DE1600865C - Vorrichtung zum Füllen von auf einem Horizontalförderer angeordneten Behaltern mit viskosem Füllgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Füllen von auf einem Horizontalförderer angeordneten Behältern mit viskosem Füllgut mit wenigstens einem Füllrohr, das über eine zyklisch wirksam werdende Absperreinrichtung mit einem unter Druck stehenden Füllgutbehälter verbunden ist, sowie einer in dem Füllrohr gegen Finde des Füllvorgangs eine Saugwirkung erzeugenden Anordnung.

Cine derartige Vorrichtung ist aus der USA.-Patentschrift 2 88S046 bekannt, und diese Vorrichtung ermöglicht es, viskoses Füllgut, wie /.. B. .Softeiscreme, Margarine u.dgl. nacheinander in mehrere Behälter einzubringen, wobei auf Grund der jeweils aiii Ende eincs Füllvorganyes auf das Füllgut ausgeübten Saugwirkung ein eiiuleuüger Abschluß des FüHvorgnngs cr/iclt [\\\d ein eventuelles Nachimpfen verhindert wird. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die im einzelnen durchzuführenden Funktionen jeweils durch besondere Elemente ausgeführt werden und sich damit ein relativ komplizierter und aufwendiger Aufbau ergibt. So wird beispielsweise die Steuerung der Füllgutzuführung durch zwei speziell, vorgesehene, relativ zueinander bewegliche Bauteile vorgenommen, zur Füllgutleitung sind wiederum besondere Kanäle vorgesehen und die

ίο am Ende eines Füllvorgangs benötigte Saugwirkung muß durch zusätzliche Aggregate erzeugt werden, die aus in besonderen Zylindern geführten Kolben bestehen, weiche mittels Hebel- und Nockenanordnungen gesteuert sind.

Es ist ferner aus der USA.-Patentschrift 2 721 008 eine Abfüllvorrichtung bekannt, bei der jedoch kein ständig unter Druck stehender Füllgutbehälter vorgesehen ist, sondern eine speziell gesteuerte Zylinder-Kolbenanordnung Verwendung findet, die das Füllgut zyklisch in das Abfüllrohr preßt. Das in Axialrichtung nicht bewegliche Füllrohr ist von einer Hülse umgeben, die wiederum über eine spezielle Steuerung am Ende des Füllvorganges bezüglich des festen Abfüllrohres zur Erzielung einer Volumenvergrößerung im Füllrohrraum axial verschoben werden kann. Abgesehen davon, daß der Aufbau dieser bekannten Vorrichtung bereits durch die benötigten Steuerungen relativ kompliziert ist, können auch nur verhältnismäßig geringe Abfülleistungen erzielt werden, da nach jedem Niederdrücken und Hochfahren des die Füllgutzuführung bewirkenden Kolbens ein erneutes Füllen des Zylinderraumes erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders einfache und wirtschaftlich zu fertigende Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein betriebssicheres Arbeiten ermöglicht und einen sauberen und hygienischen Betrieb gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Füllrohr axial verschiebbar gelagert ist und eine seitlich angeordnete, die Füllgutzuführleitung überlaufende Zufiihröffnung aufweist, daß in dem Füllrohr ein ebenfalls axial verschiebbarer einseitig geschlossener, die Füllgutzuführung steuernder Hohlkolben vorgesehen ist, der seitlich eine der Zuführöffnung entsprechende und während des Füllvorgangs mit ihr zumindest teilweise ausgerichtete Öffnung besitzt und daß der Hohlkolbenhub am Ende des Füllvorgangs größer als der zum Verschließen der Zufiihröffnung im Füllrohr erforderliche Hub ist.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau kann das zu realisierende Abfüllverfahren mit einem Minimum an relativ zueinander bewegten Teilen in der direkten Abfüllvorrichtung durchgeführt werden, wobei sich der wesentliche Vorteil ergibt, daß in der eigentlichen Abfüllvorrichtung das Füllgut nur über eine kurze Strecke in dem Füllrohr geführt werden muß und der . am Ende des Füllvorgangs benötigte Unterdruck auf Grund des kleinen vorhandenen Füllgutführungsvolumens bereits durch einen relativ kleinen Hohlkolbcnhub nach Verschließen der Zuführöffnimg erreicht wird. Da sich bei der. crf'indungsgeinäßen Vorrichtung zwischen der Füllgutzuführung und dem Füllgutaustriü am Füllrohrende praktisch keine Ecken und Winkel in dei Füllgutführung befinden, ist eine iiußerst hygienische Abfüllung und außerdem eine einfache Reinigung der Vorrichtung möglich. Die Vorteile der u'rfiiidiuiusgeniäßcii Vorrichtung sind vor allem eine !'öl·.;'.·, davon, daß tier in dem axial ver-.chl·:!'-

baren Füllrohr ebenfalls axial verschiebbar angeordnete Hohlkolben eine Mehrfachfunktion erfüllt, nämlich als Absperreinrichtung, Füllgutleitung und Einrichtung zur Erzeugung der Saugwirkung Verwendung findet.

Vorzugsweise ist zur axialen Verschiebung des Füllrohres und des Hohlkolbens jeweils eine zyklisch arbeitende, durch Nocken gesteuerte Betätigungseinrichtung vorgesehen, und die gegenseitige Phasenverschiebung der Bewegungen von Füllrohr und Füllkolben ist idurch Wahl der Nockenform vorgebbar.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Nocken aus Trommelnocken bestehen, die an getrennten, relativ zueinander bewegbaren Antriebswellen angebracht sind und daß das zu einem Nocken gehörende Nockenfolgeteil mit der den anderen Nocken tragenden Welle verbunden ist und deren axiale Verschiebung steuert.

Vorteilhafterweise sind die Nocken jeweils drehbar an getrennten Wellen angebracht, welche axial und zueinander teleskopartig bewegbar gelagert sind, und es ist eine Einrichtung zum gleichzeitigen Drehen beider Wellen vorgesehen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert; in dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab eine Teildraufsicht der Ausführungsform nach F i g. 1,

F i g. 3 eine vertikale Schnittansicht nach Linie 3-3 der F i g. 2,

F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende Ansicht einer anderen Betriebsstellung der Vorrichtung,

F i g. 5 eine Querschnittsansicht nach Linie 5-5 der Fig. 3,

F i g. 6 eine vertikale Schnittansicht nach Linie 6-6 der Fig. 3,

F i g. 7 eine vertikale Schnittansicht nach Linie 7-7 der F ig. 3,

F i g. 8 und 9 zeitlich aufeinanderfolgende Zustände darstellende schematische Ansichten, in denen die Wirkung des »Rückstandes« oder »Anhanges« beim Betrieb üblicher Vorrichtungen ohne abschließenden Saugtakt gezeigt sind,

Fig. 10, 11, 12 zeitlich aufeinanderfolgende Zustände darstellende Teilschnittansichten des Abfüllteiles der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in denen das Arbeitsprinzip während eines vollständigen Zyklus dargestellt ist, und

Fi g. 13 eine grafische Darstellung des Verlaufs der einander überlagerten beiden Nockenbahnen während eines vollständigen Arbeitszyklus.

Nach der Zeichnung umfaßt die Maschine ein horizontales Füll- oder Beschickungsrad 20, welches mit Löchern 21 zum Halten von Behältern 22 versehen ist, die oben offen sind und an verschiedenen Stationen gefüllt und geschlossen werden, die durch Zusatzeinheiten gebildet werden, welche an der Maschine angebracht sind.

Ein Antriebszahnrad 23 ist in einem Gehäuse 24 oberhalb des Beschickungsrades 20 angeordnet. Das Gehäuse ist so ausgelegt, daß es die verschiedenen benötigten Zusatzeinheiten haltert oder stützt.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform weist einen Rahmen 25 auf, der drehbar eine vertikale Welle 26 in einem geeigneten Drucklager 27 haltert.

Das untere Ende der Welle 26 ist auf ein Stirnrad 28 aufgekeilt, welches durch eine Öffnung 29 in dem Gehäuse 24 hindurchgeht und so gehaltert ist, daß es mit dem Antriebszahnrad 23 kämmt.

Das obere Ende 30 der Welle 26 ist vergrößert und hohl ausgelegt zur Aufnahme des unteren Endes einer inneren koaxialen Welle 31. Zwei diametral gegenüberliegende längliche Schlitze 32, 32 sind in den Wänden des oberen Endes 30 der Welle 26 vorgesehen, und zwei Antriebsrollen 33, 33 sind gleitbar in diesen Schlitzen angeordnet und werden jeweils von ihren Achsen 34, 34 an der Welle 31 gestützt.

Durch den Rahmen 25 ist ein Bolzen 35 angeordnet, der lösbar mit einer Gewindeöffnung 36 in dem Gehäuse 24 in Eingriff steht. Auf diese Weise ist die Vorrichtung fest in ihrer Stellung in bezug auf das Antriebszahnrad 23 gehaltert.

Ein Trommelnocken 37 ist an dem vergrößerten oberen Ende 30 angebracht und mit diesem verkeilt, so daß es sich mit ihm dreht. Der Nocken 37 ist an dem unteren Ende durch ein Abstandsstück 38 auf dem Drucklager 27 gestützt.

An dem oberen Ende des Nockens ist eine Nabe oder Lagerbüchse 39, die aus einem Stück mit der Welle 26 besteht, durch ein Lager 41 in einer Öffnung des Rahmens 25 gehaltert. Das Lager 27 ist in einer Öffnung an dem unteren Ende des Rahmens durch eine ringförmige Schulter 42 einer Bodenplatte 23 gehalten, die in ihrer Stellung durch einen Bolzen 44 befestigt ist. Das Bronzelager 40 sorgt für eine axiale und radiale Ausrichtung der Welle 31.

Die Welle 31 erstreckt sich nach oben durch die Nabe 39. An dem oberen Ende der Welle 31 ist ein zweiter Trommelnocken 45 angebracht, der eine untere Nabe 46 aufweist, die mit der Welle 31 verkeilt und in ihrer Stellung durch eine Mutter 46 A gehalten ist.

Ein Drucklager 47 ist an dem Wellenflansch 48 angeordnet und wird von diesem und in einem Bügel 49 des oberen horizontalen Teils 50 einer Verbindungsplatte 51 gehalten. Die Nabe 46 weist eine flache untere Fläche auf, die auf dem oberen Teil des inneren Laufrings des Lagers 47 ruht.

Der Trommelnocken 37 weist eine Umfangsnokkenaussparung 52 auf, die mit einer Nockenaussparungsrolle 53 in Eingriff steht. Die Achse 54 der Rolle 53 ist an einem Bügel 55 angebracht, der an einem Paar hin- und hergehender Führungsstangen 56, 56 verstiftet ist. Die Stangen 56, 56 sind hin- und herbewegbar in den oberen Lagern 57, 57 und den unteren Lagern 58, 58 in dem Rahmenaufbau 25 angeordnet. Die oberen Enden der Stangen 56, 56 weisen einen verringerten Durchmesser auf, um nach oben gerichtete ringförmige Schultern 59, 59 zu schaffen. Die oberen Enden dieser Stangen gehen durch die Löcher 60, 60 in den oberen horizontalen Teil 50 hindurch, wobei die ringförmigen Schultern mit den Kanten des Teiles 50 nahe den Öffnungen 60, 60 in Eingriff stehen. Auf diese Weise nehmen bei der Aufwärtsbewegung die Stangen 56, 56 die Platte 51, das Lager 47 und den oberen Nocken 45 mit. Das Plattenteil 50 wird durch die Muttern 61,61 an den Schultern 59,59 gehalten.

Die oberen Enden der Stangen 56, 56 sind durch einen Klemmaufbau einschließlich der Klemmbolzen 63, 63 mit einer dreieckförmigen Platte 62 verbunden.

Die Spitze der dreieckförmigen Platte erstreckt sich nach außen und ist durch einen Bolzen 65 an das

obere Ende einer Verbindungsstange 64 befestigt. Die Stange 64 erstreckt sich nach unten, geht durch ein Gleitlager 65 in den unteren horizontalen Teil 66 einer zweiten Verbindungsplatte 67 hindurch und ist mittels eines Bolzens 68 an dem unteren horizontalen Teil 69 der Verbindungsplatte 51 befestigt.

Die Platte 67 weist weiterhin ein oberes horizontales Teil 70 auf, welches mit einem Bügel 71 verbunden ist, der gleitbar an dem oberen Teil der Stangen 56,56 angeordnet ist. Die Achse 72 einer Nockeneinschnitt-Folgerolle 73 ist an dem Bügel 71 befestigt. Die Einschnittnockenrolle 73 steht mit dem Nockeneinschnitt 74 des Nockens 45 in Eingriff. Das Ventil selbst weist ein hohles stationäres Teil 75 auf, welches an der einen Seite mit einer Einlaßöffnung 76 versehen ist, die zur Aufnahme eines Paßteiles 77 ausgebildet ist, durch das das Füllmaterial 78 unter Druck dem Ventil bzw. dem Füllrohr zugeführt wird.

Das Teil 75 ist in einer öffnung 79 einer Bügelverlängerung 80 des Rahmens 25 angeordnet und in seiner Stellung durch eine Mutter 81 befestigt.

Eine zusätzliche Öffnung 82 ist ähnlich der Öffnung 79 in dem Bügel 80 für ein Teil gleich dem Teil 75 vorgesehen, wenn es erwünscht ist, die Vorrichtung zur gleichzeitigen Füllung von zwei Behältern zu verwenden. Wenn jedoch nur ein Behälter gefüllt werden soll, ist nur eine öffnung 83 zwischen den Öffnungen 79 und 82 vorgesehen.

Das Teil 75 ist mit einer senkrechten Öffnung 84 versehen, die sich durch das Teil von oben nach unten erstreckt. In dieser vertikalen Öffnung ist gleitbar eine Hülse bzw. ein Füllrohr 85 angeordnet, das seitlich eine Öffnung 86 aufweist, welche sich mit der öffnung 76 deckt.

Das Füllrohr 85 ist mit dem unteren horizontalen Teil 69 der Verbindungsplatte 51 verbunden. Das Ende des Plattenteiles 69 steht in Eingriff mit einem Schlitz 86 an dem oberen Ende des Füllrohrs.

Die O-Ring-Abdichtungen 87 und 88 in den Aussparungen 89 bzw. 90 des Teiles 75 und der Mutter 81 stehen in Berührung mit den äußeren Flächen des Füllrohrs 85, um eine Entleerung oder einen Ausfluß des Füllgutes zwischen dem Füllrohr und dem Teil 75 zu verhindern.

In dem Füllrohr 85 ist ein axial verschiebbarer, einseitig geschlossener Hohlkolben 91, 92 vorgesehen, welcher eine seitliche Öffnung 94 ähnlich der Öffnung 86 besitzt, die mit dieser ausgerichtet ist. Das hohle Teil zwischen der seitlichen Öffnung 94 und dem of feinen unteren Ende 93 bildet einen Durchflußkanal 95 für die Übertragung des Strömungsmittels von der Einlaßöffnung 76. Die O-Ringdichtungen 103 und 104 in den Nuten 105 und 106 des Kolbens 95 stehen mit der inneren Fläche der Hülse 85 in Berührung, um ein Lecken zu verhindern.

Von der Wand 92 erstreckt sich nach oben eine mit der Wand aus einem Stück bestehende Stange 96, mittels der der Kolben 91 hin- und herbewegbar ist. Die Stange 96 ist durch die Platte 67 mit den Führungsstangen 56, 56 verbunden. Das untere horizontale Teil 66 der Platte steht in Eingriff mit einem Schlitz 97 in dem oberen Ende der Stange 96.

Der Ventilauslaß weist eine Gewindedüse 98 auf, die abnehmbar an dem mit Gewinde versehenen unteren Ende der Hülse 85 angebracht ist.

Durch Drehung des Stirnrades 28 durch das Antriebszahnrad 23 werden die Wellen 26 und 31 gedreht, die wiederum die Nocken 37 und 45 in Drehung versetzen. Durch Drehung des unteren Nockens 37 wird dessen Einschnittnockenrolle 53 vertikal innerhalb der Grenzen des Einschnitts 52 hin- und herbewegt. Dadurch werden die Führungsstangen 56, 56

ίο entsprechend hin- und herbewegt, und die Platte 57 und die daran befestigten Teile einschließlich des oberen Nockens 45 und der Hülse 85 werden dabei zyklisch angehoben und abgesenkt. Gleichzeitig wird jedoch auch die obere Einschnittfolgerolle 73 hin- und herbewegt und zwar erstens durch Drehung des oberen Nockens 45 und zweitens durch die vertikale Bewegung, die diesem Nocken durch die Bewegung der Platte 51 auf Grund der Bewegung der unteren Ausschnittsfolgerolle 53 erteilt wird.

Die Nockenausschnitte oder -nuten sind nicht identisch miteinander in bezug auf ihren Umriß, sondern variieren, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, so daß das obere Folgeglied dem unteren Folgeglied bei ihren Bewegungen im wesentlichen um die Beträge oder die Ausmaße vorläuft, die in dem Diagramm gezeigt sind. Diese Beziehung bewirkt, daß sich der Kolben 91 aus einer Anfangsstellung (s. F i g. 10) nach oben in eine Stellung bewegt, in der die Einlaßöffnung 76 geschlossen ist (s. Fig. 11). Von diesem Punkt bewegt sich der Kolben weiter nach oben in bezug auf die Hülse 85, um ein Teilvakuum oberhalb des in dem Ventil verbleibenden Strömungsmittels 78 zu erzeugen. Dieses partielle Vakuum erzeugt einen rückwärts gerichteten Druck, nachdem der Fluß durch das Ventil unterbrochen oder abgeschnitten ist, wodurch der nachteilige Rückstand oder Anhang vermieden wird, der bei den üblichen Strömungsmittelventilen erzeugt wird; dieses tritt gleichzeitig mit dem Anheben der Hülse 85 und der Düse 98 auf.

Die Düse 98 wird angehoben, während das Beschickungsrad 20 gedreht wird, um den gefüllten Behälter von einer Stellung direkt unterhalb der Düse 98 zu einer nicht dargestellten Kappenverschlußstation zu bewegen. Gleichzeitig bewegt sich ein neuer leerer Behälter an dem Beschickungsrad in die Stellung unterhalb der Düse zur Vorbereitung für das nächste Arbeitsspiel, woraufhin die Hülse 85 mit dem Kolben abgesenkt wird, um die Anlage in die relativen Stellungen der Teile zurückzubewegen, wie es in Fi g. 10 gezeigt ist.

Auf Grund dieser Tätigkeit verbleibt nur eine kleine »Spitze« oder »Erhebung« 100 oben auf dem Strömungsmittelmaterial, welches in den Behälter 22 (s. Fig. 12) gebracht ist; diese wird leicht abgeflacht durch einen nicht dargestellten Deckel, der über die öffnung des Behälters gelegt wird. Dieses steht im scharfen Gegensatz zu der Tätigkeit oder Wirkung eines üblichen Ventils 101, wie es in den F i g. 8 und 9 dargestellt ist, wodurch ein Rückstand oder Anhang

102 erzeugt wird, nachdem das Ventil abgeschaltet ist, und der von der Düse weggezogen wird, wenn sich der Behälter zu der Kappenstation bewegt, und über den Rand des Behälters fällt, wie es in F i g. 9 gezeigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Füllen von auf einem Horizontalförderer angeordneten Behältern mit viskosem Füllgut mit wenigstens einem Füllrohr, das über eine zyklisch wirksam werdende Absperreinrichtung mit einem unter Druck stehenden Füllgutbehälter verbunden ist, sowie einer in dem Füllrohr gegen Ende des Füllvorgangs eine Saugwirkung erzeugenden Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllrohr (85) axial verschiebbar gelagert ist und eine seitlich angeordnete, die Füllgutzuführleitung überlaufende Zuführöffnung (86) aufweist, daß in dem Fallrohr (85) ein ebenfalls axial verschiebbarer einseitig geschlossener, die Füllgutzuführung steuernder Hohlkolben (92) vorgesehen ist, der seitlich eine der Zuführöffnung (86) entsprechende und während des Füllvorgangs mit ihr zumindest teilweise ausgerichtete Öffnung (94) besitzt und daß der Hohlkolbenhub am Ende des Füllvorgangs größer als der zum Verschließen der Zufiihröffnung im Füllrohr erforderliche Hub ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Verschiebung des Füllrohres (85) und des Hohlkolbens (92) jeweils eine zyklisch arbeitende, durch Nocken (37, 45) gesteuerte Betätigungseinrichtung vorgesehen ist und daß die gegenseitige Phasenverschiebung der Bewegungen von Füllrohr (85) und Hohlkolben (92) durch Wahl der Nockenform vorgebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (37, 45) aus Trommelnocken bestehen, die an getrennten, relativ zueinander bewegbaren Antriebswellen (26, 31) angebracht sind und daß das zu einem Nocken (37) gehörende Nockenfolgeteil (53) mit der den anderen Nocken (45) tragenden Welle (31) verbunden ist und deren axiale Verschiebung steuert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (37, 45) jeweils drehbar an getrennten Wellen (26, 31) angebracht sind, daß diese Wellen axial und zueinander teleskopartig bewegbar gelagert sind und daß eine Einrichtung zum gleichzeitigen Drehen beider Wellen vorgesehen ist.