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Fülleleinent Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Betreiben einer Behälterfüllmaschine mit Füllelementen.
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Bei einem solchen, bereits vorgeschlagenen Verfahren, das aber nicht
zum Stand der Technik gehört, bleibt die zu füllende Dose ortsfest auf ihrer Unterlage
stehen, während die auf dem gleichfalls ortsfesten Ventilgehäuse gleitend gelagerte
Tulpe mit der Dichtung, einem Bügel und dem daran befestigten Luftrohr eine Relativbewegung
zur Dose hin ausführt, bis die Dichtung auf den Dosenrand aufgesetzt hat. Hieran
schließen sich die Vorgänge des Evakuierens und Vorspannens der Dose, des Füllens,
des Entlastens und des Absetzens an.
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Es hat sich Jedoch bei diesen älteren Vorschlag als nachteilig erwiesen
- dieser Nachteil trifft auch fUr eine ganse Reihe anders aufgebaute Füllelemente
zu - daß es vorkommen kann, daß bisweilen die Dose in der Dichtung hängenbleibt.
Die liegt sum Teil daran, daß die Dosen mit Schutzschichten, wie Lack oder dgl.
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behandelt sind, die sich im Laufe der Zeit auch auf der Dichtung festsetzen
und eine gewisse Klebewirkung erzielen. Dies liegt aber auch daran, daß der Dosenrand
nicht gleichmäßig ist, sondern mit besonders hervorspringenden Bereichen in die
Dichtung einschneidet und in den dann entstehenden Schlitzen der Dichtung festgehalten
wird. Weiterhin ist es auch möglich, daß sich bei relativ weioher Dichtung diese
um den Dosenrand herumdrängt und so ein Festhalten der gefüllten Dose bewirkt. Bekannte
Püllmaschinen mit Füllelementen
benötigen einen besonderen Bereich
an der umlaufenden Füllmaschine, in dem ein Abweiser gegen die Dose steht und sie
so von der Dichtung löst. DiBe Lösung ist aber äußerst nachteilig, weil dadurch
eine Evakuierung des Doseninhaltes mit dem damit verbundenen Flüssigkeitsverlust
eintritt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zum Betreiben einer Behälterfüllmaschine zu schaffen, das selbsttätig
für ein Abstoßen der gefüllten Dose bzw. sonstigen Behälters sorgt. Insbesondere
soll dabei die Aufgabe gelöst werden, daß keine gesonderten Teile von außen oder
innen an den empfindlichen Dosen-, Becher- oder Flaschenkörper anschlagen. Diese
Aufgabe wird mittels. eines Verfahrens zum Betreiben einer Behälterfüllmaschine
mit Füllelementen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem Beenden des Füllens
eines Behälters der Behälterinnenraum zum Ablösen des Behälters aus einer Dichtung
unter Druck gesetzt wird.
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Da man davon ausgehen kann, daß sämtliche Leitungsanschlüsse nach
beendeter Füllung gegenüber den Vorratsräumen abgedichtet sind und man dann Druok
auf den Behälterinnenraum gibt, so muß sich swangcläufig der Behälter aus der Tulpendichtung
lösen.
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Ein Pülleleient zur Durchführung des Verfahrens mit einer durch ein
Ventil verschließbaren Flüssigkeitszufuhrleitung und einer gleichfalls durch ein
Ventil verschließbaren Abführleitung für ein in dem Behälter befindliches Gar sowie
einer mit einer Dichtung auf den Behälter gepreßten Tulpe kennzeichnet sich dadurch,
daß an den Behälterinnenraum eine Druckmittelleitung anschließbar ist.
