DE1927821A1

DE1927821A1 - Fuellelement fuer Gegendruck-Fuellmaschine in Ein- oder Mehrkammerbauweise

Info

Publication number: DE1927821A1
Application number: DE19691927821
Authority: DE
Inventors: Klaus Kaiser
Original assignee: Seitz-Werke GmbH
Current assignee: Seitz-Werke GmbH
Priority date: 1969-05-31
Filing date: 1969-05-31
Publication date: 1970-12-03
Also published as: FR2048863A5; DE1927821B2; NL7005923A; BE751204A; GB1316629A; ES379826A1; JPS4942988B1; US3633635A

Description

Seitz-Werke G.m.b.H., 655 Bad Kreuznach P 2130 / G 2131 (Pat:Rf/MO. - 29.5.I969)

Füllelement für Gegendruck-Füllmaschine in Ein- oder Mehrkajmnerbauweise

Die Erfindung bezieht sich auf Füllelemente für Gegendruck-Füllmaschinen in Ein- oder Mehrkammerbauweise mit einem in das angepreßte Versa.ndgefäß ragenden Füllrohr und einem den Schließimpuls für das Flüssigkeitsyentil auslösenden Scha.ltorgan, das von dem im Gefäßinnern in vorbestimmte Höhe aufsteigenden Flüssigkeitsspiegel beeinflußbar ist.

Anstelle der bekannten mechanischen Einrichtungen zum zwangsmäßigen Schließen der in Füllelementen üblichen Flüssigkeitsventile nach beendetem Einlauf des Füllgutes in die noch angepreßten Versandgefäße, wie Flaschen, Dosen od. dgl., verwendet man bereits magnetisch oder pneumatisch betätigbare Verstelleinrichtungen. Zum Schließen des Flüssigkeitsventils erhalten diese den Steuerimpuls.von einem Sehaltorgan, das in das angepreßte Gefäß eingeführt und von dem im Gefäßinnern in vorbestimmte Höhe aufsteigenden Flüssigkeitsspiegel beeinflußt wird. Bekannt ist auch das Einführen einer dem Schaltorgan zugeordneten Leitungsverbindung in ein beim Füllvorgang offenes Gefäß, wobei das Schaltorgan außerhalb des Flüssigkeitsweges angeordnet 1st.

Di· Erfindung bezweckt, die vorausgesetzten Füllelemente vor allem im Hinblick auf deren sichere und störungsfreie Betriebsweise sowie der genauen und gleichmäßigen Füllung- der Versand» gefäße zu verbessern. Um diese wesentlichen Ziele zu erreichen,

009849/0200

geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß die dazu erforderlichen Maßnahmen da.ra.uf gerichtet sein müssen,' einmal, die über das Füllrohr dem Versandgefäß zugeführte Flüssigkeit während des eigentlichen Füllvorganges vom Schaltorgan bzw. von dessen in das Gefäß eingeführten Leitungsverbindung fernzuhalten, um die vorzeitige Auslösung des Schließimpulses für das Flüssigkeitsventil zu verhindern, und zum anderen, die im Versandgefäß aufsteigende Flüssigkeit zumindest im Bereich des Schaltorgans bzw. der Leitungsverbindung zu beruhigen,, damit diese nur von einem aufsteigenden Flüssigkeitsspiegel mit weitgehend beruhigter Oberfläche beeinflußt werden.

Diesen Forderungen wird die Erfindung bei den vorausgesetzten Füllelementen dadurch gerecht, daß das Schaltorgan bzw. die Leitungsverbindung konzentrisch im Füllrohr angeordnet und unter Einhaltung eines Ringspa.ltes von einem Steigrohr umgeben ist, das sich seinerseits mit einem weiteren Ringspalt zwischen den benachbarten Rohrwandungen im Füllrohrinnern erstreckt und oberhalb der Gefaßanpressung mindestens eine an den Rückgasweg anschließbare Leitung besitzt. Ausgehend von dieser vorteilhaften Lösung besteht die Erfindung ferner in zweckmäßigen Ausführung sformen des vorgeschlagenen Steigrohres sowie in Kombinationen des Steigrohres mit wesentlichen Teilen eines Füllelements und dessen sich hieraus ergebender besonderer Ausbildung. Diese Merkmale sind nachfolgend beschrieben und im einzelnen in den Ansprüchen am Ende dieser Beschreibung gekennzeichnet.

Anhand eines in der Zeichnung «cheeatiech dargestellten Füllelements für Einkameer-Gegendruckfüllmaechinea wit lang·« Füll-

009849/0200 -ä-

rohr und einem durch das Füllgut beeinflußbaren elektrischen Scha.ltorga,n nach Art einer in das Gefäß einführbaren Sonde sowie einem Füllelement gleicher Gattung, jedoch mit einem pneu-' matischen Schaltorgan und einer in das Gefäß einführbaren Verbindungsleitung, ist die Erfindung beispielsweise beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Füllelement mit elektrischem Schaltorgan in Schnittansicht, Fig. 2 eine Schnittansicht des Elements gemäß

der Linie A-B der Fig. 1, Fig. 3 eine Schnittansicht des Elements gemäß

der Linie C-D der Fig. 1, Fig. 4 eine Verstelleinrichtung für die Scha.lt-

organe mehrerer Elemente, Fig. 5 eine Einzelheit des Elements, Fig. 6 eine weitere Einzelheit des Elements, Fig. 7 das Füllelement mit pneumatischem Schaltorgan in Schnittansicht.

