DE2123866C3 - Fullelement einer Füllmaschine fur Gefäße - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement einer Füllmaschine für Gefäße mit einem Flüssigkeitsventil, einer Flüssigkeitszufuhrleitung, einer relativ zu einem ortsfesten Gehäuse des Ventils bewegbaren, auf dem Gehäuse gelagerten Tulpe zum Zentrieren der zu füllenden Gefäße relativ zum Füllelement und einer in das Gefäß ragenden Stirnplatte, welche an der Tulpe starr befestigt und so angeordnet ist, daß sie den Ringspalt der Flüssigkeitszufuhrleitung teilweise abdeckt und mit einer mit einem Luftrohr zusammenwirkenden Öffnung ausgestattet ist.

Derartige Füllelemente sind in Form eines Kreises unterhalb eines gleichfalls kreisförmigen Füllerkessels an der Füllmaschine angeordnet. Unter ihnen befinden sich Huborgane mit einer Aufnahmeplatte für ein abzufüllendes Gefäß, das vom Huborgan in Richtung auf das Füllelement mit der daran befestigten Tulpe gehoben wird, worauf die Zentriertulpe des Füllelementes das zu füllende Gefäß zentriert und dichtet. Bei

¹SO bekannten Ausführungen von Füllelementen wird dabei neben der relativ leichten Dose auch das in seiner Masse wesentlich größere Huborgan nach oben bewegt Diss ist aber im Hinblick auf die in relativ kurzen Zeiträumen über doch beachtliche Strecken zu bewegenden Massen ungünstig.

Aus der US-PS 2348480 ist ein Füllelement für Dosen bekannt geworden, bei welchem das Luftrohr mit einem Ventilkörper fest verbunden ist und das in axialer Richtung auf- und abbewegt wird. In unterer Position, d.h. in Öffnungs-Stellung, wird dieses Luftrohr durch einen Ansatz, der eine Öffnung aufweist, verlängert Dabei ist der Ansatz fest mit der unteren Stirnseite der Tulpe verbundea Als Auslauföffnung dient ein zusätzliches Rohr, welches bis zum Boden der jeweils abzufüllenden Dose reicht Das Luftrohr ist bei dieser bekannten Ausgestaltung nicht unmittelbar mit der auf- und abbewegbaren Tulpe verbunden. Hierdurch ergeben sich erhebliche Nachteile während des Füllvorganges. Die untere Stirnseite dieses Ventilkörpers ist geschlossen und nur durch das zusätzliche Rohr mit einer Öffnung ins Freie versehen. Hierdurch muß die gesamte Flüssigkeit in einen engen Rohrquerschnitt gezwängt werden, wodurch die Leistung dieser Füllmaschine zwangsläufig begrenzt ist Überdies kann eine Füllhöhenbestimmung mit dem ortsfesten Endstück nicht vorgenommen werden. Diese Füllhöhenbestimmung ist aber je nach Verwendung des gerade anfallenden Dosenmaterials zwingend notwendig.

Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt die notwendigen Bewegungen der Tulpe und des Luftrohres aufeinander abzustimmen, so daß einerseits reproduzierbare Füllmengen erreicht werden und andererseits nur eine Sperrung bzw. Überdeckung des Teils des Ringspaltes vorgenommen wird, in dessen Bereich unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft beim Füllen des angeschlossenen Gefäßes der darin ansteigende Flüssigkeitsspiegel, der nach Art einer Parabel im Radialquerschnitt des Gefäßes verläuft, sein Maximum bildet Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß das Luftrohr an der Tulpe über einen Bügel starr befestigt und dieser so angeordnet ist daß er den Ringspalt in der Flüssigkeitszufuhrleitung nur an der Stelle abdeckt, an der der Ringspalt seine kürzeste und weiteste Entfernung zum Ringkesselaußendurchmesser der Füllmaschine aufweist. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung erreicht man den großen Vorteil, daß lediglich die Zentriertulpe, die Dichtung und das einstückige Luftrohr eine Bewegung in Richtung auf das Gefäß ausführen, beispielsweise derart, daß die Tulpe als hohlzylindrischer Ring auf dem Ventilgehäuse des Füllelementes gleitet und in Richtung auf das zu füllende Gefäß beweglich ist während das Luftrohr über Verbindungselemente von der Bewegung der Tulpe mitnehmbar und in seiner Höhe unabhängig von dem Hub der Tulpe einstellbar gestaltet ist. Insbesondere werden durch die einstückige Ausbildung gegenüber der bekannten Ausführung Infektionsquellen an den Ansatzstellen beider Teile vermieden und es wird ein Querschnitt geschaffen, der eine hohe Austrittsleistung der abzufüllenden Flüssigkeit zuläßt. Ferner wird das bei der bekannten Ausgestaltung notwendige Füllrohr geringen Durchmessers entbehrlich.

