DE2123865A1

DE2123865A1 - Füllelement

Info

Publication number: DE2123865A1
Application number: DE19712123865
Authority: DE
Inventors: Friedrich 4618 Kamen Rademacher
Original assignee: Holstein und Kappert Maschinenfabrik Phonix GmbH
Current assignee: Holstein und Kappert Maschinenfabrik Phonix GmbH
Priority date: 1971-05-10
Filing date: 1971-05-10
Publication date: 1972-11-30
Also published as: DE2123865B2

Description

Füllelement Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement für eine Füllung eines Behälters, insbesondere für eine Gegendruckfüllung einer Dose, mit einer ringförmigen, auf den Gefäßrand aufsetzbaren Dichtung in einer Tulpe, die auf einem Ventilgehäuse geführt ist.
Es sind Behälterfüllmaschinen bekannt, deren Füllelemente unter einem Ringkanalfüllerkessel angeordnet sind, bei denen Flaschen von einem Förderer auf die Maschine übernommen, nach Einbringen in die Kreisbahn unterhalb der Füllelemente angehoben und von unten gegen die Dichtungen der Füllelemente gepreßt werden.
Die Auf- und Abwärtsbewegung der Behälter und die Anpressung der Dosen selbst ist auch insoweit von Bedeutung, als z.B. bei empfindlichen, aus Aluminiumblech hergestellten Dosen, die Kräfte, die beim Aufsetzen der Dichtung auf den Dosenrand entstehen, nicht zu groß sein dürfen, um eine Verformung der Dose zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung gibt einen Lösungsweg, bei dem die Flaschen oder Dosen in ihren Führungen auf der Kreisbahn gegenüber dem Einlaufniveau belassen und stattdessen die Zentrier- und Anpreßelemente bewegt werden.
Bei einem solchen Füllelement ist die Aufgabe zu lösen, die Tulpe mit der Dichtung möglichst sanft, aber andererseits sicher abdichtend, auf den Dosen- oder Plaschenrand aufzusetzen und gleichzeitig.damit sicherzustellen, daß in die Dose oder Flasche stets die gleiche Flüssigkeitsmenge eingefüllt wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Füllelement der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen Tulpe und Ventilgehäuse eine Druckmittelkammer vorgesehen ist.
Durch diese Konstruktion ergibt sich als großer Vorteil, daß lediglich eine solche Kraft beim Aufsetzen der Tulpe mit der Dichtung auf die Dose auf letztere einwirkt, die sich aus dem Druckmitteldruck in der Kammer und der Kreisringfläche gemäß der Differenz zwischen größerem Innendurchmesser des Mantels und dem wirksamen Dosenmündungsdurcimesser der Abdichtung zusammensetzt.
Auch wenn der Druck, beispieSsweise beim Vorspannen, sein Maximum erreicht, bleibt die sich aus der Wirkflächendifferenz ergebende Kraft relativ klein.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Ventilgehäuse einen Ansatz aufweist, der mit einem Ansatz im Innenmantel der Tulpe so korrespondiert, daß zwischen dem kleineren Außenmantel des Ventilgehäusevs und dem größeren Innenmantel der Tulpe sowie beiden Ansätzen eine mit Druckmittel beaufschlagbare Kammer entsteht.
Da man die Durchmesser der Kammern beeinflussen und im Hinblick auf den Dichtungsdurchmesser der abzudichtenden Dose abstimmen kann, ist der Anpreßdruck einstellbar, daß mit Sicherheit eine Dichtung, aber kein größerer als der notwendige AnprelJdruck erreicht wird.
Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen.
In den beiliegenden Figuren 1 - 6 der Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher dargestellt und erläutert.
In den Figuren bedeuten gleiche Bezugs zeichen jewls die gleichen Einzelheiten. Die Fig. 1 stellt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Füllelement dar, der durch die Radialmittellängsebene des Füllelementes geht, wenn dieses eines einer Vielzahl auf einer Kreisbahn angeordneten Elemente darstellt. Die Fig. 2 ist ein Querschnitt durch das Füllelement in Höhe der Linie II-II. Die Ansicht gemäß Fig. 3 ist die gleiche wie die der Fig. 1, nur sind viele Einzelheiten des Ventilgehäuses fortgelassen, so daß das Prinzip besser zu erkennen ist. Die Fig. 4 und 5 zeigen die Ausbildung der Dichtebene im Querschnitt. Die Fig. 6 bildet den Dosenrand im angepreßten Zustand ab.
Das Füllelementi mit seinem Ventilgehäuse 1 an der Unterseite eines kreisförmigen Ringkessels 2 mittels Schrauben befestigt.
Die in Dosen 4 einzufüllende Flüssigkeit befindet sich im Inneren 3 des hohl ausgebildeten Ringkessels 2 und steht unter Gasdruck. Der Flüssigkeitsspiegel ist tiefer als die Höhe des freien Inneren 3 des Ringkessels 2, so daß sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ein Gasraum erstreckt.
Auf dem Ventilgehäuse 1 ist eine als Ilohlzylinder ausgebildete, als Zentrier- und Anpreßelelement dienende Tulpe 6 gleitend gelafrert; sie ist bei 7 gegenüber der Außenwand des Gehäuses 1 gedichtet und weist eine Aussparung t3 auf, in die eine Gabel eingreifen kann - die nicht gezeichnet ist - und mit der eine Abwärts- oder Aufwärtsbewegung der Tulpe 6 gegenüber dem Ventilgehäuse 1 eingeleitet. werden kann. Die Tulpe 6 ist an ihrer Unterseite 9 innen konisch erweitert. Am Ende des konischen Bereiches ist eine Dichtung 10 für die Dose 4 angeordnet. Die Dose steht auf einer relativ zum Ventilgehäuse 1 ortsfesten Unterlage 11; sie ist in ihrer zum Füllelement zentrierten Stellung über eine halbkreisförmige Führung 12 arretiert.
