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Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Gegendruck-Füll organen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von Gegendruck-Füllorganen
mit Rückgasableitung und einem von außen her unter Füllergegendruck stehenden, das
Flüssigkeitsventil beeinflussenden Logikelement, dessen Versorgungsdruck den Füllergegendruck
übersteigt.
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Na.ch der DOS 2.045.238 ist es bekannt, bei den vorausgesetzten Gegendruck-Füllorganen
das jeweils zugeordnete pneumatische Logikelement in der Weise zu steuern, daß ein
dem Versorgungsdruck des Elements angepaßter Gasstrom ständig in die angepreßte
Flasche eingeleitet und zusammen mit dem beim Füllvorgang von dem einlaufenden Füllgut
verdrängten Spanngas über die Rückgasableitung wieder abgeführt wird, bis das aufsteigende
Füllgut den Gaseintrittska.nal abdeckt. Der hierdurch entstehende Rückstau in der
vom Logikelement abgehenden Gasleitung schaltet die Strömung im Element um, worauf
das Flüssigkeitsventil die Schließlage einnimmt.
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Nach der DOS 2.062.862 ist es ferner bekannt, mit einem Logikelement
ausgerüstete Gegendruck-Füllelemente dadurch zu steuern, daß man das unter atmosphärischem
Druck stehende Element an eine in die Flasche ragende Rückgasleitung anschließt,
über die ein Flüssigkeitsstrom in das Element eingeleitet und die Umschaltung vorgenommen
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die vorausgesetzten
Füllorgane eine einfache und betriebssichere Steuerung zu schaffen, bei der zur
Vermeidung von unerwünschten Druckschwankungen in den angepreßten Flaschen von der
ständigen Zufuhr eines Gasstromes abgesehen und auch keine zu Füllgutverlusten führende
Füllgutströmung benutzt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren
gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das nach Flüssigkeitsanstieg über den
flaschenseitigen Anschnitt der Rückgasableitung noch im Hals der angepreßten Fla.sche
befindliche Spanngas durch den wirksamen Flüssigkeitsdruck auf den Umschaltdruck
des Logikelements komprimiert und über eine separate Rückgasleitung dem Element
zum Auslösen der Schließbewegung des Flüssigkeitsventils zugeführt wird.
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Eine zur Durchführung des Verfahrens bevorzugte Vorrichtung zeichnet
sich gemäß der Erfindung dadurch aus, daß sich die Rückgasableitung in an sich bekannter
Weise mit einem Rückgasrohr in die Flasche erstreckt und der Anschnitt der separaten,
an einem Steuereingang des Logikelements angeschlossenen Rückgasleitung oberhalb
des Anschnitts des Rückgasrohres angeordnet ist. Hierbei kann sich das Rückgasrohr
in an sich bekannter Weise längs eines Füllorgans in die Fla.sche erstrecken und
mit seitlichem Anschnitt versehen sein. Bei dieser Ausbildung ist der Anschnitt
der separaten Rückgasleitung zweckmäßigerweise außerhalb der Flasche in der Füllrohrfassung
des Füllorgans angeordnet. Gemäß weitergehender Erfindung sind in die separate Rückga.sleitung
ein Absperrorgan, zweckmäßigerweise in Form eines Zweiwegeventils, und diesem vorgeordnet,
ein Druckentlastungsventil eingeschaltet. Außerdem ist
die Rückgasableitung
an einem das Logikelement umgebenden Druckbehälter angeschlossen, dessen Innendruck
mittels eines Ventils auf den Füllerinnendruck einstellbar ist. Die beigefügte Zeichnung
zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäDen Steuervorrichtung mit der Schaltungsanordnung,
das nachstehend beschrieben ist.
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Von einer nicht näher dargestellten Gegendruck-Füllmaschine umlaufender
Bauart ist der ringförmige Behälter für Spanngas und Flüssigkeit mit 10 bezeichnet.
Er trägt seitlich mehrere Füllorgane 11. Ihnen steht jeweils ein die Flaschen 12
aufnehmendes Huborgan 13 gegenüber. Die Füllorga.ne 11, von denen der Einfachheit
halber nur eines gezeigt ist, besitzen je ein unter Federeinwirkung stehendes Flüssigkeitsventil
14, dem sich ein Füllrohr 15 mit einem sich seitlich an der Rohrwandung erstreckenden
Spann- und Rückgaskanal 16 anschließt. Der Kanal 16 endet mit einem unteren Anschnitt
17 im Bereich eines vorgegebenen Flüssigkeitsspiegels, der sich bei der Abfüllung
in der Flasche 12 einstellt. Vom oberen Ende des Kanals 16 an der Füllrohrfassung
21 führt eine Spann- und Rückgasableitung 18 zu einem ringförmigen Druckbehälter
27, der seinerseits über eine Leitung 28 mit dem Gasraum des Behälters 10 in Verbindung
steht und ein Ventil 29 besitzt. In die Leitung 18 ist ein Absperrorgan 19 eingeschaltet.
