DE3900955C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abfülleinrichtung zum Füllen von Gebinden mit einem fließfähigen Medium nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Abfülleinrichtungen dienen zum Beispiel zum portionierten bzw. dosierten Befüllen von Gefäßen mit jeweils gleichbleibenden Chargen, wobei die Gefäße gruppenweise über einen Förderer einer Batterie aus einer Vielzahl solcher hinter- bzw. nebeneinander angeordneter Abfülleinrichtungen zugeführt, dann befüllt, weitertransportiert und sofort verschlossen werden können. Bei solchen Abfülleinrichtungen soll eine problemlose Befüllung möglich sein, wofür gemäß der Erfindung ein Durchlaß für das Medium vorgesehen ist.

Des weiteren betrifft die Erfindung eine Abfülleinrichtung insbesondere der beschriebenen Art, bei der ggf. eine an eine Medienzuführung einerseits und eine Fülldüse o.dgl. andererseits anzuschließende Füllpumpe eine von Pumpenteilen, wie einem Pumpengehäuse und einem Pumpkörper begrenzte Pumpenkammer sowie zwischen einem Medieneinlaß und einem Medienauslaß entlang Begrenzungsflächen der Pumpenteile den Mediendurchlaß aufweist.

Bei einer durch die DE-PS 28 21 052 bekannten Abfülleinrichtung umgeht das Spülmittel praktisch den gesamten Dosierkolben, der wie seine Kolbenstange durch den Gehäusemantel gegenüber dem eintretenden Spülstrom abgeschirmt ist. Des weiteren wird der Spülstrom auf einem Teil seiner Förderstrecke nicht durch das Gehäuse, sondern über eine Umgehung außerhalb des Gehäuses geführt. Trotz weiter aufeinanderfolgend einzustellender Spülstellungen und Spülvorgänge wird daher eine gründliche Reinigung der im Bereich von Gehäuseräumen liegenden Begrenzungsflächen nicht erreicht, weil zahlreiche solche Begrenzungsflächen in Toträumen liegen.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, bei einer Abfülleinrichtung der beschriebenen Art auf einfache Weise eine gute Reinigung zu ermöglichen, um zum Beispiel bei der Umstellung der Abfülleinrichtung von einem Medium auf ein anderes zu gewährleisten, daß das zuvor verarbeitete Medium gründlich, insbesondere im wesentlichen spurenlos, entfernt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Mindestens eine Spüleinrichtung dient zur Durchspülung des Mediendurchlasses und/oder zur im wesentlichen vollständigen Be- und Umspülung von Pumpenteilen wenigstens im Bereich der Begrenzungsflächen. Die Abfülleinrichtung muß zur Reinigung nicht oder zumindest nicht vollständig auseinandergebaut werden, sondern sie kann zumindest teilweise, insbesondere vollständig in ihrem für den Betrieb bestimmten, zusammengebauten Zustand verbleiben, so daß ein sehr schnelles Reinigen möglich ist.

Es ist zwar, je nach Ausbildung der Füllpumpe, möglich, diese in einer oder mehreren Stellungen zu spülen, die denjenigen Stellungen entsprechen, welche die Pumpenteile bei Pump- bzw. Füllbetrieb einnehmen, jedoch ist insbesondere dann, wenn Pumpenteile mit Dichtflächen im Pumpbetrieb relativ eng aneinanderliegen, eine besonders gründliche Reinigung auch solcher Flächen gewährleistet, wenn mindestens eine Stelleinrichtung vorgesehen ist, mit welcher wenigstens einer der Pumpenteile in mindestens eine Spülstellung und/oder in eine Spülbewegung überführt werden kann, die von denjenigen Stellungen bzw. Bewegungen, die dieser Pumpenteil während des Abfüll- oder Pumpbetriebes einnimmt, d.h. von den Pumpstel­ lungen bzw. Pumpbewegungen, abweicht. Mindestens eine dieser Spülstellungen bzw. Spülbewegungen ist zweckmäßig so vorgesehen, daß aufeinanderfolgend und/oder vorzugsweise gleichzeitig im wesentlichen sämtliche Flächen, mit welchen dieser Pumpenteil in den Pumpstellungen an Gegenflächen anliegt oder nur nahezu mit Spaltabstand anliegt, frei oder mit größerem Spaltabstand liegen und so intensiv einem vorzugsweise in mindestens einer Richtung vorbeifließendem Hüllstrom ausgesetzt werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind für das Durchströmen der Abfülleinrichtung mit dem Spülmedium, insbesondere einer Spülflüssigkeit, mehr Wege vorgesehen als für die Durchströmung mit dem abzufüllenden Medium, das in der Regel nur auf einem Weg vom Medieneinlaß zum Medienauslaß bewegt wird. Dadurch können insbesondere solche Zonen der Abfülleinrichtung, die beim Pumpbetrieb nicht durchströmt, sondern lediglich gefüllt und dann entleert werden, im Durchfluß mit dem Spülmedium ebenfalls gründlich gereinigt werden.

