DE2202292C3

DE2202292C3 - FüUorgan für Gegendruckfüllmaschinen

Info

Publication number: DE2202292C3
Application number: DE2202292A
Authority: DE
Inventors: Friedrich 4618 Kamen Rademacher
Original assignee: Holstein und Kappert GmbH
Current assignee: Holstein und Kappert GmbH
Priority date: 1972-01-19
Filing date: 1972-01-19
Publication date: 1979-05-10
Also published as: JPS4886112A; IT978285B; US3834428A; DE2202292B2; DE2202292A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllorgan für Gegendruckfüllmaschinen mit einem ortsfesten Ventilgehäuse, einer auf diesem geführten, mit einer Dichtung ausgestatteten Zentriertulpe und einem in den gemeinsamer, Fiüssigkeits- und Gasraum ragenden, axial verschiebbar durch das Ventilgehäuse geführten Gasrohr und einer gegenüber dem Gasraum abschließbaren Gaskammer zum Ausdrücken der im Gasrohr befindlichen Restflüssigkeit

Die Erfindung geht aus von einem bekannten Füllorgan für Gegendruckfüllmaschinen, welches ein bei Druckausgleich zwischen Füllerkessel und Rasche öffnendes Flüssigkeitsventil aufweist Das unter ein Fülleleinent gepreßte Gefäß wird bei dieser Ausführung nach öffnen des Gasventils unter einen dem Füllmaschinenkessel gleichen Druck gesetzt, worauf das unabhängig vom Gasventil angeordnete Flüssigkeitsventil durch Federkraft geöffnet wird und die Flüssigkeit in die Flasche einlaufen kann. Während der Befüllung des Gefäßes gelangt die darin befindliche Gasmenge im Austausch mit der Flüssigkeit durch das Gasrohr in den Gasraum des Füllmaschinenkessels zurück. Sobald das Gefäß bis zur öffnung des Gasrohres gefüllt ist, steigt die Flüssigkeit durch das Gasrohr etwa bis zur Höhe des im Füllmaschinenkessel anstehenden Flüssigkeitsspiegels. Anschließend wird das Gasventil geschlossen, worauf die im Gasrohr unterhalb des Gasventils verbleibende Flüssigkeit bei anschließender Entlastung des Gefäßinnenraumes in diesen abgespritzt wird (DE-PS 6 53 179).

Mit diesen Füllorganen ist im allgemeinen eine hohe Abfülleistung erzielbar. Nachteilig ist, daß die Reinigung dieser aus relativ vielen Einzelteilen bestehenden Füllorgane nur unter einem erheblichen Aufwand einwandfrei durchgeführt werden kann. Abgesehen davon besteht ein weiterer Nachteil in der zwangsläufig notwendig werdenden Abspritzung der innerhalb des Gasrohres nach beendigter Füllung anstehenden Flüssigkeit Diese Maßnahme ist bei den bekannten Füllorganen nur nach Entlastung des Gefäßraumes einzuleiten, was insbesondere bei CXVhaltigen Getränken eine erhebliche Beunruhigung des Gefäßinhaltes zur Folge hat Darüber hinaus ist bei Füllorganen mit als Ringkanal ausgebildeten Flüssigkeitsaustritten ein Nachlauf der darin befindlichen Flüssigkeit unvermeidbar. Der Erfindung liegt unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile die Aufgabe zugrunde, ein in seiner Bauart wesentlich vereinfachtes Füliorgan für Gegendruckfüllmaschinen zu schaffen, dessen Rückgasrohr zugleich den Ventilverschließkörper bildet und eine selbsttätige öffnung des Schließkörpers ohne weitere Elemente zuläßt und ein Ableiten der angestiegenen Restflüssigkeit während des Schließvorganges bei noch nicht entlastetem Gefäß bewirkt

Ausgehend von einem Füllorgan der eingangs genannten Art wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß ein Füllorgan vorgeschlagen, welches sich auszeichnet durch ein in der Flüssigkeitsaustrittsmündung axial verschiebbar geführtes und an seinem oberen Ende zentriertes Gasrohr mit einem in Strömungsrichtung hinter dem Ventilsitz angeordneten Schließkörper und einer mit dem oberen Gasrohrende verbundenen Kammer, deren Volumen bei axialer Bewegung des Gasrohres in Schließrichtung des Flüssigkeitsventils bei noch nicht entlastetem Füllgefäß verminderbar ist

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Verbindung zwischen der Kammer und dem Gasraum des Flüssigkeitsbehälters aus Kanälen besteht die durch eine auf dem oberen Gasrohrende axial verschiebbar gehaltene Dichtlippe verschließbar sind.

