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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Befüllkopf, insbesondere zur Befüllung von Plastikflaschen, auf die sich die folgende Beschreibung bezieht, ohne dabei an Allgemeingültigkeit einzubüßen.
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Befüllmaschinen sind bekannt, umfassend eine Befüllstation, die mit leeren Behältern versorgt wird und dafür ausgelegt ist, Behälter, die mit einem gießbaren Nahrungsprodukt befüllt sind, bereit zu stellen.
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Die Befüllstation umfasst im Wesentlichen eine karussellartige Fördereinrichtung, die drehbar um eine Rotationsachse ist, einen Tank, der das gießbare Nahrungsmittel enthält, und eine Vielzahl von Befüllköpfen, die entsprechende Ventile aufweisen, die strömungsmechanisch mit dem Tank verbunden sind und von der karussellartigen Fördereinrichtung bezüglich der Rotationsachse der karussellartigen Fördereinrichtung in einer exzentrischen Position gehalten werden.
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Genauer betrachtet erstrecken sich die Befüllköpfe entlang jeweiliger vertikaler Achsen, werden von der karussellartigen Fördereinrichtung gedreht und weisen an ihrem jeweils unteren Ende entsprechende Auslässe für das zu gießende Produkt auf. Die Behälter werden auf entsprechenden Halteelementen angeordnet, die unterhalb der Befüllköpfe angeordnet sind und von der karussellartigen Fördereinrichtung gemeinsam mit den jeweiligen Befüllköpfen gedreht werden.
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Um die Befüllköpfe zu reinigen, lehrt das Patent
EP 1 544 155 eine Verschlussplatte für jeden Auslass bereit zu stellen. Die Seitenkanten dieser Verschlussplatte sind gleitend mit jeweiligen horizontalen Führungsnuten gekoppelt, um der Verschlussplatte zu erlauben, sich zwischen einer eingefahrenen Position, in der unterhalb des Auslasses des Befüllkopfes Platz für einen Behälter vorhanden ist, und einer ausgefahrenen Position, in der der Auslass mit der Verschlussplatte verstöpselt ist, um eine Reinigungskammer am oberen Ende des Befüllkopfes zu bilden, zu verlagern.
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Das Halteelement ist definiert durch eine Halteplatte, die dazu ausgelegt ist, mit dem Hals von Plastikflaschen gekoppelt zu werden und wird von einem Nocken-Mitnehmer-System betrieben, um sich vertikal vom Auslass des Befüllkopfes weg und zu diesem hin zu verlagern, während dieser dagegen festgelegt verbleibt.
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Aus diesem Grund folgt die Verschlussplatte der vertikalen Bewegung der Halteplatte. Um sich translatorisch zwischen der ausgefahrenen und der eingefahrenen Position zu verlagern, wird die Verschlussplatte von einer Antriebseinheit bewegt, die in vertikaler Richtung festgelegt ist und ein quer liegendes U-Profil aufweist, das einen oberen Sitz bildet, in den in vertikal gleitender Weise ein integral an der Verschlussplatte vorgesehener Zahn eingreift.
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Es ist relativ kompliziert, diese Art von Betriebssystem zur Verlagerung der Verschlussplatte bereitzustellen und zu montieren. Weiterhin weist es beachtliches Spiel auf und resultiert daher in der ungenauen Positionierung der Verschlussplatte in der ausgefahrenen Position am Auslass des Befüllkopfes. Diese Nachteile werden im Wesentlichen verursacht durch die gleitende Kopplung zwischen dem Zahn und der Antriebseinheit, die der Verschlussplatte erlauben muss, sich frei in vertikaler Richtung zu bewegen.
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Der vorliegenden Neuerung liegt die Auftrabe zugrunde, einen Befüllkopf, insbesondere zur Befüllung von Plastikflaschen, bereitzustellen, der es erlaubt, die oben genannten Probleme auf einfache und kosteneffiziente Weise zu lösen.
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Erfindungsgemäß wird ein Befüllkopf, insbesondere zur Befüllung von Plastikflaschen, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereitgestellt.
