DE102022119201A1 - Filling system for filling containers and method of operation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Füllanlage zum Befüllen von Behältern (3) mit zumindest einem Füllelement (2), wobei das Füllelement (2) zumindest ein Füllventil (7) und eine dem Füllventil (7) zugeordnete Aufnahmevorrichtung (6) zur Aufnahme der Behälter (3) aufweist, wobei die Aufnahmevorrichtung (6) ausgehend von einer Einführposition über einen Stellhub gegenüber dem Füllventil (7) beweglich angeordnet ist. Erfindungsgemäß sind separate Antriebsmittel zum Bewirken des Stellhubes und eines an den Stellhub anschließenden Anpresshubes der Aufnahmevorrichtung (6) vorgesehen.The invention relates to a filling system for filling containers (3) with at least one filling element (2), the filling element (2) having at least one filling valve (7) and a receiving device (6) assigned to the filling valve (7) for receiving the containers (3 ), wherein the receiving device (6) is arranged to be movable relative to the filling valve (7) starting from an insertion position via an adjusting stroke. According to the invention, separate drive means are provided for effecting the adjustment stroke and a pressure stroke of the receiving device (6) following the adjustment stroke.
Description
Die folgende Erfindung betrifft eine Füllanlage zum Befüllen von Behältern mit zumindest einem Füllelement, wobei das Füllelement zumindest einem Füllventil und einem Füllventil zugeordnete Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme von Behältern aufweist, wobei die Aufnahmevorrichtung ausgehend von einer Einführposition über einen Stellhub gegenüber dem Fluidventil beweglich angeordnet ist.The following invention relates to a filling system for filling containers with at least one filling element, the filling element having at least one filling valve and one filling valve associated receiving device for receiving containers, the receiving device being arranged to be movable relative to the fluid valve starting from an insertion position via an adjusting stroke.
Mit einem Hub ist im Rahmen der Erfindung stets eine Richtung gemeint, welche in vertikaler Richtung und damit im Wesentlichen parallel zur Gravitationskraft erfolgt. Die Richtung wird im Folgenden auch als Hubrichtung bezeichnet.In the context of the invention, a stroke always means a direction which occurs in the vertical direction and thus essentially parallel to the gravitational force. The direction is also referred to below as the lifting direction.
Derartige Füllanlagen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, wobei sich die Erfindung insbesondere auf Füllanlagen aus der Getränkeindustrie bezieht. Entsprechend handelt es sich bei den Behältern bevorzugt um Flaschen oder um Dosen. Im Falle von Flaschen handelt es sich um Getränkeflaschen, welche entweder aus Glas oder aber auch aus Kunststoff, insbesondere aus Polyethylenterephthalat (PET), gebildet sind.Such filling systems are basically known from the prior art, with the invention relating in particular to filling systems from the beverage industry. Accordingly, the containers are preferably bottles or cans. In the case of bottles, these are beverage bottles which are made either from glass or from plastic, in particular from polyethylene terephthalate (PET).
Gattungsgemäße Füllanlagen sind grundgesetzlich aus dem Stand der Technik bekannt und dienen dazu, die Behälter in einer Einführungsposition in einer Aufnahmevorrichtung aufzunehmen und dann durch einen entsprechenden Stellhub an dem Füllventil anzuordnen.Filling systems of this type are fundamentally known from the prior art and serve to accommodate the containers in an insertion position in a receiving device and then to arrange them on the filling valve using a corresponding adjustment stroke.
Die
Alternativ ist es aus der Praxis auch bekannt, dass der Anpressdruck über ein Schiebeelement innerhalb des Füllventils bewirkt werden kann. Hierbei ist zu beachten, dass im Zuge der Füllung ein gewisser Fülldruck innerhalb des Füllventils anliegt, wobei durch eine entsprechende Ausgestaltung der an dem Fülldruck anliegenden Flächen das Schiebeelement an den Behälter herangerückt werden kann. Dies setzt allerdings voraus, dass die Behälter während des Befüllens bezüglich der Hubeinrichtung fest zueinander angeordnet sind.Alternatively, it is also known from practice that the contact pressure can be brought about via a sliding element within the filling valve. It should be noted here that during the course of filling, a certain filling pressure is present within the filling valve, and the sliding element can be moved closer to the container by appropriately designing the surfaces in contact with the filling pressure. However, this requires that the containers are firmly arranged in relation to one another with respect to the lifting device during filling.
