DE1432396C3 - Vorrichtung zum Einfüllen von Flüssigkeiten in Behälter - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Einfüllen von Flüssigkeiten in Behälter mit zu Entlüftungszwecken freigehaltener Behälteröffnung, umfassend ein durch die Behälteröffnung einführbares Füllrohr, dessen Unterende in den Behälter ragt, und eine nebengeordnete, rohrförmige Luftzuführung für Niederdruck, deren Mündung gegenüber dem Füllrohrende höhenversetzt ist und in eine vom erwünschten Flüssigkeits-Endniveau bei vollem Behälter bestimmte Höhenlage hinabreicht, wobei das Füllrohr oberendig an eine Kammer mit darin beweglichem Ventilkörper angeschlossen ist, welcher mit einem auf Benetzung der Mündung der Luftzuführung durch den ansteigenden Flüssigkeitsspiegel ansprechenden Stellwerk verbunden ist.

Bei der bekannten Vorrichtung (US-PS 27 45 585) taucht der Auslaß des Füllrohres zunächst in die Flüssigkeit ein, bevor das Stellwerk zur Umsteuerung des Ventilkörpers über das höher liegende Ende der Luftzuführung wirksam werden kann. Dadurch wird die Flüssigkeit zum Aufwallen gebracht, und der Flüssigkeitsspiegel weicht von der dem eigentlichen Füllgrad entsprechenden Höhenlage ab. Wegen der starren Position der Mündung der Luftzuführung im Behälter kommt es, wenn der Flüssigkeitsspiegel diese Höhenlage im Schaltzeitpunkt erreicht, auch zum Einblasen von Luft in die Flüssigkeit, was zu einer Schaumbildung im

iü Inneren des Behälters führt.

Durch die freigehaltene Behälteröffnung fließen mengenmäßig nicht erfaßbare Flüssigkeitsanteile beim Überschäumen aus dem Behälter aus.

Bei einer anderen Vorrichtung (US-PS 26 79 347), wo

Η eine selbsttätige Ventilsteuerung zur Beendigung des Füllvorgangs eines Behälters fehlt, besteht das Füllrohr aus zwei, entgegen einer Federbelastung durch abdichtendes Andrücken des zu füllenden Behälters ineinander schiebbaren Teilstücken. Statt einer Luftzuführung besitzt die Vorrichtung ein koaxial durch die beiden Teilstücke des Füllrohrs verlaufendes Entlüftungsrohr, an welchem Ventilteller befestigt sind, die mit dem oberen und unteren Ende des Füllrohrs zusammenwirken. Die Wirkungsweise dieser Ventilteller wird durch Andrücken oder Entfernen des zu füllenden Behälters von dem ineinanderschieblichen, zweiteiligen Füllstutzen gesteuert. In der Endphase des Füllvorgangs steigt die Flüssigkeit und die dabei erzeugte Schaumbildung im Füllstutzen und im Entlüftungsrohr hoch, von wo aus sie in das Reservoir zurückgelangt. Es ist keine Steuerung vorgesehen, um das Füllrohr und das Enilüftungsrohr vor rückströmender Flüssigkeit zu schützen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei welcher der Füllvorgang rasch durchführbar ist und nach Überführung gewünschter Flüssigkeitsmengen sich genau beenden läßt.

Dies wird erfindiingsgemäß dadurch erreicht, daß das

4ü Ende des Füllrohres im freien Öffnungsbereich des Behälters oberhalb des Flüssigkeits-Endniveaus angeordnet liegt, die Luftzuführung im Bereich der Mündung eine sie im Radialabstand umgebende Absperrhülse haltert und mit dieser durch einen pneumatischen Sleuertrieb längsverschieblich im Füllrohr geführt ist, wobei der ringförmige Raum zwischen Luftführung und Absperrhülse zur Flüssigkeit im Füllrohr hin offen ist, die Absperrhülse Auslaßöffnungen für die Flüssigkeit aufweist, die oberhalb der Mündung der Luftzuführung liegen, und der Längshub des Steuertriebs bezüglich des Endes des Füllrohres derart bemessen ist, daß die Auslaßöffnungen der Absperrhülse aus einer verdeckten Schließlage bei ins Füllrohr eingefahrener Luftzuführung in eine sie freilegende Offenlage über dem Flüssigkeits-Endniveau bei ausgefahrener Luftzuführung umsteuerbar sind.

Die Absperrhülse bestimmte die Position des Füllrohrendes. Der Radialraum zwischen der Außenwand des Luftrohres, wo die Hülse befesiigt ist, und der

bo Innenwand der Hülse bildet eine Verlängerung des Füllrohrendes. Mit der Längsverschieblichkeit der Luftzuführung durch Wirksamwerden des an sie angeschlossenen Steuertriibs, wird zugleich, wegen der Verlängerung durch die Hülse, das Füllrohrende

h^r> milbewegt. Dennoch ist zur Steuerung beider Rohre, nämlich des Füllrohrendes einerseits und der Mündung der Luftzuführung andererseits, nur ein einziger Bauteil, nämlich das Rohr der Luftzuführung, allein zu bewegen.

Daraus ergibt sich nicht nur eine bauliche Vereinfachung, sondern auch die aufgabenmäUig angestrebte prä/ise Arbeitsweise der Füllmengensteuerung. Bei wirksam gesetztem Steuertrieb ist sowohl die Luftzuführung als auch die Absperrhülse gegenüber dem Flüssigkeitsspiegel weiter zurückgesetzt, als es während des f lüssigkeitsfüllensbei unwirksamem Steuertrieb der Fall war. Vor, während und erst recht nach dem Flüssigkeitsfüllen ist der Auslaß des Füllrohrs nicht in die Flüssigkeit eingetaucht. Die vorauseilende Mündung der Luftzuführung spricht auf den ansteigenden flüssigkeitsspiegel an und wird dann sogleich zurückbewegt, weshalb vom Beginn des Schallvorgangs an kein weiteres F.inblasen der Luft in die Flüssigkeit zu befürchten ist und daher eine Blasen- oder Schaumbildung in der Flüssigkeit vermieden wird. Mit der Wegbewegung der Luftzuführung vom Flüssigkeitsspiegel gelangen auch die Auslaßöffnungen der Absperrhülse in eine Schließlage bezüglich dem sie umgebenden Füllrohr, was eine Ventilwirkung gegenüber der im Schaltzeitpunkt noch im Füllrohr befindlichen Flüssigkeit ausübt. Die im Füllrohr noch befindliche Flüssigkeitsmenge kann nicht mehr in den Behälter nachströmen. Damit läßt sich die Flüssigkeit mengenmäßig exakt abfüllen.

