(57)【要約】  本発明は、充填物、特に、液体の相内に固形の成分を含む充填物を充填するための充填部品（１）であって、流路の一方の端部では充填物用のタンク（２）と接続することが可能であり、他方の端部には充填物を容器（５）内に出力するための出口開口部（７）が形成されている、筐体（８）内に形成された充填物用流路（９）と、少なくとも一つの操作部品によって、閉じた状態と開いた状態の間で操作することが可能である、充填物流路内に設けられた注入弁（１１）とを備えた充填部品に関する。それらの状態に加えて、注入弁（１１）は、充填物の液体の相を出力するために開いているが、固形の成分（４）が引き留められている第三の動作状態を有する。
2009538786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填物、特に、液体の相内に固形の成分を含む充填物を充填するための充填部品であって、
一方の端部では、入口開口部により充填物用のタンク（２）と接続することが可能であり、他方の端部には、充填物を容器（５）内に出力するための出口開口部（７）が設けられた少なくとも一つの充填物用流路（９）が筐体（８）内に形成されており、充填部品（１）を充填物の出力を止めるための第一の動作状態と開いている第二の動作状態との間で制御することが可能である充填部品において、
充填部品（１）は、第一と第二の動作状態に加えて、充填物の液体の相を出力するために充填部品が開いているが、固形の成分（４）が引き留められている第三の動作状態を有することを特徴とする充填部品。
【請求項２】
操作部品（２６）によって有効な位置と有効でない位置との間で制御することが可能な、充填物用流路（９）内に配置されたガス閉鎖部（２２）を特徴とする請求項１に記載の充填部品。
【請求項３】
充填物、特に、液体の相内に固形の成分を含む充填物を充填するための充填部品であって、
一方の端部では、入口開口部により充填物用のタンク（２）と接続することが可能であり、他方の端部には、充填物を容器（５）内に出力するための出口開口部（７）が設けられた少なくとも一つの充填物用流路（９）が筐体（８）内に形成されており、充填部品（１）を充填物の出力を止めるための第一の動作状態と開いている第二の動作状態との間で制御することが可能である充填部品において、
操作部品（２６）によって有効な位置と有効でない位置との間で制御することが可能な、充填物用流路（９）内に配置されたガス閉鎖部（２２）を特徴とする充填部品。
【請求項４】
充填部品（１）は、第一と第二の動作状態に加えて、充填物の液体の相を出力するために充填部品が開いているが、固形の成分（４）が引き留められている第三の動作状態を有することを特徴とする請求項３に記載の充填部品。
【請求項５】
当該の少なくとも一つの充填物用流路（９）又は少なくとも一つの充填物用流路（９）内に設けられた弁構成（１１）は、第一、第二及び第三の動作状態の間で制御することが可能であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項６】
充填部品（１）における、充填部品（１）の動作状態の制御及び／又は少なくとも一つの充填物用流路（９）又は弁構成（１１）の制御のための少なくとも一つの操作部品（１９，２０）を特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項７】
当該の弁構成が、少なくとも一つの注入弁（１１）によって構成されることを特徴とする請求項５又は６に記載の充填部品。
【請求項８】
注入弁（１１）は、充填部品（１）の動作状態を変更するための少なくとも一つの操作部品（１９，２９）によって、少なくとも二つの位置の間、有利には、少なくとも三つの位置の間で制御することが可能であることを特徴とする請求項７に記載の充填部品。
【請求項９】
弁体（１２）は、充填部品（１）の第一の動作状態において、密閉面（１６）を弁開口部（１７）を取り囲む弁座（１８）に付けた位置に有り、充填部品（１）の第二の動作状態において、弁座（１８）から間隔を開けていることと、
弁体（１２）は、充填部品（１）の第三の動作状態において、弁開口部（１７）内に達して、弁開口部（１７）の所に有る充填物の固形の成分（４）を引き留めるための障壁を形成する弁体区間（１２．１）を備えていることと、