Ausgehend von einer solchen Füllanlage ist es auch bekannt, dass beispielsweise zwischen der Einführposition und einer Betriebsposition, in der eine Befüllung der Behälter erfolgt, ein großer Stellhub überwunden werden muss. Dieser Stellhub wird üblicherweise über ein kurvengesteuertes Antriebsmittel bewirkt. Nach Durchlaufen des erforderlichen Stellhubes wird dann die Aufnahmevorrichtung gegenüber dem Füllventils verriegelt und das Stellelement mit Druck beaufschlagt.Based on such a filling system, it is also known that, for example, a large adjustment stroke must be overcome between the insertion position and an operating position in which the containers are filled. This adjustment stroke is usually effected via a cam-controlled drive means. After the required adjustment stroke has been completed, the receiving device is then locked relative to the filling valve and the actuating element is pressurized.
Entsprechend sind mehrere Schritte notwendig, um eine ausreichende Anpressung des Behälters an dem Dichtungssitz zu ermöglichen. Hierbei ist stets sicherzustellen, dass nicht nur der Stellhub in geeigneter Art und Weise erfolgt, sondern vielmehr auch die Verriegelung und Entriegelung der Aufnahmevorrichtung zuverlässig erfolgt.Accordingly, several steps are necessary to enable sufficient pressure of the container on the sealing seat. It must always be ensured that not only the adjustment stroke is carried out in a suitable manner, but also that the locking and unlocking of the receiving device is carried out reliably.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Füllanlage anzugeben, welche sich gegenüber den aus der Praxis bekannten Lösungen durch eine einfache und zuverlässige Ausgestaltung auszeichnet, durch die einerseits vergleichsweise große Stellhübe und zugleich das Aufbringen eines erforderlichen Anpressdruckes in einfacher Art und Weise möglich wird.The invention is based on the object of specifying a filling system which, compared to the solutions known from practice, is characterized by a simple and reliable design, through which, on the one hand, comparatively large adjustment strokes and at the same time the application of the required contact pressure are possible in a simple manner.
Gegenstand und Lösung dieser Aufgabe ist eine Füllanlage gemäß Anspruch 1. Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass separate Antriebsmittel zum Bewirken des Stellhubes und eines an den Stellhub anschließenden Anpresshubes der Aufnahmevorrichtung vorgesehen sind.The object and solution to this problem is a filling system according to claim 1. According to the invention it is therefore provided that separate drive means are provided for effecting the adjusting stroke and a pressure stroke of the receiving device following the adjusting stroke.
Es wird somit deutlich, dass der Anpressdruck durch eine Hubbewegung der Aufnahmevorrichtung bewirkt wird, wobei der Gesamthub der Aufnahmevorrichtung in einen Stellhub und einen Anpresshub unterteilt werden kann.It is therefore clear that the contact pressure is caused by a lifting movement of the receiving device, whereby the total stroke of the receiving device can be divided into an adjusting stroke and a contact pressure stroke.
Der Stellhub ist hierbei deutlich länger ausgebildet als der Anpresshub, wobei das Verhältnis zwischen Stellhub und Anpresshub zumindest 3:1, bevorzugt zumindest 4:1, besonders bevorzugt zumindest 5:1 beträgt. Entsprechend soll mittels des Stellhubes vor allem ein großer Abstand zwischen der Einführposition und der Betriebsstellung überbrückt werden, wobei durch Aufbringen einer verhältnismäßig kleinen Kraft die Aufnahmevorrichtung bzw. ein in der Aufnahmevorrichtung angeordneter Behälter räumlich nahe an das Füllventil herangeführt werden kann.The adjusting stroke is designed to be significantly longer than the contact stroke, with the ratio between the adjusting stroke and contact stroke being at least 3:1, preferably at least 4:1, particularly preferably at least 5:1. Accordingly, a large distance between the insertion position and the operating position should be bridged by means of the adjusting stroke, whereby the receiving device or a container arranged in the receiving device can be brought spatially close to the filling valve by applying a relatively small force.
Im Gegensatz dazu dient der Anpresshub vor allem zum Aufbringen eines ausreichend großen Anpressdruckes, sodass eine deutlich größere Kraftaufwendung erforderlich ist. Insofern zeichnen sich der Stellhub durch einen großen Weg bei geringerer Krafteinwirkung und der Anpresshub durch einen kleinen Weg bei großer Krafteinwirkung aus.In contrast, the contact stroke is primarily used to apply a sufficiently large contact pressure, so that a significantly greater amount of force is required. In this respect, the actuating stroke is characterized by a large path with less force applied and the contact stroke by a small path with high force applied.