Die Führung*12 kann gegebenenfalls mit einer Unterdruckleitung zum Halten der Dose 4 während des Füllvorganges verbunden sein, deren zur Dose weisender Anschluß mit einem sich der Peripherie der Dose anpassenden Sauger ausgestaltet ist. Das Ventilgehäuse 1 inneren weist in se4neereich ein Innenstück 13 auf, so daß sich zwischen dem Innenstück 13 und dem Ventilgehäuse 1 ein nahezu ringförmiger Flüssigkeitskanal 14 ergibt. Dieser Flüssigkeitskanal 14 ist an zwei Stellen durch eine Verbindungsbrücke zwischen den Teilen 1 und 13 unterbrochen. Der Durchmesser des Flüssigkeitskanals 14 erweitert sich in seinem unteren Bereich, so daß der Flüssigkeitsstrahl an die Innenwand der Dose 4 gelenkt wird und dort möglichst laminar auf den Boden heruntergeleitet. Das Ventilgeaäuse 1 weist in seinem Inneren eine Stufe 15 auf, die gleichzeitif obere Begrenzung des Innenkörpers 13 ist. Da dort der Spalt des Flüssigkeitskanals 14 mündet und auch dort abgedichtet werden muß, ist oberhalb der Stufe 15 eine Ringdichtung 16 angeordnet, die über ein mit Bohrungen 17 versehenes Rohr 18 auf- und niederbewegt werden kann. Auf dem Rohr 18 ist eine Druckfeder angoordnet. Der Innenraum und Außenraum 19 des Rohres 18 steht mit d m Inneren 7 des Flüssigkeitsraumes im Ringkanal 2 in Verbindung. Im Inneren des Innenkörpers 13 ist ein Gasrohr 20 angeordnet, das an seinem unteren Ende ein Außengewinde 21 trägt, auf dem eine Mutter 22 sitzt. Das Rohr 20 ist an einem Bügel 23 gehalten, der von zwei Schrauben 25 am Halter 6 befestigt ist. Das Gasrohr 20 reicht in den Innenraum 26 eines Buftkanalrohres 27, das nach oben in das Innere des Gasraumes des Ringkessels 2 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet, so daß das Innere des Gasrohres 27 mit dem Gasraum im Inneren des Ringkanals 2 in Verbindung steht. Im Gaskanalrohr 27 ist ein Luftventil 5 angeordnet. Der Bügel 23 ist so angeordnet, daß er in seiner Stellung zum Mittelpunkt der Füllmaschine hinweist, wenn sämtliche Füllelemente kreisförmig angeordnet sind. In dem Mantel 28 des Ventilgehäuses 1 und im Innenmantel 29 der Tulpe 6 sind kreisringförmige Ansätze 30 und 31 vorgesehen, die eine Druckkammer 32 bilden. Die Druckkammer ist über einen Kanal 33 mit einem Ventil 34 verbunden, das von außen über einen Stößel 35 zu öffnen ist. Die Druckkammer steht über einen weiteren Kanal 36 mit dem Innenraum der Dichtung 10 in Verbindung. Die axial bewegbare Kreisringfläche 37 auf der Tulpenunterseite setzt sich zusammen aus der Tulpenfläche und der noch nicht von der Dose abgedeckten Dichtungsfiäche.
Aus den Figuren 4 und 5 geht die Abdichtungsgeometrie hervor.
Die Dosenmündung 38 ist gemäß Fig. 4 aus einem Kegelstumpf 39 gebildet oder gemäß Fig. 5 aus einer Einschnürung 40 mit anschließendem Kegelstumpf 39. Die Fig. 6 gibt die angeprebte Dichtung 10 wieder. Es zeigt sich, daß unter dem Anpreßdruck 41 der Dichtungsdurchmesser 42 vom äußersten Rand 43 der Dose 4 bis zu einem wirksame aber kleineren Dichtungsdurchmesser 44 wandert. Demgemäß ändert sich die Fläche des Krcsringes 7. Zudem biegt.
sich der Rand 38 der Dose auf.
Die Funktion des eben beschriebenen Fülleleinentes ist folgende: Im Ruhezustand ist das Flüssigkeitsventil, bestehend aus dem Ventilgehäuse-1, dem Innenkörper 13, der Dichtung 16 und dem Rohr 27 geschlossen, so daß keine Flüssigkeit austreten kann. Der Innenraum des Gasrohres 27 ist über das Ventil 5 gleichfalls geschlossen. Das Ventil 34 ist auch geschlossen. Von einem nicht dargesteXltin Förderer wird eine leere und offene Bierdose 4 angeliefert und auf die Unterlage 11 gebracht und von der Führung 12 relativ zu dem Füllelement zentriert. Von diesem Zeitpunkt an findet zwischen Füllelement und Dose keine Relativbewegung statt,beide Teile führen aber eine kreisförmige Bewegung auf der gesamten Füllmaschine aus. Von der varhin erwähnten, nicht dargestellten Gabel, die in die Ausnehmung 8 der Tulpe 6 eingreift, wird diese veranlaßt, eine Abwärtsbewegung durchzuführen und auf die Dose 4 aufzusetzen. So-wie das geschehen ist, wird über eine nicht dargestellte Steuerung das Ventil 5 im Rohr 27 geöffnet, so daß über die Gasrohre 27 und 20 Gas vom Innenraum 3 des Ringkessels 2 in das Innere der Dose 4 gelangt. Damit stellt sich im Inneren der Dose 4, im Flüssigkeitskanal 14, in den Kanälen 33 und 36 sowie der Druckkammer 32der gleiche Druck ein, da alle diese Räume miteinander in Verbindung stehen. Der Druck wiSt gleichfalls auf den Ansatz 30 der Tulpe 6, so daß durch die Differenz der Axialkreisringflächen 30 und 37 bezüglich auf den Dosenabdichtungsdurchmesser nur eine geringere Kraft vorhanden ist, d.h., d der durch das Gas rohr 20 zugeführte Druck maßgebend für die Abdichtungskraft ist. Nach erfolgtem Druckausgleich öffnet das Flüssigkeitsventil 24 selbsttätig unter Wirkung der Feder, £lO daß Flüsstteit K vorzugsweise Bier, über den Flüssigkeitskanul 14 in die Dose gelangt und diese so weit füllt, bis der Flüssigkeitsspiegel das Mundstück des Gasrohres20 erreicht. Eine weitere Füllung ist nicht mehr möglich, da wegen der abgeschlossenen anderen Ventile die in dem Dosenoberteil befindliche Zuluft oder das Gas nicht mehr entweichen kann. Durch eine nicht dargestellte Steuerung wird das Luftventil in dem Buftrohr 27 und das Flüssigkeitsventil 24 mechanisch geschlossen, und der Innenraum der Dose ist vollständig gegenüber dem Innenraum des Ringkanales 2 und der Außenluft abgesperrt. Danach öffnet über einen Nocken 35 das Ventil 34, so daß der Innenraum der Dose 4 über die Druckkammer 32, die Kanäle 33 und 36 und das Ventil 34 entlastet wird. Nach erfolgter Entlastung wird die Tulpe 6 mit der Dichtung 10, dem Bügel 23 und dem Gasrohr 20 von dem Dosenrand hochgefahren. Die Dose wird von dem Füllmaschinendrehkreis einem nicht dargestellten Drehkreis eines Verschließers übergeben. Durch das Gewinde 21 kann das Gas rohr in seiner Höhe bezüglich des Bügels 23 und damit der Dichtung 10 verstellt werden, so daß auf diese Weise der gewünschte Flüssigkeitsspiegel justierbar ist.
Ansprüche

Claims

Ansprüche 1 Füllelement für eine Füllung eines Behälters, insbesondere für eine Gegendruckfüllung einer Dose, mit einer ringförmigen, auf den Gefäßrand aufsetzbaren Dichtung in einer -Tulpe, die auf einem Ventilgehäuse geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Tulpe (6) und Ventilgehäuse (1) eine Druckmittelkammer (3 vorgesehen ist.
2 PUllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse einen Ansatz (31) aufweist, der mit einem Ansatz (30 im Innenmantel (29) der Tulpe (6) so korrespondiert, daß zwischen dem kleineren Außenmantel des Ventilgehäuses und dem größeren Innenmantel der Tulpe sowie beiden Ansätzen (3kr41) eine mit Druckmittel beaufschlagbare Kammer (32)- entsteht.
3 Füllelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dwmesser des größeren Innenmantels (29) der Tulpe gleich oder größer als der maximale Gefäßdurchmesser (38) an der Mündung gehalten ist.
4 Füllelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Tulpe mit einem Hebel in Richtung auf das Gefäß bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des größeren Innenmantels der Tulpe kleiner als der maximale Geäßdurchmesser gehalten ist.
5 Füllelement nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer über einen Kanal tut6) mit dem Gefäßinnenraum in Verbindung steht.
6 Füllelement nach einem der AnsprUche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (32) über einen durch ein Ventil verschließbaren Auslaß entlüftbar ist.
7 Füllelement nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Gegendrukfüllung die DruCkkammer (32) über das Gasrohr (20), den Doseninnenraum und den Kanal (36) beaufschlagbar ist.

L e e r s e i t e