Beachtenswert ist, daß die Auslaßöffnungen der Absperrhülse radial nach außen weisen, während die Mündung der Luftzuführung axial verläuft. Hierdurch strömt die Flüssigkeit beim Füllen seitlich gegen die Behälterwand und läßt den Bereich des Flüssigkeitsspiegels unterhalb der Mündung der Luftzuführung ungestört. Es ist daher problemlos, die Mündung der Luftzuführung tiefer als die Auslaßöffnungen für die Flüssigkeit in die \ lülse anzuordnen, im Gegenteil, durch die axial tiefer liegende Mündung der Luftzuführung wird eine vorauseilende Ansprechbarkeit auf einen ungestört ansteigenden Flüssigkeitsspiegel ermöglicht, durch den der pneumatische Steuertrieb zur Axialbewegung des Luftzuführungsrohrs ausgelöst werden kann.

Es empfiehlt sich, den pneumatischen Steuertrieb für die Axialbeweglichkeit des Luftzuführungsrohres zugleich als Stellmittel zur Umsteuerung des Ventilkörpers in der Flüssigkeitszuleitung zu verwenden. Dies erfolgt einfach dadurch, daß der Ventilkörper selbst die Luftzuführung trägt. Durch die pneumatische Bewegung des Ventilkörpers erfolgt zugleich die gewünschte axiale Bewegung der Luftzuführung und der daran angeschlossenen Bauteile, nämlich der Hülse, die das Ende des Füllrohres zu bestimmen hat. Das Schließen des Ventils läuft damit gleichzeitig mit dem Zurückziehen des Luftrohres einerseits und der Flüssigkeit-Leitung im Bereich der Absperrhülse andererseits ab. Durch Ausbildung von Steuerflächen und verengten Kammerteilstücken im Bereich des Ventilkörpers lassen sich bei dieser Bewegung zugleich Saugwirkungen auf τ> die im Füllrohr noch verbleibende Flüssigkeitssäule ausüben. Damit ist gewährleistet, daß von Beginn der Schaltbewegung des Ventilkörpers an, keine Flüssigkeit mehr in den Behälter nachströmen kann und Fehler hinsichtlich der gewünschten Abfüllmenge erzeugt, w) Dadurch bleibt auch das Füllrohr bereits für den nächsten Füllvorgang am kommenden Behälter mit Flüssigkeit gefüllt, was für den schnellen Vollzug des Abfüllvorgangs dienlich ist.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem i_Y; Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 die Vorderansicht auf eine Anlage von zwei Einzelvorrichtungen, die in zueinander verschiedenen Aibcitsstellungen sich befinden und von denen einzelne Teile im Schnitt dargestellt sind,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Einzelvorrichtung mit im Schnitt dargestellten Steuermitteln,

F i g. 3 eine Längsschnittansicht durch den im unteren Teil der Einfüllvorrichtung angeordneten Füllkopf, der in füllwirksamer Arbeitsstellung gezeigt ist,

F i g. 4 in einer zu F i g. 3 entsprechenden Darstellung den Füllkopf in abgesperrter Ruhestellung,

Fig. 5 die schematische Darstellung der gesamten pneumatischen Steuereinrichtung und

Fig.6 die Schnittansicht längs der Schnittlinien 7-7 eines Bauteils in der Steuereinrichtung von F i g. 5.

Auf einem Drehtisch sind, mitdrehbar mit diesem, Füllköpfe 16 angeordnet, wie Fig. 1 zeigt. Oberhalb jeden Füllkopfs 16 ist eine pneumatische Steuereinrichtung 52 in einem Gehäuse 54 angeordnet, welches auf einer ringförmigen Platte 56 sitzt. Die Platte 56 wird über Stangen 58 mit einem darunter befindlichen Drehtisch 50 verbunden. Die Steuereinrichtungen 52 umfassen einen Steuertrieb 60, der aus einem Zylinder und einem Kolben 62 besteht. Der Kolben 62 wirkt mit dem Füllkopf 16 zusammen und regelt, als Stellwerk dienend, das Einfüllen von Flüssigkeiten in einen Behälter od. dgl.

Ausweislich der Detailansicht in F i g. 3 und 4, umfaßt der Füllkopf 16 einen zylindrischen Block 80, der ein verengtes Kammerteilstück 82 bildet, und einen Einlaßstutzen 84 für die Flüssigkeit. Ein Nippel 86 verbindet den Einlaßstutzen mit einer Flüssigkeitszuleitung 88, die durch eine U-förmige Dichtung 89 abgedichtet ist. Jeder Block 80 wird durch einen eigenen Haltearm 90 am Drehtisch 50 gehalten. Das untere Ende des Blockes 80 ist mit einer Trägerkappe 92 verschraubt. Am unteren Ende der Trägerkappe 92 ist eine Bohrung vorgesehen, in welche ein Füllrohr 18 eingepaßt ist. Die Trägerkappe 92 ist durch einen Dichtungsring 94 gegenüber dem Block 80 abgedichtet und bildet eine Kammer 96, die mit dem verengten Kammerteilstück 82 in Verbindung steht. Das Oberende des Blockes 80 ist nach Zwischenschaltung einer Ringdichtung 100 mit einer eingeschraubten Stopfbuchse 98 versehen. Diese Stopfbüchse 98 bildet ein Gleitlager für einen Stößel 102 eines vertikal verschieblichen Ventilkörpers 104. Der Ventilkörper 104 besitzt Steuerflächen 106, die aus einem verbreiterten Teil gebildet sind, worin in einer Umfangsnut ein elastischer Ring 108 angeordnet ist. Dieser mit Steuerflächen 106 versehene Teil des Ventilkörpers 104 läßt sich in der Kammer 96 frei auf- und abschieben. In Fig.3 ist die Offenstellung mit abwärts geschobenem Ventilkörper 104 gezeigt. Im aufwärts geschobenen Zustand preßt sich der Ring 108 der Steuerfläche 106 gegen die Seitenwände des verengten Kammerteilstücks 82 und unterbindet, wie Fig.4 verdeutlicht, den Zufluß der Flüssigkeit. Neben diesen Steuerflächen 106 ist der Ventilkörper mit einer Schulter 110 versehen, welche in Sperrstellung des Ventils gegen eine vorspringende Kante des Blocks sich anlegt. Zwischen der Oberfläche des Blocks 80 einerseits und einem mit dem Stößel 102 fest verbundenen Flansch 114 andererseits ist eine starke Schraubenfeder 112 eingespannt, die den Ventilkörper 104 in der oberen Sperrstellung hält. Gemäß F i g. 3 und 4 wird der Flansch 114 durch einen Sprengring 116 am Stößel 102 gehalten.

Das Unterende des Ventilkörpers 104 ist verjüngt ausgebildet und mit dem Rohr einer Luftzuführung 118 ausgerüstet, welche darin durch ein Paßstück 120

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abgedichtet gehalten wird. Das Rohrinncrc der Luftzuführung 118 ist zu einem Längskanal 122 des Ventilkörpers 104 hin offen. Das Obcrendc des Längskanals 122 stellt in Verbindung mit einer flexiblen Niederdruck-Luftleitung 124 durch einen in einer Seitenöffnung angeordneten Nippel 126. Ausweislich der Fig. 2 ist die Niederdruck-Luftleitung 124 an einen T-Slutzen 125 angeschlossen, der einerseits mit der pneumatischen Steuereinrichtung 52 und andererseits mit einer Zuführungsleitung 127 für Niederdruckluft in Verbindung steht. Die Luftzuführung 118 besitzt einen kleinen Durchmesser und ist ins Innere des mit einem großen Durchmesser versehenen Füllrohres 18 eingeführt. Zwischen dem Füllrohr 18 und der Luftzuführung 118 entsteht somit ein ringförmiger Zwischenraum. Im Anschluß an die für den Austritt der Niederdrucklufl dienenden Mündung 129 trägt die Luftzuführung 118 eine Absperrhülse 128. Diese Absperrhülse 128 wirkt als ein Ventil für die im Füllrohr 18 befindliche Flüssigkeit, denn die Hülsenwand ist mit quergerichteten Auslaßöffnungen 130 versehen und die Absperrhülse 128 durchmessermäßig so ausgebildet, daß sie in das untere Teilstück des Füllrohres 18 teleskopartig eingeschoben werden kann.

Im Betriebszustand, wenn der Ventilkörper 104 nach abwärts geschoben ist, ragt die Absperrhülse 128 aus dem unteren Teilstück des Füllrohres heraus und gibt ihre Auslaßöffnungen 130 frei, so daß die Flüssigkeit in einen Behälter 14 strömen kann, was in Fig. 3 verdeutlicht ist. Befindet sich jedoch, wie Fig.4 zeigt, der Ventilkörper 104 in seiner nach oben geschobenen Position, so ist die Absperrhülse 128 in das Füllrohr 18 eingeschoben. Dadurch sind die Auslaßöffnungen 130 abgeschlossen und der Flüssigkeilsstrom in den Behälter 14 unterbunden. Es besteht keinerlei Verbindung zwischen dem Füllrohr 18 und der Mündung 129 der Luftzuführung 118. Bei eingezogener Absperrhülse 128 wird die unterhalb des Ventilkörpers 104 befindliche Flüssigkeit im Füllrohr 18 zurückgehalten, bis der nächste Füllvorgang anläuft. Beim Unterbinden des Flüssigkeitsstroms, wenn der Ventilkörper 104 mit seiner Steuerfläche 106 in den Kammerteil 82 zurückbewegt wird, wird in dem Ringraum zwischen dem Füllrohr 18 und der Luftzuführung 118 ein Unterdruck bewirkt, der ein Festhalten der Flüssigkeit begünstigt.

Die in Fig.4 gezeigte Zuführungsleitung 88 kommt von einem zentralen Flüssigkeitsverteiler her, der die einzelnen Füllköpfe mit Flüssigkeit versorgt. Im Betriebsfall kann die Flüssigkeit aus einem Vorratstank durch ihr eigenes Gewicht zum Flüssigkeitsverteiler strömen. Man kann aber auch den Vorratstank unter Druck setzen, womit eine raschere Zuführung der Flüssigkeit zu den Füllköpfen und dort in die Behälter erreicht wird.