Die Erfindung geht hierbei von der Erkenntnis aus, dass es von besonderem Vorteil ist, wenn der Stellhub einerseits und der Anpresshub andererseits durch unterschiedliche Antriebsmittel bewirkt werden, wobei dann jedes Antriebsmittel an die speziellen Bedingungen angepasst werden kann.The invention is based on the knowledge that it is particularly advantageous if the adjustment stroke on the one hand and the contact pressure stroke on the other hand are effected by different drive means, in which case each drive means can be adapted to the special conditions.
Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang eine Ausgestaltung, bei der das zumindest eine Füllelement einen Fluiddruckantrieb zum Bewirken des Anpresshubes aufweist. Unter einem Fluiddruckelement werden im Rahmen der Erfindung sämtliche Antriebsmittel verstanden, bei denen die zur Bewirkung des Hubes erforderlichen Kräfte durch einen statischen Druck eines Fluids, z. B. einer Flüssigkeit oder eines Gases, aufgebracht werden. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang die Ausgestaltung als pneumatischer Antrieb, wobei dann innerhalb eines Pneumatikzylinders eine Bewegung in Hubrichtung bewirkt werden kann. Insbesondere pneumatische Antriebe haben den Vorteil, dass sie gerade in lebensmitteltechnisch sensiblen Bereichen eingesetzt werden können, da sie ausschließlich mit Luft betrieben werden. Im Gegensatz dazu erfordern Hydraulikantriebe das Vorsehen eines entsprechenden Hydrauliköls, wobei das Austreten von Hydrauliköl zu Verunreinigungen innerhalb der Füllanlage führen kann. Im Rahmen der Erfindung sind grundsätzlich auch andere Antriebsmittel, z. B. ein elektrischer Antrieb, insbesondere ein Elektrozylinder, denkbar, wobei sich aber gerade Fluiddruckantriebe durch das Aufbringen einer großen Kraft bei geringem Hub auszeichnen.Particularly preferred in this context is an embodiment in which the at least one filling element has a fluid pressure drive for effecting the contact pressure stroke. In the context of the invention, a fluid pressure element is understood to mean all drive means in which the forces required to effect the stroke are caused by a static pressure of a fluid, e.g. B. a liquid or a gas can be applied. In this context, the design as a pneumatic drive is particularly advantageous, in which case a movement in the lifting direction can then be effected within a pneumatic cylinder. Pneumatic drives in particular have the advantage that they can be used in food-sensitive areas because they are operated exclusively with air. In contrast, hydraulic drives require the provision of appropriate hydraulic oil, whereby the leakage of hydraulic oil can lead to contamination within the filling system. In principle, other drive means are also within the scope of the invention, e.g. B. an electric drive, in particular an electric cylinder, is conceivable, but fluid pressure drives are characterized by the application of a large force with a small stroke.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Koppelvorrichtung mit dem Fluiddruckantrieb verbunden, welche in einer Koppelstellung die Aufnahmevorrichtung mit dem Fluiddruckantrieb verbindet. Entsprechend stellt die Koppelvorrichtung ein Bindeglied zwischen der Aufnahmevorrichtung und dem Fluiddruckantrieb dar, wobei die Koppelung lediglich für einen gewissen Zeitabschnitt während des Füllvorgangs erfolgen soll. Hierzu ist die Koppelvorrichtung so eingerichtet, dass erst am Ende des Stellhubes eine Verbindung zwischen dem Fluiddruckantrieb und der Aufnahmevorrichtung erfolgt, sodass dann über den Fluiddruckantrieb der Anpresshub und der hierdurch bewirkte Anpressdruck eingestellt werden kann. Für die Verbindung zwischen der Aufnahmevorrichtung und der Koppelvorrichtung ist es ausreichend, wenn diese dergestalt ist, dass diese ausschließlich in Hubrichtung wirkt. Entgegen der Hubrichtung ist eine entsprechende Verbindung nicht zwingend erforderlich, da allein durch die Schwerkraft des Aufnahmeelementes eine entsprechende Bewegung erfolgen kann.According to a particularly preferred embodiment of the invention, a coupling device is connected to the fluid pressure drive, which in a coupling position connects the receiving device to the fluid pressure drive. Accordingly, the coupling device represents a link between the receiving device and the fluid pressure drive, whereby the coupling should only take place for a certain period of time during the filling process. For this purpose, the coupling device is set up in such a way that a connection between the fluid pressure drive and the receiving device only takes place at the end of the adjustment stroke, so that the contact pressure stroke and the contact pressure caused thereby can then be adjusted via the fluid pressure drive. For the connection between the receiving device and the coupling device, it is sufficient if it is such that it acts exclusively in the lifting direction. Contrary to the lifting direction, a corresponding connection is not absolutely necessary, since a corresponding movement can occur solely due to the gravity of the receiving element.