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Bei einem Füllelement einer Behälterfüllmaschine, die Dosen unter
Gegendruck mit kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten füllt, mit einem ortsfesten Ventilgehäuse
für ein Flüssigkeitsventil, einer Flüssigkeitszufuhrleitung, einer darauf dicht
geführten eine kompressible Dichtung aufweisenden Tulpe zum Zentrieren und Dichten
eines zu füllenden, dabei ortsfest verbleibenden Gefäßes, einer ringförmigen durch
Ansätze in dem Ventilgehäuse und in der Tulpe zwischen ihnen gebildeten, mit einer
Druokmittelquelle in Verbindung stehenden Druckkammer wird mit besonderem Vorteil
in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die eine Relativbewegung beim
Dichten des Gefäßes ausführenden Teile quer zu ihrer Bewegungsrichtung eine kleinere
Fläche als die in gleicher Dichtung wirksame Druckkammerfläche aufweist.
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Bei dieser besonders vorteilhaften Weiterbildung wird die Tulpe an
die Dose des Füllelemsntes mittels einer Druckkammer angepreßt, dessen Flächenquerschnitt
dann nach beendeter Füllung zu einem Abdrücken der Dose durch den entstehenden Überdruck
bei der Relativbewegung der Tulpe zurück in ihre Ruhestellung benutzt werden kann.
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In der anliegenden Zeichnung ist ein Ausführungebeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens sowie der Vorrichtung zu eeiner Durchführung näher erläutert. Die rig.
1 zeigt einen Radialmittellängeschnitt durch ein erfindungsgemäßes Füllelement,
während die Fig. 2 das Füllelement selbst unter Fortlassung einiger Einzelheiten
zeigt, so daß das Verfahrensprinzip leichter ersichtlich ist. In beiden Figuren
bedeuten gleiche Bezugs zeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.
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Das Füllelement ist mit seinem Ventilgehäuse 1 an der Unterseite eines
kreisförmigen Ringkessels 2 mittels Schrauben befestigt. Die in Dosen 3 sineufllende
Flüssigkeit befindet sich im Inneren 4 des'hohl ausgebildeten Ringkessels 2 und
steht unter Gasdruck Der Flüssigkeitsspiegel ist tiefer als die Höhe des freien
Inneren des Ringkessels 2, so daß sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ein Gasraum
erstreckt.
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Auf dem Ventilgehäuse 1 ist eine als Hohlzylinder ausgebildete, als
Zentrter- und Anpreßelement dienende Tulpe 5 gleitend gelagert; sie ist bei 6 gegenüber
der Außenwand des Gehäuses 1 gedichtet und weist eine Aussparung 7 auf, in die eine
Gabel eingreifen kann - die nicht gezeichnet ist - und mit der eine Abwärts- oder
Aufwärtsbewegung der Tulpe 5 gegenüber dem Ventilgehäuse 1 eingeleitet werden kann.
Die Tulpe 5 ist an ihrer Unterseite 8 mit einem Zentrierkegel 9 versehen. Am Ende
des Zentrierkegels ist eine Dichtung 10 für die Dose 3 angeordnet.
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Die Dose steht auf'einer relativ zum Ventilgehäuse 1 ortsfesten Unterlage
11; sie ist in ihrer zum Füllelement zentrier-ten Stellung über eine halbkreisförmige
Führung 12 arretiert.
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Die Führung 12 kann gegebenenfalls mit einer Unterdruckleitung zum
Halten der Dose 3 während des Füllvorganges verbunden sein, deren zur Dose weisender
Anschluß mit einem sich der Peripherie der Dose anpassenden Sauger ausgestaltet
ist. Das Ventilgehäuse 1 weist in seinem inneren Bereich ein Innenstück 13 auf,
so daß sich zwischen dem Innenstück 13 und dem Ventilgehäuse 1 ein nahezu ringförmiger
Flüssigkeitskanal 14 ergibt. Dieser
-Plüssigkeitskanal ist an einer
Stelle durch eine Verbindungsbrücke zwischen den Teilen 1 und 17 unterbrochen. Der
Durchmesser des Flüssigeitskanals 14 erweitert sich in seinem unteren Bereich 15
durch einen Kegel 16, so daß der ylUssigkeitsstrahl an die Innenwand der Dose 3
gelenkt wird und dort möglichst laminar auf den Boden heruntergleitet.