Zur Steuerung des Spülstromes für die Durchströmung des Mediendurchlasses, der Pumpenkammer, der Fülldüse und/oder weiterer, bei Pumpbetrieb vom Medium beaufschlagter Bereiche der Abfülleinrichtung kann mindestens ein Ventil vorgesehen sein, wobei zweckmäßig wenigstens eines dieser Ventile mit einem Ventil integriert ist, das auch beim Pumpbetrieb für die Steuerung des Medienflusses eingesetzt ist. Dadurch wird dieses Ventil, das zum Beispiel ein Medieneinlaß- Ventil, ein Fülldüsen-Ventil o.dgl. sein kann, ebenfalls gründlich durchspült und gereinigt und es werden für den Spülstromeinlaß sowie zumindest für einen Spülstromauslaß keine gesonderten Ventile benötigt. Die Integrierung wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß der Ventilsitz und/oder der Ventilkörper sowohl dem zugehörigen Medien-Ventil als auch dem zugehörigen Spülstrom- Ventil zugeordnet sind. Für mindestens einen der Wege für den Spülstrom kann aber auch ein gesondertes Ventil, insbesondere ein Spülstromauslaß-Ventil vorgesehen sein, das zum Beispiel etwa in dem vom Medienauslaß am weitesten entfernten Bereich der Pumpenkammer liegen kann.

Obwohl es denkbar ist, mindestens einen Spülstromeinlaß gesondert von den Einlässen und Auslässen für das Medium vorzusehen, ergibt sich eine besonders vorteilhafte Durchspülung, wenn der Spülstromeinlaß durch einen dieser Ein- bzw. Auslässe erfolgt, wobei vorzugsweise der Spülstromeinlaß durch den einzigen Medieneinlaß gebildet ist. Sind zum Beispiel zwei Wege für das Spülmedium innerhalb der Abfülleinrichtung vorgesehen, so können die auf einem einlaßseitigen Abschnitt zusammenfallen, wonach sie gegabelt, nämlich der eine Weg durch die Fülldüse nach außen und der andere Weg am Medienauslaß vorbei durch die Pumpenkammer hindurch und zu einem weiteren Spülstromauslaß geführt sind.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, wenn die Pumpenkammer an wenigstens einem Ende, insbesondere an ihrem einlaßseitigen Ende von einem Schließkörper zum Beispiel nach Art eines Zylinderdeckels begrenzt ist, der zur Überführung in eine, insbesondere mehrere Spülstellungen annährend linear oder drehend bewegbar gelagert ist. Dieser zum Beispiel nach Art eines Reibers vorgesehene Schließkörper kann mit einem zugehörigen bzw. mit einem der genannten Ventile insbesondere derart integriert sein, daß er den Ventilkörper des einlaßseitigen Ventiles bildet, so daß also dieser Ventilkörper in eine im wesentlichen freigelegte Spülstellung überführbar und auch die Pumpenkammer am zugehörigen Ende so zu öffnen ist, daß zumindest ihre innenliegenden Lauf- bzw. Dichtflächen freigelegt dem Spülstrom ausgesetzt werden können. Zweckmäßig ist die Pumpenkammer an beiden einander gegenüberliegenden Enden in dieser Weise im wesentlichen auf ihrem vollen In­ nenquerschnitt zu öffnen, so daß sie von einem Ende zum anderen im Durchfluß mit dem Spülmedium durchströmt werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Spülraum vorgesehen, in welchen der jeweilige Pumpenteil zur Spülung so bewegt werden kann, daß er in diesem Spülraum im wesentlichen, insbesondere im Bereich seiner Umfangsflächen, freiliegt und nicht an Gegenflächen dichtend anliegt. Dieser Spülraum könnte zwar innerhalb der Pumpenkammer liegen bzw. durch einen erweiterten Abschnitt der Pumpenkammer gebildet sein, jedoch läßt sich die Pumpenkammer beim Abfüllbetrieb besonders gut entleeren, wenn der Spülraum außerhalb bzw. im Abstand von der Pumpenkammer, insbesondere unmittelbar im Anschluß an diese bzw. an den zugehörigen, in Pumpstellung stehenden Pumpenteil vorgesehen ist. Der Spülraum kann in einfacher Weise durch einen erweiterten Bohrungsabschnitt gebildet sein und begrenzt dann zum Beispiel mit dem Schließkörper einen im Querschnitt ringförmigen Kanal für das Spülmedium, das somit in einem entsprechend der Innenfläche der Pumpenkammer begrenzten Spülstrom in die Pumpenkammer eintritt und unter intensiver Reinigungswirkung entlang dieser Innenfläche strömt. Der Querschnitt des ringförmigen Kanales kann kleiner als der Einlaßquerschnitt für das Spülmedium sein, so daß dieses mit hohem Druck bzw. hoher Strömungsgeschwindigkeit entlang des Schließkörpers und in der Pumpenkammer fließt.

Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Spülstrom zwischen seinem Einlaß in die und mindestens einem Auslaß aus der Abfülleinrichtung ein- oder mehrfach insbesondere annähernd rechtwinklig umgelenkt wird, so daß auch starke Strömungsturbulenzen und damit eine noch weiter erhöhte Reinigungswirkung erzielt werden können. Zum Beispiel kann der Spül­ strom im Bereich des in Spülstellung stehenden Schließkörpers aus einer radialen Richtung in eine axiale Richtung umgelenkt und/ oder in mindestens zwei Teilströme zum Beispiel dadurch aufgeteilt werden, daß ein Teilstrom durch einen Winkelkanal durch das Innere des Schließkörpers hindurch und der andere Teilstrom entlang der Außenfläche des Schließkörpers geführt wird. Durch Drehen des Schließkörpers läßt sich das Verhältnis der Verteilung des Spülstromes auf diese beiden Wege ventilartig ändern und somit die Reinigungswirkung noch weiter er­ höhen.

