DE3611391A1 - Verfahren und vorrichtung zum abfuellen von kohlensaeurehaltigen getraenken, insbesondere sekt, in flaschen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abfüllen von kohlensäurehaltigen Getränken, insbesondere Sekt, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Abfüllen und Verschließen von kohlensäurehaltigen Getränken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

Nach dem Stande der Technik ist es erforderlich, stark zum Schäumen neigende Getränke, insbesondere Sekt, vor dem Abfüllen auf eine Temperatur nahe Null Grad C zu kühlen, um die Löslichkeit des CO₂-Gases zu vergrößern und dadurch den Sättigungsdruck von 5 bis 6 bar Überdruck bei 20°C auf etwa 2,5 bis 2,7 bar Überdruck bei 0°C abzusenken. Die zu füllenden Flaschen werden in einem Füllapparat, dem sogenannten Füller, zunächst mit Spanngas vorgespannt, dann unter Druckausgleich mit kaltem Sekt gefüllt. Nach Beendigung des Füllens werden die Flaschen vorsichtig und langsam bis zur Überdrucklosigkeit entlastet und dann erst aus dem Füller herausgeführt. Mehr als ein Viertel des Weges, den die Flasche in dem Füller zurücklegt, entfällt allein auf das Entlasten. - Ohne das starke Abkühlen und ohne die sorgfältige Entlastung würde der Sekt stark überschäumen, sobald die Flasche von einem Füllorgan in dem Füller gelöst wird, größe Sektverluste wären die Folge, und es wäre überhaupt nicht möglich, eine normalvolle Flasche aus dem Füller zu erhalten. - Die aus dem Füller kommenden gefüllten Flaschen werden auf möglichst kurzem Wege offen dem sogenannten Verschließer zugeführt. Auf diesem Wege sind die offenen Flaschen stets den Gefahren ausgesetzt, infolge von Erschütterungen oder von Stößen überzuschäumen, Flüssigkeit zu verlieren, Kohlensäure zu verlieren, Luftsauerstoff aufzunehmen und Infektionen zu erleiden. - Ein Nachteil des notwendigen Kühlens des Sektes ist der große erforderliche Aufwand für Energie, die nicht zurückgewonnen werden kann. Nach dem Füllen und Verschleißen beschlagen die kalten Flaschen mit Kondenswasser. Das Etikettieren solch kondensatnasser Flaschen bereitet große Schwierigkeiten. Nach dem Verpacken werden etwa 6 bis 10 Gramm Kondensatwasser pro Flasche an den Karton abgegeben, mit der Folge, daß der Karton aufweicht und seine Stapelfähigkeit stark herabgesetzt wird. Um diese Nachteile des Kondensatwassers zu vermeiden, werden in kleineren Betrieben die Flaschen nach dem Verschließen erst für mehrere Tage zwischengelagert, bis sie abgetrocknet sind. Danach erst werden die Flaschen etikettiert und verpackt. Für diese Zwischenlagerung müssen Arbeit, Zeit und Platz aufgewendet werden. In größeren Betrieben läßt man die frisch verschlossenen, kalten Flaschen durch einen Wärmetunnel laufen, in dem sie mit warmem Wasser berieselt, dabei ungefähr auf Raumtemperatur erwärmt werden und anschließend mit Hilfe von Gebläsen einigermaßen trocken geblasen werden, damit kein Kondensat mehr gebildet wird. - Die für die Berieselung aufgewandte Energie kann ebenfalls nicht zurückgewonnen werden, so daß der Energieaufwand entsprechend hoch ist.

Es hat bisher nicht an intensiven Bemühungen gefehlt, das Verfahren des Abfüllens von Sekt zu verbessern, um das Kühlen des Sektes ganz oder wenigstens teilweise zu vermeiden.

Zu diesem Zweck wurden Einzelheiten des Füllapparats, insbesondere Werkstoffe, Formen und Oberflächen von Füllrohren und Rückluftrohren, aber auch Füllventile, Flüssigkeits- und Gaswege des Füllapparats sowie Form und Größe der Vorratsbehälter vielfach modifiziert. Weiterhin waren die Dauer der Beruhigungsphase zwischen dem Füllen und dem Druckentlasten sowie der Druckentlastungsvorgang selbst Gegenstand zahlreicher Untersuchungen und Verbesserungsvorschlägen von Fachleuten. Gleichwohl wurden in bezug auf eine höhere Fülltemperatur nur bescheidene Teilerfolge erzielt. Wenn man Leistungseinbußen vermeiden will, mußte der Sekt nach wie vor bei etwa Null Grad C abgefüllt werden. Unter Inkaufnahme von Leistungseinbußen gelingt es zwar, auch bei einer um wenige Grade höheren Sekttemperatur noch relativ verlustarm abzufüllen. Die noch vertretbare äußerste Grenze liegt aber zwischen +6 und +8°C Sekttemperatur, sofern alle anderen Einflußgrößen optimal sind. - Somit muß Sekt, bevor er in Flaschen abgefüllt wird, immer noch gekühlt werden. Nach dem Abfüllen muß der Druck nach wie vor vorsichtig und langsam entlastet werden. Die gefüllten Flaschen müssen wie immer bisher offen und mit Risiken bis zum Verschließen befördert werden.

