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Verfahren und Vorrichtung zum Anpressen von Gefäßen an FUll- und Verschließmaschinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anpressen von Gefäßen
an höhenverstellbare Füll- bzw. Verschließorgane von Püll- und Verschließmaschinen,
bei denen das Heben, Anpressen und Senken der GefäBträger durch Druckmittel wie
Gas oder Flüssigkeit erfolgt und das Heben und Anpressen gegen einen gleichbleibenden
Gegendruck gerichtet ist und die Füll-und Verschließmaschinen an einem Drehtisch
angeordnete auf Kolbenstangen von Hubzylindern befestigte Gefäßträger besitzen,
wobei die Hubzylinder am oberen und am unteren Bereich mit in einem Steuerteil befindlichen
Kanälen verbunden sind.
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Es sind Verfahren bekannt, nach denen das Drucknittel zum Heben und
Senken der Gefäße laufend umgesteuert wird.
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Naoh diesem Verfahren arbeitende Füllmaschinen sind in der Regel mit
einem Drehtisch versehen, an dem unterhalb der Füllventile Hubzylinder angeordnet
sind, in denen ein Kolben mit Gefäßträger axial bewegt wird.
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Die Innenräume des Hubzylinders oberhalb und unterhalb des Kolbens
werden abwechselnd an eine Druckmittelzufuhr und an deren Ableitung angeschlossen.
Für die Umsteuerung des Druclmittels sind im wesentlichen zwei Einrichtungen bekannt
geworden, Sie erfolgt einmal durch ein sogenanntes mit Bohrungen versehenes Hahnküken,
das an jedem EIubzylinder angeordnet ist. Diesem Hahnküken sind feststehende Anschläge
zugeordnet, Ferner sind an ihnen Hebel befestigt, die beim Umlaufen des Drehtisches
gegen diese Anschläge stoßen und die IInhnkWken entsprechend einstellen.
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Ilachteilig ist, daß diese Steuerorgane einem erheblichen Verschleiß
unterliegen und häufig ausgewechselt werden müssen. Sie sind außerdem sehr störanfällig
und führen des öfteren zu Fehifüllungen.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen und um den Aufwand zu verringern,
wurden Füllmaschinen entwickelt, bei denen die Umsteuerung des Druckmittels zentral
für alle Füllstellen durch ein Steuerelement erfolgt. Dieses Steuerelement ist in
der Ständersäule des Drehtisches untergebracht und besteht aus einer feststehenden
Zuführplatte und einer mit dem Drehtisch umlaufenden Steuerplatte.
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Die Zufuhrplatte ist mit zwei im Abstand von einander angeordneten
Ringnuten versehen, die jeweils in zwei Segmente unterteilt sind, von denen abwechselnd
ein Segment der inneren Ringnut und ein Segment der äußeren Ringnut mit der Druckmittelzufuhr
bzw. mit deren Ablentung verbunden ist. Die Steuerscheibe ist mit zwei Reihen .Bohrungen
versehen, die unmittelbar über den beiden Ringnuten der Zufuhrplatte angeordnet
sind. Die Zahl der Bohrungen in jeder Reihe entspricht der Anzahl der Hubzylinder,
Jede Bohrung der inneren Reihe ist durch Leitungen mit dem Hubraum oberhalb des
Kolbens eines Hubzylinders und jede Bohrung der äußeren Reihe mit dem Hubraum unterhalb
des Kolbens verbunden, Wird durch Drehung der Steuerechelbe mit dem Drehtisch der
untere
Hubraum mit Druckmittel gefüllt, so wird der Hubraum über
dem olben entlastet und das Gefäß gegen das Füllventil genreßt. itach weiterer Drehung
der Steuerscheibe wird die Wirkung des Druckmittels umgesteuert. Die wechselweise
Umsteuerung des Druckmittels in den oberen und unteren Hubraum bedingt eine etwas
koplizierte Ausbildung der Steuereinrichtung. Es wurden daher Einrichtung nach einem
Verfahren entwiclielt-, nach dem nur da; Arpressen des Gefähes mittels eines ständig
unter gleichem Druck stehenden flüssigen oder gasförmigen Mediums erfolgt und das
Senken nach erfolgter Füllung durch einen größeren mechanischen Druck bewirkt wird.
Bei den bekannten Einrichtungen erfolgt die Abwärtsbewegung der Hubteller überwiegend
durch eine Kurvenbahn, die sich unterhalb des Drehtisches befindet. Mit der Kolbenstange
eines jeden Hubzylinders verbundene Laufrollen werden an dieser Kurvenbahn geführt.
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Diese Einrichtungen haben jedoch erhebliche Nachteile.