Obwohl andere Pumpentypen als Füllpumpe denkbar sind, ergibt sich eine auch im Hinblick auf ihre Eignung für eine besonders gründliche Reinigung sehr vorteilhafte Ausbildung, wenn die Füllpumpe als Schubkolbenpumpe ausgebildet ist. Um hierbei denjenigen Bereich der Pumpenkammer, der an den in Rückzug-Ausgangsstellung stehenden Pumpkolben anschließt sowie den Pumpkolben selbst ebenfalls sehr intensiv im rückstromfreien Durchfluß reinigen zu können, ist für den in Spülstellung stehenden Pumpkolben ein die Kolbenflächen im Abstand umgebender Spülraum vorgesehen, von welchem zweckmäßig der zugehörige Spülstromauslaß weggeführt ist. Der Pumpkolben bildet somit ebenfalls einen Schließ- bzw. Ventilkörper an einem Ende der Pumpenkammer, wobei er in Spülstellung mit dem Spülraum zweckmäßig einen ringförmigen Kanal begrenzt, durch den eine intensive Reinigung vor allem auch der Außenumfangsflächen des Pumpkolbens gewährleistet ist.

Der zuerst genannte Schließkörper ist zweckmäßig mit einem etwa achsgleich zu ihm liegenden, jedoch im Querschnitt wesentlich reduzierten Schaft bzw. Stößel bewegbar, während der Kolben mit einer entsprechenden Kolbenstange bewegbar ist. Zweckmäßig sind der Stößel und der Spülstromeinlaß zueinander so angeordnet, daß der Spülstromeinlaß zumindest in einer Stellung des Schließkörpers quer gegen den Stößel gerichtet ist, so daß auch dieser einer intensiven Reinigung unterzogen wird. In der Spülstellung ist dann der Stößel bzw. die mit dem abzufüllenden Medium auch bei Pumpbetrieb nicht in Berührung kommende Kolbenstange so zurückgezogen, daß der Stößel bzw. die Kolbenstange völlig versenkt und abgedichtet legt, wodurch auch eine einwandfreie Reinigung bzw. Reinhaltung dieser Pumpenteile gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung genügt auch sehr hohen Hygieneanforderungen, wobei über Sprühköpfe, Reinigungskanäle und Abläufe alle produktführenden bzw. vom abzufüllenden Medium beaufschlagten Teile, auch diejenigen außerhalb der Füllpumpe, vollautomatisch programmgesteuert gereinigt werden können, ohne daß Teile ausgebaut werden müssen. Das Spülmedium kann auch zersprüht zugeführt werden, so daß der jeweilige Spülraum praktisch eine Sprühkammer bildet.

Gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das abzufüllende Medium von oben nach unten in die Pumpenkammer angesaugt und von unten nach oben ausgestoßen wird, wobei hierdurch insbesondere gewährleistet wird, daß auch eventuelle Lufteinschlüsse im Medium mit ausgepumpt werden. Auch die Füllgenauigkeit wird dadurch verbessert. Da die Reinigung im gleichgerichteten Strom erfolgt, ergeben sich bei der Reinigung praktisch gleiche Verhältnisse hinsichtlich der Beaufschlagung mit dem Spülmedium wie beim Abfüllbetrieb hinsichtlich der Beaufschlagung mit dem abzufüllenden Medium. Das einlaßseitige Ventil bzw. der Schließkörper und der Pumpkolben sind praktisch achsgleich einander gegenüberliegend so angeordnet, daß zwischen ihnen keine Zwischenwände oder Umlenkungen, sondern nur ein geradliniger, durch die Pumpenkammer gebildeter Kanal vorgesehen sind. Das Reinigungsmedium kann ohne Restrückstände zu hinterlassen durchfließen, da der Medien- bzw. Spülstromdurchlaß keine toten Zonen, Dichtungsspalte, hinterschnittene Räume o.dgl. aufweist, in denen sich Restrückstände sammeln oder unerwünschte Bakterienkulturen bilden könnten. Die Abfülleinrichtung ist des weiteren unter hohem Druck bzw. bei hoher Temperatur zu reinigen bzw. ausdampfbar, wobei der Spülstrom durch Dampf von zum Beispiel etwa 3 bar Druck bzw. 143°C gebildet sein kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Abfülleinrichtung im wesentlichen im Axialschnitt und in Ansaug-Ausgangs­ stellung;

Fig. 2 die Abfülleinrichtung gemäß Fig. 1 in Pumphub- Ausgangsstellung;

Fig. 3 die Abfülleinrichtung gemäß Fig. 1 in einer ersten Spülstellung;

Fig. 4 die Abfülleinrichtung gemäß Fig. 1 in einer zweiten Spülstellung.

Die Abfülleinrichtung 1 gemäß Fig. 1 weist eine im wesentlichen zylindrische bzw. annähernd über ihre gesamte Länge mit im wesentlichen gleichen Außenquerschnitten versehene Füllpumpe 2 mit einem Medieneinlaß 3 und einem Medienauslaß 4 sowie eine Fülldüse 5 auf, die benachbart zur Außenseite der Füllpumpe 2 und achsparallel zu dieser derart nach unten gerichtet vorgesehen ist, daß ihr unteres Ende etwa in Höhe des unteren Endes der Füllpumpe 2 liegt. Die Fülldüse 5 kann auch als Fadenabschneider ausgebildet sein.