Der Bügel braucht nur mit dem Luftrohr, beispielsweise über eine Gewindeverbindung und an dem Innenmantel der Tulpe befestigt zu werden. Das Vorsehen einer Gewindeverbindung zwischen Bügel

und Luftrohr birgt noch den weiteren Vorteil in sich, daß man die Höhe des Luftrohrendes, die ja die Füllungsgrenze des Gefäßes angibt, in beliebiger Weise vorwählen kann.

Da der Bügel ja nun einen Teil des Ringspaltes der Flüssigkeitszuführleitung abdecken muß, wird in vorteilhafter Ausbildung der Erfindung weiter vorgeschlagen, daß der Bügel über den Durchmesser des Füüelementes reicht, in seiner Mitte mittels einer Ausnehmung das Luftrohr trägt, und an seinen beiden Enden mit der Tulpe verbunden ist

Bei einer solchen Ausbildung, insbesondere, wenn man die Bügel als rechtwinklige, einfache Winkelstücke ausbildet, erreicht man als weiteren Vorteil, daß man mit dem Bügel den Teil des Ringspaltes sperrt, in dessen Bereich unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft beim Füllen des angeschlossenen Gefäßes der im Gefäß ansteigende Flüssigkeitsspiegel, der nach Art einer Parabel im Radialquerschnitt des Gefäßes verläuft, sein Maximum bildet

Weitere erfindungsgemäSe Ausgestaltungen und Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.

In den Fig. 1—6 der Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert F i g. 1 zeigt einen Radialquerschnitt durch das erfindungsgemäße Füllelement mit untergesetzter und zum Teil gefüllter Dose, die Fig.2 und 3 zeigen Axialquerschnitte des Füllelementes mit angedeuteter äußerer Begrenzungslinie des Ringkessels der Füllmaschine, die F i g. 4 und 5 zeigen eine besondere Ausgestaltung der Ringflüssigkeitszufuhrleitung gleichfalls in einem Axialquerschnitt, während in der Fig.6 anhand eines Diagramms die Verteilung der Flüssigkeit in dem zu füllenden Gefäß verdeutlicht ist In allen sechs Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

An einer nicht weiter dargestellten Füllmaschine mit einem kreisringförmigen Füllerkessel ist an dessen Unterseite eine Vielzahl von Füllelementen 1 in Form eines Kreisringes angeordnet Die Füllelemente 1 weisen ein Ventilgehäuse 2 auf, in dem ein nicht weiter dargestelltes Flüssigkeitsventil vorgesehen ist. Vom Flüssigkeitsventil erstreckt sich eine nahezu ringförmige Flüssigkeitszufuhrleitung 3 zur Mündungsstelle 4 des Füllelementes. Auf dem Ventilgehäuse 2 ist eine Zentriertulpe 5 gleitend angeordnet. Die Zentriertulpe 4-3 weist einen Zentrierkegel 6 und eine Dichtung 7 auf. Die Dichtung 7 wird an einer Dose 8 zur Anlage gebracht. An der Innenseite 9 der Tulpe ist ein Bügel 10 in Form eines Winkels mittels einer Schraube 12 angeschraubt. Der Bügel 10 weist an seinem waagerecht weisenden so Arm 11 eine Bohrung 13 auf, die mit Innengewinde versehen ist und in die ein Luftrohr 14 geschraubt ist. Somit besteht zwischen Luftrohr 14 und Tulpe 5 durch den Bügel 10 eine starre, aber einstellbare Verbindung. In der in der F i g. 1 dargestellten Lage befinden sich 5ί Luftrohr 14 und Tulpe 5 in ihrer tiefstmöglichen Endstellung, nämlich beim Dichten der untergesetzten Dose 8.