を特徴とする請求項８に記載の充填部品。
【請求項１０】
弁体区間（１２．１）が、ストレーナ状の構造（１４，１５）を形成していることを特徴とする請求項９に記載の充填部品。
【請求項１１】
弁体区間（１２．１）が、注入弁（１１）の第三の動作状態において、弁開口部（１７）の境界面と共に、横断面を狭めた通路及び／又は固形の成分（４）を引き留めるためのストレーナ状の構造を形成することを特徴とする請求項９又は１０に記載の充填部品。
【請求項１２】
弁体（１２）は、単一の軸方向に沿って、充填部品（１）の相異なる動作状態に対応した位置の間で動かすことが可能であることを特徴とする請求項８から１１までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項１３】
弁体（１２）は、充填部品（１）の第一と第二の動作状態の間では動作行程全体に渡って動かすことが可能であり、充填部品（１）の第一と第三の動作状態の間及び／又は第二と第三の動作状態の間ではそれぞれ動作行程の一部に渡って動かすことが可能であることを特徴とする請求項１２に記載の充填部品。
【請求項１４】
弁体（１２）は、充填部品（１）の閉鎖時又は充填部品（１）の駆動時において、充填物の流れる方向と逆に第二の動作状態から第三の動作状態に動かされることを特徴とする請求項８から１３までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項１５】
弁体（１２）は、弁開口部（１７）の軸方向に沿って動かすことが可能であることを特徴とする請求項９から１４までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項１６】
弁開口部（１７）の軸が、垂直方向又はほぼ垂直方向を向いていることを特徴とする請求項９から１５までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項１７】
弁開口部（１７）が、充填物用流路（９）の入口開口部であることを特徴とする請求項９から１６までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項１８】
ガス閉鎖部（２２）が、出口開口部（７）の領域又は出口開口部を構成する充填物用流路（９）の流路区間（９．４）の領域に配備されていることを特徴とする請求項１から１７までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項１９】
ガス閉鎖部（２２）が、有効な位置において、充填物用流路（９）のフロー横断面全体を占め、有効でない位置において、フロー横断面の一部だけを占めるか、或いは充填物用流路（９）外に有ることを特徴とする請求項１から１８までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項２０】
ガス閉鎖部（２２）が、充填物用流路（９）内を軸方向に向かって有効な位置と有効でない位置の間で動かすことが可能な、多くの開口部（２４）又は流路を備えたストレーナ状の部品で構成されることを特徴とする請求項１から１９までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項２１】
当該のガス閉鎖部は、有効な位置において、充填物用流路（９）の横断面を狭めた領域又は流路区間（９．４）内に達し、有効でない位置において、充填物用流路（９）の横断面を拡大した流路区間（９．３）内に位置することを特徴とする請求項１から２０までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項２２】
横断面を狭めた流路区間（９．４）が、出口開口部（７）を構成することを特徴とする請求項２１に記載の充填部品。
【請求項２３】
ガス閉鎖部（２２）は、充填物が充填物用流路（９）を流れる方向と一致する軸方向に沿って、有効でない位置から有効な位置に動かすことが可能であることを特徴とする請求項１から２２までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項２４】
ガス閉鎖部（２２）が、出口開口部（７）の軸に沿って、有効な位置と有効でない位置の間を動かすことが可能であることを特徴とする請求項１から２３までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項２５】