Das Füllorgan gemäß der Erfindung hat gegenüber dem bekannten Füllorgan nicht nur den Vorteil einer

einfachen Ausgestaltung, sondern auch den weiteren Vorteil, eine einwandfreie Entleerung des Gasrohres bei noch vorgespanntem Gefäß sicherzustellen. Schließlich wird dieser Vorgang unmittelbar durch die Schließbewegung des Ventils erzielt Darüber hinaus werden bei dieser Bauart zusätzliche Austrittskanäle für die Flüssigkeit, die bei den bekannten Füllventilen unterhalb des Ventilsitzes angeordnet sind und auf Grund der darin befindlichen Flüssigkeit zu einem unerwünschten Nachlauf führro, vermieden.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Kammer auf einem ortsfesten Kolben geführt und in ihrer oberen Stellung gegen eine kompressible Dichtung anlegbar ist, dagegen in ihrer unteren Stellung eine dem Kolben zugeordnete Austrittsbohrung des Gaskanals freigibt

Es gehört auch zu der Erfindung, daß die Kammer als Faltenbalg ausgebildet ist Eine weitere Variante sieht vor, daß die Kammer als WeUrohrfeder ausgebildet ist

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß auf dem Gasrohr ein dessen untere Stellung begrenzendes, relativ zur Gasrohrmündung verstellbares Abstützelement angeordnet ist Mit dieser Ausgestaltung ist unabhängig von der Schließwirkung des Füllventils eine beliebige, den jeweiligen Verhältnissen anpaßbare Einstellung der Füllhöhe innerhalb des Behälters gegeben.

Ferner zeichnet sich die Erfindung aus durch einen das Dichtelement des Gasrohres abstützenden, im Flüssigkeitsaustrittsstutzen des Ventilgehäuses zentrierten Führungskörper, dessen vorzugsweise konisch verjüngte Außenfläche eine Vielzahl schräg zur Mantelfläche verlaufende Flüssigkeitsführungsnuten aufweist

Im nachfolgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

In der Zeichnung zeigt jeweils im Schnitt

F i g. 1 ein Füllorgan gemäß der Erfindung im geschlossenen Zustand,

F i g. 2 das Füllorgan gemäß F i g. 1 in geöffneter Stellung,

F i g. 3 eine Variante der Erfindung mit einem Kolben als Kammerführung,

F i g. 4 eine als Faltenbalg ausgebildete Kammer und

F i g. 5 einen Ausschnitt des Füllorgans mit einem im Ventilgehäuse geführten Gasrohr.

Das an einem gemeinsamen Flüssigkeits- und Gasraum 1 einer nicht weiter dargestellten Füllmaschine angeordnete Füllorgan 2 besteht im wesentlichen aus einem mit dem Flüssigkeits- und Gasraum 1 verschraubten Ventilgehäuse 3 mit einem darin geführten, axial verschiebbar gehaltenen Gasrohr 4. Innerhalb des Ventilgehäuses 3 sind zu den einzelnen Vakuum- bzw. Entlastungsventilen führende Kanäle 5, 6 eingelassen. Ferner weist das Ventilgehäuse 3 einen sich nach unten leicht konisch verjüngenden Flüssigkeitsaustrittsstutzen 7 mit einem unteren zylindrischen Austrittsteil 8 auf. Das Ventilgehäuse selbst wird von einer auf diesem in axialer Richtung mittels einer nicht dargestellten Hubeinrichtung bewegbaren Zentriertulpe 9 mit einer Dichtung 10 für das anzupressende Gefäß 11 umschlossen.