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Die Neuerung wird im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Figuren, die eine nicht beschränkende Ausführungsform derselben zeigen, beschrieben, wobei:
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1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Befüllkopfes, insbesondere zur Befüllung von Plastikflaschen, gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine perspektivische Ansicht zeigt, wobei Teile ausgeblendet wurden, um die mit dem Befüllkopf aus 1 verbundene Nockenvorrichtung klar zu zeigen;
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3 einen Ausschnitt des Befüllkopfes aus 1 zeigt;
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4 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Befüllkopfes aus 1 zeigt; und
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5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Befüllkopfes aus 1, in der Teile ausgeblendet wurden, zeigt.
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In 1 kennzeichnet das Bezugszeichen 1 als Ganzes einen Befüllkopf zum Befüllen von Behältern (nicht gezeigt) mit einem gießfähigen Produkt, insbesondere zum Befüllen von Plastikflaschen. Insbesondere ist das gießbare Produkt ein Nahrungsmittel und enthält Kohlendioxid bzw. Kohlensäure. Es besteht beispielsweise aus Mineralwasser.
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Der Kopf 1 ist ein Teil einer Befüllmaschine (nicht gezeigt), die eine sich drehende, karussellartige Fördereinrichtung oder eine andere Art einer Fördereinrichtung (nicht gezeigt) umfasst und angetrieben wird, um eine Reihe von Befüllköpfen 1 in einer Sequenz entlang eines gegebenen Pfades zu verlagern, der sich ringförmig durch eine Empfangsstation für leere Behälter, eine Befüllstation und eine Ausgabestation, um die befüllten Behälter auszugeben, erstreckt. Die Maschine umfasst im Allgemeinen einen ersten Tank, der das gießbare Nahrungsmittel und ein Gas, z. B. Kohlendioxid enthält, das dazu genutzt wird, die Behälter vor der Befüllung mit Druck zu beaufschlagen; und einen zweiten Tank, um zumindest einen Teil des Kohlendioxids aufzufangen, das verwendet wird, um die Behälter mit Druck zu beaufschlagen.
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Der Befüllkopf 1 umfasst ein Gehäuse 10, von dem nur ein unterer Endabschnitt 11 gezeigt ist. Das Gehäuse 10 erstreckt sich entlang einer vertikalen Achse A, umschließt eine Ventilbefüllungseinheit (nicht gezeigt) und ist an der karussellartigen Fördereinrichtung festgelegt, um in vertikaler Richtung festgelegt zu sein und um entlang des obigen Pfades um eine zentrale vertikale Achse gedreht zu werden.
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Mit Bezug auf die 2 und 3 umschließt der Abschnitt 11 zumindest teilweise eine Verteildüse 12, die koaxial zum Gehäuse 10 entlang der Achse A ausgerichtet ist und in axialer Richtung verlagerbar zwischen einer angehobenen Position und einer gesenkten Position ist.
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In der in 3 gezeigten Alternative ist die Düse 12 in axialer Richtung zwischen der angehobenen Position und der abgesenkten Position verlagerbar, durch die einander entgegengesetzten Kräfte einer Feder 13 und eines Dichtungselements 80, das den Boden einer Kammer abgrenzt, in der ein Druck vorherrscht.
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In der in 2 gezeigten Alternative ist die Düse 12 in axialer Richtung zwischen der angehobenen Position und der abgesenkten Position verlagerbar, durch die einander entgegengesetzten Schubkräfte einer Feder 13 und einer Verlagerungsvorrichtung 14.
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Die Feder 13 ist an die Düse 12 angepasst, ist in axialer Richtung zwischen einer Schulter 16 der Düse 12 und einer Schulter 17 des Abschnitts 11 angeordnet und steht unter einer Druckvorspannung, um die Düse 12 nach oben zu drücken, d. h. um die Düse 12 in einer angehobenen Position zu halten.
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Mit Bezug auf die in 2 gezeigte Alternative umfasst das Verlagerungselement 14 zwei vertikale Übertragungsstäbe 20. Die Stäbe 20 erstrecken sich außerhalb und auf gegenüber liegenden Seiten des Gehäuses 10 und sind so geführt, dass sie in vertikaler Richtung, unter Einwirkung einer Nockenantriebsvorrichtung (nicht gezeigt), die oberhalb des Befüllkopfes 1 angeordnet ist, gleiten. Die Stäbe 20 haben jeweilige untere Enden 21, die an einem unteren Endabschnitt 22 der Düse 12 mittels jeweiliger horizontaler Backen 23 festgelegt sind. Wie in 2 erkennbar, bildet der Abschnitt 22 einen Auslass 25, der bei angehobener Position der Düse 12 im Wesentlichen fluchtend mit einer unteren horizontalen Oberfläche 26 des Abschnittes 11 ausgerichtet ist. In dieser Position greifen die Backen 23 an jeweiligen Aussparungen 27 (2) ein, die an den unteren Seitenkanten des Abschnitts 11 vorgesehen sind.
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In der abgesenkten Position dagegen ragt die Düse 12 bezüglich der Oberfläche 26 nach unten vor, um an der Öffnung eines zu befüllenden Behälters zur Anlage zu gelangen. Während des Befüllvorgangs wird die Flüssigkeitsdichtheit zwischen der Düse 12 und der Öffnung des Behälters von einer Dichtung 28 gewährleistet, die im Abschnitt 22 am Auslass 25 vorgesehen ist.
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Der Befüllkopf 1 umfasst ein Halteelement 29, das unterhalb des Gehäuses 10 in einer vertikal festgelegten Position angeordnet ist, ausgelegt ist, einen entsprechenden Behälter auszunehmen und zu halten und von der karussellartigen Fördereinrichtung entlang des Pfades gemeinsam mit dem Gehäuse 10 gezogen wird. Bevorzugt wird das Element 29 durch das Gehäuse 10 gestützt und ist definiert durch ein plattenförmiges Fanghakenelement eines bereits bekannten Typs, derart ausgelegt, dass es am Hals einer Plastikflasche, die zu befüllen ist, ankoppelt. Das Element 29 ist in vertikaler Richtung von der Oberfläche 26 beabstandet und ist an einer Backe 23 festgelegt, die wiederum an zwei vertikalen Stützelementen 33, die oberhalb der Backe 32 angeordnet sind, festgelegt ist. Aus diesem Grund ragt das Element 29 bezüglich der Stützelemente 33 in horizontaler Richtung vor. Oben sind die Stützelemente 33 an den seitlichen Enden einer horizontal ausgerichteten Querstange 35 festgelegt, die am Abschnitt 11 in fester Position verbunden ist, wie später noch genauer offenbart wird. Die Stützelemente 33 und die Querstange 35 bilden einen Durchgang 36, der breit genug ist, um ein Plattenelement 40 frei hindurch treten zu lassen, während letzteres sich entlang einer horizontalen Richtung B verlagert.
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Das Plattenelement 40 ist im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und erstreckt sich entlang einer Richtung B, ist in mittlerer Höhe zwischen einer ebenen, oberen Oberfläche 41 des Elements 29 und der Oberfläche 26 angeordnet und bildet einen Teil einer Verlagerungseinrichtung 42, die ein Gleitelement 43 umfasst, das gleitend an ein am Abschnitt 11 festgelegtes Führungselement gekoppelt ist. Dieses Führungselement ragt bezüglich des Abschnitts 11 in horizontaler Richtung vor, bevorzugt in radialer Richtung zur zentralen Achse der karussellartigen Fördereinrichtung und ist durch zwei parallele Stäbe 44 definiert. Die Stäbe 44 reichen durch entsprechende Aussparungen 45 der Querstange 35 hindurch und umfassen Endabschnitte 46 mit entsprechendem Gewinde, die unmittelbar in eine hintere Wand 48 des Abschnitts 11 geschraubt sind. Weiterhin umfassen die Stäbe 44 jeweilige Zwischenabschnitte 49, die ein äußeres, sechseckiges Profil aufweisen, das bezüglich des restlichen Profils der Stäbe 44 vorragt, und an der Querstange 35 anliegen, um die Querstange 35 in einer festgelegten Position relativ zur Wand 48 zu halten. Die der Wand 48 gegenüberliegenden Enden der Führungselemente 44 sind an einem Stopperelement 50 festgelegt, beispielsweise einer Platte, die eine Endposition für die Verlagerung von Einheit 42 definiert.
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Die Einheit 42 umfasst ein Zapfenelement, definiert durch ein Walzenelement 51, das frei um eine vertikale Achse rotiert und am Gleitelement 43 und/oder am Plattenelement 40 mittels eines vertikalen Stützelementes 54 festgelegt ist. Insbesondere ist das Stützelement 54 am Gleitelement 43 mittels einer Gewindeverbindung festgelegt (nicht gezeigt), und hält ein Ende 55 des Plattenelementes 40 in einer festgelegten Position gegenüber dem Gleitelement 43. An seinem gegenüberliegenden Ende trägt das Plattenelement 40 auf seiner Oberseite ein Verschlusselement 56, allgemein bezeichnet als ”dummy bottle”, das dazu geeignet ist, den Auslass 25 zu verschließen.
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Wie in 2 gezeigt kann das Plattenelement 40 entlang einer Richtung B mittels einer Nockenvorrichtung 57 zwischen einer eingefahrenen Position, in der es einen Spalt unterhalb der Düse 12 freilässt, sodass das Element 29 einen Behälter aufnehmen kann, und einer ausgefahrenen Position (3) verlagert werden, in der das Verschlusselement 56 unterhalb der Düse 12 angeordnet ist, um mit dem Dichtungselement 28 zu korrespondieren und den Auslass 25 fluiddicht zu verschließen, nachdem die Düse 12 herabgelassen wurde. Dabei wird eine geschlossene Kammer der Düse 12 innerhalb der Düse 12 gebildet, um die Befülldüseneinheit, untergebracht im Gehäuse 10, durchzuspülen.
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Die Nockenvorrichtung 57 ist in einer festgelegten Position entlang des Pfades, der durch die karussellartige Fördereinrichtung der Befüllmaschine definiert wird, angeordnet und umfasst zwei Nocken 58 und 59, die an gegenüberliegenden Seiten der Walzenelemente 51 der Befüllköpfe angeordnet sind. Die Nocken 58, 59 arbeiten alternativ mit den Walzenelementen 51 zusammen, um die Plattenelemente 40 in einer eingefahrenen Position, wobei die Verschlusselemente 56 entfernt werden bzw. in einer ausgefahrenen Position, wobei die Verschlusselemente 56 unter den Düsen 12 eingefügt werden, zu verlagern. Die Nockenvorrichtung 57 weist darüber hinaus ein Gleitelement 60 auf, das unterhalb der Nocken 58, 59 angeordnet ist, mit beiden Nocken 58, 59 gekoppelt und derart geführt ist, dass es in einer im Wesentlichen radialen Richtung bezüglich der Zentralachse der karussellartigen Fördereinrichtung gleitet und von einer Betätigungseinheit (nicht gezeigt) angetrieben wird, um den einen oder den anderen Nocken 58, 59 zu betätigen.
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Gemäß 3 weist die Einheit 42 einen Anschlagabschnitt 63 auf, der auf der Oberfläche 41 aufliegt, wenn das Plattenelement 40 in eine ausgefahrene Position verlagert ist, um den Druck der Spülflüssigkeit abzuleiten, wenn der Auslass 25 geschlossen ist, außerdem auf dem Element 29 und nicht nur durch Verbiegen auf die Kopplungsfläche von Ende 55. Insbesondere ist der Abschnitt 63 durch einen Körper 64 definiert, der unterhalb des Plattenelements 40 angeordnet ist und an einem Zwischenabschnitt des Plattenelements 40 festgelegt ist. Bevorzugt ist der Abschnitt 63 unterhalb eines Abschnittes des Verschlusselements 56 angeordnet.
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Gemäß der Ausführungsform von 4 ist der Abschnitt 63 durch einen Körper 65 definiert, der sich entlang der Richtung B erstreckt, und einen Endabschnitt 66 aufweist, der am Ende 55 angeordnet ist und ein weiteres Zapfenelement definiert, das in vertikaler Richtung vom Walzenelement 51 beabstandet ist. In diesem Fall ist die Nockenvorrichtung 57 ersetzt durch eine ähnliche Vorrichtung (nicht gezeigt) mit zwei Nocken, die auf verschiedenen Höhen angeordnet sind oder verschiedene Höhen aufweisen und dafür ausgelegt sind, auf das Walzenelement 51 zu wirken, um das Plattenelement 40 in die eingefahrene Position zu verlagern und auf diese Weise das Verschlusselement 56 zu entfernen bzw. auf den Abschnitt 66 zu wirken, um das Plattenelement 40 in eine ausgefahrene Position zu verlagern und auf diese Weise das Verschlusselement 56 unterhalb der Düse 12 einzufügen.
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Mit Bezug auf 1, um die Einheit 42 gegen das Stopperelement 50 zu halten, d. h. in der eingefahrenen Position entgegen der Zentrifugalkraft, die aufgrund der Rotation der karussellartigen Fördereinrichtung auf die Einheit 42 einwirkt, ist das Stopperelement 50 aus einem ferromagnetischen Material hergestellt, und das Gleitelement 43 trägt in einer festgelegten Position zumindest einen Dauermagneten 67, der ausgelegt ist, am Stopperelement gekoppelt zu werden.
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Entsprechend der Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, weist die Führung anstelle der Stäbe 44, die in 2 gezeigt sind, nur eine Einheit 100 auf.
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Die Einheit 100 umfasst auf integrale Weise eine Querstange 101, die lösbar mit den Stützelementen 33 verbunden ist, und ein Armelement 102, das entlang der Richtung B auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 11 von der Querstange 101 vorragt.
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Das Armelement 102 ist an seinem, dem Körper 101 gegenüberliegenden Ende mit einem zylindrischen Element 103 verbunden, das in einer Aussparung 104, definiert durch das Plattenelement 40, eingreift.
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Die Aussparung 104 ist zwischen dem Walzelement 51 und dem Verschlusselement 56 angeordnet.
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Während sich das Plattenelement 40 zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position verlagert, verlagert sich die Aussparung 104 relativ zum Eingriffselement 103.
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Aus dem zuvor beschriebenen folgt augenscheinlich, dass der Befüllkopf 1 relativ einfach herzustellen und zusammenzusetzen ist, und dass die Gleitbewegung des Plattenelementes 40 in sehr präziser Weise zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position geführt wird, da die Einheit 42 keine vertikale Bewegung in Kombination mit der Translationsbewegung, die von den Stäben 44 oder 100 ausgelöst wird, aufweist.
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Gleichzeitig ist die vorgeschlagene Lösung relativ kompakt und kann in einfacher Weise am Gehäuse 10 montiert werden, insbesondere, da die Führung, die durch die Führungselemente 44 definiert ist, die beiden Baugruppen 43 und 29 stützt und direkt am Abschnitt 11 festgelegt ist.
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Der Anschlagabschnitt 63 trägt dazu bei, die Einheit 42 zu stabilisieren, da er die Biegespannungen auf das Ende 55 reduziert, indem er den Spalt zwischen dem Plattenelement 40 und dem Element 29 eliminiert, wenn das Plattenelement 40 in der ausgefahrenen Position angeordnet ist. In der Tat wird mit Hilfe des Abschnitts 63 die Schubkraft von der Düse 12 auf das Verschlusselement 56 hauptsächlich auf das Element 29 abgegeben und von dieser auf die Stützelemente 33, wo die Biegespannung, aufgrund der kürzeren Distanz vom Verschlusselement 56 und der Düse 12, relativ zur Distanz zum Gleitelement 43, geringer ist.
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Um die Einheit 42 während des normalen Befüllens der Behälter, d. h. außerhalb von Spülvorgängen, in einer festgelegten Position zu halten, ist der Einsatz des Magneten 67 eine äußerst einfache Lösung, die keine beweglichen Teile oder verformbare Steckverbindungen erfordert, die dagegen anfällig für Verschleiß und/oder Versagen sind.
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Es ist aus dem oben genannten ersichtlich, dass Änderungen und Variationen am beschriebenen Kopf 1 vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er in den angehängten Zeichnungen definiert ist, zu verlassen.
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Insbesondere könnte sich das Element 29 unterhalb der Düse 12 von der oben gezeigten unterscheiden, beispielsweise könnte sie ausgelegt sein, um Behälter, die nicht Plastikflaschen sind, zu stützen; darüber hinaus Könnte das Element am Gehäuse 10 in indirekter Weise und/oder getrennt von dem Führungselement, das die Einheit 42 trägt und/oder in einer Position, die sich von der im Beispiel gezeigten unterscheidet, festgelegt sein. Weiterhin könnte die Führung durch andere Elemente als die beispielhaft gezeigten Stäbe 44 definiert sein; und/oder der Magnet 67 könnte bezüglich der Führung festgelegt sein, anstatt von dem Gleitelement 43 getragen zu werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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