ガス閉鎖部（２２）が、多くの開口部（２４）により周囲をストレーナ状に実現されたパイプ部分（２３）で構成されることを特徴とする請求項１から２４までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項２６】
注入弁（１１）又は弁体（１２）を操作するために、二つの操作部品（１９，２０）が配備されており、一方の操作部品（１９）が第一と第二の動作状態に駆動する役割を果たし、第二の操作部品（２０）が第三の動作状態に駆動する役割を果たすことを特徴とする請求項１から２５までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項２７】
当該の注入弁（１１）及び／又はガス閉鎖部（２２）用の少なくとも一つの操作部品（１９，２０）が、空気圧により操作可能な部品であることを特徴とする請求項１から２６までのいずれか一つに記載の充填部品。
【請求項２８】
多くの充填部品を備えた充填機、特に、巡回構造形式の充填機において、
充填部品が請求項１から２７までのいずれか一つに記載された通り構成されることを特徴とする充填機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１又は２の上位概念にもとづく充填部品及び請求書２８の上位概念にもとづく充填機に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体の充填物を容器に充填するための充填部品は、非常に多様な実施形態により周知である。更に、充填部品において、注入弁の閉鎖後に充填部品からの滴下を防止するために、各出口開口部の領域にガス閉鎖部を配備することも知られている。特に、出口開口部の所で充填物が流出して、充填部品から滴下することがない形で、充填部品の出口開口部の上に配備された、充填物用流路の部分が注入弁の閉鎖後に液体の充填物で満たされたままとなるように、ガス閉鎖部を構成することも周知である。その場合、ガス閉鎖部は、非常に簡単なケースでは、ストレーナ状の構造で構成されており、その開口部の横断面は、液体の充填物の表面張力が滴下の防止及び／又は出口開口部上の充填物用流路内に形成された充填物の柱状体の引き留めのために十分であるように選定されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、液体の相内又は少しネバネバした粘性相までの液体の粘性相内に固形の成分又は塊を含む充填物の充填時においても、確実に作動する動作手法を保証する充填部品を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題を解決するためには、請求項１又は２に記載された通り充填部品を構成する。充填機は、請求項２８に記載されている。
【０００５】
本発明の改善構成は、従属請求項に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ボトル状の容器と共に、固形の成分又は塊を含む液体の充填物を充填するための充填機の充填部品を異なる動作状態で非常に簡略化して図示した図
【図２】ボトル状の容器と共に、固形の成分又は塊を含む液体の充填物を充填するための充填機の充填部品を異なる動作状態で非常に簡略化して図示した図
【図３】ボトル状の容器と共に、固形の成分又は塊を含む液体の充填物を充填するための充填機の充填部品を異なる動作状態で非常に簡略化して図示した図
【図４】ボトル状の容器と共に、固形の成分又は塊を含む液体の充填物を充填するための充填機の充填部品を異なる動作状態で非常に簡略化して図示した図
【図５】充填部品の注入弁を異なる動作状態で図示した図
【図６】充填部品の注入弁を異なる動作状態で図示した図
【図７】充填部品の注入弁を異なる動作状態で図示した図
【図８】出口開口部の領域に配備された持ち上げて外すことが可能なガス閉鎖部の拡大図
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下において、実施例の図面にもとづき本発明を詳しく説明する。
【０００８】
図面において、符号１は、充填機の充填部品、例えば、垂直な機械軸の周りを巡回駆動可能なローターの周囲又はそのようなローター上に配備されたリング状タンク２の周囲に多数の充填部品１が配備された巡回構造形式の充填機の充填部品である。
【０００９】
充填部品１は、固形の成分又は塊４を含む液体の充填物３を充填する役割を果たす、例えば、果汁の生成物（例えば、果肉入りジュース）を容器５に充填する役割を果たす。容器は、充填プロセス（自由噴流式充填）の間各充填部品１の下の容器ホルダー６上に直立した形で、即ち、その容器の軸を垂直方向にして、充填部品の軸ＦＡと同軸又はほぼ同軸に配置されており、容器の口５．１が充填部品１の出口開口部７と間隔を開けて対向するようになっている。
【００１０】
充填部品１の筐体８内には、一方の端がリング状タンク２の底部に有る出口又は接続開口部１０と接続され、他方の端が出口開口部７を構成する充填物用流路９が形成されている。図示されている実施構成では、充填物用流路９は、複数の流路区間から構成されている、詳しくは接続開口部１０を出発点として、後で詳しく説明する注入弁１１に関する弁室を形成する流路区間９．１と、水平又はほぼ水平な流路区間９．２と、流路区間９．３と、出口開口部７に移行する流路区間９．４とから構成されている。流路区間９．３と９．４の軸は、互いに同軸に、かつ垂直な充填部品の軸ＦＡとも同軸に配置されている。流路区間９．４の横断面は、流路区間９．３と比べて狭くなっている。
【００１１】
流路区間９．１は、リング状タンク２から垂直方向に向かって下方に延びる筐体区間８．１の上方領域内に形成され、流路区間９．２は、水平又はほぼ水平に延びる筐体区間８．２内に形成され、流路区間９．３と９．４は、垂直な機械軸に対してリング状タンク２から、そして筐体区間８．１からも半径方向に向かって外側にずれた垂直な筐体区間８．３内に形成されている。
【００１２】
注入弁１１は、特に、図面において、バルブリフター１３の上端に有る弁体１２から構成されており、そのバルブリフターは、筐体区間８．１内を延びる、軸が充填部品の軸ＦＡと平行に、そして図示されている実施構成では、接続開口部１０と同軸に配置されている。
【００１３】
特に図５〜７に図示されている通り、弁体１２は、キノコの頭の形状に実現されている、詳しくは図面において弁体１２の上方の自由端を形成し、その端部の方に向かって細くなって行く円錐形状の弁体区間１２．１と、弁体区間１２．１と繋がった、弁体区間１２．１と比較して外径が大きい弁体区間１２．２とを備えている。弁体区間１２．２は、弁体区間１２．１と逆側が細くなっている円錐台形状であり、弁体区間１２．３に移行しており、その弁体区間１２．３は、区間１２．１と１２．２に対して外径が小さく、弁体１２をリフター１３又はリフター上に形成されたリフターヘッド１３．１と接続するための弁体区間１２．４と繋がっている。弁体１２とその区間１２．１〜１２．４は、リフターの軸ＳＡに対して回転対称に形成されている。
【００１４】
図示されている実施構成では、弁体区間１２．１は、リフターの軸ＳＡに対して半径方向に延びるとともに、その軸と交差する、両端が開いた流路１４と、それぞれリフターの軸ＳＡと平行の方向を向くとともに、弁体１２の自由端の所で開いた多くの流路１５とを備えている。流路１５は、流路１４に合流しており、弁体１２の上側の所でストレーナ状の構造を形成している。弁体区間１２．２の弁体区間１２．１への移行部には、リフターの軸ＳＡを同心に取り囲むシールリング１６が配備されている。
【００１５】
弁体１２は、後で詳しく説明する通り、一方では、接続開口部１０への移行部の所の液体流路９によって構成される弁開口部１７と協力して動作し、他方では、弁開口部１７の所の弁座１８と協力して動作する。そのために、弁体区間１２．１の直径は、弁開口部１７の直径と同じか、或いは僅かに小さく実現されている。シールリング１６は、注入弁１１が閉じている時には、弁座１８に対して密閉した位置となるように配置されている。
【００１６】
弁体１２の操作は、空気圧方式でリフター１３によってリフターの軸ＳＡに沿って実行される、詳しくは注入弁１１が三つの相異なる動作状態、即ち、
・図５に対応する、弁体１２が最下方の行程位置に有り、弁体区間１２．１も弁開口部１７から引き出されて、その弁開口部から間隔を開けている完全に開いた状態と、
・図６に対応する、弁体１２が部分的に持ち上げられた位置に動かされており、弁体区間１２．１が弁開口部１７内に達しており、シールリング１６が弁座１８から間隔を開けて、流路１４の両端が流路区間９．１に合流している部分的に開いた状態と、
・図７に対応する、弁体１２が上方の行程位置に動かされており、シールリング１６によって、弁座１８に対して密閉した位置に有る閉じた状態と、
を占めることができるように実行される。
【００１７】
従って、注入弁１１の開放は、弁体１２を垂直方向に向かって下方に動かすことによって実行され、注入弁１１の閉鎖は、弁体１２を垂直方向に向かって上方に動かすことによって実行される。
【００１８】
このような弁体１２の動きは、空気圧方式によって行われる。そのために、バルブリフター１３には、筐体区間８．１内に形成されたシリンダー室と共に、二段動作の空気圧式シリンダーの形の操作部品１９を構成するピストン１９．１が配備されている。更に、筐体区間８．１には、筐体区間８．１内の更に別のシリンダー室と共に、空気圧式シリンダーの形の第二の操作部品２０を構成するピストン２０．１が配備されており、そのピストンロッド２１は、リフター１３の下端と協力して動作する。
【００１９】
図示されている実施構成では、操作部品１９を用いて、注入弁１１の完全な開放と閉鎖が行われ、操作部品２０を用いて、注入弁１１の部分的な開放が行われる。
【００２０】
流路区間９．３と９．４内には、ガス閉鎖部２２が、充填部品の軸ＦＡの方向に対して軸方向にスライド可能な形で配備されている。ガス閉鎖部２２は、図示されている実施構成では、充填部品の軸ＦＡと同軸に配置されるとともに、例えば、壁面内の開口部２４によって形成されるストレーナ状の構造を備えたパイプ部分２３から構成されている。この場合、開口部２４によって形成されるストレーナ状の構造は、パイプ部分２３の下端の領域に有るが、その下端から間隔を開けている。開口部２４の上方では、例えば、パイプ部分２３が閉じられている。パイプ部分２３の外径は、流路区間９．４の内径と同じか、或いは僅かに小さい。開口部２４の横断面は、注入弁１１が閉じられており、ガス閉鎖部２２が有効な位置に有る場合に、流路区間９．３内に有る充填物がガス閉鎖部２２によって引き留められるように選定されている。
【００２１】
充填部品の軸ＦＡと同軸に配置されたピストンロッド２５の下端は、パイプ部分２３の上端と固定されている。ピストンロッド上には、空気圧式シリンダーの形の操作部品２６のピストン２６．１が有り、その操作部品を用いて、ガス閉鎖部２２を制御して、上昇した、即ち、パイプ部分２３の下端が図１と２に対応する、流路区間９．３の内部の流路区間９．４への移行部の上に有り、その移行部から間隔を開けている有効でない位置と、下降した、即ち、詳しくは図３と４に対応する、パイプ部分２３の下端が流路区間９．４内に貫通する形で挿入されている有効な位置との間を動かすことが可能である。
【００２２】
充填部品１の動作手法は、以下に説明する通り行われる。
【００２３】
充填プロセスを開始するために、当初閉じられている注入弁が、操作部品１９によって完全に開放され、次に、当初有効な位置に有るガス閉鎖部２２が操作部品２６によって持ち上げられる、即ち、有効でない位置に動かされて、その結果充填部品１に関して図１と５に対応する状態が実現され、充填物３を固形の成分４と共に出口開口部７及び容器の口５．１を介して自由噴流により容器５内に流し込むことができる。
【００２４】
充填プロセスが最終的に終了する前、即ち、容器５内の最終的な充填レベルに到達する前に、操作機器２０を作動させることによって、注入弁１１が部分的に開いた状態を占めて（図２と６）弁体区間１２．１が弁開口部１７内に入り込むまで、弁体１２を垂直方向に向かって上方に動かす。充填部品１１のこのような状態では、液体の充填物３を充填物用流路９及び出口開口部７を介して容器５内に依然として流し込むことができる。液体の充填物と共に、充填物用流路９内に有る固形の成分４も一緒に運ばれて、その結果これらの成分は、充填物用流路９から取り去られることとなる。固形の成分４は、注入弁１１の所のストレーナ状の弁体区間１２．１によって引き留められており、その結果それらは、充填物用流路９内に到達することができない。
【００２５】
充填物用流路９から固形の成分４を取り去った後、注入弁１１が依然として部分的に開いている状態で、操作機器２６によって、ガス閉鎖部２２を有効でない位置から有効な位置に動かす。充填プロセスは、部分的に開いた注入弁１１、充填物用流路９及びここでは出口開口部７上に位置するガス閉鎖部２２によって、容器５内の所要の充填レベルに到達するまで何とか維持される。この状態は、図３と６に図示されている。
【００２６】
充填プロセスを終了させるために、操作部品１９によって注入弁１１を閉じる、詳しくはガス閉鎖部２２が依然として有効な位置に有る状態で閉じる。そうすることによって、容器５への充填物３の出力が終了する。充填物用流路９と、この場合特に流路区間９．３も、依然として液体の充填物３で満たされている。有効な位置に有るガス閉鎖部２２によって、液体の充填物は、流路区間９．３内に引き留められるとともに、充填部品１の滴下も防止される。
【００２７】
以上の通り、充填部品１の利点は、弁体１２の構成と特別な駆動によって、注入弁１１が閉じている場合に、弁体１２と弁座１８の間に固形の成分４が引っ掛かって動かなくなることがない形で、固形の成分４と共に充填物３を充填することが可能なことである。ガス閉鎖部２２を有効でない位置から有効な位置に動かした場合でも、ガス閉鎖部２２と充填部品１の内面の間に固形の成分４が引っ掛かって動かなくなることが防止されている。更に、ガス閉鎖部２２を上昇及び下降可能な形に構成することによって、主として第一に、固形の成分４と共に充填物３を充填する場合におけるガス閉鎖部の使用とそれと関連した利点を実現することが可能となっている。
【００２８】
これらの利点は、特に、注入弁１１を閉じた際の充填物の滴下が防止されることであり、並びに充填プロセスの開始毎に、即ち、注入弁１１を本格的に開放する前に、充填物用流路９が既に液体の充填物で満たされており、その結果特に、時間的な遅れ無しに、各充填プロセスを開始することができることでもある。更に、特に、筐体区間８．３を相応に構成することによって、充填プロセスを制御するために、充填物の量を計測する流量計を流路区間９．３に配備する可能性も得られる。
【００２９】
充填物用流路９は、それぞれ注入弁１１の領域又はそのバルブリフター１３の領域とパイプ部分２３の領域を膜パッキン２７又は２８によって密閉されている。
【００３０】
前述した通り、本発明を実施例により説明した。本発明がベースとする技術思想を逸脱すること無く多くの変化形態及び修正形態が可能であることは明らかである。
【符号の説明】
【００３１】
１    充填部品
２    リング状タンク
３    充填物
４    充填物内の固形の成分又は塊
５    容器
５．１    容器の口
６    容器ホルダー
７    出口開口部
８    充填部品１の筐体
８．１，８．２，８．３    筐体区間
９    筐体８内の充填物用流路
９．１，９．２，９．３    流路区間
１０    充填部品１に対するリング状タンク２内の接続開口部
１１    注入弁
１２    弁体
１２．１，１２．２，１２．３，１２．４    弁体区間
１３    リフター
１３．１    リフターヘッド
１４，１５    流路
１６    シールリング
１７    弁開口部
１８    弁当り面又は弁座
１９    操作部品
１９．１    ピストン
２０    操作部品
２０．１    ピストン
２１    ピストンロッド
２２    ガス閉鎖部
２３    パイプ部分
２４    開口部
２５    ピストンロッド
２６    操作部品
２６．１    ピストン
２７，２８    膜パッキン
【図１】
2009538786.tif 000003
【図２】
2009538786.tif 000004
【図３】
2009538786.tif 000005
【図４】
2009538786.tif 000006
【図５】
2009538786.tif 000007
【図６】
2009538786.tif 000008
【図７】
2009538786.tif 000009
【図８】
2009538786.tif 000010
【国際調査報告】
2009538786.tif 000011
2009538786.tif 000012
2009538786.tif 000013
2009538786.tif 000014
2009538786.tif 000015
2009538786.tif 000016
2009538786.tif 000017
2009538786.tif 000018