Die Koppelvorrichtung weist bevorzugt zumindest einen Koppelarm auf, welcher ausgehend von einer Grundstellung sowohl in Hubrichtung als auch in eine senkrecht oder schräg dazu verlaufende Richtung in die Koppelstellung bewegbar ist. Mit einer Grundstellung ist in diesem Zusammenhang eine Stellung gemeint, bei der die Koppeleinrichtung nicht mit der Aufnahmevorrichtung verbunden ist. Durch die senkrecht oder schräg zur Hubrichtung verlaufende Bewegung des Koppelarms ist es möglich, die Aufnahmevorrichtung bzw. Abschnitte der Aufnahmevorrichtung bezüglich der Hubrichtung zu hintergreifen, wobei sodann durch die Bewegung in Hubrichtung der Anpresshub der Aufnahmevorrichtung bewirkt werden kann.The coupling device preferably has at least one coupling arm, which can be moved into the coupling position starting from a basic position both in the lifting direction and in a direction perpendicular or oblique thereto. In this context, a basic position means a position in which the coupling device is not connected to the receiving device. By moving the coupling arm perpendicularly or obliquely to the lifting direction, it is possible to reach behind the receiving device or sections of the receiving device with respect to the lifting direction, whereby the contact stroke of the receiving device can then be effected by the movement in the lifting direction.
Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn die Bewegung des zumindest einen Koppelarms in Hubrichtung und die Bewegung senkrecht oder schräg dazu nacheinander erfolgen. Zugleich ist es aber auch möglich, dass während der senkrechten Bewegung auch eine Bewegung in Hubrichtung erfolgt, sodass die Aufnahmevorrichtung zeiteffizient mit dem Fluiddruckantrieb verbunden werden kann. Bevorzugt weist die Koppeleinrichtung zwei parallel zueinander angeordnete Koppelarme auf, sodass ein gleichmäßiges Aufbringen der für den Anpresshub erforderlichen Anpresskraft durch den Fluiddruckantrieb möglich ist.In principle, it is sufficient if the movement of the at least one coupling arm in the lifting direction and the movement perpendicular or oblique to it take place one after the other. At the same time, it is also possible for a movement in the lifting direction to also take place during the vertical movement, so that the receiving device can be connected to the fluid pressure drive in a time-efficient manner. The coupling device preferably has two coupling arms arranged parallel to one another, so that the contact pressure required for the contact pressure stroke can be applied uniformly by the fluid pressure drive.
Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang eine Ausgestaltung, bei der der zumindest eine Koppelarm über einen in eine Führungsnut eingreifenden Führungsstift zwischen der Grundstellung und der Koppelstellung bewegbar ist. Vorzugsweise ist die Führungsnut zumindest abschnittsweise bogenförmig ausgebildet. Gemäß einer solchen Ausgestaltung verläuft die Führungsnut dann sowohl in Hubrichtung als auch in der senkrecht oder schräg dazu verlaufenden Richtung, sodass allein durch den Verlauf der Führungsnut die Bewegung des zumindest einen Koppelarms bestimmt werden kann. Der Führungsstift kann beispielsweise an dem Gehäuse des Fluiddruckantriebes oder an einem an das Gehäuse angrenzenden Bauteil angeordnet sein.Particularly preferred in this context is an embodiment in which the at least one coupling arm can be moved between the basic position and the coupling position via a guide pin engaging in a guide groove. Preferably, the guide groove is curved at least in sections. According to such a configuration, the guide groove then runs both in the lifting direction and in the direction perpendicular or oblique thereto, so that the movement of the at least one coupling arm can be determined solely by the course of the guide groove. The guide pin can be arranged, for example, on the housing of the fluid pressure drive or on a component adjacent to the housing.
Zum Einkoppeln der Koppeleinrichtung kann der zumindest eine Koppelarm mit einem Koppelhaken ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Aufnahmevorrichtung ein Halteelement für die Behälter und eine mit dem Halteelement verbundene Teleskopeinrichtung aufweist, wobei die Koppelhaken des zumindest einen Koppelarms Abschnitte der Teleskopeinrichtung in einer Koppelstellung hintergreifen.To couple the coupling device, the at least one coupling arm can be designed with a coupling hook. Such a configuration is particularly useful if the receiving device has a holding element for the containers and a telescopic device connected to the holding element, the coupling hooks of the at least A coupling arm engages behind sections of the telescopic device in a coupling position.
Gemäß einer solchen Ausgestaltung kann die Teleskopeinrichtung aus einer, vorzugsweise aber aus zwei Teleskopstangen gebildet sein, welche an das Halteelement zur Aufnahme der Behälter anschließen. Sofern zwei Teleskopstangen vorgesehen sind, können diese an einem oberen dem Fluiddruckantrieb zugewandten Ende mit einer Querstrebe verbunden sein, die von dem Koppelhaken des zumindest einen Koppelarms hintergriffen werden kann.According to such an embodiment, the telescopic device can be formed from one, but preferably from two, telescopic rods, which connect to the holding element for receiving the containers. If two telescopic rods are provided, they can be connected at an upper end facing the fluid pressure drive to a cross strut, which can be gripped behind by the coupling hook of at least one coupling arm.
Hierbei ist zu beachten, dass derartige Teleskopeinrichtungen grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt sind, sodass eine rein konstruktive Umgestaltung der Füllelemente in einfacher Art und Weise möglich ist. Entsprechend kann nicht nur ein wesentlich effektiveres Stellen und Anpressen mit dem erfindungsgemäßen Füllelement durchgeführt werden. Vielmehr können auch bereits bestehende Füllanlagen in einfacher Art und Weise umgerüstet werden, ohne dass eine aufwendige Anpassung und Umgestaltung der Füllanlage, insbesondere der Teleskopeinrichtung, erforderlich ist.It should be noted here that such telescopic devices are basically known from the prior art, so that a purely structural redesign of the filling elements is possible in a simple manner. Accordingly, not only a significantly more effective positioning and pressing can be carried out with the filling element according to the invention. Rather, existing filling systems can also be converted in a simple manner, without the need for complex adaptation and redesign of the filling system, in particular the telescopic device.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht ferner vor, dass eine Führungsstange vorgesehen ist, wobei die Aufnahmevorrichtung an der Führungsstange in Hubrichtung geführt ist. Mithilfe einer solchen Führungsstange kann insbesondere die Stabilität im Zuge der Bewegung entlang des Stellhubes und des Anpresshubes erhöht werden, wobei die Führungsstange üblicherweise feststehend am Gehäuse des Fluiddruckantriebes angeordnet ist. Bei der Ausbildung mit einer Teleskopeinrichtung kann beispielsweise in einer Querstrebe, welche die Teleskopstangen miteinander verbindet eine Bohrung vorgesehen sein, in die dann die Führungsstange eingreift. Die Länge der Führungsstange bemisst sich insbesondere nach der Länge des erforderlichen Hubes, wobei vor allem der Stellhub aufgrund der verhältnismäßig langen Strecke maßgeblich ist.A further development of the invention further provides that a guide rod is provided, with the receiving device being guided on the guide rod in the lifting direction. With the help of such a guide rod, the stability can be increased in particular during the movement along the adjustment stroke and the contact pressure stroke, the guide rod usually being arranged in a fixed manner on the housing of the fluid pressure drive. When designing with a telescopic device, for example, a hole can be provided in a cross strut that connects the telescopic rods to one another, into which the guide rod then engages. The length of the guide rod is determined in particular by the length of the required stroke, with the adjusting stroke being particularly important due to the relatively long distance.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass ein Füllrohr an das Füllventil anschließt, welches in einer Betriebsposition innerhalb eines in der Aufnahmevorrichtung befindlichen Behälters angeordnet ist. Mit einer Betriebsposition ist in diesem Zusammenhang eine Stellung des Behälters bzw. der Aufnahmevorrichtung gemeint, in der eine Befüllung der Behälter erfolgen kann. Entsprechend wurden in der Betriebsposition bereits der Stellhub und der Anpressdruck durchlaufen und der Behälter schließt mit dem vordefinierten Anpressdruck an einen Dichtungssitz des Füllventils an. Das Füllrohr greift dann in den Behälter ein und liegt mit seinem offenen Ende innerhalb des Füllraumes der Behälter. Entsprechend kann eine vergleichsweise bodennahe Füllung ermöglicht werden, wobei die Länge des Füllrohres sich insbesondere nach der Größe der Behälter bemisst. Darüber hinaus ist die Länge des Füllrohres auch mitentscheidend für die Größe des Stellhubes und insbesondere auch für die Länge der Führungsstange. Sofern also beispielsweise vergleichsweise große Behälter vorgesehen sind und zugleich eine bodennahe Anordnung der Öffnung des Füllrohres innerhalb des Behälters vorgesehen ist, so muss zwischen der Betriebsposition und der Einführposition ein ausreichend großer Stellhub gewährleistet werden, damit in der Einführposition ein Behälter in die Aufnahmevorrichtung eingeführt und entsprechend in einer Entnahmeposition auch wieder entnommen werden kann.A further particularly preferred embodiment provides that a filling pipe connects to the filling valve, which is