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Das Ventilgehäuse 1 weist in seinem Inneren eine Stufe 17 auf, die
gleichzeitig obere Begrenzung des Innenkdrpers 13 ist. Da dort der Spalt des Plüßsigkeitskanals
14 mündet, und auch dort abgedichtet werden muD, ist oberhalb der Stufe 2 eine Ringdichtung
18 angeordnet, die über ein mit Bohrungen 19 versehenes Rohr 20 auf- und niederbewegt
werden kann. Auf dem Rohr 20 ist eine Druckfeder 21 angeordnet, die zwischen dem
Inneren des Ringkessels 2 und einem nicht dargestellten Bund auf dem Rohr 20 verspannt
ist. Der Innenraum und der Außenraum 22 des Rohres 20 stehen mit dem Inneren 4 des
Flüssigkeitsraumes im Ringkanal 2 in Verbindung. Im Inneren des Innenstückes 13
ist ein Gasrohr 23 angeordnet, das an seinem unteren Ende ein Außengewinde 24 trägt,
auf dem eine Mutter 25 sitzt. Zwischen der Mutter 25 und einem Bund 26 auf dem Gasrohr
ist ein Schenkel 27 eines Bügels 28 befestigt. Der Bügel ist mit seinem anderen
Schenkel 29 mittels einer Schraube 30 mit der Tulpe 5 verbunden.
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Das Gasrohr 23 reicht in den Innenraum 31 eines Luftkanalrohres 32,
das oben in das Innere des Gasraumes des Ringkessels 2 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
mündet, so daß das Innere des Gasrohres 31 mit dem Gasraum im Inneren des Ringkanals
2 in Verbindung steht. Im Gaskanalrohr 32 ist ein nicht dargestelltes Luftventil
angeordnet.
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Der Bügel 28 ist so angeordnet, daß er in seiner Stellung zum Mittelpunkt
der Füllmaschine hin weist, wenn sämtliche Füllelemente kreisförmig angeordnet sind.
In dem Mantel 33 des Ventilgehäuses 1 und im Innenmantel 34 der Tulpe 5 sind kreisringförmige
Ansätze 35 und 36 vorgesehen, die eine Druckkammer 37 bilden. Die zylinderförmige
Druckkammer ist über einen Kanal 38 mit dem Innenraum der Dose 3 verbunden Über
einen.weiteren Entlastungskanal 39 ist die Druckkammer mit einen normalerweise geschlossenen
Ventil 40 verbunden. Das Ventil ist im Ruhezustand geschlossen, es besteht aus einem
Ventilsitz 41 und einem unter der Wirkung einer Feder 42 in den Sitz gepreßten Ventilkörper
43. An den Ventilkörper ist ein Nocken 44 angeschlossen, der über den äußeren Durchmesser
45 des kreisringförmigen Füllerkessels hinausragt und von einer Nockenbahn ningestoßen
werden kann. Der Flüssigkeitsringkanal zwischen Ventilsitz 17 und Mündung 16 ist
in seinem oberen Bereich 46, also in der Nähe des Ventilsitzes 17, mit einer Querbohrung
47 versehen. Die Querbohrung liegt hinter der Zeichenebene gemäß Fig. 1. Die Querbohrung
ist mit einer Expansionsleitung 48 verbunden, die hinter der Leitung\39 liegt.
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Die Expansionsleitung mündet über eine schrägliegende Bohrung 49 in
einer Expansionskammer 50. Die Expansionskammer 50 sowie sämtliche Verbindungsleitungen
47, 48, 49 der Kammer mit dem oberen Bereich der Ringkanalleitung 14 sind luft-
bzw. gasgefüllt. In der Expansionskammer 50 ist eine Druckfeder 51 eingespannt,
die einen Ventilkörper 52 gegen einen Sitz 53 drückt.