Der zum Gefäß 11 weisende Teil des Gasrohres 4 ist mit einem die Flüssigkeitsauslaßmündung verschließenden Dichtelement als Schließkörper 12 ausgestattet, welches von einem im zylindrischen Teil 8 des Flüssigkeitsaustrittsstutzens 7 zentrierten Führungskörper 13 abgestützt ist Der Führungskörper 13 ist vorzugsweise konisch verjüngt und weist auf seiner Außenfläche eine Vielzahl schräg zur Mantelfläche verlaufender Flüssigkeitsführungsnuten 14 auf. Die Stege der Nuten 14 sind im zylindrischen Teil 8 geführt Etwa in der Mitte des Gasrohres 4 ist auf diesem ein in seiner Höhe durch Austausch von Distanzscheiben 15 verstellbares Abstützelement 16 vorgesehen. Mit seiner unteren Fläche ruht das Abstützelement 16 in geöffneter Stellung des Flüssigkeitsventils auf dem

to Ventilgehäuse 3. Dadurch ist die untere Lage der Gasrohrmündung 32 fixiert

Das zum Gasraum 1 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 17 weisende Ende des Gasrohres 4 steht mit einer Kammer 18 in Verbindung, welche bei Anpressen einer Dichtung 19 gegen die obere Begrenzung 20 des Flüssigkeits- und Gasraumes 1 in ihrem Volumen verminderbar ist Von der Kammer 18 führen Kanäle 21 in den Gasraum 1. Die Kanäle 21 sind durch eine längsbeweglich auf dem Gasrohr geführte Dichtung 22, welche unter dem Einfluß einer von außen wirksamen Steuereinrichtung steht verschließbar. Eine Hülse 24, welche Winkelscheiben 25 aufweist und an ihrem oberen Ende die Dichtung 22 trägt ist von Armen 23 der Steuereinrichtung bewegbar. Die Hülse 24 steht ferner unter dem Einfluß einer Druckfeder 26. In das Gasrohr 4 bzw. die Kammer 18 greift ein an der oberen Begrenzung 20 fest angeordneter Führungsstift 27 an, der gleichzeitig in Verbindung mit dem unteren Teil 8 des Flüssigkeitsaustrittsstutzens 7 die Zentrierung des Gasrohres 4 übernimmt Auf dem Mantel des Führungsstiftes 27 sind Gasdurchtrittskanäle 28 eingearbeitet

Wirkungsweise des Füllorgans Im Ruhezustand befindet sich das Dichtelement 12 in

angepreßter Stellung, so daß keine Flüssigkeit austreten kann. Ebenfalls liegt die Kammer 18 mit ihrer Dichtung 19 an der Begrenzung 20 an. Die Kanäle 21 sind durch die Dichtung 22, welche von den auf die Hülse 24 einwirkenden Armen 23 der Steuereinrichtung in oberer Stellung gehalten wird, geschlossen, wodurch ein Gasaustritt aus dem Gasraum vermieden wird. In der Kammer 18 herrscht atmosphärischer Druck. Auf den äußeren Mantel der Kammer 18 wirkt dagegen der im Kessel anstehende Überdruck, der diese in ihrer oberen

Stellung hält.

Von einem nicht näher dargestellten Förderer wird das leere und oben offene Gefäß 11 dem vorzugsweise ortsfesten Standteller 29 zugeführt und von diesem zentriert. Anschließend wird die Zentriertulpe 9 mit ihrer Dichtung 10 mittels einer nicht näher dargestellten Gabel, welche in eine Ausnehmung 30 der Zentriertulpe 9 eingreift auf das Gefäß 11 abgesenkt Das Gasrohr 4, welches auch gleichzeitig zur Vorspannung des Gefäßes 11 dient verbleibt zunächst infolge des auf die Kammer 18 einwirkenden Differenzdruckes in geschlossener Position. Sobald die nicht dargestellte äußere Steuervorrichtung mit ihren Armen 23 die Hülse 24 entgegen der Wirkung der Druckfeder 26 abwärts bewegt, werden die Kanäle 21 freigegeben, wodurch Vorspanngas in das vorher evakuierte oder in anderer Weise vorbehandelte Gefäß U durch die Bohrung 31 des Gasrohres einströmt. Sobald der Druckausgleich zwischen FlUssigkeits- und Gasraum 1 und Gefäß 11 hergestellt ist, senkt sich das Gasrohr 4 durch Eigengewicht in seine durch das Abstützelement 16 begrenzte untere Position. Dadurch wird auch das Dichtelement 12 von dem Ventilsitz abgehoben, so daß die Flüssigkeit in das Gefäß einströmen kann. Dies

