pressure of the treatment chamber 2 because the treatment chamber 2 is then in communication with the container 120 . In this way, foaming over of the filling product can be reduced or avoided by the release of the gas bound in the filling product, for example CO ₂ , when the filling element 3 is lifted.

Nachfolgend wird das Füllorgan 3 in der Füllorganbewegungsrichtung F zurückgezogen und der Verschließer 4 - wie in Figur 2 schematisch gezeigt - abgesenkt, um einen Verschluss auf die Mündung 122 des dann befüllten Behälters 120 aufzubringen. Der Behälter 120 beziehungsweise der Behälterinnenraum steht hierbei die ganze Zeit in Kommunikation mit der Behälterbehandlungskammer 2, welche ihrerseits unter dem Vorspanndruck steht.The filling element 3 is then pulled back in the direction of movement of the filling element F and the closing device 4 - as in FIG figure 2 shown schematically - lowered to apply a closure to the mouth 122 of the then filled container 120. The container 120 or the interior of the container is in constant communication with the container treatment chamber 2, which in turn is under the preload pressure.

Nach dem Verschließen des Behälters 120 wird dann die Behandlungskammer 2 auf einen niedrigeren Druck entlastet, dadurch, dass der Spülgaskanal 80 mittels des Spülgasventils 82 geöffnet wird. Da der Spülgaskanal 80 auf einem niedrigen Druck, beispielsweise in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bei einem Absolutdruck von 1,7 bar, steht, strömt das in der Behandlungskammer 2 unter einem hohen Druck, beispielsweise in diesem Ausführungsbeispiel bei einem Absolutdruck von 7 bar, vorliegende Gas in den Spülgaskanal 80 zurück, wenn das Spülgasventil 82 geöffnet wird. Entsprechend wird - abhängig von den Druckverhältnissen - zumindest ein Teil des in der Behandlungskammer 2 vorliegenden Spanngases in den Spülgaskanal 80 zurückfließen.After the container 120 has been closed, the treatment chamber 2 is relieved of pressure to a lower pressure in that the scavenging gas channel 80 is opened by means of the scavenging gas valve 82 . Since the flushing gas channel 80 is at a low pressure, for example at an absolute pressure of 1.7 bar in a preferred embodiment, the gas present in the treatment chamber 2 flows under a high pressure, for example at an absolute pressure of 7 bar in this embodiment back the purge gas channel 80 when the purge gas valve 82 is opened. Correspondingly—depending on the pressure conditions—at least part of the clamping gas present in the treatment chamber 2 will flow back into the flushing gas channel 80 .

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel steht die Behandlungskammer 2 auch bei zurückgezogenem Füllorgan 3 in Kommunikation mit diesem und insbesondere über den Füllproduktauslauf 30 auch mit dem Spülgaskanal 80 und dem Vakuumkanal 88.In the exemplary embodiment shown, the treatment chamber 2 is also in communication with the filling element 3 when it is retracted and, in particular, also with the flushing gas channel 80 and the vacuum channel 88 via the filling product outlet 30.

Da bei bestimmten Druckverhältnissen ein vollständiges Entlasten der Behandlungskammer 2 auf Umgebungsdruck in den Spülgaskanal 80 hinein nicht stattfinden kann, kann ein vollständiges Entlasten des Druckes in der Behandlungskammer 2 auf Umgebungsdruck beispielsweise durch eine Verbindung der Behandlungskammer 2 mit dem Vakuumkanal 88 erreicht werden.Since, under certain pressure conditions, the treatment chamber 2 cannot be completely relieved to ambient pressure into the flushing gas channel 80, the pressure in the treatment chamber 2 can be completely relieved to ambient pressure, for example, by connecting the treatment chamber 2 to the vacuum channel 88.

In einer Alternative oder zusätzlich kann ein Entlasten der Behandlungskammer 2 auf Umgebungsdruck auch oder zusätzlich über einen Entlastungskanal 800 erreicht werden, der mit der Umgebung in Kommunikation steht.In an alternative or in addition, the treatment chamber 2 can also or additionally be relieved to ambient pressure via a relief channel 800 which is in communication with the environment.

In einer weiteren Alternative oder zusätzlich zu einer oder beiden der oben genannten Möglichkeiten zur Entlastung der Behandlungskammer 2 kann anschließend an die Entlastung des Vorspanndrucks der Behandlungskammer 2 in den Spülgaskanal 80 der in der Behandlungskammer 2 verbleibende Vorspanndruck durch ein Zurückziehen des Füllorgans 3 und/oder des Verschließorgans 4 aus der Behandlungskammer 2 weiter entlastet werden, bevorzugt auf Umgebungsdruck.In a further alternative or in addition to one or both of the above-mentioned options for relieving the treatment chamber 2, the pre-tensioning pressure remaining in the treatment chamber 2 can be released after the pre-tensioning pressure of the treatment chamber 2 has been relieved in the flushing gas channel 80 by retracting the filling element 3 and/or the Closing member 4 are further relieved from the treatment chamber 2, preferably to ambient pressure.

Dabei wird nach dem Entlasten der Behandlungskammer 2 in den Spülgaskanal 80 der das Spülgasventil 82 wieder geschlossen und dann das Verschließelement 40 aus der Behandlungskammer 2 herausbewegt. Die dabei entstehende Volumenvergrößerung des freien Volumens in der Behandlungskammer 2 bewirkt ebenfalls ein Entlasten des in der Behandlungskammer 2 noch vorliegenden Vorspanndrucks. Dieses Zurückziehen kann bis zur Entlastung auf Umgebungsdruck durchgeführt werden. Der befüllte und verschlossene Behälter kann dann aus der Behandlungskammer 2 entnommen werden.After the treatment chamber 2 has been relieved into the scavenging gas channel 80 , the scavenging gas valve 82 is closed again and the closing element 40 is then moved out of the treatment chamber 2 . The resulting increase in volume of the free volume in the treatment chamber 2 also causes the preload pressure still present in the treatment chamber 2 to be relieved. This retraction can be carried out until the pressure is relieved to ambient pressure. The filled and closed container can then be removed from the treatment chamber 2 .

Die jeweiligen Vorgänge werden über die Steuerung 9 angesteuert, die ihrerseits jeweiligen Ventile schaltet, beispielsweise das Spanngasventil 86 und/oder das Spülgasventil 82 und/oder das Vakuumventil 89 und/oder das Entlastungsventil 802.The respective processes are controlled via the controller 9, which in turn switches the respective valves, for example the clamping gas valve 86 and/or the purge gas valve 82 and/or the vacuum valve 89 and/or the relief valve 802.

Nachdem die Behandlungskammer 2 auf Umgebungsdruck gebracht wurde, kann der dann befüllte und verschlossene Behälter 120, so wie in Figur 3 schematisch angedeutet, aus der Behandlungskammer 2 entnommen werden.After the treatment chamber 2 has been brought to ambient pressure, the then filled and sealed container 120, as in figure 3 schematically indicated, are removed from the treatment chamber 2.

Beim erneuten Spülen eines nachfolgend in der Behandlungskammer 2 aufgenommenen, zu befüllenden Behälters 120 wird das in den Spülgaskanal 80 zurückgeflossene Spanngas, welches nun als Spülgas fungiert, entsprechend wiederverwendet. Das zurückgeflossene Spanngas wird dabei im Spülgaskanal 80 zwischengespeichert. Das Volumen des Spülgaskanals 80 ist entsprechend ausgelegt und kann beispielsweise durch einen zwischengeschalteten Druckspeicher erweitert werden.When flushing a container 120 to be filled, which is subsequently accommodated in the treatment chamber 2 , the tensioning gas that has flowed back into the flushing gas channel 80 and now acts as flushing gas is correspondingly reused. The clamping gas that has flowed back is temporarily stored in the flushing gas channel 80 . The volume of the flushing gas channel 80 is designed accordingly and can be expanded, for example, by an interposed pressure accumulator.