Im Betriebsfall wird der Vorrichtung fortlaufend eine Schar von Behältern von einem Zubringer zugeführt und in die aus Fig.3 ersichtliche Füllstellung gebracht, wo das Füllrohr 18 durch die öffnung des Behälters hineinragt. Vor Erreichen der Füllstellung wird die Flasche in einer Führung 150 vertikal nach aufwärts bewegt. Die Führung ist mit einer trichterförmigen öffnung 152 versehen, in welche sich der Flaschenhals einschiebt und dabei, wie Fig.2 verdeutlicht, in Ausrichtung mit dem Füllrohr 18 steht. Die Führung 150 ist über einen Sprengring 156 abnehmbar an einer Platte 154 gehalten, weshalb sie in Anpassung an verschiedene Behälterformen leicht ausgetauscht werden kann. Die Platte 154 sitzt auf den Enden von Glcitstäbcn 158, die in Fiilirungsbuchscn 160 eingeschoben werden können. Zweckmäßigerweise befestigt man die Führungsbuchsen 160 mittels Klemmbacken 81 und Schrauben 91 am Block 80, wodurch der zugeordnete Haltearm 90 auch diese Elemente trägt. Beim vorerwähnten Aufwärlsbcwcgen der Flaschen gleiten die Glcitstäbc 158 in den Führungsbuchsen 160 nach oben. Beim abschließenden Senken der Platte 154 gleiten die Gleitstäbe 158 in Folge

ίο der Schwerkraft nach abwärts. Die oberen Enden der Glcitstäbe sind mit einem Bund 162 versehen, der bei dem Abwärtsgleiten gegen die obere Stirnfläche der zugehörigen Führungsbuchsc 160 sich anlegt und damit die Abwärtsbewegung begrenzt.

Die Steuereinrichtung 52 ist unwirksam gesetzt, wenn in Folge eines fehlenden Behälters eine Platte 154 nicht hochgehoben ist. In diesem Falle unterbleibt eine Öffnungsbewegung des Ventilkörpers 104. Für diesen Zweck ist die pneumatische Steuereinrichtung an eine Preßluftleitung angeschlossen. Ausweislich der Fig. 5 ist an diese Leitung ein Block 166 angeschlossen, der einen Sicherhei.'saustritt 164 aufweist und an einer ringförmigen Platte 56 befestigt ist. 1st im Betriebszustand der Vorrichtung eine Flasche in ihre Füllstellung hochgehoben worden, so ist dieser Sicherheitsaustritt 164 geschlossen. Damit ist die sonst nicht wirksam werdende pneumatische Steuervorrichtung 52 in Tätigkeit gesetzt.

Wie gezeigt, trägt einer der Gleitstäbe 158 am oberen Ende einen unter Federdruck stehenden Stift 168, der über das obere Ende des Gleitstabes hinwegragt und mit einer nachgiebigen Dichtung 170 ausgestaltet ist. Diese Dichtung 170 arbeitet mit dem Sicherheitsaustritt 164 zusammen, sobald die Flasche hochgehoben und diese in die Füllstellung gebracht worden ist. Dies unterbindet den Luftaustritt, wodurch die Steuervorrichtung wirksam ist. Ist jedoch kein Behälter vorhanden, wird die Führung auch nicht hochgehoben, der Sicherheitsaustritt 164 bleibt dann offen und verhindert den Beginn eines Füllvorganges. Ist der Sicherheitsaustritt 164 im Betrieb geschlossen, läßt die Steuereinrichtung 52 Preßluft in den Druckzylinder einströmen und drückt dessen Kolben 62 nach außen und an das obere Ende des Stößels 102, wodurch der Ventilkörper 104 abgesenkt und der Füllvorgang eingeleitet wird.

In den Fig. 2 und 5 besteht die pneumatische Steuervorrichtung 52 im allgemeinen aus einem Steuerventil 172, welches kurzzeitig betätigt die Steuervorrichtungen in Betrieb setzt, sobald ein Behälter 14 in der Füllstellung angelangt ist. Eine Kolbenschiebersteuerung 174 wird durch das Ansprechen des Steuerventils 172 verschoben und gestattet das Einströmen von Preßluft in den Druckzylinder des Steuertriebs 60, wodurch sich der Ventilkörper 104 öffnet und der Füllvorgang beginnt. Mit der Kolbenschiebersteuerung 174 steht eine Preßluftleitung 176 in Verbindung. Ein Membranventil 178 wird durch den Druckstau in der Niederdruckluftleitung 124 betätigt, sobald die Flüssigkeit in dem Behälter 14 so hoch

w) gestiegen ist, daß die Ablaßöffnung 129 der Niederdruckluftleitung verschlossen wird. Hierbei wird eine Verschiebung der Kolbenschiebersteuerung 174 bewirkt und das Einströmen von Flüssigkeit in den Behälter unterbunden.

es Die in Fig.5 im Schnitt gezeigte Kolbenschiebersteuerung 174 kann aus einem der handelsüblichen Vierwegeventile bestehen, welches im vorliegenden Fall als Dreiwegeventil benutzt wird, indem einer der

Auslässe 180 durch einen Stopfen verschlossen wird. Ein Schieberventil 182 mit einem seitlich beweglichen Schieber in einer Druckkammer 184 ist in der Lage, in der Rechtsstellung des Schiebers die Kanäle 186, 188 und in der Linksstcllung die Kanäle 190, 186 ^r> miteinander zu verbinden. Das Schieberventil 182 hat einen nach unten ragenden Stift 192, welcher in einen Kolben 194 hineinragt und sich mit diesem in einer Zylinderkammer 196 bewegt. Dabei wird der Stift 192 durch eine Feder nach oben gedrückt, so daß auch das Schieberventil 182 luftdicht gegen die obere Fläche der Druckkammer 184 gepreßt wird.

Wie aus F i g. 6 zu ersehen ist, wird Preßluft mit einem Druck in der Größenordnung von 2,8 bis 3,5 atü in die Druckkammer 184 aus der Preßluftleitung 176 durch einen Einlaß 198 und einen Kanal 200 geleitet. Aus F i g. 2 ersieht man, daß der Einlaß 198 durch die Leitung 176 mit einem Dreiwegeverteiler 204 verbunden ist, der einen Gewindestutzen aufweist, welcher durch eine Wand 205 des Gehäuses 54 hindurchgeführt und mittels einer Mutter 206 an derselben befestigt ist. Das Schieberventil 182 öffnet, sobald es nach rechts bewegt ist, den Kanal 190 zur Druckkammer 194 (Fig. 5). Der Kanal 190 steht durch einen Kanal 224 mit einem L-Stutzen 226 in Verbindung, welcher wiederum über 2^r> eine flexible Leitung 228 an das obere Ende des Druckzylinders im Steuertrieb 60 angeschlossen ist.

In dieser Stellung gelangt die Preßluft in die Kammer 184, strömt durch den Kanal 190 und betätigt den Kolben 62, wodurch der Ventilkörper 104 abgesenkt wird. Zu diesem Zeitpunkt steht der geschlossene Auslaß 180 über Kanal 188 und das Schieberventil 182 mit dem Kanal 186 in Verbindung, welcher zu einer öffnung 230 führt (Fig.6). Der Kolben 62 wird durch eine Feder nach oben gedrückt, wobei bei einer « Linksbewegung des Schieberventils 182 die Kanäle 190, 186 in Verbindung stehen. Die Luft im Zylinder des Steuertriebs 60 kann daher durch den Kanal 190 zur öffnung 230 entweichen, und der Kolben 62 kann unter dem Federdruck in seine Ruhestellung zurückkehren. Gleichzeitig mit diesem Vorgang bewirkt die Schraubenfeder 112 am Stößel 102 ein Schließen des Ventilkörpers 104 für die Flüssigkeit, und der Füllvorgang wird unterbrochen. Der Kanal 190 steht zu diesem Zeitpunkt nicht unter Druck, der in der Kammer 184 herrscht. Daß der Kanal 188, der zu dem geschlossenen Auslaß 180 führt, unter dem Druck der Druckkammer 184 steht, löst natürlich keinerlei Funktion aus.

Die Zylinderkammer 1%, in welcher sich der Kolben 194 bewegt, steht ständig durch das Spiel zwischen der Bohrung und des in diese hineinragenden Stiftes 192 und durch eine Bohrung 232 in der Mitte des Kolbens 194 unter dem in der Kammer 184 herrschenden Preßluftdruck. Hierdurch herrscht auf beiden Enden dieses Kolbens 194 der gleiche Druck. Um den Kolben 194 innerhalb der Kammer zu verschieben, muß der Druck auf der einen oder anderen Seite des Kolbens 194 reduziert werden, was dadurch erreicht wird, daß man Luft von der Seite, nach welcher sich der Kolben bewegen soll, abströmen läßt. Die Enden der Kammer 1% sind so an das Preßluftsystem angeschlossen, daß es möglich ist, die Luft aus der rechten Seite der Kammer entweichen zu lassen, um den Füllvorgang in die Wege zu leiten, und daß beim Entweichenlassen aus der linken Kammerseite der Füllvorgang auch unterbrochen wird. Wie gezeigt, hat die rechte Seite der Kammer 196 einen Nippel 234, der über eine gekrümmte Leitung 236 mit einem normalerweise geschlossenen Auslaßventil 238 verbunden ist, welches am oberen Flansch eines U-Trägers 240 befestigt ist, der an der Wand 205 des Gehäuses 54 angeordnet ist. Das Auslaßventil 238 hat einen Ventilstößel 242, der durch einen Kolben 244 nach oben gedrückt wird. Der Kolben 244 gleitet in einem Zylinder 246, der am unteren Flansch des U-Trägers 240 befestigt ist. Der Kolben 244 wird durch eine Feder normalerweise nach unten gepreßt, und das untere Ende des Zylinders 246 kann einen Preßluftimpuls erhalten, durch welchen es ermöglicht wird, daß. auch aus der rechten Seite der Kammer 1% die Preßluft entweichen kann. Der Preßluftimpuls zum Heben des Kolbens 244 erreicht den Zylinder 246 über eine Leitung 248, welche vom Dreiwegeverteiler 204 zum Steuerventil 172 führt. Das Steuerventil 172 befindet sich an der Wand 249 des Gehäuses 54 und hat einen Betätigungsarm mit einer Rolle 250, die auf einem verhältnismäßig stationären Nockenstück 252 beim Umlauf des Füllkopfes und der Steuervorrichtung auf einer kreisförmigen Bahn abläuft. Normalerweise ist die Luft beim Steuerventil 172 blockiert. Wird jedoch das Steuerventil 172 kurzzeitig durch das Nockenstück 252 aufgedrückt, kann die Luft in dieser Zeitspanne durch eine Leitung 253 zum Block 166 und durch den Sicherheitsaustritt 164 strömen. 1st dieser Sicherheitsaustritt 164 auf Grund eines hochgehobenen Behälters durch die Dichtung 170, wie beschrieben, verschlossen, kann die Luft aus dem Block 166 durch die Leitung 254 zu einem Verbindungsstück 256 strömen, welches gleichfalls an der Wand 249 des Gehäuses befestigt ist. Sie strömt dann durch eine Leitung 258 zum unteren Ende des Zylinders 246. Somit gelangt im Betrieb, sobald eine Flasche sich in der Füllstellung befindet und die Luftaustrittsöffnung geschlossen ist, infolge einer kurzzeitigen öffnung des Steuerventils 172 ein Preßluftimpuls in den Zylinder 246 und bewirkt, daß die Luft von der rechten Seite der Kammer 1% entweicht. Hierdurch bewegt sich der Kolben 194 und das Schieberventil 182 nach rechts. Dies öffnet den Kanal 190 für die Preßluft, wodurch bewirkt wird, daß das Ventil für die Flüssigkeit geöffnet und der Füllvorgang, wie beschrieben, eingeleitet wird. Befindet sich dort jedoch kein Behälter, so bleibt der Sicherheitsaustritt 164 offen. Wenn dann das Steuerventil 172 aufgedrückt wird, so strömt keine Luft zum Zylinder 246, und das Schieberventil 182 wird nicht verschoben.