Von einer nicht näher gezeigten rotierenden Einkammer-Gegendruckfüllmaschine, die mit mehreren Füllelementen gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, sind in der Zeichnung lediglich die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauteile dargestellt. In Fig. 1 und 7 ist der Füllbehälter für Flüssigkeit und Spanngas mit 10 und der Gefäßtisch mit 11 bezeichnet. Am Umfang trägt der Tisch 11 mehrere Huborgane 12 mit tellerförmigen Flächen zum Abstellen der Gefäße. Jedem Huborgan 12 steht ein am Füllbehälter 10 angeflanschtes Füllelement 15 gegenüber, das mit je einem getrennten Gas- und Flüssigkeitszugang 16 und 17 an entsprechende Ausgänge des Füllbehälters 10 gas- bzw. flüssigkeitsdicht angeschlossen ist. Der Gaszugang 16 ist nach Art einer in

" OÖ-ÄÖÄÖ/OiöO

- 4 den Beliälterausgang einsteckbaren Verbindung ausgebildet.

Am gefäßseitigen Ende eines Elementengehäuses 15 ist ein mit einer Öffnung 19 versehener Ventilsitz 18 angebracht. Ihm schließen sich ein Flüssigkeitsverteiler 20 und ein Füllrohr 21 an. Der Flüssigkeitsverteiler 20 und das Füllrohr 21 bilden zweckmäßigerweise eine Baueinheit und sind mit dem Ventilsitz 18 am Gehäuse 15 unter Einfügung einer Ringdichtung 22 lösbar befestigt. In die lösbare Verbindung 23 einbezogen ist eine den Flüssigkeitsverteiler 20 und den oberen Teil des Füllrohres 21 umgreifende Fassung Die für die Fassung 24 gewählte lichte Weite gewährt einen Ringspa.lt 25 zwischen der Wandung der Fassung 24 und der des gegenüberstehenden Verteilers 20 sowie des Füllrohres 21.

Der mit dem Füllrohr 21 verbundene Verteiler 20 besitzt, wie in Fig. 2 gezeigt, zwei durch einen Mittelsteg 26 getrennte Flüssigkeitsführungen 27 und 28 und unterhalb des Steges 26 einen trichterförmigen Raum 2$ (Fig. l) . In diesen münden die Flüssigkeitsführungen 27» 28. An seinem verjüngten Ende ist außerdem das Füllrohr 21 angeschlossen. Am Verteiler 20 ist ferner ein Steigrohr 30 angebracht. Es durchsetzt den Raum 29 und erstreckt sich unter Einhaltung eines weiteren Ringspaltes 55 zur benachbarten Füllrohrwand konzentrisch im Füllrohr 21, mit dessen unterem Ende es bündig abschließt.

In Flucht des Steigrohres 30 trägt der Verteiler 20 auf der dem Füllrohr 21 gegenüberliegenden Seite auf dem Steg 26 ein Spanngasrohr 31« Über schräg gerichtete "Bohrungen 32 innerhalb des Verteilers 20 steht es mit dem Ringspalt 25 in Ver-

-5-

bindung:, der mittels einer Dichtung 33 im Bereich der einmündenden Bohrungen 32 gegenüber dem Flüssigkeitsweg 19 oberhalb des Verteilers 20 verschlossen ist. Über eine weitere im Verteiler 20 angebrachte Bohrung 34 ist der Ringspalt 25 mit dem Steigrohr 30 verbunden. Die Bohrung 34 verläuft " zweckmäßigerweise horizontal und mündet in die Wandung des Steigrohres 30 oberhalb der Füllrohrerweiterung 29.

Der Fassung 24 schließen sich ein Zwischenstück 35 und eine mit einer Anpressdichtung 36 versehene Zentriertulpe 37 an· Sowohl das Zwischenstück 35 als auch die Zentriertulpe 37 umgeben das Füllrohr 21 mit einem Ringspa.lt 38 und 39 und sind durch an sich bekannte Haltemittel an der Fassung 2k befestigt. An dieser ist außerdem ein in den Bereich des Zwischenstückes ragendes Schaltorgan ko, zweckmäßigerweise ein Näherungsschalter, angebracht. An der zum Gefäß gerichteten Unterseite tragen die Fassung 2k und das Zwischenstück 35 je einen Dichtungsring 53 und 5k.

Wie Insbesondere Fig. 2 zeigt, ist die Fassung 2k mit einem seitlichen Ansatz kl zur Aufnahme eines Magnetventils 42 versehen. Der in einem Raum 43 längsbewegliche und unter Federwirkung 44 stehende Ventilkörper 45 steht einer mit einem Sitz 46 versehenen Bohrung 47 gegenüber, die vom Raum 43 in den Ringspalt. 25 führt. Die Bohrung 47 liegt zweckmäßiger- weise in gleicher Ebene wie die vom Steigrohr 30 in den Ring- epalt 25 mündende Bohrung 34. Über eine konzentrische Bohrung 48 Im Ventilkörper 45 mit Ausgang 49 zum Raum 43 und ein· ine Freie führend· Bohrung 50 im Ventilgehäuse 42 ist

-6-

ic

der Raum 43 mit der Atmosphäre verbunden. Hierbei ist zweckmäßigerweise ein Teil der Bohrung 50 in Form einer Drosselstelle 51 ausgebildet. Ein am Ausgang des Leitungsweges 49, 48, 50 angebrachter Stutzen 52 dient zum Anschluß eines Schlauches zum Ableiten der bei der Entlastung mitgerissenen Flüssigkeit steilchen.