Da das in den Spülgaskanal 80 zurückgeflossene Spanngas möglichweise vom Volumen her für den nächsten Spülvorgang eines weiteren zu befüllenden Behälters 120 nicht ausreicht, kann frisches Spülgas aus einer Spülgasquelle 820 - beispielsweise einem Spülgastank - zugeführt werden. Durch das Verwenden des in den Spülgaskanal 80 zurückgeflossenen Spanngases als Spülgas kann der Verbrauch von frischem Spülgas jedoch reduziert werden.Since the volume of the span gas that has flowed back into the scavenging gas channel 80 may not be sufficient for the next scavenging process of another container 120 to be filled, fresh scavenging gas can be supplied from a scavenging gas source 820—for example a scavenging gas tank. However, by using the span gas that has flowed back into the scavenging gas channel 80 as the scavenging gas, the consumption of fresh scavenging gas can be reduced.

Bevorzugt ist der Spülgaskanal 80 dabei so ausgebildet, dass das gesamte zurückfließende Spanngasvolumen im Spülgaskanal 80 aufgenommen werden kann, ohne dass zurückfließendes Spanngas in die Spülgasquelle 820 eintritt, um hier mögliche Verunreinigungen auszuschließen.The scavenging gas channel 80 is preferably designed in such a way that the entire backflowing span gas volume can be accommodated in the scavenging gas duct 80 without the backflowing span gas entering the scavenging gas source 820 in order to rule out possible contamination here.

Reference character list

11: Vorrichtungcontraption
120120: Behältercontainer
122122: Behältermündungcontainer mouth
22: Behandlungskammertreatment chamber
2020: Behälteraufnahmeöffnungcontainer receiving opening
2222: Verschließeraufnahmeöffnungcapper receiving opening
33: Füllorganfilling element
3030: Füllproduktauslauffilling product outlet
300300: Füllproduktauslaufdichtungfill product outlet seal
44: Verschließorganclosing element
4040: Verschließelementclosing element
6060: schaltbare Dichtungswitchable seal

8080: Spülgaskanalpurge gas channel
8282: Spülgasventilpurge gas valve
8484: Spanngaskanalspan gas channel
8686: Spanngasventilspan gas valve
8888: Vakuumkanalvacuum channel
8989: Vakuumventilvacuum valve
800800: Entlastungskanalrelief channel
802802: Entlastungsventilrelief valve
820820: Spülgasquellepurge gas source
99: Steuerungsteering

Claims

Method for filling a container (120) to be filled with a filling product, comprising the steps:
- receiving the container (120) to be filled in a treatment chamber in a sealing manner (2),

- applying a filling device (3) to the container (120) in a sealing manner,

- after applying the filling device (3) to the container (120) in a sealing manner, rinsing the container (120) with a rinsing gas introduced into the container through a rinsing gas channel (80);

- after rinsing the container (120) with the rinsing gas, filling the container (120) with the filling product,

- pre-pressurisation of the treatment chamber (2) with a pressurisation gas through a pressurisation gas channel (84),

- after filling the container (120) and pre-pressurising the treatment chamber (2), removing the filling device (3) from the container (120),

- after removing the filling device (3) from the container (120), closing the container (120) received in the treatment chamber (2) with a container closure,