Mit 15 ist der Außendurehrr.e^er des Ringkessels 16 bezeichnet Die Dose 8 wiiJ dutch die Mündungsöff- bo nung 4 der Flüssigkeitszufuhrleitung 3 mit Bier 17 gefüllt, dessen Oberfläche ohne Vorhandensein seines den Kreisringquerschnitt 4 teilweise sperrenden Bügels 10 nach der Kurve 18 verlaufen würde. Die Kurve 18 ist eine Parabel, die durch Ablenkung des kreisringförmi- t>^r> gen Bierstrahls und der bereits eingefüllten Menge unter Wirkung der Zentrifugalkraft durch die sich drehende Füllmaschine zustande kommt. Es wird ersichtlich, daß der Bierpegel nach der Kurve 18 früher das Luftrohr erreicht und damit die weitere Füllung unterbindet als das der Fall wäre, wenn der Bierspiegel nach der Kurve 19 ansteigen würde. Die Kurve 19 kommt deswegen zustande, weil der Bügel 10 mit seinem waagerecht liegenden Schenkel U die Durchtrittsfläche des Ringspaltes 4 in dem Bereich sperrt, der dem Außendurchmesser 15 der Ringkesselfüllmaschine am nächsten gelegen ist

Diese Anordnung geht aus der Fig.2 noch etwas deutlicher hervor: Hier ist die Mündungsöffnung 4 in Form eines Kreisringes ausgebildet dessen dem Außendurchmesser 15 des kreisringförmigen Füllerkessels nächstgelegener Teil von dem Schenkel 11 des Bügels 10 abgedeckt ist Da die Zentrifugalkraft in Richtung des Pfeiles 20 wirkt wird der aus der öffnung 4 austretende Bierstrahl in Richtung dieses Pfeiles abgelenkt und somit wird sich der Bierspiegel in diesem Bereich nach Art der angedeuteten Kurve 19 in F i g. 1 ausgestalten. Durch die Lage des Winkels 11 wird jedoch die Verteilung des Bierfüllstrahls derart geändert, daß eine nicht so steile Kurve 19 entsteht

In der Fig.3 ist der Bügel 10 so ausgebildet daß er mit seinen beiden abgeknickten Schenkeln 21 diametral über den ganzen Umfang des Ventilgehäuses 2 reicht und beiderseits am Innenmantel 9 der Tulpe 5 durch eine Schraube 12 befestigt ist Der Bügel weist in seiner Mitte ein Auge 22 und das bereits erwähnte Innengewindeloch 13 für das Luftrohr 14 auf. Auch bei dieser Anordnung ist die Stellung des Bügels 10 so gewählt, daß sie radial zum kreisringförmigen Füllerkessel ausgebildet ist

Bei dieser Anordnung der ringförmigen Flüssigkeitszufuhrleitung 3 in Verbindung mit dem sie teilweise abdeckenden Bügel 10 hat sich eine Verbesserung herausgestellt, die aus den F i g. 4 und 5 ersichtlich wird. Da es sich als nachteilig erwiesen hat das aus dem Vollringspalt austretende Bier auf den Schenkel 11 des Bügels 10 bzw. auf die beiden Schenkel aufspritzen zu lassen, wird der Ringspalt 3 im Bereich seiner Mündung nur als Dreiviertelkreisring ausgebildet, d. h., der Bereich 23 der ringförmigen öffnung 4, der ohnehin von dem Bügel 10 abgedeckt wird, wird erst gar nicht durch das Ventilgehäuse 2 hindurchgeführt. Die kompensierende Wirkung bezüglich der Kurven 18 und 19 bleibt voll erhalten. Analog ist die Ausbildung gemäß F i g. 5 bei diametral durchgehendem Bügel 10 gewählt, hier ist die ringförmige öffnung 4 der Flüssigkeitszufuhrleitung 3 an zwei Stellen, d. h., in den Bereichen 23 und 24 unterbrochen. Die Stellung des Bügels 10 in den F i g. 4 und 5 ist unabhängig davon, ob der Bügel als Winkel oder als U-förmiges Teil ausgebildet ist, radial zum Mittelpunkt der kreisringförmigen Füllmaschine weisend ausgestaltet.