Die Füllpumpe 2 weist ein aus mehreren in Längsrichtung aneinandergereihten Gehäuseteilen bestehendes Pumpengehäuse 6 auf, dessen einer, annähernd rohrförmigen Gehäuseteil ein Zylindergehäuse 7 bildet, das über seine gesamte Länge auf annähernd konstanter Weite offen und an jedem Ende mit einer Kappe 8 bzw. 9 verschlossen ist. Am oberen, einlaßseitigen Ende greift die zugehörige Kappe 8 mit einem ringförmigen, im Durchmesser reduzierten Stirnansatz in einen erweiterten Endabschnitt der Bohrung des Zylindergehäuses 7 ein, wobei zwischen der Stirnfläche dieses Stirnansatzes und einer den erweiterten Endabschnitt begrenzenden Ringschulter eine axialgepreßte Ringdichtung angeordnet ist, deren Innenquerschnitt demjenigen der Kappe 8 entspricht. Dieser Innenquerschnitt ist geringfügig weiter als derjenige des größten Teiles des Zylindergehäuses 7, dessen Bohrung an die Ringdichtung bzw. die Ringschulter über einen kegelstumpfförmig erweiterten Abschnitt nach Art einer Anphasung anschließt, so daß eine Leitfläche sowohl für einen Schließkörper wie auch für einen Spülstrom gebildet ist. Die untere Kante 9 übergreift mit einem Außenring einen im Durchmesser reduzierten, ringförmigen Stirnansatz am unteren Ende des Zylindergehäuses 7, wobei zwischen der Stirnfläche des Stirnansatzes und einer innenliegenden Ringschulter der Kappe 9 eine axialgepreßte Ringdichtung angeordnet ist, deren Innenquerschnitt demjenigen der Kappe 9 entspricht. Dieser Innenquerschnitt ist ebenfalls weiter als der des größten Teiles des Zylindergehäuses 7 und auch geringfügig weiter als der der Kappe 8, wobei die Bohrung des Zylindergehäuses 7 an diesen erweiterten Querschnitt ebenfalls über einen spitzwinklig kegelstumpfförmig erweiterten Abschnitt anschließt. Zwischen den beiden kegelstumpfförmigen Abschnitten ist die Bohrung des Zylindergehäuses 7 im wesentlichen durchgehend zylindrisch, wobei das Zylindergehäuse 7 den Pumpenzylinder 10 bildet.

In dem Pumpenzylinder 10 ist mit seiner Außenumfangsfläche abgedichtet ein Pumpkolben 11 hin- und hergehend verschiebbar geführt, der am Ende einer gegenüber seinem Durchmesser wesentlich reduzierten Kolbenstange 12 angeordnet ist, die in der dem Zylindergehäuse 7 gegenüberliegenden Stirnwand der Kappe 9 abgedichtet verschiebbar geführt ist. Dem Pumpkolben 11 gegenüberliegend ist der Pumpenzylinder 10 mit einem Schließkörper 13 in Form eines Axial- und Drehschiebers verschlossen bzw. verschließbar, dessen Außendurchmesser zur abgedichteten Anlage an der Innenfläche des Pumpenzylinders 10 an dessen Durchmesser angepaßt ist und dessen Länge in der Größenordnung seines Durchmessers bzw. nur geringfügig darüberliegt. Dieser am Außenumfang über seine Länge im wesentlichen zylindrisch begrenzte Schließkörper 13 liegt beim Pumpbetrieb im wesentlichen vollständig innerhalb des zugehörigen Endes des Zylindergehäuses 7, wobei seine hintere, an einen Stößel 14 anschließende, flach kegelstumpfförmige Stirnfläche etwa im Bereich der zugehörigen Ringdichtung liegt, während seine andere, im wesentlichen ebene Stirnfläche der flach kegelstumpfförmigen inneren Stirnfläche des Pumpkolbens 11 gegenüberliegt und beide Stirnflächen in jeder Stellung durch die durchgehende Zylinderbohrung miteinander verbunden sind. Der etwa gleichen Durchmesser wie die Kolbenstange 12 aufweisende Stößel 14 ist abgedichtet durch die Stirnwand der Kappe 8 geführt und liegt in den Pumpenstellungen mit einem Längsabschnitt innerhalb der Kappe 8. Die Außendurchmesser von Pumpkolben 11 und Schließkörper 13 sind im wesentlichen gleich, wobei der Pumpkolben 11 annähernd bis zur Anlage an den Schließkörper 13 bewegt werden kann.

Zwischen dem Innenraum der Kappe 8 und dem Pumpenzylinder 10 ist ein Medieneinlaß-Ventil 15 vorgesehen, dessen Ventilkörper 16 durch den Schließkörper 13 gebildet ist. Zu diesem Zweck weist der Schließkörper 13 am Außenumfang einen taschenförmigen Nutkanal 17 auf, der von seiner hinteren Stirnfläche ausgeht und nur über einen Teil der Länge des Schließkörpers 13 reicht. Diesem Nutkanal 17, der auch durch eine andere Öffnung gebildet sein könnte, ist in der Innenfläche des Pumpenzylinders eine ebenfalls nutartige Vertiefung in Form einer Wandungstasche 18 zugeordnet, die sich auf der dem Medienauslaß 4 gegenüberliegenden Seite des Pumpenzylinders 10 und mit geringem Abstand vom zugehörigen Ende des Zylindergehäuses 7 derart befindet, daß zwischen der Wandungstasche 18 und dem zugehörigen kegelstumpfförmig erweiterten Endabschnitt der Zylindergehäusebohrung ein kurzer, über den Umfang geschlossenen Bohrungsabschnitt gebildet ist, an welchem der Schließkörper 13 mit seiner Umfangsfläche abgedichtet anliegen kann. Ist der Schließkörper 13 so verdreht, daß das vordere Ende des Nutkanales 17 mit dem hinteren Ende der Wandungstasche 18 zusammenfällt, so ist zwischen dem Innenraum der Kappe 8 bzw. zwischen dem in diesen mündenden Medieneinlaß 3 und dem Pumpenzylinder 10 eine Leitungsverbindung hergestellt, die von der hinteren Stirnfläche des Schließkörpers 13 ausgeht und gegen den Boden der Wandungstasche 18 gerichtet sowie nach Verdrehen des Schließkörpers 13 dicht unterbrochen ist.

