DE2947035B1 - Fuellelement fuer Gegendruck-Gefaessfuellmaschine - Google Patents

Description

se des Steuerventils für den Verbindungskanal ist besonders einfach und sicher.

Ein weiterer wesentlicher, durch die Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß zugleich mit dem Schließen des Flüssigkeitsventils unverzüglich wieder der zwischen dem Inneren des gefüllten Behälters und dem Einlaßbereich des Füllrohres wirksame Verbindungskanal geöffnet wird und sich dadurch sofort selbsttätig die Flüssigkeitsstandhöhe im Behälter und im Füllrohr angleicht Durch diesen Angleich der Flüssigkeitsstandhöhe wird nicht nur eine wesentliche Beschleunigung des gesamten Arbeitsablaufs erreicht, sondern auch der sich an das eigentliche Füllen anschließende Entlastungsschritt wesentlich erleichtert. Das Entlasten bzw. der Abbau des Gas-Überdruckes im gefüllten Behälter wird durch das sofortige öffnen des Verbindungskanals ebenfalls gleichzeitig im oberen Teil des Behälters und im Inneren des Füllrohres wirksam.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Füllventil-Auslaßkammer mit zylindrischer Umfangsfläche ausgebildet, während der Ventilkörper des Steuerventils ein innerhalb dieser Umfangsfläche axial gleitend geführter zylindrischer Ring ist, der über einen den axialen Durchlaß durch diesen ringförmigen Ventilkörper des Steuerventils im wesentlichen freilas- >^r> senden Ventilkörperträger mit dem Ventilkörper des Flüssigkeitsventils verbunden ist. Auf diese Weise bietet der Ventilkörper des Steuerventils bei geöffnetem Flüssigkeitsventil der hindurchströmenden Flüssigkeit keinen nennenswerten Strömungswiderstand, so daß ίο keine Behinderung des eigentlichen Füllvorganges eintritt

Der Ventilkörperträger kann bei dieser Ausführungsform der Erfindung im wesentlichen die Form einer sich axial erstreckenden Platte haben. Auf diese Weise J5 bilden der Ventilkörper des Steuerventils und der Ventilkörperträger ein in der Füllventil·Auslaßkammer angeordneter Leit- und Beruhigungskörper für die Flüssigkeitsströmung, wie man ihn bei bekannten Ventilfüllelementen mit Füllrohr schon zusätzlich in Art eines Drosselstiftes mit Schlitz vorgesehen hat (vergl. DE-AS U 80 642). Es läßt sich somit in dieser Ausführungsform der Erfindung auch noch zusätzlich die vorteilhafte Wirkung einer Strömungsleiteinrichtung in der Füllventil-Auslaßkammer erreichen.

Bei Füllelementen für Gegendruck-Gefäßfüllmaschinen ist im Füllelementkörper ein Weg für Vorspanngas auszubilden, meist in Form eines oder mehrerer Kanäle. Im Rahmen der Erfindung kann der Verbindungskanal getrennt von diesem Weg für das Vorspanngas geführt sein. Es ist aber auch möglich, einen im Füllelementkörper ausgebildeten Weg für Vorspanngas oder Entlastungsgas hinter dem in ihm zugeordneten Ventil mit dem Verbindungskanal zu vereinigen.

Um jederzeit an der einen zum Füllen angesetzten Behälter abdeckenden Stirnfläche des Füllelementkörpers sicheren Zutritt zum Verbindungskanal zu gewährleisten, empfiehlt es sich, den Verbindungskanal an der die Öffnung eines zum Füllen angesetzten Behälters abdeckenden Stirnfläche des Füllelementkörpers in eine das Füllrohr umgebende Ringnut münden zu lassen, die selbst von einem ringförmigen Dichtungssitz für ein Ansetz- und Abdichtelement für den Behälter umgeben ist Dieses Ansetz- und Abdichtelement wird im allgemeinen eine Zentriertulpe sein.

Zwei Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es ieigt

Fig. 1 ein Füllelement mit erfindungsgemäßen Einrichtungen schematisch in axialem Schnitt bei Öffnungsstellung des Flüssigkeitsventils und Schließstellung des Steuerventils;

F i g. 2 das Füllelement gemäß F i g. 1 in Schließstellung des Flüssigkeitsventils und Öffnungsstellung des Steuerventils;

F i g. 3 einen Teilschnitt entsprechend A-A der F i g. 1 und

Fig. 4 eine Teildarstellung entsprechend Fig. 1 jedoch für eine abgewandelte Ausführungsform des Füllelements.