Senkrecht im Elementengehäuse 15 erstreckt sich.ein mit einer Dichtung 61 versehener Ventilkörper 60, der mit dem Ventilsitz das Flüssigkeitsventil 18, 60 bildet. Er ist am oberen, dem Sitz 20 gegenüberliegenden Ende ssu einem Bund 62 erweitert und mit diesem im Gehäuseinnern 15 geführt und auf einer Feder abgestützt, deren Lager mit 64 bezeichnet ist. Ein am oberen Bundende 62 angebrachter Ansatz 65s dem eine im Gehäuse 15 angebrachte Dichtung 66 gegenübersteht, bildet ein weiteres Stützorgan für den Ventilkörper 60. Unterhalb des Ansatzes ist der Bund 62 außerdem mit einer Einschnürung 67 versehen. Sie ist im Bereich der Dichtung 66 konisch ausgebildet und verjüngt sich nach unten. Konzentrisch im Bund 62 ist ferner eine topfartige Ausnehmung 68 mit größerem Durchmesser eingelassen. Auf ihrer ebenen Bodenfläche trägt sie einen Ventilsitz 69· Den Ventilkörper 60 selbst durchsetzt eine in die Ausnehmung t>8 mündende konzentrische Bohrung 7o· Ihre lichte Weite ist derart bemessen, daß zwischen dem eingeführten Spanngasrohr 32 und der benachbarten Wandung des Ventilkörpers 60 ein Ringspalt besteht. Bin an der Einmündung der Bohrung 70 in die Ausnehmung 68 des Bundes 62 angebrachter Vorsprung Jl verengt an dieser Stelle den sich über die gesamte Länge der Bohrung 70 erstreckenden Ringspalt·

009849/0200 -7-

Am Gehäuse 15 ist ein weiterer Näherungsschalter J2 befestigt. Er ragt in den durch einen Anschlag 89 begrenzten Hubweg des Ansatzes 65. Außerdem ist im Gehäuse 15 ein Ventilkörper 73 in Form eines Rohrstückes untergebracht. Mit dem zugehörigen, in der Ausnehmung 68 des Bundes 62 angeordneten Sitz 69, für den der Ventilkörper 60 des Flüssigkeitsventils 18, 60 als Tragorgan dient, bildet er das Spanngasventil 69» 73· Am oberen Ende trägt der Ventilkörper 73 einen Kolben 74, der in einem mit Einlaßöffnungen 75 und 76 versehenen Raum 77 eines Magnetventils 78 längsbeweglich ist.

An dem aus dem Raum 77 ragenden Ende des Kolbens "jk ist mittels einer Überwurfmutter 79 eine mit gegenüberstehenden Längsschlitzen 81 versehene Gewindehülse 80 unter Einfügung einer Dichtung 82 befestigt. Schraubbar auf der Hülse 80 sitzt ein Stell— rad 83 mit einer inneren Ausnehmung 84 nach Art einer Ringnut. Ihre Breite ist dem. Durchmesser eines Bolzens 85 angepaßt, der •auf einem Ansatz am oberen Ende eines Schaftes 86 aufsteckbar und mittels einer Mutter. 87 befestigbar ist. Über die Hvp-senschlitze 81 hinaus ragt der Bolzen 85 mit beiden Enden in die Ausnehmung 84, an deren gegenüberstehenden planen Ringflächen die Bolzenenden anliegen (Fig. 3)· Zum Einführen des Bolzens in den Ringraum 84 besitzt das Stellrad 83 eine Bohrung 88.

Der Schaft 86 durchsetzt konzentrisch die Hülse 80, den Kolben Tk₁ den Ventilkörper 73 des Spanngasventils 69, 73 und das Spanngasrohr 32. Er durchdringt anschließend den Verteiler 20 •und ragt in das Steigrohr 30 und trägt am unteren, mit einer

009840/0200 "⁸"

Isolierung 91 versehenen Ende ein Schaltorgan 90» zwischen dem und der benachbarten Steigrohrwandung 90 ein weiterer Ringspa.lt 56 besteht. Bei dem Schaltorgan 90 handelt es sich zweckmäßigerweise um einen durch das Füllgut beeinflußbaren elektrischen Fühler, der mit zugeordneten, an die Leitungsverbindung 92 angeschlossenen elektrischen Schaltmitteln und dem Schaft 86 eine sogenannte Sonde bildet. Die nicht näher dargestellten Schaltmittel des Fühlers 90 sind mit den Schaltmitteln für die Magnetventile 42 und 78 zu einer Baueinheit nach Art einer Steckkarte 93 vereinigt. Diese ist zweckmäßigerweise auf dem Füllerbehälter 10 auswechselbar befestigt.

Das Stellrad 83 der Sonde 86, 90 kann bei manueller Einstellung der Füllhöhe für jeweils ein Füllelement 15 ein Handrad sein. Anstelle der damit erzielten Einzeleinstellung der Füllelemente 15 ermöglicht die Erfindung auch die gemeinsame Einstellung der Sonden 86, 90 sämtlicher Füllelemente 15· In diesem Falle ist das jeweils einem Füllelement 15 zugeordnete Stellrad 83a ein Zahnritzel, das in der vorstehend beschriebe-· nen Art und Weise mit der Sonde 86, 90 gekuppelt ist. Wie in Fig. 4 gezeigt, steht das Ritzel 83a. in Eingriff mit der Innenverzahnung 95 eines Hohlrades 94, das zweckmäßigerweise in Form einer Haube ausgebildet ist und das Rad 83a samt der Kupplungsverbindung 84, 85 der Sonde 86, 90 verdeckt. Am Umfang ist das Rad 94 mit einer weiteren Verzahnung 96 versehen. Diese steht in Eingriff mit einem von einem gemeinsamen Antrieb 97 angetriebenen Sprossenkranz 98» der bogenförmig die Räder 94 sämtlicher Füllelemente 15 umgibt und mit diesen in Eingriff steht.

009849/0200 ~⁹~

Stütz- und Führungsmittel 99 für den Sprossenkranz 98 sind auf dem Füllbehälter 10 angebracht.

Die Arbeitsweise einer mit den vorausgesetzten Füllelementen ausgerüsteten rotierenden Füllmaschine ist wie folgt:

Sind die Sonden 86, 90 sämtlicher Füllelemente 10 einzeln von Hand mittels des Stellrades 83 oder gemeinsam mittels des Sprossentriebes 97* 98 auf die erforderliche Füllhöhe in den jeweils zu bearbeitenden Gefäßen eingestellt, dann gelangen diese bei eingeschalteter Maschine durch einen üblichen Einschubstern auf die Huborgane 12. Im Zuge der einsetzenden Aufwärtsbewegung der Huborgane 12 erfolgt unter Betrachtung jeweils eines einzelnen Füllelementes 10 zunächst die Zentrierung des Gefäßes durch die Tulpe 37, wobei das Füllrohr 21, das Steigrohr 30 und die Sonde 86, 90 in das Gefäßinnere eingeführt werden. Bei weitergehendem Aufwärtshub des Gefäßes hebt die Tulpe 37 sodann das Zwischenstück. 35 an und gelangt mit diesem an der Füllrohrfassung 2k zur Anlage. In dieser Stellung erfolgt die Anpressung des Gefäßes am Gummi 36 der Tulpe 37· Gleichzeitig bilden die Ringspalte 25t 38 und 39 einen mit dem Gefäßinnern in Verbindung stehenden Kanal, der durch die Dichtungen 53 und ^k nach außen verschlossen ist.

Der beim Aufwärtshub des Gefäßes durch das Zwischenstück 36 beeinflußte Schalter kO erregt über die Schaltmittel der Steckkarte 93 das Magnetventil 78", das den Einlaß 75 zum Eintritt dee Strömungemittels in den Raum 77 Öffnet. Mit einsetzender aufwärt »gericht e.ter Bewegung dee Kolbens Jk hebt der Ventil-* körper 73 vom Sitz 69 ab, so daß aus dem Füllbehälter 10 über

die Leitung 16, das geöffnete Spanngasventil 69» 73, das Gasrohr 31, die Bohrungen 32 und den Ringkanal 25» 38» 39 Spanngas in das angepreßte Gefäß strömt« Spanngas gelangt außerdem über die Bohrung 34 und das Steigrohr 31 in das Gefäß, wobei etwaige an der Sonde 86, 90 haftende Flüssigkeitsreste abgeblasen werden.

Bei nahezu erreichtem Gleichstand zwischen dem Spanngasdruck im angepreßten Gefäß und im Füllbehälter 10 öffnet die Feder fc das Flüssigkeitsventil 18, 60« Der aufwärtsbewegte Ventilkörper 60 galangt mit dem Ansatz 65 am Anschlag 89 zur Anlage, wobei das Spanngasventil 69, 73 weiterhin geöffnet bleibt. ■ Im Zuge der Aufwärtsbewegung des Ventilkörpers 60 beeinflußt dessen Ansatz 65 außerdem den Näherungsschalter 72, der die Sonde 86, 90 über die Schaltmittel der Steckkarte 93 bereitschaltet. Über das geöffnete Flüssigkeitsventil 18, 60 und ohne Beeinträchtigung der Sonde 86, 90 fließt das Füllgut nunmehr durch die Öffnung 19 und die Führungen 27 und 28 des Flüssigkeitsverteilers 20 in das Gefäß ein. Das dabei verdrängte Spanngas strömt über den Ringkanal 25, 28, 39, die Bohrungen 32, das Rohr 31, das geöffnete Ventil 69, 73, die Ausnehmung 68 und die Leitung l6 in den Gasraum des Füllbehälters 10 zurück. Auch im Steigrohr 30 befindliches Spanngas entweicht über die Bohrung 34 in den Ringkanal 35, 38, 39 und gelangt über den Spanngasweg 32, 31, das offene Ventil 69, 73, den Veg 68, 16 in den Füllbehälter 10.

Erreicht der im Steigrohr 30 mit beruhigter Oberfläche auf- . steigende Flüssigkeitsspiegel den Fühler 90, dann beeinflußt

dieser die dem Magnetventil 78 zugeordneten Schaltmittel der Steckkarte 93· Das- erneut betätigte Magnetventil 78 sperrt den Zugang des Strömungsmittels zum Einlaß 75 und verbindet diesen mit der Atmosphäre. Der über den gleichzeitig geöffneten Einlaß 76 vom Strömungsmittel beaufschlagte Kolben 74 bewegt den Ventilkörper 73 auf den Sitz 69 und im Anschluß daran auch den-Ventilkörper 60 auf den Sitz 18 zurück, so daß das Spanngasventil 69, 73 und das Flüssigkeitsventil 18, 60 geschlossen sind. Das außerdem vom Fühler 90 nach Ablauf einer eingestellten Verzögerungszeit erregte Magnetventil 42 öffnet durch die Lageänderung seines Ventilkörpers 45 die mit dem

Ringkana.1 25, 38, 39 und dem Steigrohr 30 in Verbindung stehende Bohrung 47· Dadurch entspannen die mit dem angepreßten Gefäß in Verbindung stehenden Gasräume über den Gasweg 43, 49, 48, 50, 51 auf atmosphärischen Druck. Beim anschließend erfolgenden Abziehen des Gefäßes vom Füllelement 10 durch Absenken des Hubelementes 12 nehmen die Tulpe 37 und das Zwischenstück erneut die Ausgangslage ein. Hierbei gelangt das Zwischenstück aus dem Bereich des Näherungsschalters 4o, der über die^Schaltmittel der Steckkarte 93 das Magnetventil 42 stromlos schaltet. Unter der Einwirkung der Feder 44 verschließt dessen Ventilkörper 45 die Bohrung 47·

%
t

Stellt sich beispielsweise in einem beschädigten Gefäß ktein Spanndruck ein, der gleich dem Flüssigkeitsdruck ist, dann gelangt der Ansatz 65 nicht in den Bereich des Näherungsschalters 72. Der durch den Näherungsschalter 4o zuvor ausgelöste 'Steuerimpuls wird innerhalb einer vorbestimmten Zeit gelöscht

009843/0200 ~¹²~

und das Magnetventil 78 entregt. Das über den Einlaß 76 auf den Kolben 74 einwirkende Strömungsmittel bewegt diesen in die Ausgangslage zurück, wobei das Spa.nngasventil 69» 73 geschlossen wird.

Bei Verwendung des Füllelements gemäß der Erfindung für ein Füllverfahren mit getrennter Spann- und Rückgasführung sowie Ableitung des Rückgases in eine vom Füllbehälter separate Kammer oder ins Freie erfüllt das Magnetventil 42 die Funktion fe eines Rückgasventils. In der vorbeschriebenen Ausbildung ist es, wie in Fig. 5 gezeigt, zusätzlich mit einer von der Bohrung 47 ins Freie abzweigenden Entlastungsbohrung 100 mit Drosselstelle 101 versehen. Die Funktionsweise eines mit einem Rückgasventil der genannten Art versehenen Füllelements, bei dem der Anschlag 89 entfällt, ist in weitgehender Übereinstimmung mit der vorstehend erläuterten Betriebsweise folgende, daß nach dem Vorspannen des angepreßten Gefäßes der unter der Federeinwirkung 63 angehobene Ventilkörper 60 des Flüssigkeitsventils 18, 00 mit dem Ventilsitz 69 an dem noch in der Öffnungsstellung stehenden Ventilkörper 73 zur Anlage gelangt und das Spanngasventil 69, 73 schließt. Der von dem Ansatz 65 des aufwärtsbewegten Ventilkörpers 60 beeinflußte Näherungsschalter 72 schaltet gleichzeitig mit der Sonde 86, 90 über das einstellbare Verzögerungsglied den Stromkreis des Magnetventils 42 ein. Das nach einsetzendem Flüssigkeitseinlauf aus dem angepreßten Gefäß entweichende Spanngas nimmt zunächst den Weg über den Ringkarial 39, 38, 25, die Bohrung 47, die Drosselstrecke 101 und die Bohrung 100 ins Freie, so daß ein schonender Flüssigkeitseinlauf erfolgt. Nach Ablauf der Verzögerungs-

009849/0 20 0 -13-

zeit, etwa bis zum Anstieg des Füllgutes bis zum Füllrohranschnitt, gibt der Ventilkörper 45 die Bohrung 47 frei. Das Spanngas strömt nunmehr über den Raum 43, die Leitungen 49, 48, 50, 51ι 52 ins Freie oder in die separate Rückgaskammer. Nach. Ablauf einer für das Magnetventil 42 vorgewählten Öffnungszeit, innerhalb der .das Ventil 42 erregt bleibt, etwa bis zum Eindringen des Füllgutes in den verengten Gefäßhals, jedoch vor Erreichen des Sondenfühlers 90, schließt der Ventilkörper 45 unter der Federwirkung 44 die Bohrung 47. Bis zur beendeten Füllung entweicht das zurückgeführte Spanngas erneut über die Bohrungen 101; 100, über die auch die Entlastung der Gasräume erfolgt, gedrosselt ins Freie.

Ein vereinfachtes Rückgasventil zum Abführen des Spanngases ins Freie oder in eine separat© Kammer zeigt Fig. 6. Hierbei ist das Magnetventil 42 durch eine in den Gehäuseansatz 24 einschraubbare Drossel 102 ersetzt, über deren Bohrung 103 während des gesamten Füllvorganges das Spanngas entweicht und anschließend die Entlastung erfolgt*

Eine weitere AusfÜhrungsform eines Füllelements gemäß der Erfindung zfigt Fig. 7. Anstelle des elektrischen Kontaktorgans am gefäßaeltigen Ende des Schaftes 86 besitzt es einen pneumatischen Schalter 105· Er. sitzt am oberen Ende des aus dem Füllelement 15 herausragenden Schaftes 86a, für den ein Rohrquerschnitt gewählt ist. Der Schalter 105 besteht im wesentlichen aus einer mit Kontakt I07 versehenen und im Schaltergehäuse 105 horizontal eingesetzten Membran I06, die das Gehäuseinnere in einen oberen und einen unteren Druokraum 108 und 109-

• 000849/02 00 ' ■

trennt. In den unteren Raum 109 mündet der Hohlschaft. Der obere Raum 108 steht über eine seitlich den Kolben 74 durchsetzende Leitung 110 mit dem Innern des Ventilkörpers 73 des Spanngasventils 69, 73 in- Verbindung. In den Raum 108 ragt außerdem ein über die Leitung 92 an die Schaltmittel der Steckkarte 93 angeschlossener Kontakt 111. Mit geringer Distanz steht ihm der Membrankontakt 107 gegenüber.

Die Wirkungsweise dieses Füllelements, das seinem übrigen ™ Aufbau nach dem Element nach Fig. 1 entspricht und ebenfalls zur waJilweisen Höhenverstellung des Hohlschaftes ein nicht dargestelltes Handrad 83 oder ein mit der Antriebseinrichtung 971 98, 96 in Eingriff stehendes Ritzel 83a besitzt, ist demnach folgende:

Beim Vorspannen eines an die Tulpe 37 angepreßten Gefäßes strömt über das mittels des Magnetventils 78 in vorbeschriebener Weise geöffnete Ventil 69, 73 und die Leitung 110 Spann-r gas in den Raum I08 oberhalb der Membran 106. Gleichzeitig ge-) langt Spanngas aus dem Gefäß über den Schaft 86a in den Raum I09 unterhalb der Membran IO6. Durch den herrschenden Gleichdruck zu beiden Seiten der Membran I06 bleiben die beiden Kontakte I07 und 110 berührungslos.

Mit fortschreitendem Füllvorgang, der nach dem Vorspannen des Gefäßes in der vorbeschriebenen Weise verläuft und bei dessen Einleitung der Schalter 105 durch den vom aufwärtsbewegten' Ventilkörper 60 erregten Näherungsschalter 72 bereitgeschaltet wird, steigt die Flüssigkeit im Gefäß und ,daau kommunizierend

.15-

im Steigrohr 30 auf und tritt über eine vorbestimmte Strecke in das gefäßseitige Ende des Schaftes 86a ein. Diese Strecke ist der jeweils gewünschten Füllhöhe im Gefäß angepaßt und außerdem derart bemessen und auf die Empfindlichkeit der Membran 106 abgestellt, daß diese unter der Einwirkung der von der eingedrungenen Flüssigkeit geringfügig komprimierten Gassäule im Schaft 86a und Raum 109 eine Lageänderung in Richtung des Kontaktes 111 vornimmt und diesen mit ihrem Kontakt 107 berührt. Der somit durch die Druckdifferenz zwischen den Gasräumen 108 und 109 zu beiden Seiten der Membran 106 ausgelöste Kontakt 111 bewirkt über die Schaltmittel der Steckkarte 93 d-ie Betätigung des Magnetventils 78, das in Übereinstimmung mit der Beschreibung der Fig. 1 das Spanngas- und Flüssigkeitsventil 66, 73 und 18, 60 schließt und im Anschluß daran die weiteren, bereits beschriebenen Funktionen zur Ausführung gelangen.

Der beim Aufstieg des Füllgutes im Bereich des gefäßseitigen Schattendes 86 a. durch die Kompression der Gassäule unterhalb der Schaltermembran 106 aufsteigende Differenzdruck ist verhältnismäßig gering, jedoch in jedem Falle ausreichend, den Schalter 105 für ein gleiches Flüssigkeitsniveau in den zu füllenden Gefäßen zu betätigen, zumal der Hohlschaft 86a. in Anpassung an die Charakteristik der Membran 106 wahlweise höhenverstellbar ist. Auch hierbei wird das Steigrohr 30 mit Vorteil angewandt. Es umgibt ebenfalls mit eine* Ringspalt 56 die gefäßseitige Öffnung des Hohlschaftes 86a und gewährleistet vor allem die für die Schaltbewegung der Membran 106 erforder-

009849/0200

-16-

liehe gleichmäßige Verdichtung der Gassäule durch einen beruhigten Anstieg des Füllgutes im Innern des Schaftes 86a.

Obwohl die Erfindung anhand der beiden in der Zeichnung dargestellten Füllelemente beschrieben ist, wird festgestellt, daJ3 die Erfindung auch für andere Ausführungsformen von Schaltorganen, so für den in einem der nachfolgenden Ansprüche angeführten, durch Auftriebkörper betätigbaren Schalter nutzbar ist.

Patentansprüche;

- 17 -

009849/0200

Claims

Pat entansprüche;

Γ.)/Füllelement für Gegendruck-Füllmaschine in Bin- oder ../ Mehrkammerbauweise mit Füllrohr und einem bei vorbestimmter Füllhöhe im angepreßten Gefäß den Schließimpuls für das Flüssigkeitsventil auslösenden Scha.ltorga.ni das durch Einführen in das Gefäß oder mittels einer darin eingeführten gefäßseitig offenen Leitungsverbindung unmittelbar bzw. mittelbar vom Füllgut beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß da.s Schaltorgan (90 )bzw. die Leitungsverbindung(86a)konzentrisch im Füllrohr angeordnet und unter Einhaltung eines Ringspa.ltes( 56) vom Steigrohr (30)umgeben ist, das sich seinerseits mit einem weiteren Ringspalt(55!zwischen den benachbarten Rohrwandungen im Innern des Füllrohres zu dessen gefäßseitigem Ende erstreckt und oberhalb der Gefäßanpressung mindestens eine an den Rückgasweg anschiießbare Leitung( 34)besitzt.

2.) Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr(30)mit dem Füllrohr( 21) an dessen gefäßseitigem Ende bündig abschließt.

3·) Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den gefäßseitigen Enden gegenüberstehend das Steig- und. Füllrohr (3Q>:21) mit einem in'den FlUssigkeits- und Gasweg einbezogenen, mittels mehrerer voneinander getrennter Kanäle die flüssigkeit und das Gas in Teilströme verzweigenden Verte±ler(20)verbunden sind, wobei di« Gaskanäle (32)

ft0a$t'9Vö2O"G^:'"■*■■ " ¹⁸ "

in einen bei angepreßtem Gefäß durch eine jeweils das Füllrohr mit einem Ringspa.lt tungebende, nach oben abgedichtete*¹ Füllrohrfassung (24), ein höhenbewegliches Zwischenstück (35) sowie eine heb- und senkbare Zentriertulpe (37) unter Zuhilfenahme von Dichtungemitteln (53, 54) gebildeten und mit dem angepreßten Gefäß in. Verbindung stehenden Ringkanal (25, 38, 39).und die Flüssigkeitskanäle (27, 28) in eine trichterförmige Erweiterung (29) des Füllrohres münden.

4.) Füllelement nach den Ansprüchen 1 und 3» da.durch gekennzeichnet, daß die Leitung (34) des Steigrohres {30") im Verteiler(20)vorzugsweise horizontal angeordnet und·-· oberhalb der Füllrohr erweiterung (29) an den Ringkanal (.25 t 38, 39) angeschlossen ist. . ■ . ' ' '.

5·) Füllelement nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanäl (25» 38, 39) einen iris Freie oder in eine separate Gaskammer führenden und mit Ver-Schluß- und/oder Drosselorganen (42, 101, 103) versehenen Ausgang (47) besitzt, der der Steigrohrleitung (34) gegenübersteht und mit dieser in gleicher Ebene verläuft; ·

6.) Füllelement nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan aus einem in Abhängigkeit von Zeitgliedern steuerbaren und während des Flüssigkeitseinlaufs nur kurzzeitig öffnenden Magnetventil (42) besteht, dem ein mit Drosselorgan (lOl) versehener separater Ausgang (lOO) ins Freie vorgeordnet ist.

0 098A^/020 0 ^; ' ■ _ ₁₉ _

7·) Fülleiement nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (20) auf der dem Steig- und Füllrohr (30, 2l) abgewandten Seite ein an die Gaskanäle (32) angeschlossenes Gasrohr (31) trägt, welches einen oberhalb des Verteilers a.uf einem Ventilsitz (l8) senkrecht abgestützten Ventilkörper (60) des Flüssigkeitsventils bis zur Höhe des Gasraumes im Füllbehälter (lo) mittig durchsetzt und in eine am oberen Ende des Ventilkörpers des Flüssigkeitsventils (l8, 60) angebrachte konzentrische Ausnehmung (68) mündet, welche den Sitz (69) für den oberhalb und in Flucht mit dem . Flüssigkeitsventilkörper angeordneten Ventilkörper (73) des -Spanngasventils (69, 73) bildet.

8.) Füllelement nach. Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der Durchs.atzbohrung (70) innerhalb des Flüssigkeitsventilkörpers (60) derart bemessen ist, daß zwischen den benachbarten Wandungen des Gasrohres (31) ^un<i des Ventilkörpers ein Ringspa.lt besteht.

9·) Füllelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (70) im Bereich des Spannga.sventilsi'tzes (90) mit einem den Ringspa.lt verengenden Vorsprung oder Ansatz (7-0 versehen ist.

- 20 -

009849/0200

t I t

10.) Füllelement nach wenigstens feinem der■Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (20) mit dem Gasrohr (3l) und dem Füllrohr (2l), gegebenenfalls unter Einschluß des Steigrohres (30.), eine Baueinheit bildet.

11.) Füllelement nach den Ansprüchen 1 und 71 dadurch gekennzeichnet, daI3 der Spanngasventilkörper (73) mit einer Hubeinrichtung (7^) in Antriebsverbindung steht, derart, daJ3 bei einem Längshub des Ventilkörpers das Spanngasventil (69 j 73) geöffnet und dadurch ein -durch Anschlagmittel begrenzter Öffnungsweg für den Ventilkörper (6"o) des Flüssigkeitsventils (l8, 60) freigegeben und bei entgegengesetztem Hub des Ventilkörpers gleichzeitig mit dem Spanngasventil auch das Flüssigkeitsventil geschlossen wird.

12.) Füllelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Öffnungslage stehende Spanngasventilkörper (73) den Anschlag für den Öffnungsweg des Flüssigkeitsventilkörpers (60) bildet, der seinerseits in der Anschlaglage das Spanngasventil (69» 73) schließt.

13·) Füllelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag aus einem im Elementengelläuse (lj?) angebrachten und in den Öffnungsweg des Flüssigkeitsventilkörpers (60) ragenden Stift (89) od. dgl. besteht, der den Ventilkörper in einer Offnungslage begrenzt, in der das Spanngasventil (69, 73) geöffnet bleibt.

009849/02 00

l4.) Füll element nach, den Ansprüchen 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanngasventilkörper (73) hülsenartig ausgebildet und aufrechtstehend auf seinem Ventilsitz (6-9) aufgestützt und an dem dem Sitz gegenüberstehenden Ende mit einem von einem Strömungsmittel antreibbaren Kolben (7^) verbunden ist, der in einem gegenüber dem Gasweg abgedichteten und mit mehreren Zuführungen (75* 76) für das Strömungsmittel versehenen Gehäuse längsbeweglich ist.

15·) Füllelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmittel aus den Zuführungen (75» 76) wechselweise auf den Kolben (7^) einwirkt, derart, dai3 jeweils eine vordere und eine rückwärtige Kolbenfläche beaufschlagt und das Öffnen und Schließen der Zuführungen durch ein Magnetventil (78) gesteuert wird»

15.) Füllelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, da_ß der dem Flüssigkeitsventilkorper (60) zugeordnete Ventilsitz (l8) mittels der Füllrohrfassung (24) lösbar am Elementengehäuse (15) befestigt ist.

17.) Füllelement nach, wenigstens einem.der Ansprüche 1 bis 1.6, dadurch gekennzeichnet, daß das in ein angepreßtes Gefäß einführbare Schaltorgan ein. am gefäßseifcigert Ende eines Schaftes/eo^befestigter elektrischer Fühler ist, der von dem im Gefäßlnnern in vorbestimmfce Füllhöhe aufsteigenden

009849/0 2 00

- 22 -

Füllgut beeinflußbar ist und über zugeordnete Scha.ltmittel das Magnetventil (78) zur Vornahme einer Scha.ltbewegung veranlaßt, durch die die Hubeinrichtung (7^) zum Schließen des Spanngas- und Flüssigkeitsventils wirksam wird.

18.) Füllelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, da.ß das in ein angepreßtes Gefäß einführbare Schaltorgan a.us einem am gefäßseitigen Ende eines Schaftes (86) angeordneten Auftriebkörper und einem Schalter besteht, der in vorbestimmter Füllhöhe des Füllgutes vom Auftriebkörper betätigt, über zugeordnete Schaltmittel das Magnetventil (78) zur Vornahme einer Schaltbewegung veranlaßt, durch die die Hubeinrichtung (7^·) zum Schließen des Spanngas- und Flüssigkeitsventils (79» 73» 18, 60) wirksam wird.

19·) Füllelement nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (86) des Scha.ltorgans ($>0) das Steigrohr (30), den Verteiler (20), das Gasrohr (31) sowie den Spanngasventilkörper (73) konzentrisch durchsetzt und an dem. dem Schaltorgan gegenüberliegenden, aus dem Elementengehäuse herausgeführten Ende mit einer Einrichtung zum Höhenverstellen dea Schaitorgans von Hand oder mittels eines motorischen Antriebes versehen ist.

009849/0200

20,) Füllelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltörgan aus einem a.ußerhalb des angepreßten Gefäßes im Bereich des Füllelements angeordneten pneumatischen Schalter (105) mit einer in das Gefäß einführbaren Leitungsverbindung (86a) besteht, in deren gefäßseitigen, in vorbestimmter Füllhöhe stehenden Anschnitt das Füllgut eindringt, wobei die darin stehende Gassäule komprimiert wird und den Schalter betätigt, dessen Impuls über zugeordnete Schaltmittel das Magnetventil (78) zur Vornahme einer Schalt— bewegung veranlaßt, durch die die Hubeinrichtung (7²O zum Schließen des Spanngas- und Flüssigkeitsventils (69, 73; 18,-öo) wirksam wird.

21.) Füllelement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet _t daß die Leitungsverbindung (86a) des pneumatischen Schalters (105) aus einem Hohlschaft besteht, der da.s Steigrohr (30), den Verteiler (20) , das Gasrohr (3I) sowie den Spanngasventilkörper (73) konzentrisch durchsetzt und an dem aus dem Elementengehäuse herausgeführten oberen Ende den pneumatischen Schalter und eine Einrichtung zum Höhenverstellen des Schaftes von Hand oder mittels eines motorischen Antriebs trägt.

22.) Füllelement nach den Ansprüchen 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Schalter eine mit einem Kontakt (107) versehene Membran (I06) besitzt, die das Schaltergehäuse in zwei Druckrütime (108, 109) trennt und

- 2k -

009849/0200

wovon ein Raum mit einem dem Membra.nkonta.kt gegenüberstehenden Kontakt (ill) versehen und über eine Gasleitung (HO) mit dem Gasraum im Spanngasventilkörper (73) verbunden und an den anderen Druckraum der Hohlschaft angeschlossen ist.

23.)Füllelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zum Höhenverstellen des Schaltorgans (90) bzw. der Leitungsverbindung (86a) jeweils eines Füllelements von Hand ein am oberen Elementenende angeordnetes und auf einerGewindehülse (80) schraubbares Handrad (83) dient, das mit dem die Hülse durchsetzenden Schaft (86, 86a.) durch Kupplungsmittel (84, 85) verbunden ist.

24.) Füllelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zum gemeinsamen Höhenverstellen der Schaltorgane (90) bzw. der Leitungsverbindung (86a) mehrerer Füllelemente am oberen Ende jeweils eines Elements ein auf einerGewindehülse (80) schraubbares Ritzel (83a) angeordnet und mit dem die Hülse durchsetzenden Schaft (86, 86a.) durch Kupplungsmittel (84, 85) verbunden ist und in Eingriff mit einer sämtlichen Füllelementen gemeinsamen Antriebseinrichtung (97t 98) steht.

25·) Füllelement nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (83a) mit einem mit Innenverzahnung versehenen Hohlrad (94) in Eingriff steht,, das auf dem oberen Ende eines Elementengehäuses aufsitzt und topfartig das Ritzel

009849/0200

- 25 -

sowie die Kupplungsmittel (84, 85) abdeckt und auf dem Umfang mit einem mit dem gemeinsamen Antrieb (97, 98) in Eingriff stehenden Zahnkranz (96) versehen ist.

26.) Füllelement nach den Ansprüchen 24, 25,- dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Antrieb (97, 98) ein mit den Zahnkränzen (9ό) der Hohlräder (94) sämtlicher Füllelemente in Eingriff stehender Za.hnsta.ngen- oder Sprossentrieb ist, auf den ein Antriebsmotor einwirkt.

27.) Füllelement nach wenigstens eines der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß im Hubweg des Zwischenstückes (35) oder der Tulpe (jÖ) ein Schalter (4o), vorzugsweise ein Näherungsschalter, angeordnet ist, der über Schaltmittel das Magnetventil (78) erregt, derart, daß die Strömungsaittelzuführung(75) freigegeben wird und das vom 5tröMURgsatittel beaufschlagte Huborgan (74) seinerseits das Spanngasventil (69, 73) öffnet.

28.) Füllelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet) daß im Hubweg des Flüssigkeitsventilkörpers (66) ein. Schalter (72), vorzugsweise ein Näherungssohalter, angeordnet ist, der im Zuge des Aufwärt shub es des Ventilkörpers das Schaltorgan (90) bzw. (105) bereitschaltet. , '

29.) Füllelement nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (72) das Schaltorgan (90) bzw» (I05) bereitschaltet und das Magnetventil (kz) zum Öffnen de· Rückgasweges erregt·

84 9/02

- 26 -

30.) Füllelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schaltern (40j 72), den Magnetventilen (42; 78) und den Schaltorganen (90) bzw. (105) zugeordneten Schaltmittel zu einer Baueinheit nach Art einer Steckkarte (93) zusammengefaßt sind, die auf einer Kontaktleiste aufsteckbar ist.

009849/0200