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Der Ventilkörper 52 weist ein Verlängerungsstück 54 auf, das über
das Zwischenstück 55,die die alle in einer durchgehenden Bohrung 56 des Ventiles
40 gelagert sind, durch den Nocken 44
verschoben werden kann. Damit
ist der Innenraum der Expansionskammer 90 mit der Atmosphäre verbindbar. Diese Verbindung
geschicht über die Ausgleichsöffnung 57 sowie Ausnehmungen auf dem Nocken *4, dem
Zwischenstück 55, der Verlängerung 54 sowie dem Ventilkörper 52. Durch diese Ausnehmungen
sowie die Bohrung 56 werden Kanäle gebildet, so daß Luft durch die Ausgleichsöffnung
57 sowohl in die Expansionskammer 50 als auch in den Entlastungskanal 39 strömen
kann.
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Der Außenmantel des Ventilgehäuses bzw. der größere Innenmantel der
Tulpe weisen einen Durchmesser auf, der größer ist als der Doseninnendurchmesser,
auch im Bereich des sich erweiternden Dosenmundstückes. Das Ventilgehäuse ist ortsfest
angeordnet, auch sein Innenstück bewegt sich nicht relativ zur Dose. Somit ist die
Kreisringfläche der Druckkammer im Querschnitt größer als die Fläche im Doseninnenraum,
die sich zwischen Dichtung durchmesser und dem Außendruchmesser des Ventilgehäuseu
befindet.
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Dichtungsdurchmesser ist hierbei die innere Berührungslinie zwischen
Dose und Dichtung.
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Die Funktion des eben beschriebenen Füllelemente. ist folgende: Innder
dargestellten Lage gemäß Fig. 1 ist die Tulpe in ihrer unteren Grenzstellung, sie
sitzt dichtend auf der etwas zusammengedrückten Dichtung auf. Die Dose ist gefüllt,
die ve@tile der Flüssigkeitszufuhrleitung bzw. der Entlastungsleitung und der Expansionskammer
sind geschlossen. Wenn die Dose vom rüllelement abgesetzt werden soll, wirt durch
die nicht dargestellte Gabel eine Aufwärtsbewegung hervorgerufen, der die Tulpe
folgt. Die
Tulpe wird im Ausgangspunkt der Bewegung unter Auswirkung
der eingangs näher geschilderten Bedingung die Bewegung der Tulpe mitmachen wollen.
Der Tulpeninnenraum steht zwar unter Abschluß gegenüber der Füllmasohine bzw. der
Atmosphäre, weist Jedoch atmosphärischen Druok auf. In dem Moment, in dem die Tulpe
ihre Aufwärtsbewegung vornimmt, wird der Rauminhalt der Druckkammer verkleinert;
gleichzeitig bleibt die Dose aber noch gedichtet, da zunächst die Dichtung sich
ausdehnen wird, die Tulpe aber immer noch berührt. Daher wird sich der Innenraum
der Dose ein wenig um das Produkt aue Größe der Kresringfläche der Dichtung und
des Hubes vergrößern, da die Dose noch auf ihrer Unterlage steht und das Innenstück
bzw. das Ventilgehäuse noch in die Dosenmündung ragt und seine Stellung relativ
zur Dose nicht verändert. Somit entsteht in dem Doseninnenraum eine Volumzunahme,
d.h., ein Unterdruck. In der Druckkammer selbst entsteht ein Überdruck beim Anheben
der Tulpe, wenn das Ventilgehäuse ortsfest verbleibt. Da andererseits über die Kanäle
die Druckkammer mit dem dort entstehenden Überdruck mit dem Doseninnenraum und dem
darin entstehenden Unterdruck druckmittelmäßig verbunden sind, findet ein Druckauegleich
statt Trotz dieees Druckausgleichs wird aber sich im Inneren der Dose ein Überdruck
einstellen, da die Druckerhöhung in der Druckkammer, gemessen an der Druckverringerung
im Dißeninnenraum pro Bewegungseinheit der Tulpe größer ist.Der in dem Doseninnenraum
auch zur Wirkung kommende Überdruck drückt die Dose aus der Dichtung ab, so daß
sie auf der Unterlage atehenbleibt und über einen nicht dargestellten Auslauf aus
dem Bereich der Füllmaschine abgenommen wird.