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Jedes Füllorgan 11 ist außerdem mit einer Zentriertulpe 20 versehen.
Von einem Anschnitt 24 der Füllrohrfassung 21 führt eine weitere Leitung 22 zu einem
Druckentlastungsventil 26 und danach zu einem Absperrorgan 25 in Form eines Zweiwegeventils.
Vom Organ 25 führt eine weitere Leitung 23 in den Behälter 27 und ist dort am Eingang
S 2 eines bistabilen Logikelements 30 (flip-flop) angeschlossen.
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Ein jeweils für ein Füllorgan 11 bestimmtes und im Behälter 27 untergebrachtes
Element 30 besitzt einen Druckgaseingang E 1, ferner Druckgasausgänge A 1 und A
2. Zusätzlich zu dem bereits erwähnten Steuereingang S 2 weist es noch die Steuereingange
S 1 und S 3 auf. Jedem Element 30 ist außerdem ein ebenfalls im Druckbehälter 27
untergebrachter Strömungsverstärker 31 zugeordnet. Er besitzt den Steuereingang
S 4, den Druckgaseingang E 4 und den Druckgasausgang A 3 und ist mit einer am Eingang
S 4 angeschlossenen Leitung 32 mit dem Ausgang A 2 des Elements 30 verbunden. Vom
Ausgang A 3 führt eine Leitung 33 zum Flüssigkeitsventil14 und vom Eingang E 4 eine
Leitung 34 zu einer Druckgasquelle 35, deren Druckgas, zweckmäßigerweise sterile
Druckluft, den Gegendruck der Füllmaschine um mindestens 2 atü übersteigt.
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Über eine am Eingang E 1 angeschlossene und von der Leitung 34 abführende
Leitung 36 steht das Element 30 ebenfalls mit der Gasquelle 35 in Verbindung. In
den Leitungsweg 34, 36 eingeschaltet ist ein Druckminderventil 37 und hinter dem
Ventil 37 ist der Gasdruck in der Leitung 36 auf einen Versorgungsdruck herabgesetzt,
der den erforderlichen Gegendruck P um pa P übersteigt, also P + 8 P beträgt. Von
der Leitung 36 zwischen Ventil 37 und Element 30 zweigen ferner die Leitungen 38
und 40 ab.
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Hiervon ist die Leitung 38 mit einem zwischengeschalteten Absperrorgan
39 versehen und am Eingang S 1 des Elements 30 angeschlossen. Die Leitung 40 führt
zum Absperrorgan 25. Von der Leitung 40 abgeführt und mit dem Eingang S 3 des Elements
30 verbunden ist schließlich eine Leitung 41, die ebenfalls ein zwischengeschaltetes
Absperrorgan 42 aufweist.
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Beim Anlauf der Gegendruck-Füllmaschine gelangt von der Gasquelle
35 der höhere Druckgasstrom über die Hauptleitung 34 zu dem Verstärker 31. Aus der
gleichen Gasquelle 35 und den Nebenleitungen 36 fließt außerdem ein Strömungsmittel,
dessen Druck durch das Ventil 37 auf P + t P vermindert ist, dem Element 30 zu.
Das dort jeweils am Eingang E 1 eintretende Strömungsmittel entweicht unter Einwirkung
der über die Leitung 40, Absperrorgan 25 und Leitung 23 zum Eingang S 2 herangeführten
Strömung zunächst über den Ausgang A 1 in den Druckbehälter 27 und wird fortlaufend
über das Ventil 29, das auf den Gegendruck P einstellbar ist, nach außen abgeleitet.
In dieser Scha.ltstellung des Elements 30, welche durch die bei S 2 eintretende
Strömung fixiert ist, bleibt der Verstärker 31 unbeeinflußt und das Flüssigkeitsventil
14 des Füllorgans 11 weiterhin geschlossen.