Seit es Maschinen zum Abfüllen von Sekt gibt, sind das Abfüllen und das Verschließen Vorgänge, die von empfindlichen Vorrichtungen mit hohem Kostenaufwand und mit beträchtlichen Risiken stets getrennt bei erheblich unterschiedlichen Drücken ausgeführt werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ungekühlte kohlensäurehaltige Getränke, insbesondere Sekt, abzufüllen und damit die Nachteile des Kühlens selbst sowie der sich an das Abfüllen dieser gekühlten Getränke unmittelbar anschließenden Vorgänge bis zum Verschließen der Flaschen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch das in dem Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Vorgänge des Abfüllens und des Verschließens nicht mehr voneinander getrennt bei unterschiedlichem Druck, sondern in einem einzigen Füll- und Verschließraum, in dem der zu dem Füllen sonst als Druckvorspannung in der Flasche erforderliche Überdruck herrscht, unmittelbar aufeinanderfolgend ausgeführt. Damit entfallen sowohl das aufwendige Abkühlen des abzufüllenden Getränks als auch das schwierige Entlasten insbesondere von Sekt.

Das Getränk wird mit normaler oder, falls pasteurisiert, mit erhöhter Temperatur abgefüllt. Der gesamte Füll- und Verschließraum, in dem die Flaschenmündung zum Füllen und Verschließen - für in den Füll- und Verschließraum ragende Organe - zugänglich ist, wird dem Überdruck des Spanngases ausgesetzt, der höher als der Sättigungsdruck bei Abfülltemperatur des abzufüllenden Getränks ist, und zwar vorzugsweise um 10 bis 40 kPa (0,1 bis 0,4 bar) höher ist. Als Spanngas kann jedes hierfür übliche Gas verwendet werden, z. B. CO₂, N₂, Argon, komprimierte Luft. Dieser Überdruck wird in dem Füll- und Verschließraum erst hergestellt, wenn die Flasche bzw. die äußere Flaschenmündung, die zum Füllen und Verschließen der Flasche zugänglich sein soll, in den Füll- und Verschließraum eingeführt ist und gegenüber der umgebenden Atmosphäre abgedichtet ist. Nachdem der Füll- und Verschließraum auf den genannten Überdruck gebracht ist, wird das ungekühlte Getränk, das ebenfalls unter einem Druck steht, der den Sättigungsdruck des Getränks überschreitet, abgefüllt, wobei das Getränk unter Druckausgleich in die Flasche fließt.

Bevorzugt wird eine Erhöhung der Fließgeschwindigkeit, die das Getränk während des Einfließens in die Flasche hat, im Vergleich zu der Fließgeschwindigkeit, die es hierbei allein unter Einwirkung der Schwerkraft hätte.

So lassen sich Werte um das Vierfache der normalen Fließgeschwindigkeit einstellen, wodurch der Füllvorgang erheblich abgekürzt wird. Die Erhöhung der Fließgeschwindigkeit kann durch auf das Getränk einwirkendes Druckgas oder Pumpen bewirkt werden. Infolge der gesteigerten Fließgeschwindigkeit und der damit einhergehenden Leistungssteigerung eines zum Füllen verwendeten Füllorgans können Füllapparate oder Füller einer geforderten Leistung mit verhältnismäßig wenig Füllorganen auskommen. Dieser Vorteil läßt sich für alle abzufüllenden kohlensäurehaltigen Getränke, beispielsweise auch für Bier, nutzen.

Mit zunehmender Erhöhung der Fließgeschwindigkeit wächst der Reibungswiderstand, den das Getränk auf seinem Fließweg vom Vorratsbehälter des Füllers bis zur Flasche erleidet und der sich als Druckverlust bemerkbar macht.

Der zusätzliche Druck, der zur Erhöhung der Fließgeschwindigkeit aufgewandt werden muß, soll zweckmäßigerweise jenem Betrag entsprechen, der als Druckverlust durch den Reibungswiderstand des Fließweges hervorgerufen wird, so daß der nur zu Beginn des Fließweges vollwirksame zusätzliche Druck bis zum Ende des Fließweges wieder ganz abgebaut wird.

Während des Abfüllens des Getränks in die unter dem Überdruck des Füll- und Verschließraums stehende Flasche wird ein der eingefüllten Flüssigkeitsmenge entsprechendes Volumen des Druckgases über die Gaszufuhr- und Abfuhrleitung verdrängt, wobei jedoch der Sättigungsdruck des Getränks nicht erreicht oder gar unterschritten wird. Anschließend, wenn das Getränk bis zum Erreichen der Füllhöhe in der Flasche abgefüllt ist, ist keine Druckentlastung des Füll- und Verschließraums vorgesehen, bis die Flasche endgültig oder zumindest vorläufig verschlossen ist. Das vorläufige Verschließen kann beispielsweise bedeuten, daß eine Sektflasche zunächst mit einem Kork- oder Kunststoffstopfen verschlossen wird, während das den Verschluß sichernde Verdrahten außerhalb des Füll- und Verschließraums erfolgen kann. Es ist aber auch möglich, den Verschluß endgültig innerhalb des Füll- und Verschließraums durchzuführen. Der Überdruck wird erst bei Entnahme der verschlossenen Flasche oder des entsprechenden Flaschenteils aus dem Füll- und Verschließraum abgelassen.

Wenn die Flasche in dem Füll- und Verschließraum nur vorläufig verschlossen wird und die Flasche in eine externe Verschlußsicherungsposition gefördert werden soll, kann es nach Anspruch 12 zweckmäßig sein, während des Transports der Flasche den provisorisch angebrachten Verschluß, insbesondere einen Sektkorken, auf der Flasche niederzuhalten.

Der in dieser Anmeldung verwendete Begriff Überdruck des Füll- und Verschließraums kann auch als Spanndruck bezeichnet werden, da dieser Druck durch Vorspannen mit dem Spanngas erzeugt wird.

Nach Anspruch 4 wird die Flasche unterhalb ihrer Flaschenmündung den Füll- und Verschließraum begrenzend von der äußeren Atmosphäre abgedichtet, bevor die in den Füll- und Verschließraum ragende Flaschenmündung dem Überdruck des Spanngases ausgesetzt wird. Wenn nur ein kurzer Abschnitt der Flasche unterhalb der Flaschenmündung in den Füll- und Verschließraum ragt, beispielsweise bis zum Flaschenhals oder der Flaschenschulter, kann das Volumen des mit dem Spanngas unter Überdruck zu setzenden Füll- und Verschließraums vorteilhaft kleingehalten werden. In diesem Fall wird ein Teil der Außenfläche der Flasche zum Abdichten des Füll- und Verschließraums gegenüber der umgebenden äußeren Atmosphäre mit herangezogen. - Wenn statt dessen die gesamte Flasche von dem Füll- und Verschließraum umfaßt und eingeschlossen wird, kann die Abdichtung des Füll- und Verschließraums innerhalb einer Druckkammer ausschließlich an Elementen der Druckkammer selbst, praktisch unabhängig von der Flaschenform, erfolgen.

Nach einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Flasche in dem unter Überdruck stehenden Füll- und Verschließraum zwischen dem Füllen und Verschließen - nach dem Grundprinzip der Erfindung ohne Druckabsenkung - verschoben. In diesem Fall brauchen Füll- und Verschließorgane, die in den Füllraum hineinragen, weniger beweglich zu sein als in der Variante des Verfahrens, bei der die Flasche in dem Zeitraum zwischen dem Füllen und Verschließen arretiert bleibt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausübung des geschilderten Verfahrens zeichnet sich durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 13 angegebenen Merkmale aus.

Die Druckkammer, in welche zumindest die Flaschenmündung eingeführt werden kann, bildet den gegenüber der äußeren Atmosphäre abgedichteten Füll- und Verschließraum, der mittels der Spanngaszuführung auf den Spanndruck bzw. Überdruck vorgespannt werden kann. Da sowohl das Füllorgan als auch das Verschließorgan in die Druckkammer hineinragen und aufeinanderfolgend in Wirkverbindung mit der Flaschenmündung in der unter Überdruck stehenden Druckkammer gebracht werden können, kann die gefüllte Flasche ohne Druckabsenkung verschlossen werden. - In vorteilhafter Weise können bekannte Füller so abgewandelt werden, daß sie eine Reihe von Druckkammern mit jeweils einer Spanngaszuführung, einem Füllorgan und einem Verschließorgan ausgerüstet sind. Als Füllorgane können übliche Füllorganarten verwendet werden, und zwar solche mit langen oder kurzen Füllrohren, mit oder ohne Vorevakuierung sowie mit oder ohne Trennung zwischen Spannluft und Rückluft arbeitend. - Als Verschließorgane lassen sich ebenfalls übliche Organe zum Verschließen von Korkstopfen, Kunststoffstopfen (PE-Stopfen), Schraubverschlüssen oder Kronenkorken einsetzen.

Nach Anspruch 14 wird davon ausgegangen, daß in der Druckkammer das Füllorgan und das Verschließorgan unmittelbar nebeneinander druckdicht gegenüber der umgebenden Atmosphäre befestigt sind. Um die Wirkverbindung zwischen der Flaschenmündung und diesem Füll- und Verschließorgan aufeinanderfolgend ohne Druckabsenkung in der Druckkammer herzustellen, weist diese einen schieberartigen Kammerboden mit einer Flaschenaufnahmeöffnung auf, die in Form einer Hülse zweckmäßig ausgebildet ist. In diese Flaschenaufnahmeöffnung wird die Flasche zumindest mit dem Flaschenhals in die Druckkammer hineinragend und diese abdichtend eingesetzt, bevor die Druckkammer vorgespannt wird. In der vorgespannten Druckkammer ist die Flaschenmündung zunächst unter dem Füllorgan angeordnet. Nach Befüllen der Flasche kann die Flaschenmündung ohne jegliche Druckabsenkung mit dem schieberartigen Kammerboden unter das Verschließorgan geschoben werden, um von diesem mit dem Verschluß versehen zu werden. Danach kann der Überdruck in der Kammer abgesenkt und die verschlossene Flasche aus der Flaschenaufnahmeöffnung des Kammerbodens entfernt werden.

Der schieberartige Kammerboden kann translatorisch verschiebbar in der Druckkammer gelagert werden, statt dessen nach Anspruch 15 aber auch um eine vertikale Achse drehbar. Die letztgenannte Ausführungsform kann insbesondere dann günstig sein, wenn die Flaschenmündung mit mehr als zwei Organen nacheinander in Wirkverbindung gebracht werden soll, beispielsweise zum Sichern eines vorläufig aufgebrachten Stopfens, wenn dieser Sicherungsvorgang ebenfalls innerhalb der Druckkammer erfolgen soll.

Nach Anspruch 16 wird eine Abwandlung des Füllorgans und des Verschließorgans dergestalt vorgeschlagen, daß die beiden Organe ineinander angeordnet sind und die Flaschenmündung der zu befüllenden und verschließenden Flasche ihre Lage in der Druckkammer nicht zu verändern braucht, wenn nacheinander die Füll- und Verschließvorgänge unter dem Überdruck in der Druckkammer stattfinden.

Nach Anspruch 17 ist ein Vertikalhuborgan mit einem Flaschenhalter so zu der Druckkammer angeordnet, daß die mit dem Flaschenhalter getragene Flasche durch das Vertikalhuborgan von unten in die Flaschenaufnahmeöffnung des Kammerbodens gedrückt werden kann. Es können dabei Vertikalhuborgane mit Flaschenhalter üblicher Füller eingesetzt und in der beschriebenen Weise angeordnet werden.

Bei der Ausführung der Druckkammer mit schieberartigem Kammerboden ist das Vertikalhuborgan mit Flaschenhalter vorteilhaft nach Anspruch 18 an dem Kammerboden angebracht, so daß mit diesem Vertikalhuborgan und Flaschenhalter die Flasche stets zentrisch und dicht in der Flaschenaufnahmeöffnung in dem Zeitraum vor Beginn des Füllvorgangs bis zum Abschluß des Verschließens gehalten wird und keine Absenkung des Spanndrucks in der Druckkammer bei dem Verschieben des Kammerbodens eintritt. - Wenn durch das Vertikalhuborgan und den Flaschenhalter die Flasche zu dem Kammerboden bzw. der Flaschenaufnahmeöffnung in einer festen Lage während des Befüllens und Verschließens der Flasche mit den voranstehend erörterten unkomplizierten Ausführungsformen gehalten wird, sind nach Anspruch 19 das Füllorgan und das Schließorgan in der Druckkammer heb- und senkbar, um nacheinander mit der Flaschenmündung in Wirkverbindung gebracht zu werden. - Es ist aber auch möglich, das Füllorgan und das Verschließorgan in der Druckkammer fest anzuordnen, wenn der Vertikalhub, um die Flaschenmündung mit den beiden Organen nacheinander in Wirkverbindung zu bringen, durch das Vertikalhuborgan durchgeführt wird. Im letztgenannten Fall können Huborgane für das Füllorgan und das Verschließorgan eingespart werden.

Anspruch 20 beinhaltet eine Dimensionierung der Flaschenaufnahmeöffnung bzw. einer die Flaschenaufnahmeöffnung bildenden Hülse an dem Kammerboden, damit nur ein kleiner Teil der Flasche unterhalb der Flaschenmündung in die Druckkammer hineinreicht. Dabei ist es vorteilhaft, daß nur eine kurze Dichtstrecke zwischen dem Flaschenhals und der Flaschenaufnahmeöffnung vorliegt und daß ein verhältnismäßig geringer Vertikalhub ausreicht, um den mit dem Füllorgan und anschließend dem Verschließorgan in Wirkverbindung stehenden Teil der Flasche in die Druckkammer einzuführen bzw. anschließend aus dieser zu entfernen.

Wenn nicht in der Druckkammer eine größere Anzahl von Flaschenverschlüssen bevorratet sind, die nacheinander mit dem Verschließorgan auf die in die Druckkammer eingeführten Flaschen aufgebracht werden können, weist die Druckkammer nach Anspruch 21 eine druckdicht verschließbare Öffnung sowie einen in der Kammer bewegbaren Verschlußträger auf, durch den jeweils ein Verschluß außerhalb der Druckkammer aufgenommen, durch die Öffnung in die Druckkammer eingeführt werden kann, wenn die Druckkammer noch nicht vorgespannt ist, und anschließend unter dem Verschließorgan positioniert und an diesem lösbar angebracht werden kann.

Wenn die Flasche durch Korkstopfen verschlossen werden soll, ist die Vorrichtung vorteilhaft nach Anspruch 22 abgewandelt. Die Korkstopfen werden in einer außerhalb dieser Vorrichtung befindlichen Korkmaschine in üblicher Weise zusammengedrückt und in die kalibrierten Transporthülsen eingeführt. Die Transporthülsen werden mit dem Verschlußträger wiederum durch die verschließbare Öffnung der Druckkammer unter dem Verschließorgan positioniert und durch dieses der Korkstopfen aus der Transporthülse in die Flaschenmündung gedrückt. Zur Übergabe der kalibrierten Transporthülsen mit den eingedrückten Korkstopfen ist zweckmäßig ein besonderer Verschlußgreifer vorgesehen, der die Transporthülsen von einem üblichen Zubringer aufnimmt und in den Verschlußträger einsetzt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit vier Figuren erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Abfüllen und Verschließen von Sekt in Flaschen in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten,

Fig. 2 eine Einzelheit der Vorrichtung nach Fig. 1 im Bereich einer Druckkammer, in einem Längsschnitt,

Fig. 3 eine weitere Einzelheit der Vorrichtung nach Fig. 1 im Bereich des Verschlußträgers und des Verschlußgreifers, ebenfalls in einem Längsschnitt und

Fig. 4 die Einrichtung nach Fig. 1 in einer Draufsicht.