arranged in an operating position within a container located in the receiving device. In this context, an operating position means a position of the container or the receiving device in which the container can be filled. Accordingly, in the operating position, the adjustment stroke and the contact pressure have already been passed through and the container connects to a sealing seat of the filling valve with the predefined contact pressure. The filling tube then engages in the container and lies with its open end within the filling space of the container. Accordingly, filling comparatively close to the ground can be made possible, with the length of the filling tube being determined in particular by the size of the container. In addition, the length of the filling tube is also a decisive factor for the size of the adjustment stroke and in particular for the length of the guide rod. If, for example, comparatively large containers are provided and at the same time an arrangement of the opening of the filling tube within the container close to the floor is provided, a sufficiently large adjustment stroke must be ensured between the operating position and the insertion position so that a container is inserted into the receiving device in the insertion position and accordingly can also be removed again in a removal position.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Stellhub und/oder die Länge des Füllrohres zwischen 200 und 360 mm beträgt.According to a preferred embodiment, it is provided that the adjusting stroke and/or the length of the filling tube is between 200 and 360 mm.
Grundsätzlich ist die Füllanlage nicht auf eine bestimmte Anordnung der Füllelemente beschränkt. Dennoch sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass eine Vielzahl von Füllelementen der zuvor beschriebenen Art in Umfangsrichtung an einem rotierbar angetriebenen Träger angeordnet ist. Entsprechend ist die Füllanlage vorzugsweise als Rundläufermaschine ausgebildet, sodass die Füllelemente während des Betriebs der Füllanlage kontinuierlich an dem Träger mitrotieren.In principle, the filling system is not limited to a specific arrangement of the filling elements. Nevertheless, a preferred embodiment provides that a plurality of filling elements of the type described above are arranged in the circumferential direction on a rotatably driven carrier. Accordingly, the filling system is preferably designed as a rotary machine, so that the filling elements rotate continuously on the carrier during operation of the filling system.
Ausgehend von einer solchen Ausgestaltung ist es dann in einfacher Art und Weise möglich, dass der Stellhub über einen Kurvenantrieb bewirkbar ist. Gemäß einer solchen Ausgestaltung können zur Ausbildung des Kurvenantriebs die Füllelemente jeweils eine an der Aufnahmevorrichtung angeordnete Führungsrolle aufweisen, welche im Zuge der Rotation des Trägers zumindest abschnittsweise an einer Führungskurve abrollbar sind. Die Führungskurve ist so ausgebildet, dass aufgrund ihrer in Hubrichtung ausgeprägten Form die Aufnahmevorrichtungen zwischen der Einführposition und der Betriebsposition bzw. zwischen der Betriebsposition und der Entnahmeposition in Hubrichtung bewegt werden können.Based on such a configuration, it is then possible in a simple manner for the adjusting stroke to be effected via a cam drive. According to such an embodiment, to form the cam drive, the filling elements can each have a guide roller arranged on the receiving device, which can be rolled at least in sections on a guide cam as the carrier rotates. The guide curve is designed in such a way that, due to its shape, which is pronounced in the lifting direction, the receiving devices can be moved between the insertion position and the operating position or between the operating position and the removal position in the lifting direction.
Hierbei ist es ausreichend, wenn sich die Führungskurve lediglich abschnittsweise entlang eines Umfangs des Trägers erstreckt, in dem tatsächlich ein Stellhub bewirkt werden muss. Hierbei ist zu beachten, dass während des Befüllens üblicherweise die Fluiddruckeinrichtung den Behälter an das Füllventil heranpresst, sodass der Kurvenantrieb dort nicht erforderlich ist. Erst im Zuge der Entnahme der Behälter bzw. im Zuge des Heranführens der Behälter an das Füllventil ist das Durchlaufen des großen Stellhubes erforderlich, sodass dann entsprechende Führungskurvenabschnitte vorzusehen sind, an denen die Führungsrollen der Füllelemente abrollen kann.It is sufficient here if the guide curve only extends in sections along a circumference of the carrier in which an actuating stroke actually has to be effected. It should be noted that during filling the fluid pressure device usually presses the container towards the filling valve, so that the cam drive is not required there. Only when the containers are removed or when the containers are brought to the filling valve is it necessary to go through the large adjustment stroke, so that it is then removed speaking guide curve sections must be provided on which the guide rollers of the filling elements can roll.
Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da mithilfe eines Kurvenantriebes winkelabhängig eine zuverlässige und wirksame Stellung entlang eines großen Stellhubes bewirkt werden kann. Zugleich ist es aber nicht erforderlich, dass mithilfe des Kurvenantriebes große Kräfte, insbesondere eine für den Anpressdruck erforderliche Kraft, aufgebracht werden muss, da dies über die Fluiddruckeinrichtung erfolgen kann. Somit kann durch den Kurvenantrieb der Stellhub und durch die Fluiddruckeinrichtung der Anpresshub bewirkt werden, wobei beide Antriebsmittel in unterschiedlichen Winkelabschnitten wirken.Such a design is particularly advantageous because a cam drive can be used to achieve a reliable and effective position along a large adjustment stroke depending on the angle. At the same time, however, it is not necessary that large forces, in particular a force required for the contact pressure, have to be applied using the cam drive, since this can be done via the fluid pressure device. The adjusting stroke can thus be effected by the cam drive and the pressure stroke can be effected by the fluid pressure device, with both drive means acting in different angular sections.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, den von dem Fluiddruckantrieb zu bewirkenden Anpressdruck auf Basis eines vordefinierten Anpressdruckes zu steuern. Dieser vordefinierte Anpressdruck richtet sich insbesondere nach der Form, der Größe sowie des Materials der Behälter. Auch der Behälterinnendruck kann maßgeblich für die Bestimmung des vordefinierten Anpressdruckes sein.A further preferred embodiment provides that a control unit is provided, which is set up to control the contact pressure to be caused by the fluid pressure drive on the basis of a predefined contact pressure. This predefined contact pressure depends in particular on the shape, size and material of the container. The pressure inside the container can also be crucial for determining the predefined contact pressure.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Befüllen von Behältern gemäß Anspruch 14 in einer erfindungsgemäßen Füllanlage, wobei jeweils ein Behälter in einer Einführposition in die Aufnahmevorrichtung eines Füllelementes eingeführt und die Aufnahmevorrichtung über einen Stellhub und einen daran anschließenden Anpresshub in eine Betriebsposition bewegt wird und wobei das Füllventil geöffnet und der Behälter mit einer Flüssigkeit gefüllt wird. Bei der Flüssigkeit handelt es sich insbesondere um Getränke, z. B. Wasser, Milch, Soft-Drinks, Bier sowie Mischgetränke. Darüber hinaus können die Getränke auch karbonisiert sein.The invention furthermore relates to a method for filling containers according to
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Anpresshub auf Basis eines vordefinierten Anpressdruckes zwischen dem Behälter und einen Dichtungssitz des Füllventils bestimmt. Dies kann beispielsweise auch auf Basis einer Druckmessung im Behälter erfolgen.According to a further development of the method, the contact stroke is determined based on a predefined contact pressure between the container and a sealing seat of the filling valve. This can also be done, for example, on the basis of a pressure measurement in the container.
Darüber hinaus sieht das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt vor, das während der Befüllung ein Füllrohr innerhalb des Behälters angeordnet ist.In addition, the method according to the invention preferably provides for a filling tube to be arranged within the container during filling.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Füllanlage in einer isometrischen Ansicht, -
2 ein Füllelement der Füllanlage gemäß1 , -
3A ,3B ,3C das Fluiddruckventil des Füllelements gemäß2 in unterschiedlichen Stellungen.
-
1 a filling system according to the invention in an isometric view, -
2 a filling element according to the filling system1 , -
3A ,3B ,3C the fluid pressure valve of the filling element according to2 in different positions.