Wie im Detail in der F i g. 5 gezeigt wird, endet die Bohrung 260, welche zu der Luftauslaßöffnung 164 führt, in einem Teil 262 mit etwas reduziertem Durchmesser, und ein verhältnismäßig dünnes Rohr 264 ragt in diesen Teil 262 hinein und endet kurz vor der Luftauslaßöffnung. Dieses dünne Rohr 264 stellt die Zuleitung für die Preßluft zur Leitung 254 und zum unteren Ende des Zylinders 246 dar, wenn die Luftauslaßöffnung geschlossen ist. Im Betriebszustand bei offener Luftauslaßöffnung strömt die Preßluft am Ende des dünnen Rohres 264 vorbei. Durch den entstehenden Sog wird Luft aus dem dünnen Rohr und aus der Verbindungsleitung zum unteren Ende des Zylinders 246 abgesaugt. Diese Begleiterscheinung verhindert, daß sich in dem Block 166 irgendein Überdruck aufbaut, welcher zu einem unbeabsichtigten öffnen des Auslaßventils 238 führen könnte, und bietet eine Gewähr dafür, daß das Auslaßventil 238 immer nur dann betätigt wird, wenn der Sicherheitsaustritt 164 verschlossen ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist das verhältnismäßig stationäre Nockenstück 252 so angeordnet, daß es radial in die Umlaufbahn der Rolle 250 hinein und aus derselben wieder heraus

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verläuft, und zwar in zeitlicher Beziehung zum Vorbeigleiten der aufeinanderfolgenden pneumatischen Steuereinrichtung 52 während deren Umlauf auf einer Kreisbahn. Bleibt jetzt die Maschine in einer Stellung stehen, in welcher die Rolle 250 gerade durch das Nockenstück 252 in einer Stellung festgehalten wird, in welcher die Einleitung eines Füllvorganges bewirkt würde, so würde das Nockenstück 252 zurückgezogen werden und dadurch das Ansprechen der pneumatischen Steuereinrichtung 52 bewirken, wie, wenn der vorherbestimmte Flüssigkeitsstand erreicht ware, d. h., der Füllvorgang würde unterbrochen werden. Ein gleichzeitiges Entweichen der Luft von beiden Seiten der Kammer 1% würde keinerlei Bewegung des Kolbens 194 zur Folge haben. Somit dient die Anordnung der zurückziehbaren Nockenstücke 252 dazu, ein gleichzeitiges Entweichen der Luft aus beiden Seiten der Kammer 1% zu verhindern.

Aus der bisherigen Beschreibung laßt sich ersehen, daß während des gleichmäßigen Umlaufes der Füllköpfe und deren Steuervorrichtungen auf einer Kreisbahn die Ventile 172 nacheinander betätigt werden, um je einen Füllvorgang einzuleiten. Dabei strömt während des Füllvorganges Luft mit niedrigem Druck in der Größenordnung von 50 mm Wassersäule andauernd durch die Ablaßöffnung der Mündung 129 in den Behälter ein, um anschließend durch den offenen Ringspalt in der Behälteröffnung rund um das Rohr 18 in die Außenluft abzuströmen. Selbstverständlich wird die durch das Einströmen der Flüssigkeit aus dem Behälter verdrängte Luft gleichfalls durch den Ringspalt austreten. Sobald die Flüssigkeit im Behälter bis zum Ende der Luftzuführung 118 angestiegen ist und den Luftaustritt aus diesem unterbindet, wie dies in der Fig. 3 gezeigt wird, erfolgt ein automatisches Entweichen der Luft aus der linken Seite der Kammer 196, wodurch der Kanal 190 gegen die Preßluft in der Kammer 184 abgeschlossen und gegen den Auslaßkanal 186 geöffnet wird, so daß der Druck aus dem Zylinder des Steuertriebs 60 entweicht und der Kolben 62 infolge des Federdruckes in seine Ruhestellung zurückkehrt.

Infolge dieses Umstandes kann der Ventilkörper 104 unter der Wirkung des Federdruckes in seine geschlossene Stellung zurückkehren und den Füllvorgang unterbrechen.

Wie in den Fig. 2 und 5 dargestellt, ist das linke Entlüftungsventil 280 auf dem unteren Flansch eines U-Trägers 282 befestigt und durch eine Leitung 284 und einen Nippel 286 mit dem linken Ende der Kammer 196 verbunden. Der U-Träger 282 ist an die Wand 249 des Gehäuses 54 angeschraubt. Der obere Flansch des Trägers trägt einen Luftzylinder 288, in welchem ein Kolben 290 gleitet, der mit einem Stößel 292 des Entlüftungsventils 280 zusammenarbeitet. Der Kolben 290 wird durch eine Feder nach oben gedrückt. Er bewegt sich bei einem plötzlichen Preßluftimpuls aus einer Leitung 294 auf das obere Ende des Zylinders 288 nach unten und öffnet das Entlüftungsventil 280. Das andere Ende der Leitung 294 steht mit einer Absaugvorrichtung 296 in Verbindung. Diese hat eine Auslaßöffnung 297, welche in die Außenluft führt. Die Absaugvorrichtung 296 arbeitet mit einer Membrane 298 zusammen, welche einen Teil des Membranventils 178 darstellt.

Die Membrane 298 ist zwischen einer Außenplatte 300 und einer Innenplatte 302 eingeklemmt, welche an der Gehäusewand 205 befestigt ist, wobei ein vorspringender Teil der Innenplatte 302 durch eine Öffnung in dieser Wand hindurchragt. Die Innenplatte 302 hat Luftaustrittsöffiiungen 303.

Die Absaugvorrichtung 296 hat einen länglichen hohlen Stößel 304, der in einen Nippel 306 hineinragt, welcher justierbar in den Mittelteil der Innenplatte 302 eingeschraubt ist. Der Nippel kann mittels einer Kontermutter 308 in der einjustierten Stellung fixiert werden. Der hohle Stößel hat innerhalb des Nippels 306 einen verringerten Durchmesser, so daß sich ein

ίο ringförmiger Zwischenraum bildet, in welchen Preßluft durch eine Leitung 309 einströmen kann. Die Leitung 309 steht mit dem Dreiwegeverteiler 204 in Verbindung. Das Auslaßende des Nippels 306 hat einen verringerten Durchmesser und ist mit einem Druckluftaustritt 310 ausgestattet, welcher die Auslaßöffnung 297 bildet. Der Austritt 310 ragt etwas über den Nippel 306 hinaus und kann so mit der Membrane 298 zusammenarbeiten. Das innere Ende des hohlen Stößels 304 ist außerdem mit einem Mittelrohr 312 ausgerüstet, welches einen relativ

>o kleinen Durchmesser aufweist und teilweise in den Austritt 310 hineinragt.

Normalerweise hat im Betrieb die Membrane 298 von der Auslaßöffnung 297 einen gewissen Abstand, so daß die Preßluft durch den ringförmigen Zwischenraum rund um das Mittelrohr 312 zur Auslaßöffnung 297 strömen und dort entweichen kann. Die Preßluft erreicht nach dem Entweichen aus der Auslaßöffnung

297 durch die Luftaustrittsöffnungen 303 die Außenluft. Auch hier tritt durch das Vorbeiströmen der Preßluft an

jo dem Mittelrohr 312 ein Unterdruck auf, welcher bewirkt, daß Luft aus dem Rohr und den Verbindungsleitungen zum oberen Ende des Zylinders 288 abgesaugt wird und ein Unterdruck in den Verbindungsleitungen entsteht. Hierdurch wird jeglicher Druckanstieg in der Absaugvorrichtung, der eine unbeabsichtigte Betätigung des Entlüftungsventils 280 bewirken würde, von vornherein unterbunden und sichergestellt, daß dieses Entlüftungsventil erst dann betätigt wird, wenn die Auslaßöffnung 297 infolge einer Bewegung der

■iü Membrane 298 geschlossen ist. Sobald ein dichter Verschluß dieser Auslaßöffnung 297 durch die Membrane hervorgerufen ist, strömt die Preßluft in das Mittelrohr 312 und zum Zylinder 288 und bewirkt ein Öffnen des Entlüftungsventils 280 und eine Verschiebung des Schieberventils 182 nach links, wodurch, wie bereits beschrieben, das Einströmen der Flüssigkeit in dem Behälter unterbunden wird. In der Praxis sind alle Steuereinheiten voreingestellt, so daß zwischen der Auslaßöffnung 297 und der Membrane 298 ein gleich großer Zwischenraum vorhanden ist, welcher eine einheitliche Arbeitsweise gewährleistet. Es wird dabei offensichtlich, daß die flexible Membrane 298 nach links ausweicht und dabei die Auslaßöffnung 297 abschließt, wenn ein Druckstau hinter der Membrane entsteht, sobald die Mündung 129 durch die steigende Flüssigkeit beim Erreichen des Endes der Luftzuführung 118 abgeschlossen wird.
Man sieht, daß die rückwärtige Fläche der Membrane

298 mit einer Metallscheibe 299 ausgestattet ist, welche eine Anzahl von erhabenen Stellen aufweist, die sich gegen die Innenfläche der Außenplatte 300 legen, so daß genügend Zwischenraum gesichert ist, damit die Luft ungehindert in die Kammer auf der Rückseite der Membrane eindringen kann.

Die Niederdruck-Luftleitung 124, welche mit einem T-Stutzen 125 verbunden ist, wird durch die Außenplatte 300 des Membranventils 178 gehalten und steht mit der rückwärtigen Fläche der Membrane (Fig.5) in

Verbindung. Die Zuführungsleitung 127 ist gleichfalls mit dem T-Stut/en 125 verbunden und radial verlängert an einen zentral angeordneten Niederdruck-Verteiler angeschlossen.

Beim Erreichen der Mündung 129 durch das > Flüssigkeitsniveau innerhalb der Flasche bewirkt der Druckstaii in der Niederdruck-Luftleitung im wesentlichen eine sofortige und rasche Reaktion der Steuervorrichtungen, welche dann sofort das Ventil durch Anheben des Ventilkörpers 104 schließen, wodurch auch die Absperrhülse 128 das Flüssigkeitsventil verschließt. Trotzdem dringt in der kurzen Zeitspanne zwischen dem Abschließen der Mündung 129 und dem Ansprechen der Steuereinrichtungen 52, wodurch das Schließen des Ventils 104 bewirkt wird, immer noch r, etwas Flüssigkeit in den Behalter. Da der Abstand der Auslaßöffnung 297 von der Membrane 298 so justiert ist, daß ein einheitliches Ansprechen der aufeinanderfolgenden Steuervorrichtungen gewährleistet ist, hat sich in der Praxis herausgestellt, daß die Flüssigkeitsmenge, >o welche während der erwähnten Zeitspanne noch in den Behälter dringt, bemerkenswert konstant ist. Auf Grund dieser Festellung kann die jeweilige Füllhöhe der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der noch eindringenden Flüssigkeitsmenge eingestellt werden. Die schließlieh im Behälter befindliche Gesamtmenge an Flüssigkeit, welche aus jener Menge besteht, die beim Erreichen der Luftzuführung 118 durch den Flüssigkeitsspiegel im Behälter war, zusätzlich der noch während der kurzen Zeitspanne zwischen dem Abschließen der jo Auslaßöffnung und dem Ansprechen der Steuervorrichtungen eindringenden Flüssigkeitsmenge, hat somit das gewünschte Gesamtvolumen. Man erkennt, daß der Verschluß des Füllrohres 18 durch die Absperrhülse 128 auf der Luftzuführung 118, der mit den öffnungen 130 versehen ist, gleichzeitig mit dem Verschluß des Ventilkörpers 104 vor sich geht, indem sich die Absperrhülse 128 in das Füllrohr 18 einschiebt und das Ausströmen der Flüssigkeit unterbindet. In dieser eingeschobenen Stellung liegt das Ende der Luftzuführung 118 im wesentlichen auf der gleichen Ebene wie das Ende des Füllrohres 18 (F i g. 4), das ein gutes Stück oberhalb des Flüssigkeitsniveaus angeordnet ist. Außerdem kann man feststellen, daß die Luft niedrigen Druckes gleichmäßig aus der Mündung 129 ausgeblasen wird, so daß jegliche Flüssigkeitsreste, welche etwa im Ende der Luftzuführung 118 vorhanden sind, ausgeblasen werden. Sobald dann das Luftrohr 118 in das Füllrohr 18 eingezogen ist, liegt sein Ende oberhalb des Flüssigkeitsniveaus und wird somit die in dem Behälter befindliche Flüssigkeit nicht mehr durch Blasenbildung beunruhigen.

Sobald während des Betriebes der Behälter gefüllt und der Ventilkörper 104 infolge der Flüssigkeitshöhe innerhalb des Behälters 14 automatisch geschlossen wurde, senkt sich die Trageplatte von dem Füllrohr 18 ab. Hat die Flüssigkeit infolge eines Fehlers nicht den erforderlichen Stand innerhalb des Behälters erreicht, so daß das Flüssigkeitsniveau nicht bis zur Mündung 129 heranreicht, oder entsteht infolge eines Fehlers in der Niederdruckanlage kein Druckstau für das automatische Schließen des Ventilkörpers 104, so ist Vorsorge getroffen, daß die Steuervorrichtungen ansprechen und der Ventilkörper 104 an einem solchen Punkt in der Bewegungsbahn der Flasche schließt, an welchem es auch normalerweise geschlossen hätte. Hierdurch wird ein Ausströmen der Flüssigkeit aus dem Rohr 18 unterbunden. Für diesen Zweck ist die Leitung 284, die vom linken Entlüftungsventil 280 zum linken Ende der Kammer 196 führt, mit dem Sicherheitssteuerventil 3.38 ausgestattet. Dieses Ventil 338 ist an der Wand 249 des Gehäuses 54 befestigt und hat einen Betätigungsarm mit einer Rolle 340, die durch einen stationären Nocken 342 bewegt wird. Normalerweise ist das Ventil 338 geschlossen, der Nocken 342 liegt auf dem Weg der Rolle 340 und bewirkt ein öffnen des Ventils an einem Punkt der Umlaufbahn, der unmittelbar neben jenem Punkt liegt, an welchem normalerweise der Füllvorgang abgeschlossen ist. Ein öffnen des Ventils 338 bewirkt ein Entlüften der linken Seite der Kammer 196 und demzufolge ein Schließen des Ventilkörpers 104. Wurde die Kolbenschiebersteuerung 174 soeben automatisch auf Grund des Flüssigkeitsniveaus betätigt, so wird trotz öffnen des Ventils 338 keinerlei weitere Funktion eingeleitet. Hat sich jedoch der Ventilkörper 104 zu diesem Zeitpunkt noch nicht geschlossen, so bewirkt das öffnen des Ventils 338 ein Ansprechen der Kolbenschiebersteuerung 174 und ein sofortiges Schließen des Ventilkörpers 104.

Die Erfindung wurde an Hand einer Ausführungsform beschrieben, bei welcher es sich um eine gleichmäßig umlaufende Füllmaschine handelt.

Es ist jedoch offensichtlich, daß die beschriebenen Füllköpfe und die pneumatischen Steuereinrichtungen auch vorteilhaft bei automatischen oder halbautomatischen Füllvorrichtungen mit nur einem Füllkopf oder auch bei Maschinen mit mehreren, auf einer Geraden angeordneten Füllköpfen Anwendung finden können.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einfüllen von Flüssigkeiten in Behälter mit zu Entlüftungszwecken freigehaltener Behälteröffnung, umfassend ein durch die Behälter-Öffnung einführbares Füllrohr, dessen Unterende in den Behälter ragt, und eine nebengeordnete, rohrförmige Luftzuführung für Niederdruck, deren Mündung gegenüber dem Füllrohrende höhenversetzt ist und in eine vom erwünschten Flüssigkeitslindniveau bei vollem Behälter bestimmte Höhenlage hinabreicht, wobei das Füllrohr oberendig an eine Kammer mit darin beweglichem Ventilkörper angeschlossen ist, welcher mit einem auf Benetzung der Mündung der Luftzuführung durch den ansteigenden Flüssigkeitsspiegel ansprechenden Stellwerk verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Füllrohres (18) im freien Öffnungsbereich des Behälters (14) oberhalb des Flüssigkeits-Endniveaus angeordnet liegt, die Luftzuführung (118) im Bereich der Mündung (129) eine sie im Radialabstand umgebende Absperrhülse (128) haltert und mit dieser durch einen pneumatischen Steuertrieb (60) längsverschieblich im Füllrohr (18) geführt ist, wobei der ringförmige Raum zwischen Luftzuführung (118) und Absperrhülse (128) zur Flüssigkeil im Füllrohr (18) hin offen ist, die Absperrhülse (128) Auslaßöffnungen (130) für die Flüssigkeit aufweist, die oberhalb der Mündung (129) der Luftzuführung (118) liegen, und der Längshub des Steuertriebs (60) bezüglich des Endes des Füllrohres (18) derart bemessen ist, daß die Auslaßöffnungen (130) der Absperrhülse (128) aus einer verdeckten Schließlage bei ins Füllrohr (18) eingefahrener Luftzuführung (118) in eine sie freilegende Offenlage über dem Flüssigkcits-Endnivcau bei ausgefahrener Luftzuführung (118) umsteuerbarsind.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Stcuertrieb (60) als Stellwerk dierend mit dem Ventilkörper (104) verbunden ist, der Ventilkörper (104) die Luftzuführung^ 18) trägt und im Schließhub mit Steuerflächen (106) kolbenartig in ein verengtes Kammerteilstück (82) einführbar ist.