In den Fig. 1 und 4 ist ein Füll- und Verschließapparat, der als umlaufender Füller ausgebildet ist, mit 1 bezeichnet. Die Erfindung ist jedoch auch bei sogenannten Reihen-Füllern realisierbar. Der Füll- und Verschließapparat umfaßt einen Träger 2, auf dem ein Karussell 3 drehbar gelagert ist, welches an seinem Umfang nebeneinander angeordnete Abfüll- und Verschließeinheiten aufweist, von denen einzelne Abfüll- und Verschließeinheiten mit 4, 5, 6, 7, 8 bezeichnet sind. Die Abfüll- und Verschließeinheiten stehen mit einem zentralen Sektbehälter 9 in Verbindung.

Wie weiter aus Fig. 4 hervorgeht, ist neben dem Füll- und Verschließapparat ein Transportband 10 angeordnet, welches in Fig. 4 links neben einem Herzstück 11 leere Sektflaschen zufördert und rechts davon gefüllte und verschlossene Sektflaschen abfördert. Die zugeförderten leeren Sektflaschen können über einen Einschubstern 12 in den Füll- und Verschließapparat eingeschoben werden, während die befüllten und verschlossenen Sektflaschen von einem Ausschubstern 13 aus dem Füll- und Verschließapparat herausgeschoben werden können, um abtransportiert zu werden. Der Einschubstern und der Ausschubstern sind in üblicher Weise an einem Vortisch 14 angeordnet.

Weiterhin befindet sich neben dem Füll- und Verschließapparat in der in Fig. 4 gezeigten Position ein erster Verschlußgreifer 15 zum Übertragen von Transporthülsen mit eingepreßten Korkstopfen oder anderen Verschlüssen von einem Förderband 16 in den Füll- und Verschließapparat. Ein zweiter Verschlußgreifer 17 befindet sich daneben, um entleerte Transporthülsen von dem Füll- und Verschließapparat auf das Förderband 16 zurück zu transportieren. Das Förderband arbeitet mit einer Korkmaschine 18 zusammen, an deren Stelle in anderen Ausführungsformen, wenn entsprechende Flaschen verschlossen werden sollen, eine Sortiervorrichtung für sonstige Verschlüsse stehen kann.

Die Bewegungseinrichtungen der beschriebenen Maschinenbaugruppen oder -elemente ist mit nicht näher bezeichneten Pfeilen angegeben.

In Fig. 2 ist - genauer als in Fig. 1 - der wesentliche Teil einer Abfüll- und Verschließeinheit dargestellt. Die Abfüll- und Verschließeinheit umfaßt ein an dem Umfang des Karussells 3 befestigtes Gehäuseteil, welches im wesentlichen eine Druckkammer beeinhaltet. Der Innenraum der Druckkammer ist als Füll- und Verschließraum 20 bezeichnet. In die Druckkammer münden ein verschiebbares Füllorgan 21, welches mit einem Sektzufuhrstutzen 22 in Verbindung steht. Unmittelbar neben dem Füllorgan ist ebenfalls vertikal verschiebbar ein Verschließorgan 23 gelagert. Beide Organe dichten den Füll- und Verschließraum 20 gegenüber der die Druckkammer umgebenden äußeren Atmosphäre mit nicht dargestellten Dichtungen ab.

In den Füll- und Verschließraum 20 kann Spanngas von einem Gaszufuhr- und -abfuhrstutzen 24 zugeleitet werden. Der Gaszufuhr- und -abfuhrstutzen steht dazu in nicht dargestellter Weise mit dem Füll- und Verschließraum in gasleitender Verbindung.

Als wesentlicher Bestandteil der Druckkammer 19 ist in dieser ein schieberartiger Kammerboden 25 translatorisch verschiebbar gelagert. Der Kammerboden weist eine Flaschenaufnahmeöffnung 26 auf, welche durch eine Hülse 27 gebildet wird. Die Flaschenaufnahmeöffnung hat einen so großen Durchmesser, daß eine Sektflasche 28 mit ihrer Schulter an einer Ringdichtung 29 in der Hülse zur dichten Anlage gelangt, wenn die Sektflasche von unten in die Hülse eingeschoben wird. Dann befindet sich eine Flaschenmündung 30 in dem Füll- und Verschließraum 20, und zwar so, daß sie für das Füllorgan 21 und das Verschließorgan 23 so zugänglich ist, daß sie mit diesen Organen Wirkverbindungen eingehen kann. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, steht dazu die Flaschenmündung 30 über dem schieberartigen Kammerboden zum Inneren des Füll- und Verschließraums hervor. Unten ist an dem schieberartigen Kammerboden 25 neben der Hülse 27 ein Vertikalhuborgan 31 fest angebracht, welches mit einem Flaschenhalter 32 verbunden ist, um die Sektflasche 28 in einer abgesenkten Stellung von dem Einschubstern 12 aufzunehmen und nach oben in die Flaschenaufnahmeöffnung 26 der Druckkammer zu drücken. Analog umgekehrt kann nach Befüllen und Verschließen der Sektflasche das Vertikalhuborgan mit dem Flaschenhalter 32 abgesenkt werden, damit die Sektflasche durch den Ausschubstern 13 - siehe Fig. 4 - aus der Füll- und Verschließeinheit heraus auf den Vortisch und das Transportband geschoben werden kann.