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Da die Hubhöhe der Kurve der Größe des Gefäßhubes entspricht, muß
der Abstand des Drehtisches vom Boden groß gehalten erden, wodurch die gesamte Bauhöhe
der Maschine verhältnismäßig groß wird. Dies hat eine ungünstige Lage des Schwerpunktes
und damit einen unruhigen Lauf der Füllmaschine zur Folge. Die Laufrollen und die
Kurvenbahn unterliegen einem erhöhten Verschleiß. Das Auswechseln dieser Teile ist
jedoch, bedingt durch ihre Lage, umständlich und zeitraubend.
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Desweiteren ist zur Deseitigung dieser h3chteile ein Verfahren zum
Apressen von Gefäßen an Füll- und Verschließmaschinen bekannt, bei dem die Hubbewegung
der Gefäße durch Druckmittel, wie Gas oder Flüssigkeit, erfolgt. Bei diesem Verfahren
werden die Gefäße durch ein Medium unter Überwindung eines ständig unter gleichem
Druck stehenden gasförmigen oder flüssigen Drucknittels gegen ein Füll-oder Verschließorgan
gepreßt und anschließend, wenn das Mittel zum Anpressen der Gefäße nicht wirkt,
durch das
dauernde mit gleichem Druck wirkende Medium wieder gesenkt.
Bei der zugehörigen Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens sind Innenräume der
in bekannter Weise an einem Drehtisch angeordneten Hubzylinder durch einen am oberen
Ende der Hubzylinder im Drehtisch befindlichen Kanäle miteinander verbunden. Nachteilig.
bei dieser erfindungsgemäßen Lösung wirkt sich auss daß die Hubkraft während der
gesamten Füllzeit gegen die federnden Püllventile und somit gegen den Füllgutbehälter
bzw. gegen die Halterung der Füllventile wirkt. Bei Vakuumfüllmaschinen tritt an
den Füllventilen, die zur Abdichtung für das Vakuum oder Hochvakuum Gummiteile besitzen,
erhöhter Verschleiß auf. Dieser Verschleiß führt zum o'tmaligen Auswechseln der
Teile. Außerdem ist die Halterung für die Füllventile konstruktiv stabil auszubilden,
Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der Mängel durch ein schonendes Apressen
der Gefäße an Füll- und Verschließorgane.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Gefäße mittels Gefd-.Pträger
und eines gesteuerten Druckmittels zu heben, sicher und schonend an Füll- und Verschließorgane
ansupressen und wieder zu senken.
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i;rfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gefäßträger
mit den Gefäßen erst kurzzeitig schnell unter hohem Druck und anschließend mit geringerer
Geschwindigkeit bis zu den auf geringsten Abstand eingestellten Füll-und Verschließorganen
durch einen entsprechenden gewünschten Anpreßdruck eingestellten niederen Druck
gehoben, bis zum beendeten Füllvorgang bzw. Verschließvorgang gehalten und dann
unter Abschaltung des zum Heben vorgesehenen Druckes durch den Gegendruck bis zum
Ausgangsniveau wieder abgesenkt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
daß der mit dem oberen
Bereich des Hubzylinders in Verbindung stehende Kanal durchgängig kreisförmig ausgebildet
und der mit dem unteren Bereich des Ilubzylinders in Verbindung stehende ringförmige
Kanal drei verschiedene l.aume besitzt, in denen drei verschiedene Drücke herrschen.
Die drei Raume sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch Stege voneinander
getrennt, wobei der Steg zwischen dem aum mit einstellbarem niederen Druck und dem
drucklosen Raum sowie der Steg zwischen dem drucklosen Raum und dem in Drehrichtung
folgenden Raum mit höherem Druck größer als der Durchmesser einer Schieberbohrung,
während der Steg zwischen dem Raum mit höherem Druck und dem Raum mit dem einstellbaren
niederen Druck kleiner als der Durchmesser einer Schieberbohrung ist.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind ein geringerer Verschleiß
an den Abdichtelementen der Füllorgane und eine nicht mehr so kompakte Ausbildung
des Oberteils der Füllmaschine entsprechend dem einstellbaren geringen Anpreßdruck.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert
werden.