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Wird nach dem Anpressen der Flaschen 12 sodann das einem Füllorgan
11 jeweils zugeordnete Absperrorgan 19 mittels eines üblicherweise am Maschinenumfang
angeordneten, nicht näher dargestellten Schaltmittels in die Öffnungslage verstellt,
dann gelangt über die Leitung 18, den Kanal 16 und den Anschnitt 17 Gas mit dem
Druck P a.us dem Behälter 27 in die Flasche 12 zum Aufbau des Gegendruckes. Wird
im Anschluß an den Spannvorgang sodann durch das betätigte Absperrorgan 25 die Verbindung
zwischen den Leitungen 40 und 23 getrennt und die Leitung 22 an die Leitung 23 angeschaltet,
so wird eine Verbindung zwischen dem Anschnitt 24 und dem Eingang S 2 des Elements
30 hergestellt und gleichzeitig die über die Leitung 40, Organ 25 und Leitung 23
zugeführte Strömung abgeschaltet. Bei anschließendem kurzzeitigen
Öffnen
des Sperrorgans 39 bewirkt der am Eingang S 1 erscheinende Impuls die Umlenkung
des Strömungsmittels vom Ausgang A 1 zum Ausgang A 2, so daß über die Leitung 32
und Eingang S 2 der Verstärker 31 beaufschla.gt wird. Der in der Leitung 34 zugeführte
und bei E 4 in den Verstärker 31 eintretende Druckgasstrom wird dadurch über den
Ausgang A 3 in die zum Flüssigkeitsventil 14 führende Leitung 33 geleitet und bewirkt
die Öffnung des Ventils 14 entgegen dem Federdruck. Das nunmehr von der in die Flasche
12 einlaufenden Flüssigkeit verdrängte Spanngas strömt über den Anschnitt 17, den
Kanal 16, die Leitung 18 und das geöffnete Ventil 19 in den Behälter 27 zurück.
Dadurch, daß über das Absperrorgan 25 auch die Leitungsverbindung 22, 23 aufrechterhalten
bleibt, gelangt das verdrängte Spanngas ebenfalls teilweise über den Anschnitt 24,
die Leitungen 22, 23 zum Element 30. Eine Umsteuerung des Elements 30 tritt dadurch
jedoch nicht ein, da der Druck des rückgeführten Spannga.ses niedriger ist a.ls
der Umschaltdruck des Elements 30. Erreicht die Füllflüssigkeit sodann den Anschnitt
17, dann steigt sie anschließend im Kanal 16 an. Der jetzt wirksame Flüssigkeitsdruck
komprimiert das oberhalb des Anschnittes 17 im Flaschenhals noch verbliebene Spanngas,
so daß sein Druck auf den für die Beeinflussung des Elementes 30 erforderlichen
Umschaltdruck ansteigt. Unter dem Einfluß dieses mit erhöhtem Druck über Anschnitt
24, die Leitungen 22, 23 zum Eingang S 2 des Elements 30 strömenden Rückgases nimmt
das Strömungsmittel die zum Ausgang A 1 gerichtete Lage ein. Die Verbindung zum
Eingang S 4 des Verstärkers 31 wird dadurch unterbrochen, so daß das nicht länger
über die Leitung 33 vom Druckgasstrom beaufschlagte Flüssigkeitsventil 14 unter
der Einwirkung seiner Rückstellfeder die Schließlage
einnimmt. Nach
Rückstellung des Absperrorgans 19 in die Schließlage und Umsteuerung des Organs
25 zur erstellung der Leitungsverbindung 40, 23 erfolgt durch Öffnen des Ventils
26 die Entla.stung der gefüllten Flasche 12 ins Freie oder in eine an sich bekannte
drucklose Kammer. Die Flasche wird sodann vom Füllorgan 11 abgezogen und in die
untere Abtransportebene bewegt.
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Durch kurzzeitige Öffnung des Absperrorgans 42 von Hand oder mechanisch
kann bei einer Störung während des Füllvorganges das Flüssigkeitsventil 14 sofort
in die Schließlage verstellt werden.
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Bei dieser Betätigung des Absperrorgans 42 gelangt über die Leitungen
40, 41 Druckluft zum Einga.ng S 3 des Elements 30. Sie bewirkt einen Stau des bei
E 1 eintretenden Strömungsmittels und verhindert durch eine weitere Beaufschlagung
des Verstärkers 31 die Zufuhr des Druckgasstromes über die Leitungen 33 zu dem Flüssigkeitsventil
14.
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Patentansprüche: