DE19610336A1 - Vorrichtung zum Abfüllen von Gefäßen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abfüllen von Gefäßen wie Flaschen oder dergleichen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 die mittels einer Hubvorrichtung anhebbar und gegen den Abfüllstutzen bewegbar ist, wobei während der Befüllungsphase das zu befüllende Gefäß so gegen den Abfüllstutzen andrückbar ist, daß eine dichte Verbindung zwischen Gefäß und Abfüllstutzen entsteht.

Bei der Befüllung von Gefäßen durch einen Ringkesselfüller sind konzentrisch um den Füller eine Vielzahl von Füllstationen angeordnet. Für jede zu befüllende Flasche ist eine Füllstation vorhanden. Der gesamte Ringkesselfüller rotiert. Entlang dieser Kreisbahn finden die einzelnen Vorgänge (Aufnehmen, Befüllen, Verschließen und Abgeben der Flaschen) statt.
Beim Befüllen von Gefäßen entstehen Vertikalkräfte einmal durch das Gewicht des Füllgutes im Gefäß und bei kohlensäure-haltigen Getränken zusätzlich durch den Gasdruck, der entgegen des Füllorganes wirkt. Diese Vertikalkräfte müssen nun sicher abgefangen werden, damit kein Spalt zwischen Gefäß und Abfüllstutzen entsteht aus dem Füllgut entweichen könnte.

Um diese Vertikalkräfte aufzufangen existieren bereits mehrere Lösungen im Stand der Technik:
Eine bekannte Möglichkeit ist es, die Hubvorrichtung durch eine Kurvenbahn anzuheben und die Vertikalkräfte so auf die Kurvenführung zu übertragen. Nach dem Befüllen wird die Haltevorrichtung durch die Kurvenbahn wieder abgesenkt.

Nachteilig hierbei ist, daß während des umlaufenden Füllbetriebs der Abstand zwischen Kurvenbahn und Abfüllstutzen gleichbleibend gehalten werden muß. Eine Vergrößerung würde dazu führen, daß ein Spalt zwischen Abfüllstutzen und Flasche entsteht aus welchem dann das Füllgut austreten könnte, eine Verringerung könnte zu einer Beschädigung von Flasche oder Abfüllstutzen führen. Dies erfordert eine hohe Präzision bei der Herstellung der Kurvenbahnen, welche in nachteiliger Weise hohe Kosten verursacht.

Um die Vertikalkräfte nun elastisch aufzufangen wird in der DE OS 3506250 vorgeschlagen, die entstehenden Vertikalkräfte mit einem Anpreßkolben aufzufangen Nachteilig hierbei ist der konstruktive Aufwand, da jeder Flasche ein eigener Anpreßkolben zugeordnet ist.

Aus der DE PS 3710013 ist nun eine Hubvorrichtung für Gefäße mit einem Halskragen bekannt, welche das Gefäß am Halskragen fassen. Die Hubvorrichtung wird durch eine Kurvenbahn angehoben und zusätzlich durch eine Art Verriegelung gehalten. Nachteilig bei der dortigen Lösung ist es, daß die Hubvorrichtung einen Überhub durchführen muß, bevor die Verriegelung eingreift. Da es sich bei der Flasche um ein wenig elastisches Material handelt kann durch den Überhub eine Beschädigung der Flasche entstehen. Nach dem Eingreifen der Verriegelung senkt sich die Hubvorrichtung wieder, ein definierter Anpreßdruck der Flasche an den Abfüllstutzen entsteht hierbei kaum. Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik tritt auf, wenn Toleranzen im Abstand zwischen Mündungsfläche der Flasche und Halskragen bestehen. Es existiert keine Ausgleichmöglichkeit für diese Toleranzen, daher würde eine Flasche mit geringem Abstand zwischen Mündung und Halskragen nicht fest genug angedrückt werden und eine Flasche mit größerem Abstand zwischen Mündung und Halskragen würde eventuell sogar beschädigt werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere auf einfache, kostengünstige Art und Weise die zu befüllenden Flaschen an den Abfüllstutzen mit einem definiertem Anpreßdruck drückt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches.

Weiterbildungen der Erfindung und/oder besonders vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung macht sich hierbei die Erkenntnis zu eigen, daß bei einer Hubvorrichtung, welche eine Feder beinhaltet der Anpreßdruck durch die Federkraft aufgebracht werden kann. Es ist hierbei nur das einmalige Spannen der Feder zu Beginn des Anhebens notwendig. Während der gesamten Befüllungsdauer werden die entstehenden Vertikalkräfte von der Feder aufgefangen. Durch geeignete Wahl der Federkonstante wird die Flasche immer mit einer Kraft an den Füllstutzen gedrückt, die größer ist als die Kraft welche beim Befüllen die Flasche vom Füllstutzen wegdrückt aber nie so groß ist, daß eine Beschädigung der Flasche eintreten kann. Dies gilt vorteilhaft auch dann, wenn Toleranzen in den Abständen zwischen Mündung und Halskragen auftreten, da diese Toleranzen über den Federweg kompensierbar sind.

Nachfolgend ist ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung und der Bezugszeichenliste näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Abstützvorrichtung mit einer eingesetzten Flasche

Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 zusammen mit einem Teil eines Füllkessel in teilweise geschnittener Darstellung.

Die Fig. 1 zeigt eine Teilansicht eines umlaufenden Füllers, die Fig. 2 den entsprechenden Ausschnitt aus Fig. 1 in Seitenansicht. Die Funktion der Erfindung läßt sich bei gemeinsamer Betrachtung der beiden Figuren besonders gut nachvollziehen. Der Füller ist durch die gebrochene Darstellung angedeutet. Konzentrisch um die Außenwand des Füllers verteilt sind eine Vielzahl von Füllstationen angeordnet. Soweit greift die vorliegende Erfindung auf bekannte Füller zurück, daher wird der generelle Aufbau eines Füllers als bekannt vorausgesetzt. Jede der einzelnen Füllstationen ist gleich aufgebaut. Eine dieser Füllstationen ist exemplarisch für alle anderen hier beschrieben.

Die Füllstation ist ausgelegt für das Befüllen einer Flasche 1 mit einem sogenannten Halskragen 2. Durch Halteelemente 3 wird die Flasche 1 gegen den Füllstutzen 4 gedrückt. Die Halteelemente sind an einem Ende der Stangen 5 befestigt, welche in Führungen 6 längsverschiebbar gelagert sind. Am anderen Ende der Stangen 5 befinden sich jeweils eine Druckfeder 7. Die Druckfeder 7 sitzt auf der Stange 5 und stützt sich zum einen gegen eine an der Stange 5 befestigte Endkappe 8 und zum anderen gegen ein beiden Stangen gemeinsames Verbindungsstück 9 ab. Das Verbindungsstück 9 weist einen Eingriff 10 auf, in welchen die Klammer 11 einrasten kann. Der Eingriff 10 ist in dieser Darstellung verdeckt und daher ist der Eingriff 10 und der ebenfalls verdeckte Teil der Klammer 11 strichliniert dargestellt. Um die Klammer 11 um die Achse 12 zu verschwenken ist eine Rolle 13 vorgesehen, welche auf einer hier nur strichliniert eingezeichneten Steuernut 14 verläuft. Die Steuernut 14 ist stationär und verläuft bezogen auf ein Referenzniveau z. B. dem Fundament, auf welchem der Füller steht in unterschiedlicher Höhe. Während sich die Füllstation zusammen mit dem Füller dreht läuft die Rolle 13 in dieser Kurvennut. Je nach momentanem Niveau der Steuernut 14 hakt sich die Klammer 11 im Eingriff 10 ein bzw. hakt sich wieder aus.

Eine wichtige Funktion hat die Rolle 15, die auf einer hier strichliniert gezeichneten Steuerkurve 16 verläuft: Die Steuerkurve 16 ist ebenso wie die Steuernut 14 stationär und verlauft bezogen auf ein Referenzniveau in unterschiedlicher Höhe. Die Rolle 15 ist am Verbindungsstück 9 befestigt. Je nach Verlauf der Steuerkurve 16 hebt oder senkt sich die gesamte Einheit aus Halteelement 3, Stangen 5 Federn 7 und Verbindungsstück 9.

Wenn man den Verlauf der Steuernut 14 und der Steuerkurve 16 betrachtet ergibt sich folgender Funktionsablauf:
Solange sich die Rolle 13 im Bereich 14a der Steuernut 14 befindet, ist die Klammer 11 nicht eingehackt gleichzeitig befindet sich die Rolle 15 im ansteigenden Bereich 16a der Steuerkurve 16 und hebt über Halteelement 3, Stangen 5 Federn 7 und Verbindungsstück 9 die Flasche 1 an das Füllventil 4. Im Bereich 16b verläuft die Steuerkurve 16 nun auf konstantem Niveau und die Klammer 11 wird über die Steuernut 14 in den Eingriff 10 eingehackt und bleibt eingehackt, solange die Steuernut 14 auf konstantem Niveau 14b verläuft. Während des ganzen Befüllvorgangs werden die durch Flaschengewicht und Fülldruck entstehenden Kräfte über die Achse 12, Klammer 11, Eingriff 10, Halteteil 9, Federn 7 Halteelement 3 abgefangen.

Nach dem Ende des Füllvorganges verläuft die Steuernut 14 wieder auf einem Niveau, welches dem Niveau des zuvor beschriebenen Bereichs 14a entspricht. Die Klammer 11 wird ausgehackt und die Flasche 1 ist wieder absenkbar.

Ebenso ist auch eine Ausführungsform möglich, bei der die Klammer 11 automatisch ohne über irgendwelche Steuerkurven oder Steuernuten bewegt zu werden im Eingriff 10 einhackt, wenn die gesamten zum Halten der Flasche 1 notwendigen Elemente angehoben werden. Beim Anheben berührt der Eingriff 10 die Klammer 11 an der abgeschrägten Kante 11a und schiebt die Klammer 11 beiseite. Nachdem der Eingriff die abgeschrägte Kante 11a passiert hat, bewegt sich die Klammer 11 allein aufgrund ihres Eigengewichtes in die eingehackte Position. Dies wird noch unterstützt durch das Gewicht der Rolle 13. Es findet eine Schwenkbewegung um die Achse 12 statt.

Vorteilhaft an der zuletzt beschriebenen Anordnung ist, daß nur noch zum Lösen der Verriegelung eine Steuerkurve oder Steuernut notwendig ist.

Wie eingangs erwähnt befinden sich an jeder Füllmaschine eine Vielzahl von Füllstationen. Eventuell vorhandene Toleranzen im Zusammenwirken der Steuerkurve 16 und der einzelnen Füllstationen werden durch den Federweg der Federn 7 ausgeglichen. Ebenso sind auch Toleranzen im Abstand zwischen Mündungsfläche der Flasche 1 und dem Halskragen 2 sind so automatisch ausgleichbar.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel stellt nur einen möglichen Anwendungsfall für die Erfindung dar. Die Erfindung läßt sich aber ebenso auf andere Anwendungsfälle, insbesondere dem Füllen von Gefäßen, die durch ein am Boden des Gefäßes angreifendes Hubelement übertragen. Die prinzipiellen Vorteile der Erfindung nämlich die weitgehende Unabhängigkeit von Toleranzen und das Vermeiden von zu hohen, die Gefäße beschädigenden Anpreßdrücken ist vorteilhaft vermieden.

Bezugszeichenliste

1 Flasche
2 Halskragen
3 Halteelemente
4 Füllstutzen
5 Stange
6 Führung
7 Druckfeder
8 Endkappe
9 Verbindungsstück
10 Eingriff
11 Klammer
12 Achse
13 Rolle
14 Steuernut
15 Rolle
16 Steuerkurve

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Abfüllen von Gefäßen, wobei

• - die Gefäße in einem Füller angeordnet sind,
• - jedem Gefäß ein Abfüllstutzen und eine Hubvorrichtung zugeordnet ist,
• - die Gefäße mittels einer Hubvorrichtung aus einer ersten Position, in welcher zwischen dem Gefäß und dem Füllstutzen keine Verbindung besteht anhebbar sind in eine zweite Position, in der das Gefäß eine dichte Verbindung mit dem Abfüllstutzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Hubvorrichtung mindestens eine Feder (7) umfaßt, welche beim Anheben der Hubvorrichtung spannbar ist
• - durch die Feder (7) eine Kraft übertragbar ist, welche das Gefäß (1) an den Abfüllstutzen (4) drückt und
• - eine Verriegelungsvorrichtung (11) vorgesehen ist, durch welche die Hubvorrichtung in angehobenem Zustand arretierbar ist
• 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Hubvorrichtung durch eine auf einer Steuerkurve oder Steuernut (16) verlaufende Rolle (15) anhebbar ist und
• - die Verriegelungsvorrichtung (11) durch eine in einer Steuerkurve oder Steuernut (14) verlaufende Rolle (13) aus einer die angehobene Hubvorrichtung nicht arrettierenden Position in eine arrettierbare Position verbringbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Verriegelungseinrichtung (11) durch einen Aktor aus einer die angehobene Hubvorrichtung nicht arrettierenden Position in eine die angehobene Hubvorrichtung arrettierbare Position verbringbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Verriegelungseinrichtung (11) die Hubvorrichtung zwangsweise arretiert, sobald die Hubvorrichtung die angehobenen Position erreicht hat und
• - durch eine in einer Steuerkurve oder Steuernut verlaufende Rolle die Verriegelungseinrichtung in eine Position verbringbar ist in der die Arretierung der Hubvorrichtung gelöst ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Hubvorrichtung Halteelemente aufweist, welche das Gefäß von der Bodenseite her berührt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Hubvorrichtung Halteelemente aufweist, welche die Gefäße (1) unterhalb eines am Gefäß (1) vorhandenen Halskragens (2) greifbar sind.