Schließlich weist die Druckkammer 19 seitlich eine Öffnung 33 auf, die mit einem Schieber 34 druckdicht verschlossen werden kann. Diese Öffnung 33 dient dazu, daß ein Verschlußträger 35, der in dem Füll- und Verschließraum 20 in nicht dargestellter Weise angeordnet ist, aus diesem Raum herausfahrbar ist, um eine kalibrierte Transporthülse 36 mit einem darin eingepreßten Korkstopfen aufzunehmen bzw., um die entleerte Transporthülse nach außen zu schieben, damit die Transporthülse von einem Verschlußgreifer erfaßt und auf dem Förderband 16 - siehe Fig. 1 und 4 - abgesetzt werden kann. Andererseits kann der Verschlußträger 35 so weit in den Füll- und Verschließraum zurückgezogen werden, der dann mit dem Schieber 34 wiederum druckdicht abschließbar ist, daß die Transporthülse unter dem Verschließorgan von diesem erfaßt werden kann. Dies geht aus Fig. 2 hervor, in der die Transporthülse in dieser Situation mit 37 bezeichnet ist. Es sei bereits hier vermerkt, daß der in der Transporthülse zusammengedrückte Korkstopfen in der Weise in die Flaschenmündung eingesetzt wird, daß nach Absenken des Verschließorgans 23 der Korkstopfen aus der Transporthülse 37 heraus und in die Flaschenmündung gleichzeitig eingedrückt wird.

Die leere Transporthülse, die in Fig. 3 mit 36 bezeichnet ist, kann dann von einem Greifkopf 38 des drehbaren Verschlußgreifers 17 erfaßt und nach oben herausgezogen werden. Dies wird von einem Anschlag 40 der Druckkammer ausgelöst. - Während der Greifkopf 38 in dem linken Teil der Fig. 3 im geöffneten Zustand dargestellt ist, wird ein entsprechender Greifkopf 39 in dem rechten Teil der Fig. 3 im geschlossenen Zustand gezeigt, in dem er die Transporthülse festhalten kann.

Die beschriebene Vorrichtung zum Abfüllen und Verschließen von Sekt arbeitet folgendermaßen, womit zugleich das Abfüll- und Verschließverfahren verdeutlicht wird:

Es wird von der in Fig. 1 dargestellten Situation ausgegangen, in der sich eine Sektflasche 28 unterhalb der Flaschenaufnahmeöffnung 26 der Abfüll- und Verschließeinheit 4 befindet, da sie durch den Einschubstern 12 in diese Stellung transportiert worden ist. In diesem Fall steht der Füll- und Verschließraum 20 unter dem Druck der umgebenden Atmosphäre. In diesem Zustand kann durch Zurückschieben des Schiebers 34 zugleich die Öffnung 33 freigelegt werden, damit der Verschlußträger 35 eine Transporthülse mit eingepreßtem Korkstopfen von dem ersten Verschlußgreifer 15 aufnehmen und unter das Verschließorgan 23 bewegen kann, damit die Transporthülse hierunter festgeklemmt wird. Gleichzeitig hebt das Vertikalhuborgan 31 mit dem Flaschenhalter 32 die Sektflasche in die in Fig. 2 dargestellte Stellung, in der die Schulter der Sektflasche an der Ringdichtung 29 dicht anliegt und die Flaschenmündung 30 in den Füll- und Verschließraum 20 hineinragt. Zugleich wird bei in das Innere des Füll- und Verschließraums zurückgezogenem Verschlußträger 35 die Öffnung 33 mit dem Schieber 34 dicht verschlossen.

Während der beschriebenen Vorgänge läuft das Karussell 3 um. Dies bedeutet, daß in dem Sektor E der Einschub der Sektflasche auf den Flaschenhalter 32 erfolgt und daß in dem Sektor H die Sektflasche dicht in die Sektaufnahmeöffnung an dem Kammerboden eingehoben wird, während zugleich die Öffnung 33 verschlossen wird. In dem daran anschließenden Sektor G ist somit der Füll- und Verschließraum in der Druckkammer 19 gegenüber der umgebenden Atmosphäre abgeschlossen und kann durch Beaufschlagen mit Spanngas unter Überdruck, d. h. Spanndruck, gebracht werden. Zugleich wird der schieberartige Kammerboden 25 nach innen geschoben, so daß sich die Flaschenmündung 30 unter dem Füllorgan 21 befindet. Wenn die Sektflasche diese Stellung angenommen hat und in dem Füll- und Verschließraum ein vorgegebener Spanndruck herrscht, kann bei abgesenktem Füllorgan 21 der Füllvorgang beginnen. Dieser erstreckt sich über den Sektor F, bis die gewünschte Füllhöhe in der Sektflasche erreicht ist. Unmittelbar nach Beendigung des Füllvorgangs wird das Füllorgan angehoben, sodann die gefüllte Sektflasche mit dem schieberartigen Kammerboden 25 in der an die Ringdichtung 29 gepreßten Lage aus der Füllstellung in die Verschließstellung unter das Verschließorgan zurückgezogen. Dieses Herausziehen des Kammerbodens in radialer Richtung des Karussells erstreckt sich lediglich über den Sektor K. Währenddessen und bei dem folgenden Verschließvorgang findet keinerlei Druckabsenkung in dem Füll- und Verschließraum 20 statt. Das Verschließen erfolgt innerhalb des Sektors V durch das Absenken des Verschließorgans 23 mit dem anhängenden Verschluß oder der anhängenden Transporthülse 27 auf die Flaschenmündung und unmittelbar darauffolgendes Herausdrücken des zusammengepreßten Korkstopfens aus der Transporthülse 37 in die Flaschenmündung. Unmittelbar anschließend beginnt erst die Druckentlastung, die innerhalb des Sektors L abgeschlossen ist. Das Spanngas kann dabei durch einen Gaszufuhrstutzen 24 zurückströmen, aus dem es zuvor eingeführt worden ist.

Nachdem der Füll- und Verschließraum 20 wieder im wesentlichen den umgebenden Atmosphärendruck angenommen hat, kann der Schieber 34 in dem Sektor S geöffnet werden. Sofern die Flasche mit einem Korkstopfen verschlossen worden war, kann die von dem Verschlußträger 35 erfaßte, von dem Verschließorgan gelöste leere Transporthülse kann aus der Druckkammer herausgeschoben werden, um durch den zweiten Verschlußgreifer 17 mittels des Greifkopfes 38 erfaßt und zu dem Förderband 16 transportiert zu werden, siehe auch Fig. 3. Gleichzeitig wird innerhalb des Sektors S das Vertikalhuborgan 31 mit dem Flaschenhalter 32 abgesenkt, so daß die jetzt gefüllte und verschlossene Flasche wiederum im wesentlichen die Position einnimmt, die in Fig. 1 dargestellt ist, jedoch längs des Umfangs des Karussells versetzt am Ende des Sektors S, wo mittels des Ausschubsterns 13 der Ausschub auf das Transportband erfolgt. Die mit den Korkstopfen vorläufig verschlossenen Sektflaschen können zunächst noch zu einem Verdrahtungsapparat gefördert werden, der in den Figuren nicht dargestellt ist. Zu diesem Zweck kann es in einer Variante des Ausschubsterns zweckmäßig sein, die Korkstopfen während des Ausschubs der gefüllten, vorläufig verschlossenen Flasche festzuhalten, bis zu dem Zeitpunkt kurz vor Beginn des Verdrahtungsvorgangs. Hierzu ist der sogenannte Verdrahter unmittelbar neben dem Ausschubstern angeordnet, damit der Stopfen baldmöglichst gesichert werden kann.

Die Funktionen des Vertikalhuborgans, des nicht dargestellten Abtriebs zur Verschiebung des Kammerbodens 25, der Antriebsorgane für das Absenken und Heben der Füll- und Verschließorgane sowie der ebenfalls nicht dargestellten Betätigungselemente für den Schieber 34, sowie von Ventilen für die Sektzufuhr und die Spanngaszu- und -abfuhr zu der Druckkammer können durch elektrische, mechanische, pneumatische oder hydraulische Schalt- und Steuerelemente durchgeführt werden, die entsprechend dem geschilderten Verfahrensablauf eingerichtet sind.

Die Druckkammer mit dem Gehäuseteil 19 und dem verschiebbaren Kammerboden 25 kann auch als Druckschleuse aufgefaßt werden.

Die folgende Übersicht soll, im Sinne eines Beispiels, die Druckverhältnisse erläutern:

Temperatur des Sektes = z. B. 20°C

Claims (24)

1. Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen und Verschließen von kohlensäurehaltigen Getränken, insbesondere Sekt, in Flaschen, bei dem wenigstens das Flascheninnere jeder Flasche zunächst gegenüber der umgebenden Atmosphäre abgedichtet wird, sodann die Flasche mit Hilfe eines Spanngases auf einen Überdruck vorgespannt wird, der höher ist als der Sättigungsdruck bei Abfülltemperatur des Getränks, wonach das Getränk unter Druckausgleich in die Flasche fließt, und bei dem die Flasche nach dem Füllen druckdicht verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Flascheninneren auch ein die Flaschenmündung unmittelbar außen umgebender Füll- und Verschließraum (20) von einem Zeitpunkt vor dem Füllen bis zum Vollenden des Verschließens dem Überdruck des Spanngases ausgesetzt wird, wobei der Überdruck in dem Füll- und Verschließraum zwischen dem Füllen und dem Verschließen der Flasche nicht abgesenkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die gesamte Flasche umgebender Füll- und Verschließraum dem Überdruck des Spanngases ausgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck in dem Füll- und Verschließraum (20) zum Abfüllen und Verschließen von Sekt um 10 bis 40 kPa (0,1 bis 0,4 bar) höher ist als der Sättigungsdruck bei Abfülltemperatur des Getränks.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche unterhalb ihrer Flaschenmündung (30) den Füll- und Verschließraum (20) begrenzend von der äußeren Atmosphäre abgedichtet wird und daß anschließend die in den Füll- und Verschließraum ragende Flaschenmündung dem Überdruck des Spanngases ausgesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche in dem unter Überdruck stehenden Füll- und Verschließraum (20) zwischen dem Füllen und dem Verschließen verschoben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche in dem unter Überdruck stehenden Füll- und Verschließraum zwischen dem Füllen und Verschließen arretiert bleibt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche (28) mit einem Getränkefluß gefüllt wird, dessen Fließgeschwindigkeit gegenüber der Fließgeschwindigkeit im freien Fall erhöht ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließgeschwindigkeit des Getränkeflusses durch Druckgas eingestellt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließgeschwindigkeit des Getränkeflusses durch Pumpen eingestellt wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche unmittelbar nach dem Füllen endgültig verschlossen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche unmittelbar nach dem Füllen zunächst vorläufig mit einem Stopfen aus nachgiebigem Material verschlossen wird und in diesem Zustand in eine Position der endgültigen Verschließung gefördert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen auf die Flasche während des Transports der Flasche in die Position der endgültigen Verschließung niedergedrückt gehalten wird.

13. Vorrichtung zum Abfüllen und Verschließen von kohlensäurehaltigen Getränken, insbesondere Sekt, in Flaschen, mit wenigstens einem Füllorgan, welches mit einer Flaschenmündung zum Befüllen in Verbindung gebracht werden kann, sowie mit mindestens einem Verschließorgan, welches die gefüllte Flasche jeweils mit einem Verschluß versieht, sowie mit einer Transporteinrichtung, mit der die Flaschen aufeinanderfolgend zu dem Füllorgan und anschließend zu dem Verschließorgan transportierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine gegen die umgebende Atmosphäre abdichtbare Druckkammer (19, 20) aufweist, in die eine Spanngaszuführung (von dem Gaszufuhrstutzen 24), das Füllorgan (21) sowie das Verschließorgan (23) hineinragen, und in die die Flasche zumindest mit der Flaschenmündung (30) dergestalt einführbar ist, daß die Flaschenmündung für das Füllorgan (21) und anschließend das Verschließorgan (23) zugänglich ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (19, 20) einen schieberartigen Kammerboden (25) mit einer Flaschenaufnahmeöffnung (26) aufweist, in die zumindest die Flaschenmündung (30) jeweils einer Flasche dicht einsetzbar ist, und daß der schieberartige Kammerboden (25) einen solchen Verstellweg aufweist, daß die Flaschenmündung (30) schrittweise horizontal unter das Füllorgan (21) und unter das neben dem Füllorgan angeordnete Verschließorgan (23) schiebbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen um eine vertikale Achse drehbaren statt translatorisch verschiebbaren Kammerboden (25).

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllorgan und das Verschließorgan ineinander angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch ein Vertikalhuborgan (31) mit einem Flaschenhalter (32) unter der Flaschenaufnahmeöffnung (26) des Kammerbodens (25).

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Vertikalhuborgan (31) mit dem Flaschenhalter (32) an dem Kammerboden angebracht ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllorgan (21) und das Verschließorgan (23) in der Druckkammer (20) heb- und senkbar sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Flaschenaufnahmeöffnung (26) in dem schieberartigen Kammerboden (25) kleiner als der Durchmesser des Flaschenbauches ist und mit einer Ringdichtung (29) versehen ist, so daß der Hals der an die Flaschenaufnahmeöffnung gedrückten Flasche (28) an dieser dicht anliegt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (19, 20) eine druckdicht verschließbare Öffnung (33) sowie einen Verschlußträger (35) aufweist, durch den jeweils ein Flaschenverschluß außerhalb der Druckkammer aufnehmbar, durch die Öffnung (33) in die Druckkammer einführbar und unter dem Verschließorgan (23) positionierbar ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß kalibrierte Transporthülsen (36) vorgesehen sind, die in den Verschlußträger (35) lösbar passen und in welchen jeweils ein zusammengepreßter Korkstopfen dem Verschlußorgan zuführbar ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der die Flaschenaufnahmeöffnung aufweisende Kammerboden (25) feststehend ist und daß das Füllorgan (21) sowie das Verschließorgan (23) nacheinander in eine Stellung über der Flaschenmündung (30) der in der Flaschenaufnahmeöffnung (26) positionierten Flasche positionierbar sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschlußgreifer (15) vorgesehen ist, durch den die Transporthülsen (36) und Verschlüsse von einem Zubringer (Förderband 16) aufgenommen und in den Verschlußträger (35) eingesetzt werden bzw. entleerte Transporthülsen von dem Verschlußträger übernommen und dem Zubringer zurückübergeben werden.