In der F i g. 6 ist ein Diagramm dargestellt, an dessen Ordinate der Bierspiegel nach der Kurve IS bzw. nach der Kurve 19 aufgetragen ist, während die Abszisse die Abwicklung der Dose 8 zeigt Der Null-Punkt 25 entspricht dem Punkt 25 gemäß Fig. 1. Die Kurve 18a stellt sich dann ein, wenn die Flüssigkeitszufuhrleitung 3 mit ihrer Mündung in Form eines Vollkreisringes ausgebildet ist und die Zentrifugalkraft 20 voll auf den kreisringförmigen Bierstrahl wirksam ist. Das bedeutet, daß an der Stelle 25 der Dose 8 im Punkt 0 des Diagramms gemäß Fig.6 der Flüssigkeitspegel seine minimale Höhe aufweist. Tastet man nun den Umfang der Dose 8 weiter ab, so stellt sich der Bierpegel als Glockenkurve 18a dar. die beim Punkt π ihre maximale

Höhe aufweist. Um nun die Differenz zwischen Minimum 26 und Maximum 27 dieser Kurve 18a zu verringern, wird der Bügel 10 mit seinem Schenkel 11 derart angeordnet, daß er die Stelle des Vollkreisringes 4 sperrt, die dem Außendurchmesser 15 des kreisförmigen Füllerkessels benachbart ist. Die Wirkung ist die gleiche, wenn gemäß den F i g. 4 und 5 die Öffnung 4 als Teilkreis ausgebildet ist. Als Folge davon resultiert ein Pegel gemäß der Kurve 19a. Dieser wesentlich flachere Bierpegel auf Grund der kleineren Differen zwischen dem Minimum 26 und dem Maximum 27 führt beim Ansteigen des Bierpegels zu einer definierten Verschließung der Mündung des Luftrohres 14, die reproduzierbar isL Der Bierpegel ist weitgehend frei von unwillkürlichen Wellenbewegungen. Als Folge davon erhält man eine weitgehend reproduzierbare Füllung der einzelnen Gefäße 8.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Fallelement einer Füllmaschine für Gefäße mit einem Flüssigkeitsventil, einer Flüssigkeitszufuhrleitung, einer relativ zu einem ortsfesten Gehäuse des Ventils bewegbaren, auf dem Gehäuse gelagerten Tulpe zum Zentrieren der zu füllenden Gefäße relativ zum Füllelement und einer in das Gefäß ragenden Stirnplatte, welche an der Tulpe starr befestigt und so angeordnet ist, daß sie den Ringspalt ι ο der Flüssigkeitszufuhrleitung teilweise abdeckt und mit einer mit einem Luftrohr zusammenwirkenden Öffnung ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftrohr (14) an der Tulpe (5) über einen Bügel (10) starr befestigt und dieser so angeordnet ist, daß er den Ringspalt (4) der Flüssigkeitszufuhrleitung nur an der Stelle abdeckt, an der der Ringspalt seine kürzeste und weiteste Entfernung zum Ringkesselaußendurchmesser der Füllmaschine aufweist

2. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (10) über den Durchmesser des Füllelementes (1) reicht, in seiner Mitte mittels einer Ausnehmung (13) das Luftrohr (14) trägt und an seinen beiden Enden (21) mit der Tulpe (5) verbunden ist

3. Füllelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (10) an seinen Enden abgeknickt ist und am Innenmantel (9) der Tulpe (5) befestigt ist jo

4. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (10) als Winkel ausgebildet ist, der mit seinem einen Schenkel (11) das Luftrohr (14) trägt und mit seinem anderen Schenkel (21) am Innenmantel (9) der Tulpe (5) befestigt ist.

5. Füllelement nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Bügel (10) aller Füllelemente der Füllmaschine radial zur Drehachse der Füllmaschine ausgerichtet sind. -to

6. Füllelement nach einem der Ansprüche 1 —5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bügel eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung (13) vorgesehen ist, in die das Luftrohr (14) höhenverstellbar eingeschraubt ist.