(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトル（３）、またはその種の他の容器内へと液状の充填材料を充填するための充填要素であって、この充填要素が、
充填要素（１）のケーシング（８）内において形成された液体通路（９）を有し、この液体通路が、流入口でもって、液状の充填材料ための貯蔵槽またはタンク（４）と結合状態にあり、且つ、充填されるべき容器（３）内へとこの液状の充填材料を供給するための供給開口部（１２）を形成しており、
この流入口と供給開口部（１２）との間で、液体通路内において設けられた、その第１の液体用弁（１３）の制御された開放および閉鎖のための、所属する操作要素（１７）を備える第１の液体用弁（１３）を有し、
両端部的に開いている管体（１５）を有し、この管体が、第１の開いた端部でもって、この供給開口部（１２）の領域内において設けられており、
多数の、この充填要素（１）のケーシング（８）内において形成された通路（２２、２３、２４、２５）、並びに、この通路を制御する制御弁（１８、１９、２０、２１）を有し、これら制御弁の内の少なくとも１つの制御弁が、それぞれの、この充填要素と封隙状態に設けられた容器（３）の充填のために、管体（１５）を通って通じている帰還ガス通路を制御している様式の、
上記充填要素において、
第１の液体用弁（１３）に対して付加的に、更に別の液体用弁（２１）として用いられる制御弁が設けられており、
この制御弁でもって、
管体（１５）の第２の端部が、それぞれの、この容器の注ぎ口（３．１）でもって充填要素（１）から離間して設けられた容器（３）の自由噴流充填のために、制御された状態で、液状の充填材料のための貯蔵槽またはタンク（４）と結合可能であるように構成されている、
ことを特徴とする充填要素。
【請求項２】
当該の付加的な液体用弁を形成する制御弁（２１）は、管体（１５）の第２の端部と、充填要素内への充填材料のための流入口と第１の液体用弁（１３）との間に延在する液体通路（９）の部分との間の、結合通路（２２）内において設けられていることを特徴とする請求項１に記載の充填要素。
【請求項３】
結合通路（２２）は、一方の端部でもって、管体（１５）の第２の端部との結合状態にあることを特徴とする請求項２に記載の充填要素。
【請求項４】
結合通路（２２）、並びに管体（１５）は、共通の、ケーシング（８）内において形成されたチャンバー（１６）にその終端を接していることを特徴とする請求項３に記載の充填要素。
【請求項５】
少なくとも１つのガス用弁（１８、１９、２０）は、ガス通路（５、６、７）と、管体（１５）との結合状態にある結合通路（２２）の部分（２２．１）との間の結合状態において配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の充填要素。
【請求項６】
管体（１５）は、この管体の第１の端部において、供給開口部（１２）によって、環状に囲繞されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の充填要素。
【請求項７】
管体（１５）は、供給開口部（１２）におけるそれぞれの容器（３）の注ぎ口（３．１）のために形成された当接面を越えて、充填要素（１）から突出していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の充填要素。
【請求項８】
第１の液体用弁（１３）は、管体（１５）に沿って設けられ且つ液体通路（９）内における弁面と協働する、弁体（１４）によって形成されていること、および、
この管体（１５）が、この弁体（１４）との協働で、第１の液体用弁（１３）を開放および閉鎖するために、この弁の操作装置（１７）によって、限定されたストロークにわたって、軸線方向に移動可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の充填要素。
【請求項９】
それぞれ１つのそれら通路を制御するガス用弁（１８、１９、２０）を有する、少なくとも３つの、ケーシング（８）内において形成されたガス通路（２３、２４、２５）が設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の充填要素。
【請求項１０】
ガス用通路は、これらガス用通路の制御弁（１８、１９、２０）を介して、それぞれに、管体（１５）の端部と結合状態にある結合通路の部分（２２．１）と、制御された状態で結合可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の充填要素。
【請求項１１】
液状の充填材料でもって、ボトル（３）、またはその種の他の容器を充填するための循環する構造様式の充填機械であって、この充填機械が、
垂直方向の機械軸線を中心として循環する駆動可能なローター（２）の周囲に、請求項１から１０のいずれか一つに相応する、多数の充填要素（１）を設けていることを特徴とする充填機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に従う充填要素、並びに、請求項１１の上位概念に従う充填要素を有する充填機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状の充填材料でもって、ボトル、またはその種の他の容器を充填するための充填要素は、種々の実施形態において公知である。
この場合、特に、標準圧力または背圧のもとで、ボトル、またはその種の他の容器を短管充填（Kurzrohrfuellen）するための短管充填要素も、詳しく言うとつまり、それぞれに充填されるべき容器が、この容器の容器注ぎ口でもって、この充填要素に沿って封隙状態にあるという方法で、即ち、この容器注ぎ口でもって、この充填要素の供給開口部を囲繞する封隙部に対して封隙された状態で押し付けられているという方法で、公知である。この供給開口部は、その際、この充填要素の下側面を越えて突出し、且つそこで開いている管体を囲繞し、この管体が、充填の際に、この容器開口部の中にまで達し、且つ帰還ガス管体として用いられ、この管体を介して、この充填の際に流入する充填材料によって排除されたガスが、この容器から導出され、詳しく言うとつまり、少なくとも１つのガス用弁によって制御されたガス通路を介して導出される。
このような様式の装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００  ６４  ９５４号明細書（特許文献１）、および、ドイツ連邦共和国特許出願公開第２２  ４１  ０６４号明細書（特許文献２）から公知である。
【０００３】
同様に短い充填管体を有する、詳しく言うとつまり、特に、確かに、充填管体に対して調心（心合わせ）されこの充填要素の下側で配設されているが、しかしながら、この注ぎ口でもって、この充填要素から離間して設けられた容器の、非接触状態の充填（自由噴流充填）のための充填要素も公知であり、その際、この充填方法の場合、液状の充填材料は、自由噴流として、この容器内へと到達する。
【０００４】
短管充填は、特に、背圧のもとで、または標準圧力においてソフトドリンク製品を充填するために適している。自由噴流充填は、特に、生物学的に敏感な製品を充填するために適しており、且つ、滴下無く行われ、且つ、それぞれの容器の注ぎ口が、充填要素と接触状態になることなく、且つ従って、特に細菌性の汚染の危険無しに行われる。
【０００５】
更に、自由噴流充填は、特にその製品の粘性が短管充填のために過度に高いような製品の充填にも適している。同様にここで、この自由噴流充填は、この自由噴流充填が滴下無く行われ、しかも、容器注ぎ口が充填要素に接触することがないという利点を有している。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００  ６４  ９５４号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許出願公開第２２  ４１  ０６４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の課題は、簡単な切替えによって、短管充填、および自由噴流充填が可能である、充填要素を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために、充填要素は、請求項１に相応して構成されている。充填機械は、請求項１１の対象である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による充填要素において、管体は、短管充填の場合に帰還ガス管体として、および、自由噴流充填の場合に短い充填管体として用いられる。
【０００９】
専ら、充填要素の弁の適当な制御だけで、両方の作動モード、短管充填および自由噴流充填、の間の移行は可能である。この「切替え」は、その場合に、充填機械の全ての充填要素に関して、制御された状態で、既存の制御装置によって、もしくは、適当なプログラム選択によって行われる。
この切替えの際に、如何なる機械的な、及び／または、手動の作業も、この充填機械において必要ではなく、特に、部材を組込みおよび解体すること、または交換することは同様に必要ではない。
更に、この切替えが如何なる無菌室内への介入も必要とせず、このことは、特に、
そのことが比較的に長い時間を要求し且つ生産の相応する中断を意味する、敏感な製品を無菌で充填するために充填機械の機械的な改造の際に再び細菌の無い状態に元に戻されねばならないクリーン室または無菌室内において配設されているような、
充填機械または充填設備の場合、特に大きな意義がある。
【００１０】
本発明の更に別の重要な利点は、同様に、全ての、両方の作動モードのために必要な通路、および制御弁が、それぞれの充填要素の内部で、充填機械の、通常の方法で実施されるＣＩＰ洗浄に関して同様に、通常の方法で実施される外部洗浄に関しても行われる（erfasst）ことにある。
【００１１】
次に、実施例における図に基づいて、本発明を詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図内において、参照符号１は、全般的に充填要素１であり、この充填要素が、多数の同種の充填要素でもって、これら図内において概略的に参照符号２でもって参照符号を付けられ且つ垂直方向の機械軸線を中心として循環する駆動された、ローター２の周囲に配置されており、且つ、容器、即ちボトル３内へと液状の充填材料を充填するために使用される。このローター２に、更に、環状タンク４が設けられており、この環状タンクは、所定のレベルNに至るまでレベル制御された状態で、液状の充填材料でもって満たされている。更に、このローター２内において、図示された実施形態の場合、多数の環状通路５、６、および７が形成されており、これら環状通路の内、この環状通路５は、例えば、充填材料レベルの上側でこの環状タンク４の室内、即ち、そこのガス空間４．１と結合状態にあり、これに対して、これら環状通路６、および７が、逃がし通路および真空通路として使用される。
【００１３】
充填要素１のケーシング８内において、通例の液体通路９が形成されており、
この液体通路は、この液体通路の上側の領域、即ち、そこの流入口において、結合部１０を介して環状タンク４の液体領域４．２内へと、および、
このケーシング８の下側面において、そこの封隙材を有する調心チューリップ状体（Zentriertulpe）１１の領域内で、この調心チューリップ状体１１の封隙材によって囲繞された環状の供給開口部１２において、その終端を接している。
【００１４】
それぞれに充填するボトル３内への、液状の充填材料の制御された状態の供給のために、液体通路９内において、基本的に弁体１４から成る第１の液体用弁１３が設けられており、この弁体は、垂直方向の充填要素軸線ＦＡ内におけるこの弁体の軸線でもって整向された管体１５の外側面に沿って設けられている。両端部的に開いており、且つこの液体用弁１３の開放および閉鎖のために軸線ＦＡの方向に限定されたストロークだけ移動可能な、管体１５は、この管体の下側の、開いた端部でもって、ほんの少しだけ、調心チューリップ状体１１を越えて突出しており、且つ、この管体の上側の端部でもって、ケーシング８内において形成されたチャンバー１６内へと達している。この液体通路９とチャンバー１６との間に、この液体用弁１３の制御された開放および閉鎖のための操作要素１７が設けられている。この操作要素は、図示された実施形態の場合、液体用弁１３を開放された位置へと予負荷するばね、および、例えば空気圧的に操作可能なシリンダーから成っており、このシリンダーでもって、この液体用弁１３が閉鎖された位置へと移動される。適当な封隙材によって、この液体通路９、および同様にチャンバー１６は、それぞれに、管体１５の貫通部において、この管体に向かって封隙されている。
【００１５】
垂直方向の機械軸線に関して半径方向に外側に位置する側面に沿って、ケーシング８内において、垂直方向に重なり合って、４つの空気圧的に操作可能な制御弁１８、１９、２０、および２１が設けられており、これら制御弁の内、弁１８〜２０が、充填プロセスの間じゅうのガス経路を制御する弁であり、且つ、弁２１が、第２の液体用弁である。
【００１６】
ケーシング８の内部において、更に多数の通路が形成されており、しかも図示された実施形態の場合、部分２２．１と共に軸線ＦＡに対して平行に延在する通路２２は、この通路の上側の端部でもってチャンバー１６内へと、および、この通路の下側の端部でもって液体通路９内へと、詳しく言うとつまり、この液体通路９の、液体用弁１３が閉鎖されている場合も、なお、結合通路１０即ち環状タンク４との結合状態にあるその液体通路の部分に、その終端を接している。この通路２２内に、第２の制御弁２１が設けられている。
【００１７】
通路２２に対して付加的に、ケーシング８内において、図示された実施形態の場合、３つのガス通路２３、２４、および２５が形成されており、これらガス通路は、それぞれに、環状通路５、６、もしくは７と結合されている。この環状通路５と結合状態にあるガス通路２３は、制御弁１８の入側と、この環状通路６と結合状態にあるガス通路２４は、制御弁１９の入側と、および、この環状通路７と結合状態にあるガス通路２５は、制御弁２０の入側と、結合されている。これらガス用弁の出側は、チャンバー１６と液体用弁２１との間に延在する、通路２２の部分２２．１に、その終端を接している。
【００１８】
図１および２が示しているように、充填要素１でもって、選択的に、（図１）、ボトル３の短管充填または、自由噴流充填が可能である。
【００１９】
図１内において図示されている短管充填の場合、それぞれのボトル３は、それぞれの充填要素１において設けられている、例えばこのボトル３のボトル首部から突出するフランジをグリップするボトル支持体２６を用いて、このボトルのボトル注ぎ口３．１（図２）でもって、この充填要素１に対する、もしくは、調心チューリップ状体１１の封隙部に対する封隙状態へと押し付けられる。背圧のもとでの実際の充填の前に、その時に、如何なる場合においても先ず第一に、このボトル３の予負荷が、ガス空間４．１からの圧力ガス（不活性ガス）でもって、しかも弁１８が開放された場合に行われる。実際の充填のために、次いで、更にこの充填要素１において封隙状態にあるボトル３の場合に液体用弁１３が開放され、従って、管体１５を囲繞する環状の供給開口部１２を通して、液状の充填材料がこのボトル３内へと流動し、且つ、この場合にこの充填材料によってこのボトル３から排除された不活性ガスは、帰還ガス管体として用いられる管体１５を介してチャンバー１６内へと、およびそこから、例えば開放された弁１８を介して、ガス通路２３を介して、および環状通路５を介して、環状タンクのガス空間４．１内へと還流する。
【００２０】
結合通路１０内における誘導的な流量計２７によって制御された状態で、実際の充填相の終期において、液体用弁１３は再び閉鎖される。
【００２１】
同様に他の充填方法、および、例えばボトル３の洗浄のためのプロセス経過も、充填要素との封隙状態にあるボトル３において、および帰還ガス管体としての管体１５の使用のもとで可能であり、例えば、同様に標準圧力もとでの充填も可能である。
【００２２】
図２は、１つの充填方法の場合の充填要素１の使用を示しており、この充填方法の場合、管体１５が、帰還ガス管体としてではなく、むしろ、短い充填管体として、しかも、ボトル３の自由噴流充填のために使用される。それぞれの充填されるべきボトル３は、この場合、このボトルが、このボトルのボトル注ぎ口３．１でもって、充填要素１の下側で間隔を有して存在するように、しかもこのボトルのボトル垂直軸線でもって、他方また軸線同一に軸線ＦＡでもって、ボトル支持体２６に保持されている。
【００２３】
充填工程を開始するために、液体用弁１３が閉鎖された場合、付加的な液体用弁２１が開放され、従って、液状の充填材料が、環状タンク４から、結合通路１０、液体通路９、および通路２２を介して、チャンバー１６内へと、且つ、そこから管体１５を介して、自由液体噴流２８として、準備ができているボトル３内へと流動する。充填工程の間じゅう、このボトルから排除されたガスは、閉鎖されていないボトル注ぎ口を通って、自由空間内へと逃散する。
同様にこの実施形態の場合も、液体用弁２１の閉鎖は、制御された状態で、誘導的な流量計２７の信号によって行われる。
【００２４】
本発明が、１つの実施例において上記された。そのことによって本発明に基づいて存在する発明の思想を離れること無しに、変更、または変形が可能であることは自明のことである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】充填要素に対して封隙状態に当着されたボトル、並びに、この充填要素を有する充填機械を循環する構造様式の部材を共に示した、簡略化された概略的な図示での、短管充填のための作動状態の、本発明による充填要素の図である。
【図２】図１に基づく図示であり、しかしながら、充填要素から離間して設けられたボトルの場合の自由噴流充填のための、充填要素の作動状態の際の図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      充填要素
２      ローター
３      ボトル
３．１  ボトル注ぎ口
４      環状タンク
４．１  環状タンク内におけるガス空間
４．２  環状タンク内における液体領域
５、６、７  環状通路
８      充填要素のケーシング
９      充填要素内における液体通路
１０    結合通路
１１    調心チューリップ状体または調心部片
１２    供給開口部
１３    液体用弁
１４    弁体
１５    管体
１６    チャンバー
１７    液体用弁１３のための操作要素
１８、１９、２０  ガス経路を制御するための弁
２１    付加的な液体用弁
２２    通路
２２．１  通路の部分
２３、２４、２５  ガス通路
２６    ボトル支持体
２７    誘導的な流量計
２８    充填材料噴流
ＦＡ    垂直方向の充填要素軸線
Ｎ      レベル
【図１】
0004688532.tif 000002
【図２】
0004688532.tif 000003