Die
Aus der
Bereits anhand der
In einer Betriebsposition liegt der Behälter 3 an einer Füllöffnung eines Füllventils 7 an. Dies geht insbesondere anhand der
Vor diesem Hintergrund ist ein Fluiddruckantrieb 11 vorgesehen, welcher bevorzugt als pneumatischer Antrieb ausgebildet ist und welcher infolge eines Anpresshubes in Hubrichtung H einen Anpressdruck zwischen dem Füllventil 7 und dem Behälter 3 bewirkt. Zum Führen der Bewegung ist darüber hinaus eine Führungsstange 20 vorgesehen, welche parallel zur Hubrichtung H angeordnet ist und an das Gehäuse des Fluiddruckantriebs 11 anschließt.Against this background, a fluid pressure drive 11 is provided, which is preferably designed as a pneumatic drive and which causes a contact pressure between the filling
In diesem Zusammenhang ist auch zu erwähnen, dass die Aufnahmevorrichtung 6 ein Halteelement 12 aufweist, welches als Neckringhalter ausgebildet ist. Der als Kunststoffflasche ausgebildete Behälter 3 weist einen sogenannten Neckring 13 auf, über den dieser auf dem Halteelement 12 anliegt. Das Aufnahmemittel schließt dann an zwei Teleskopstangen 14 an, welche über eine Querstrebe 15 miteinander verbunden sind und wobei an dieser Querstrebe 15 die Führungsrolle 9 für den Kurvenantrieb angeordnet ist.In this context it should also be mentioned that the receiving
An dieser Querstrebe 15 ist ferner der Fluiddruckantrieb 11 angeordnet, dessen Funktionsweise insbesondere anhand der
Der Fluiddruckantrieb 11 schließt an eine Koppelvorrichtung 16 an, welche zwei Koppelarme 17 aufweist, welche endseitig mit einem Koppelhaken 18 ausgebildet sind. Zudem weisen die Koppelarme 17 eine Führungsnut 21 auf. Der Fluiddruckantrieb 11 ist so angeordnet und eingerichtet, dass diese Koppelarme 17 in Hubrichtung verfahrbar sind.The fluid pressure drive 11 connects to a
Gemäß der
Gemäß der
Sodann werden die Koppelarme 17 in Hubrichtung von dem Fluiddruckantrieb 11 bewegt, wobei durch die Führungsnut 21 und einen in diese Führungsnut 21 eingreifenden Führungsstift 19 die Koppelarme 17 auch in eine senkrecht dazu verlaufende radiale Richtung nach außen verschwenkt werden und die Koppelhaken 18 die Querstrebe 15 hintergreifen. In Folge dessen bewegen sich die Teleskopstangen 14 und das daran anschließende Halteelement 12 über den Anpresshub in Hubrichtung H, bis ein vordefinierter Anpressdruck zwischen dem Füllventil 7 und dem Behälter 3 erreicht ist.The
Nach dem Befüllen wird die Koppelvorrichtung 16 wieder gelöst und die Aufnahmevorrichtung 6 kann mit dem Behälter 3 allein aufgrund der Schwerkraft zurück in die Entnahmeposition gefahren werden.After filling, the
Erfindungsgemäß sind somit zwei separate Antriebsmittel vorgesehen, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kurvenantrieb den Stellhub und der Fluiddruckantrieb 11 den Anpresshub bewirkt. Entsprechend ist der Kurvenantrieb dazu ausgelegt einen großen Hub bei geringen Kräften und der Fluiddruckantrieb 11 einen kleinen Hub bei großen Kräften zu bewirken.According to the invention, two separate drive means are therefore provided, with the cam drive in the present exemplary embodiment causing the adjusting stroke and the fluid pressure drive 11 causing the contact pressure stroke. Accordingly, the cam drive is designed to effect a large stroke with low forces and the fluid pressure drive 11 to effect a small stroke with large forces.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- Trägercarrier
- 22
- FüllelementFilling element
- 33
- Behältercontainer
- 44
- ZuführanordnungFeeding arrangement
- 55
- EntnahmeanordnungWithdrawal order
- 66
- AufnahmevorrichtungRecording device
- 77
- FüllventilFill valve
- 88th
- FüllrohrFilling tube
- 99
- Führungsrolleleadership role
- 1010
- FührungskurveGuide curve
- 1111
- FluiddruckantriebFluid pressure drive
- 1212
- HalteelementHolding element
- 1313
- NeckringNeck ring
- 1414
- TeleskopstangeTelescopic rod
- 1515
- QuerstrebeCross brace
- 1616
- KoppelvorrichtungCoupling device
- 1717
- Koppelarmcoupling arm
- 1818
- Koppelhakencoupling hook
- 1919
- FührungsstiftGuide pin
- 2020
- FührungsstangeGuide rod
- 2121
- FührungsnutGuide groove
- HH
- HubrichtungStroke direction
- UU
- UmfangsrichtungCircumferential direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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2023
- 2023-07-19 EP EP23186426.5A patent/EP4321474A1/en active Pending
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