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Die zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: den Drehtisch einer Flaschenfüllmaschine
mit Ilubzylindern und hydraulischer Steuerung Fig. 2: einen Schnitt durch die Steuerung
Fig, 3: einen weiteren Schnitt durch die Steuerung An einem Drehtisch 1 einer Flaschenfüllmaschine
sind Hubzylinder 2 betestigt auf deren Kolbenstange 3 mit Kolben 4 sich Gefäßträger
5 befinden, Am oberen Bereich der Hubzylinder 2 befindet sich ein Anschluß 6, der
mit einem weiteren Anschluß 7 im Steuerteil in Verbindung steht,
Gleichermaßen
befindet sich im unteren Bereich des IIubzylinders 2 ein Anschluß 8, der mit dem
entsprechenden Anschluß 9 des Steuerteiles ebenfalls verbunden ist. Das Steuerteil
besteht aus Steuerring 10 und Steuerkolben 11 und dazwischen angeordneten Dichtungen
12, Der Steuerring 10 ist über einen Mitnehmerbolzen 13 mit dem Drehtisch 1 und
der Steuerkolben 11 mit an der Grundplatte 14 bofestigten flalterungen 15 verbunden.
Der Steuerkolben 11 enthält Bohrungen 16; 17; 18, die mit nicht dargestellten Leitungen
für verschiedene Drücke in Verbindung stehen. Die Bohrung 16 ist drucklos, die Bohrung
17 enthalt erhöhten Druck und die Bohrung 18 einstellbaren niederen Druck, Weiterhin
beinhaltet der Steuerkolben 11 in der Lbene der Anschlüsse 7 einen durchgängigen
kreisringförmigen Kanal 19 und in der Ebene der Anschlüsse 9 ebenfalls einen ringförmigen
Kanal, der drei verschiedene Räume 2C; 21; 22 aufweist. Shtsprecnend der Stellung
des Steuerkolbens 11 stehen die drei Räume 20; 21; 22 über Schieberbohrungen 23
mit den jeweiligen Anschlüssen 8; 9 und den jeweiligen Bohrungen 16;17; 18 in Verbindung,
Zwischen den drei Räumen 20; 21; 22 befinden sich Stege 24; 25; 26, wobei der Steg
24 zwischen dem Raum 20 mit einstellbarem niederen Druck und dem drucklosen Raum
21 sowie der Steg 25 zwischen dem drucklosen Raum 21 undd Drehrichtung folgenden
Raum 22 mit höherem Druck größer als der Durchmesser einer Schieberbohrung 23, während
der Steg 26 zwischen dem Raum 22 mit höherem Druck und dem Raum 20 mit dem einstellbaren
niederen Druck kleiner als der Durchmesser einer Schieberbohrung 23 ist. Der kreisförmige
Kanal 19 ist ständig mit der Bohrung 17 für höheren Druck verbunden.
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Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende.
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Ein zu füllendes Gefäß wird durch bekannte Einrichtungen auf den sich
in seiner unteren Stellung befindlichen Gefäßträger Sgebracht. Nach kurzer Drehung
des Drehtisches 1 befindet sich der Anschluß 8; 9 mit der entsprechenden
Schieberbohrung
23 mit dem l.aum 22 für erhöhten Druck in Verbindung. Dieser erhöhte Druck überwindet
die liaftreibung des Kolbens 4 im llubzylinder 2 und bewegt die Kolbenstange 3 mit
Gefaßtrager 5 und Gefäß nach oben. Durch die weitere Drehung des Drehtisches 1 ist
die entsprechende Schieberbohrung 23 nur kurzzeitig mit dem Raum 22 für erhöhten
Druck in Verbindung und wird danach mit dem Raum 20 für niederen Druck in Verbindung
gebracht. Der niedere Druck tst einstellbar und wird gerade so groß gehalten, daß
der Gefäßträger 5 sich mit dem Gefäß unter Überwindung des Gegendruckes zügig nach
oben bis zum Füllorgan bewegt und dieses Gefäß anpreßt. Der Gegendruck ist stets
größer als der einstellbare niedere Druck. Die Bewegung der Kolbenstange 3 wird
durch die druckbeauflagte Flächendifferenz zwischen unterer kolbenfläche und oberer
Kolbenfläche abzüglich der Kolbenstange 3 bewirkt. Der Steg 26 zwischen dem Raum
22 mit erhöhtem Druck und dem Raum 20 mit einstellbarem niederen Druck ist im Steuerkolben
11 so schmal gehalten, daß in der jeweiligen Schieberbohrung 23 der Druck nicht
unterbrochen wird. Iiach Beendigung des Füllvorganges gelangt die jeweils zugehörige
Schieberbohrung 23 durch die weitere i.otation des Drehtisches 1 in den Bereich
des drucklosen Raumes 21 und der Kolben 4 mit Gefäßträger 5 wird durch den dauernd
oberhalb des Kolbens 4 wirkenden Gegendruck gesenkt. Der Gefßträger 5 gelangt in
seine Ausgangsstellung und das Gefäß wird durch eine bekannte nicht dargestellte
Abnahmevorrichtung weiter geleitet.