Der Medienauslaß 4 liegt im Bereich des zum Medieneinlaß 3 benachbarten Endes des Zylindergehäuses 7 und am Außenumfang des in Pumpstellung stehenden Schließkörpers 13. Der Medienauslaß 4 ist mit einem Medienauslaß-Ventil 19 wechselweise mit dem Medieneinlaß- Ventil 15 verschließbar, wobei der Ventilkörper dieses Medienauslaß-Ventiles 19 durch den Ventilkörper 16 bzw. den Schließkörper 13 gebildet ist. Zu diesem Zweck weist der Schließkörper 13 zwischen seiner vorderen Stirnfläche und seiner Umfangsfläche im Inneren einen Winkelkanal 20 auf, dessen radial gerichteter Kanalschenkel praktisch in Deckung mit dem Medienauslaß 4 gebracht werden kann und in dieser Deckungsstellung dann liegt, wenn das Medieneinlaß-Ventil 15 in der beschriebenen Weise geschlossen ist. Bei geöffnetem Medieneinlaß-Ventil 15 befindet sich der radiale Kanalschenkel des Winkelkanales 20 in einem Umfangsbereich der Pumpenzylinderbohrung, welche ihn verschließt. Der axiale Kanalschenkel des Winkelkanales 20 ist zur zugehörigen Stirnfläche des Schließkörpers 13 kegelstumpfförmig bzw. trichterartig erweitert. Durch den Pumpenzylinder 10, den Pumpkolben 11 und den in Pumpstellung befindlichen Schließkörper 13 ist eine Pumpenkammer 21 begrenzt, deren Volumen bei gemäß Fig. 2 in Ausgangsstellung zurückgezogenem Pumpkolben 11 ein Dosiervolumen bestimmt. Beim Abfüllbetrieb wird die Pumpenkammer 21 zunächst da­ durch gefüllt, daß das Medieneinlaß-Ventil 15 geöffnet und der Pumpkolben 11 aus seiner am nächsten beim Schließkörper 13 liegenden Stellung um ein vorbestimmtes Maß zurückgezogen wird, wobei in die Pumpenkammer 21 aus dem zum Beispiel an einen Medienspeicher bzw. -behälter angeschlossenen Medieneinlaß 3 durch das Ventil 15 das abzufüllende Medium angesaugt wird. Dann wird durch Drehen des Schließkörpers 13 um etwa 90° das Ventil 15 geschlossen und das Medienauslaß- Ventil 19 geöffnet, wonach der Pumpkolben 11 wieder gegen den Schließkörper 13 hochgefahren wird, so daß das in der Pumpenkammer 21 enthaltene Medium durch den Schließkörper 13 in den Medienauslaß 4 und von dort zur Fülldüse 5 gedrückt wird.

Zur Reinigung der Abfülleinrichtung 1 mit einem flüssigen, dampfförmigen und/oder einem gasförmigen Spülmedium ist eine Spüleinrichtung 22 vorgesehen, die so in die Abfülleinrichtung integriert ist, daß diese zur Reinigung weder durch Montagearbeiten geöffnet noch zerlegt werden muß. Der Spüleinrichtung 22 bzw. der Abfülleinrichtung 1 sind zwei im wesentlichen unabhängig voneinander antreibbare Stelleinrichtungen 23, 24 zugeordnet, von denen die eine mit dem an der Kolbenstange 12 angreifenden Kolbenantrieb integriert und so ausgebildet sein kann, daß der Kolben 11 nicht nur axial bewegt, sondern auch gedreht werden kann. Die andere, ebenfalls außerhalb des Pumpengehäuses 6 am Stößel 14 angreifende Stelleinrichtung 24 dient zur axialen und drehenden Bewegung des Schließkörpers 13, wobei auch hier die axiale und die drehende Bewegung unabhängig voneinander bzw. einander beliebig überlagernd vorgesehen sein können. Die Drehbewegung kann jeweils nur in eine Richtung oder in entgegengesetzten Richtungen, zum Beispiel hin- und hergehend, vorgesehen sein.

Der Spüleinrichtung 22 ist des weiteren ein einziger Spülstromeinlaß 25 zugeordnet, der durch den Medieneinlaß 3 gebildet ist. Des weiteren sind zwei Spülstromauslässe vorgesehen, von denen ein Spülstromauslaß 26 durch den Medienauslaß 4 bzw. die Fülldüse 5 gebildet ist, während ein weiterer Spülstromauslaß 27 ein gesonderter, nur dem Spülstrom und nicht der Medienführung des abzufüllenden Mediums dienender Auslaß ist, der an dem vom Spülstromeinlaß 25 abgekehrten Ende des Zylindergehäuses 7 liegt, nämlich in der Kappe 9 im Anschluß an die Innenseite von deren Stirnwand vorgesehen ist.

Die erweiterte Kappe 9 begrenzt einen Spülraum 28, dessen Axialerstreckung in der Größenordnung derjenigen des Kolbens 11 liegt und dessen Weite gegenüber der Außenweite des Pumpkolbens 11 größer ist. In Pumpbetrieb ist dieser Spülraum 28 gegenüber der Pumpenkammer 21 dicht verschlossen, jedoch zum Spülstromauslaß 27 geöffnet, so daß er zum Druckausgleich während der Kolbenbewegungen belüftet ist. Die Kappe 8 begrenzt einen Spülraum 29, der ebenfalls eine gegenüber dem Außenumfang des Pumpkolbens 11 bzw. des Schließkörpers 13 geringfügig größere Weite hat und dessen Axialerstreckung in der Größenordnung derjenigen des Schließkörpers 13 liegt, wobei seine bodenseitige, durch die Stirnwand der Kappe 8 gebildete Stirnfläche im Axialschnitt an die zugehörige hintere Stirnfläche des Schließkörpers 13 angepaßt sein kann.

Statt des abzufüllenden Mediums kann bei in Pumpstellung stehendem Schließkörper 13 auch ein Spülmedium zugeführt werden, wobei dann das Ventil 15 ein Spülstromeinlaß-Ventil und das Ventil 19 ein Spülstromauslaß- Ventil mit den beschriebenen Wirkungen bildet und vor allem die im Ventilkörper vorgesehenen Ventilkanäle einer besonders guten Reinigung unterzogen werden. Für die Funktion als Spülstromeinlaß- Ventil 30 ist der Schließkörper 13 jedoch vor allem als Axialschieber ausgebildet, wobei er zum Öffnen dieses Ventiles 30 in den Spülraum 29 bzw. in die Kappe 8 zurückgezogen wird, so daß der Pumpenzylinder 10 am zugehörigen Ende gegenüber dem Spülstromeinlaß 25 direkt und praktisch auf voller Weite geöffnet ist. Wird Spülmedium durch den Spülstromeinlaß 25 in das Pumpengehäuse 6 bereits vor oder zu Beginn der Rückzugbewegung des Schließkörpers 13 gedrückt und dieser hierbei ggf. auch noch gedreht, so strömt dieses Spülmedium quer gegen den Außenumfang des Stößels 14, so daß dieser gereinigt wird und nach dem Zurückziehen durch die Abdichtung verdeckt und somit vor weiterer Verschmutzung geschützt liegt.

In der zurückgezogenen Spülstellung des Schließkörpers 13 gemäß Fig. 3 liegt sowohl die gesamte Außenumfangsfläche wie auch jede der beiden Stirnflächen vollständig berührungsfrei, wobei die Umfangsfläche sowie die hintere Stirnfläche mit einem relativ kleinen Abstand von den gegenüberliegenden Innenflächen der Kappe 8 derart vorgesehen sind, daß ein ringförmiger Kanal begrenzt ist. Das aus diesem Kanal in die Pumpenkammer 21 als Hüllstrom austretende Medium trifft zunächst auf die Innenfläche der zugehörigen Ringdichtung und dann auf den zugehörigen, in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verengten Bohrungsabschnitt, so daß es verwirbelt wird und mit hohen Turbulenzen innerhalb des Pumpenzylinders 10 fließt. Das Spülmedium trifft auf den Pumpkolben 11 und gelangt im Rückstrom durch den Pumpenzylinder 10 zurück zum Medienauslaß 4, durch welchen es zur Fülldüse 5 gelangt und somit auch diese sowie die zwischen der Fülldüse 5 und dem Medienauslaß 4 liegenden Leitungswege rei­ nigt.

Während dieses Spülvorganges kann der Schließkörper 13 gedreht werden, so daß durch den radial gegen seinen Außenumfang gerichteten Spülstromeinlaß 25 das Spülmedium über den gesamten Umfang direkt auf den Schließkörper 13, dessen hintere Stirnfläche sowie den Stößelansatz trifft. Außerdem gelangt dadurch sowohl der Nutkanal 17 als auch die Umfangsöffnung des Radialschenkels des Winkelkanales 20 in den Bereich des Spülstromeinlasses 25, so daß auch diese Kanäle ebenso wie die Wandungstasche 18 intensiv gereinigt werden. Der Spülraum 28 bzw. der Spülstromauslaß 27 ist in dieser Reinigungsphase zweckmäßig noch geschlossen, so daß das Spülmedium nur durch den Spülstromauslaß 26 ausgetragen wird.

Während dieser ersten Reinigungsphase bildet der in zurückgezogener Stellung stehende Pumpkolben 11 als Axialschieber den Ventilkörper eines weiteren Spülstromauslaß- Ventiles 31, dessen Ventilsitz durch die Zylinderbohrung gebildet ist und durch das der Spülraum 28 gegenüber dem Spülmedium dicht verschlossen ist. In der zweiten Reinigungsphase, in welcher der Schließkörper 13 zweckmäßig in seiner beschriebenen Spülstellung verbleibt und ggf. weitergedreht wird, wird der Pumpkolben 11 in den Spülraum 28 unter gleichzeitiger abgedichteter Versenkung der Kolbenstange 12 zurückgezogen und dadurch das Ventil 31 geöffnet, so daß der Pumpenzylinder 10 zum nunmehr durch den Pumpkolben 11 innen begrenzten Ringraum des Spülraumes 28 auf voller Weite offen ist und der Spülstrom sowohl auf der Kolbenstirnfläche radial nach außen als auch im Hüllstrom entlang der Kolbenumfangsfläche fließen und dann durch den Spülstromauslaß 27 abfließen kann. Durch den in diesem Fall in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig erweiterten Bohrungsabschnitt des Pumpenzylinders 10 wird das Spülmedium sowohl vorteilhaft gegen den Innenumfang der zugehörigen Ringdichtung als auch gegen den Kolbenumfang strömen kann. Der Pumpkolben 11 kann in dieser Reinigungsphase ebenfalls gedreht werden. Des weiteren kann in dieser Reinigungsphase die Fülldüse 5 entweder geöffnet oder geschlossen sein, wobei die gegenüber dem Weg über den Spülstromauslaß 27 wesentlich kleineren Strömungsquerschnitte der Fülldüse 5 gewährleisten, daß ausreichend Spülmedium in den Spülraum 28 gelangt.

Nach dieser Reinigung und ggf. nach Trocknung mit durchströmender Luft o.dgl. werden der Pumpkolben 11 und der Schließkörper 13 wieder in ihre Pumpstellungen zurückgeführt.

Der Medieneinlaß 3 bzw. Spülstromeinlaß 25 sowie der Spülstromauslaß 27 sind durch zwei achsparallel und radial zum Pumpenzylinder 10 etwa auf derselben Seite abstehende Rohrstutzen 32, 33 gebildet, die etwa gleiche Innenweite haben. Sofern Dichtungen zur Abdichtung dieser Anschlüsse vorgesehen sind, sind diese zweckmäßig als Ringdichtungen mit bündig an die benachbarten Kanalabschnitte anschließenden Innenumfangsflächen gebildet, so daß auch sie dem Spülstrom intensiv ausgesetzt sind. An den radialen und auf der vom Spülstromeinlaß 25 bzw. vom Spülstromauslaß 26 abgekehrten Seite liegenden Medienauslaß 4 bzw. den Spülstromauslaß 26 ist die Fülldüse 5 über ein Winkelgehäuse 34 angeschlossen, das mit einer entsprechenden, axial gepreßten Ringdichtung abgedichtet ist.

An das dem Schließkörper 13 zugehörige Ende des Pumpengehäuses 6 bzw. an die zugehörige Kappe 8 schließt ein Stellgehäuse 35 etwa gleichen Außenquerschnittes an, das im wesentlichen zur Lagerung des ihn vollständig durchsetzenden Stößels 14 dient, der an seinem vom Schließkörper 13 abgekehrten Ende eine Kurbel 36 für den Eingriff eines nicht näher dargestellten Antriebsgliedes trägt, mit welchem der Schließkörper 13 in der beschriebenen Weise gedreht bzw. axial verschoben werden kann. Das Stellgehäuse 35 nimmt des weiteren einen Füllventilantrieb 37 auf, dessen zur Pumpenachse rechtwinklige Stellwelle 38 eine Stellkurbel 39 trägt, die über eine zum Füllventil 5 etwa achsparallele Stellstange 40 mit einer abgedichtet am Winkelgehäuse 34 befestigten und eine Öffnung dieses Winkelgehäuses 34 bzw. des in ihr vorgesehenen Medienkanales verschließenden Membran 31 verbunden ist. Innerhalb des Medienkanales ist an dieser Membran 41 eine achsgleich zum Füllventil 5 liegende Stellnadel 42 befestigt, die mit Spaltabstand innerhalb eines mit seinem unteren Ende die Fülldüse bildenden Füllrohres 43 liegt und an ihrem unteren Ende im wesentlichen außerhalb der Fülldüse einen Ventilkegel 44 trägt, dem als Ventilsitz das untere Ende des Füllrohres 43 zugeordnet ist. Je nach Stellung der Kurbel 39 ist das dadurch gebildete Füllventil geschlossen oder geöffnet, wobei eine Schließung auch während des Reinigungsbetriebes denkbar ist.

Claims (15)

1. Abfülleinrichtung zum Füllen von Gebinden mit einem fließfähigen Medium, mit einem Gehäuse (6), das in einem einen Mediendurchlaß bildenden Gehäuseraum (10) zwei bewegbare Arbeitskörper in Form eines Pumpkörpers (11) und eines Ventilkörpers (13) aufnimmt, die in mindestens einen erweiterten Spülraum (28, 29) des Gehäuseraumes (10) in wenigstens eine Spülstellung (Fig. 4) überführbar sind, wobei der Gehäuseraum (10) zwei voneinander entfernte Enden bildet und zur Durchspülung mit einem durchfließenden Druckstrom an einen Spülstromeinlaß (25) sowie mindestens einen Spülstromauslaß (27) wenigstens einer Spüleinrichtung (22) angeschlossen ist, zwischen denen für den Druckstrom durch den Gehäuseraum (10) mindestens ein Spülmittelweg führt, welcher den Spülraum (28, 29) einschließt und in Spülstellung beide Arbeitskörper (11, 13) erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülstromeinlaß (25) in Spülstellung der Arbeitskörper (11, 13) an einem der Enden des Gehäuseraumes (10) vorgesehen und der Spülmittelweg bei Spülstellung der Arbeitskörper (11, 13) innerhalb des Gehäuseraumes (10) bis zu dessen anderem Ende geführt ist, wobei beide Arbeitskörper (11, 13) in einer Spülstellung vollständig in diesem Spülweg lie­ gen.

2. Abfülleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpkörper (11) Bestandteil einer an eine Medienzuführung einerseits und eine Fülldüse (5) o.dgl. andererseits anzuschließenden Füllpumpe (2) ist und mit einem Pumpengehäuse (6) eine Pumpenkammer (21) begrenzt sowie zwischen einem Medieneinlaß (3) und einem Medienauslaß (4) entlang Begrenzungsflächen der Füllpumpe (2) den Mediendurchlaß aufweist, wobei eine Spüleinrichtung (22) zur Durchspülung des Mediendurchlasses und/oder zur im wesentlichen vollständigen Be- und Umspülung von Pumpenteilen wenigstens im Bereich der Begrenzungsflächen vorgesehen ist.

3. Abfülleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Spüleinrichtung (22) mindestens eine Stelleinrichtung (23, 24) zur Überführung mindestens eines Pumpenteiles in wenigstens eine Spülstellung aufweist, die von den Pumpstellungen verschieden ist und in der vorzugsweise im wesentlichen sämtliche Flächen, mit welchen die Pumpenteile in den Pumpstellungen (Fig. 1) aneinander anliegen, frei in dem als Spülstrom-Durchlaß vorgesehenen Spülmittelweg liegen.

4. Abfülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Spüleinrichtung (22) mit einem Spülstrom-Durchlaß vorgesehen ist, der durch einen Medieneinlaß (3), insbesondere unter Einbeziehung eines Medieneinlaß-Ventiles (15), in eine Pumpenkammer (21) und von dieser, insbesondere unter Einbeziehung eines Medienauslaß-Ventiles (19), durch einen Medienauslaß (4) und vorzugsweise durch die Fülldüse (5) führt.

5. Abfülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Spüleinrichtung (22) mit einem Spülstrom-Durchlaß vorgesehen ist, der durch einen Spülstromeinlaß (25), insbesondere unter Zwischenschaltung eines Spülstromeinlaß- Ventiles (30), in eine Pumpenkammer (21) und von dieser, insbesondere unter Zwischenschaltung mindestens eines Spülstromauslaß-Ventiles (31) und unter Umgehung eines Medienauslasses (4), durch einen Spülstromauslaß (27) führt.

6. Abfülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spülstromeinlaß (25) einer Spüleinrichtung (22) im Bereich eines Endes sowie etwa radial gegen einen der in Reinigungsstellung stehenden Arbeitskörper gerichtet und wenigstens ein Spülstromauslaß (27) im Bereich des gegenüberliegenden Endes eines Pumpengehäuses (6) vorgesehen ist und ein Medienauslaß (4) dazwischen liegt und daß vorzugsweise der Spülstromeinlaß (25) durch den Medieneinlaß (3) gebildet und wenigstens ein vom Medienauslaß (4) gesonderter Spülstromauslaß (26) vorgesehen ist.

7. Abfülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpengehäuse (6) einen Pumpenzylinder (10) aufweist, der vorzugsweise im Bereich eines Medienauslasses (4) von einem Schließkörper (13) nach Art eines Zylinderdeckels begrenzt ist und daß vorzugsweise der Schließkörper (13) zur Überführung in wenigstens eine Spülstellung axial und/oder drehend bewegbar gelagert ist.

8. Abfülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpengehäuse (6) mindestens einen zur Pumpenkammer (21) benachbarten Spülraum (28, 29) aufweist, in den wenigstens einer der Arbeitskörper in eine Spülstellung überführbar gelagert ist und daß der Spülraum (28, 29) vorzugsweise eine erweiterte Fortsetzung der Pumpenkammer (21) bildet bzw. axial an den Pumpenzylinder (10) anschließt.

9. Abfülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schließkörper (13) für das Ende eines Pumpenzylinders (10) einen Ventilkörper eines Medienauslaß-Ventiles (19) und/oder eines Medieneinlaß-Ventiles (15) und/oder eines Spülstromeinlaß- Ventiles (30) bildet, vorzugsweise als Dreh- und/oder Axialschieber mit einem innenliegenden Winkelkanal (20) für den Medienauslaß und einem außenliegenden, mit einer Wandungstasche (18) in einer Zylinderbohrung zusammenwirkenden Nutkanal (17) für den Medieneinlaß ausgebildet ist.

10. Abfülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Medien- und Spülstromeinlaß (3, 25) etwa radial, insbesondere in den Spülraum (29) für den Schließkörper (13), mündet und daß vorzugsweise der Spülstromeinlaß (25) auf einen in einer Spülstellung im wesentlichen versenkten Stößel (14) des in Pumpstellung stehenden Schließkörpers (13) gerichtet ist.

11. Abfülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Füllpumpe (2) als Schubkolbenpumpe ausgebildet ist, für deren Pumpkolben (11) vorzugsweise ein die Kolbenflächen im Abstand umgebender Spülraum (28) vorgesehen ist.

12. Abfülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Spülstromauslaß (26) einer Spüleinrichtung (22) etwa radial, insbesondere in den Spülraum (28) für den Pumpkolben (11), mündet und daß vorzugsweise der Spülstromauslaß (26) etwa radial von einer in Spülstellung im wesentlichen versenkten Kolbenstange (12) des in Pumpstellung stehenden Pumpkolbens (11) weggerichtet ist.

13. Abfülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Spülraum (28, 29) wenigstens einer Spüleinrichtung (22) durch eine an ein Zylindergehäuse (7) angesetzte Kappe (9, 8) gebildet ist, die vorzugsweise von der zugehörigen Kolbenstange (12) bzw. dem Stößel (14) durchsetzt und/oder an die ein Spülstromeinlaß (25) bzw. ein Spülstromauslaß (27) angeschlossen ist.

14. Abfülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Spülmittelweg wenigstens einer Spüleinrichtung (22) im wesentlichen von oben nach unten durch die Abfülleinrichtung geführt und von Hinterschneidungen im wesentlichen frei ist.

15. Abfülleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch gesonderte Hub- und/oder Drehantriebe für mindestens eine Spüleinrichtung (22), insbesondere für den Pumpkolben (11) und/oder den Schließkörper (13), wobei vorzugsweise an den Spülraum (29) für den Schließkörper (13) ein Stellgehäuse (35) anschließt.