- after closing the container (120), relieving the pre-pressurisation pressure in the treatment chamber (2) and removing the container (120) from the treatment chamber (2),
characterised in that
the pre-pressurisation pressure in the treatment chamber (2) is relieved at least partly into the rinsing gas channel (80).
Method according to claim 1, characterised in that following the relieving of the pre-pressurisation pressure into the rinsing gas channel (80) the remaining pre-pressurisation pressure in the treatment chamber (2) is further relieved by a relief channel (800) in communication with the environment, preferably to ambient pressure.
Method according to claim 1 or 2, characterised in that the rinsing of a container (120) to be filled received subsequently in the treatment chamber (2) with the rinsing gas, which is performed after removing the closed container (120), is performed at least partly with the pressurisation gas relieved into the rinsing gas channel (80).
Method according to claim 3, characterised in that for rinsing the container (120), in addition to the pressurisation gas relieved into the rinsing gas channel (80), a rinsing gas is used from a rinsing gas source (820).
Method according to any of the preceding claims, characterised in that the rinsing gas channel (80) is under an absolute pressure of 0.5 bar to 4 bar, preferably an absolute pressure of 1.4 to 1.9 bar, and the pressurisation gas channel (84) is under an absolute pressure of 2 bar to 11 bar, preferably an absolute pressure of 5 bar to 9 bar.
Method according to any of the preceding claims, characterised in that the pressurisation gas channel (84) is under a higher pressure than the rinsing gas channel (80).
Method according to any of the preceding claims, characterised in that following the relief of the pre-pressurisation pressure of the treatment chamber (2) into the rinsing gas channel (80) the remaining pre-pressurisation pressure in the treatment chamber (2) is further relieved by a negative pressure provided by a vacuum line (88), preferably to ambient pressure.
Method according to any of the preceding claims, characterised in that following the relief of the pre-pressurisation pressure of the treatment chamber (2) into the rinsing gas channel (80), the remaining pre-pressurisation pressure in the treatment chamber (2) is further relieved by withdrawing the filling device (3) and/or a closure element (4) from the treatment chamber (2), preferably to ambient pressure.
Method according to any of the preceding claims, characterised in that during the introduction of the rinsing gas into the container (120) to be filled, the container (120) to be filled is charged with a negative pressure provided via a vacuum line (88), preferably in order to provide a rinsing gas flow in the container (120) to be filled.
Method according to any of the preceding claims, characterised in that before introducing the filling product into the container (120) to be filled, the container (120) to be filled is brought to a negative pressure and a filling product under negative pressure is introduced into the container (120) under negative pressure.
Device (1) for filling a container (120) to be filled with a filling product comprising:
- a treatment chamber (2) for receiving the container (120) to be filled in a sealing manner,

- a filling device (3) for applying in a sealing manner to the container (120) sealed with the treatment chamber (2) and for introducing a filling product into the container (120),

- a rinsing gas channel (80) for introducing a rinsing gas into the container (120) to be filled,

- a pressurisation gas channel (84) for introducing a pressurisation gas into the treatment chamber (2), and

- a closing device (4) for applying a container closure to a filled container (120) inside the treatment chamber (2),
characterised by
a control device (9) which is configured after closing the container (120) to at least partially relieve the pre-pressurisation pressure in the treatment chamber (2) into the rinsing gas channel (80).
Device according to claim 11, characterised in that the control device (9) is configured, following the relief of the pre-pressurisation pressure of the treatment chamber (2) into the rinsing gas channel (80), to further relieve the remaining pre-pressurisation pressure in the treatment chamber (2) by a relief channel (800) in communication with the environment, preferably to ambient pressure.
Device according to claim 11 or 12, characterised in that the control device (9) is configured, following the relief of the pre-pressurisation pressure of the treatment chamber (2) into the rinsing gas channel (80), to further relieve the remaining pre-pressurisation pressure in the treatment chamber (2) by a negative pressure provided via a vacuum line (88), preferably to ambient pressure.
Device according to any of claims 11 to 13, characterised in that the control device (9) is configured, following the relief of the pre-pressurisation pressure of the treatment chamber (2) into the rinsing gas channel (80), to further relieve the remaining pre-pressurisation pressure in the treatment chamber (2) by withdrawing the filling device (3) and/or the closing element (4) from the treatment chamber (2), preferably to ambient pressure.
Device according to any of claims 11 to 14, characterised in that the control device (9) is configured to carry out the rinsing performed after removing the closed container (120) of a container (120) to be filled received subsequently in the treatment chamber (2) at least partly with the pressurisation gas relieved into the rinsing gas channel (80), and/or characterised in that the control device (9) is configured to use a rinsing gas from a rinsing gas source (820) for rinsing the container (120) in addition to the pressurisation gas relieved into the rinsing gas channel (80).