geschieht gemäß dem in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel zunächst mit geringer Vorlaufgeschv/indigkeit durch den relativ engen Ringspalt sowie durch die am Außenmantel des Führungskörpers 13 angeordneten Flüssigkeitsführungsnuten 14. Sobald das Gasrohr mit dem Führungskörper seine untere Stellung erreicht hat, bildet der sich verjüngende Führungskörper 13 einen entsprechend größeren Ringspalt zur schnellen Ableitung der Flüssigkeit. Während der Beffillung gelangt das Vorspanngas im Austausch mit der Flüssigkeit durch die Bohrung 31 des Gasrohres 4 sowie durch die Kanäle 28 und die offene Kammer 18 in den Gasraum zurück.

Die Füllung des Behälters ist beendet, sobald der Flüssigkeitsspiegel die untere Austrittsmündung 32 des Gasrohres 4 erreicht. Im weiteren Verlauf steigt die Flüssigkeit durch die Bohrung 31 etwa bis zur Höhe des im Flüssigkeits- und Gasraum 1 anstehenden Flüssigkeitsniveaus 17. Zum gleichen Zeitpunkt bewegen sich die von außen gesteuerten Arme 23 in ihre obere Position. Hierbei werden zunächst die Kanäle 21 durch die Dichtung 22 geschlossen. Darauf wird das Gasrohr 4 in seine obere Position zurückbewegt Dabei legt sich die nach oben ragende Dichtlippe der Dichtung 19 gegen die obere Begrenzung 20 des Flüssigkeits- und Gasraumes 1, wodurch das Gefäß von dem Gasraum getrennt ist Das so gebildete Volumen der Kammer 18 wird nun durch weitere Bewegung des Gasrohres 4 bis zur oberen Position durch Anpressen der Dichtung 19 vermindert Dabei entspricht die Differenz des bei Anliegen der Dichtung 19 gegen die obere Begrenzung 20 gebildeten Volumens und dem verminderten Volumen bei endgültiger oberer Stellung des Gasrohres 4 etwa der in der Bohrung 31 anstehenden Flüssigkeitsmenge, welche dadurch automatisch bei noch nicht entlastetem Gefäß 11 unter vorteilhafter Bedingung zugegeben wird. Bei der anschließenden Entlastung des Gefäßraumes wird keine weitere, eine Beunruhigung des Inhaltes bewirkende Abspritzung der angestiegenen Flüssigkeit notwendig. Das so entlastete Gefäß 11 wird nun durch Aufwärtsbewegung der Zentriertulpe 9 von der Dichtung 10 getrennt und im weiteren Verlauf den Standtellern 29 entnommen, um im nächstfolgenden Arbeitsgang verschlossen zu werden.

Nach dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine mit dem Gasrohr 4 in Verbindung stehende Kammer 33 auf einem in der oberen Begrenzung des Flüssigkeits- und Gasraumes 1 fest angeordneter Kolben 34 geführt. Der Kolben 34 weist eine Dichtung 35 mit einer Dichtlippe 36 auf, gegen welche die Stirnwand 37 der Kammer 33 dichtend anlegbar ist s Auch in diesem Falle ist die Kammer 33 über Kanäle 38, welche mittels einer Dichtung 39 verschließbar sind, mil dem Gasraum verbindbar. Im geschlossenen, d. h„ angepreßten Zustand der Kammer 33 wirkt der im Gasraum herrschende Druck gegen den Mantel der Kammer und hält diese infolge ihres inneren verminderten Druckes in oberer Stellung. Sobald die Kanäle 38 freigegeben werden und damit ein Druckausgleich zwischen Gefäß und Gasraum eintritt, fällt die Kammer mit dem Gasrohr 4 in die untere Position, wodurch gleichzeitig Kanäle 40, welche auf dem Kolben 34 angeordnet sind, freigegeben werden. Auf diese Weise kann während der Vorspannung des Gefäßes 11 das Vorspanngas durch den Kanal 40 und die Bohrung 31 in dieses eingeführt werden. Ebenso gelangt die Rücklufl durch die Bohrung 31 über den Kanal 40 in den Gasraum zurück. Bei Aufwärtsbewegung der Kammer 33 in Richtung der oberen Begrenzung 20 wird derer Volumen durch die Einführung des Kolbens 34 vermindert und dadurch die anstehende Flüssigkeits menge aus dem Gasrohr 4 bzw. der Bohrung 31 in da: Gefäß 11 abgedrückt

Eine Variante der Erfindung zeigt F i g. 4. Bei diesei Ausgestaltung ist die Kammer als in sich zusammengelegter Faltenbalg 41 ausgebildet welcher zusätzlich durch eine unter Federkraft stehende Hülse 4i abgestützt ist Ebenso ist eine als Wellrohrfedei ausgebildete Kammer denkbar.

Nach dem in Fig.5 dargestellten Ausführungsbei spiel wird die untere Führung des Gasrohres < unmittelbar von dem in seiner Höhe durch Austausch von Distanzscheiben 15 veränderbaren Abstützelemem 16 übernommen. Das Abstützelement 16 ist in dieserr FaIIe zur Überbrückung des Gesamthubes in einei Ausnehmung 43 des Ventilgehäuses 3 geführt Da:

Gasrohr 4 weist eine zylindrische Hülse 44 auf, die mil einer im Ventilgehäuse 3 angeordneten Dichtung 4i korrespondiert Das gleichzeitig als Abweisschirm füi die austretende Flüssigkeit dienende Dichtelement Ii weist bei dieser Ausgestaltung auf seiner Mantelfläche Führungsnuten als Verzahnung auf, die sowohl gerade schräg als auch gebogen verlaufen können.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Füllorgan für Gegendruckfüllmaschinen mit einem ortsfesten Ventilgehäuse, einer auf diesem geführten, mit einer Dichtung ausgestatteten Zen- s triertulpe und einem in den gemeinsamen Flüssigkeits- und Gasraum ragenden, axial verschiebbar durch das Ventilgehäuse geführten Gasrohr und einer gegenüber dem Gasraum abschließbaren Gaskammer zum Ausdrucken der im Gasrohr befindlichen Restflüssigkeit, gekennzeichnet durch ein in der Flüssigkeitsaustrittsmündung (8) axial verschiebbar geführtes und an seinem oberen Ende zentriertes Gasrohr (4) mit einem in Strömungsrichtung hinter dem Ventilsitz angeordneten ^1S Schließkörper (12) und einer mit dem oberen Gasrohrende verbundenen Kammer (18, 33, 41), deren Volumen bei axialer Bewegung des Gasrohres in Schließrichtung des Flüssigkeitsventils bei noch nicht entlastetem Füllgefäß verminderbar ist

2. Füllorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Kammer und dem Gasraum des Flüssigkeitsbehälters aus Kanälen (21, 38) besteht, die durch eine auf dem oberen Gasrohrende axial verschiebbar gehaltene Dichtlip- ^2S pe (22,39) verschließbar sind.

3. Füllorgan nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (18, 33, 41) gegenüber ihrem Innenquerschnitt einen vergrößerten Außenquerschnitt aufweist, wobei der Ring- ^M querschnitt mit der unteren Kammerstirnseite eine Angriffsfläche für den im Gasraum anstehenden Überdruck bildet

4. Füllorgan nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (33) auf einem ortsfesten Kolben (34) geführt und in ihrer oberen Stellung gegen eine kompressible Dichtung (35) anlegbar ist, dagegen in ihrer unteren Stellung eine dem Kolben (34) zugeordnete Austrittsbohrung (40) des Rückgaskanals (31) freigibt.

5. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (18, 41) als Faltenbalg ausgebildet ist.

6. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (18, 41) als Wellrohrfeder ausgebildet ist.

7. Füllorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gasrohr (4) ein dessen untere Stellung begrenzendes, relativ zur Gasrohrmündung (32) verstellbares Abstützelement (16) angeordnet ist.

8. Füllorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen das Dichtelement (12) des Gasrohres (4) abstützenden, im Flüssigkeitsaustrittsstutzen (8) des Ventilgehäuses (3) zentrierten Führungskörper (13), dessen vorzugsweise konisch verjüngte Außenfläche eine Vielzahl schräg zur Mantelfläche verlaufende Flüssigkeitsfiihrungsnuten (14) aufweist.

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