In der Zeichnung ist ein Füllelement 10 gezeigt, das mit seinem Füllelementkörper 11 seitlich an eine Füllgutkammer 12, beispielsweise Füllgutringkammer angesetzt ist und auf seiner Oberseite eine Betätigungsvorrichtung 13 mit Schalthebel 14 für das Flüssigkeitsventil 15 trägt. Das Flüssigkeitsventil 15 enthält in herkömmlicher Weise einen axial verschiebbaren Ventilkörper 16, der durch die Feder 17 von seinem Ventilsitz 18 abgehoben wird. Unterhalb des Ventilsitzes 18 ist als Einführung zu dem Füllrohr 19 eine Füllventil-Auslaßkammer 20 gebildet, die eine zylindrische Umfangsfläche 21 aufweist. Im oberen Teil dieser zylindrischen Umfangsfläche 21 ist eine Oberschleiföffnung 22 ausgebildet, von der ein Verbindungskanal 23 bis zu der die Öffnung eines zum Füllen angesetzten Behälters 30 abdeckenden Stirnfläche des Füllelementkörpers U geführt ist, und zwar in eine dort angebrachte, das Füllrohr 19 umgebende Ringnut 24, die selbst wieder vom Dichtungssitz 25 für ein Ansetz- und Abdichtelement, beispielsweise eine Zentrierglocke 26, für den Behälter 30 umgeben ist.

An das ausgangsseitige Ende des Ventilkörpers 16 des Flüssigkeitsventils 15 ist über einen plattenförmigen Ventilkörperträger 27 der Ventilkörper 28 des Steuerventils zum öffnen und Schließen des Verbindungskanals 23 angesetzt. Dieser ringförmige Ventilkörper 28 ist an seiner äußeren Umfangsfläche derart an die zylindrische Umfangsfläche 21 der Füllventil-Auslaßkammer 20 angepaßt, daß er axial gleitend und abdichtend in der Füllventil-Auslaßkammer 20 geführt ist. Wie in den Fig. 1, 2 und 4 gezeigt, kann der plattenförmige Ventilkörperträger 27 mit Wölbungen 29 an die Unterseite des Ventilkörpers 16 angeschlossen sein, um Turbulenzen in der Strömung der das Flüssigkeitsventil 15 und den Ventilkörper 28 durchströmenden Flüssigkeit zu vermeiden.

Die für die Vorspannung erforderliche Gaszuführung ist im Beispiel der Fig. 1 und 2 von einer Gaszuführungsleitung 31 über das Vorspannventil 32 mit einem kanalförmigen Weg 33 durch den Füllelementkörper 11 bis zur Ringnut 24 geführt, aber im übrigen von dem Verbindungskanal 23 getrennt Davon getrennt ist auch der Verbindungskanal 35 des Entlastungsventils 36. Von der zur Rückgasabführung erforderlichen, nicht näher dargestellten Rückgasleitung, die in einen oberhalb der Standhöhe des FüUgutes eingehaltenen Gasraum der Füllgutkammer 12 oder über eine Düse in eine separate Rückgaskammer oder über die Düse unmittelbar in die Atmosphäre mündet, ist der füllhöhenbestimmende Anschnitt mit 34 bezeichnet.

Die Ausführungsform nach F i g. 4 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 1 bis 3 nur darin, daß der kanalförmige Weg 33' für das Vorspanngas hinter dem Vorspannventil 32 mit dem Verbindungskanal 23' vereinigt ist und das Entlastungsventil 36 über den

Verbindungskanal 35' mit hinter dem Vorspannventil 32 kanalförmigen Weg 33' verbunden ist.

Die Arbeitsweise des Füllelements beider Ausführungsformen ist wie folgt:

Das Vorspannen erfolgt bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 15 und geöffnetem Steuerventil (gebildet aus Unterschleiföffnung 22 und Ventilkörper 28) des Verbindungskanals 23 bzw. 23' über die Gaszuleitung 31, die bei Mehrkammer-Gegendruck-Gefäßfüllmaschinen an eine separate Gaskammer und bei Einkammer-Gegendruck-Gefäßfüllmaschinen an den Gasraum oberhalb der Standhöhe des Füllgutes der Füllgutkammer 12 angeschlossen sein kann, das Vorspannventil 32 und den Vorspannweg 33 bzw. 33', 23'. Dadurch gelangt das Vorspanngas direkt über die Behälteröffnung bzw. über die Behälteröffnung und das Füllrohr 19 in den angepreßten Behälter 30. Bei eingetretenem Druckausgleich, wobei die Feder 17 den Ventilkörper 16 vom Sitz 18 abhebt, nimmt der Ventilkörper 16 den ringförmigen Ventilkörper 28 nach aufwärts mit, der dadurch die Überschleiföffnung 22 bzw. 22' mitsamt dem Verbindungskanal 23 bzw. 23' verschließt. Der nunmehr einsetzende Füllguteinlauf über den Ventilkörper 28 und das Füllrohr 19 in den angesetzten Behälter 30 bewirkt die Rückgasabführung über den Anschnitt 34 in den Gasraum des Flüssigkeitsbehälters 12 oder über eine Düse in eine separate Rückgaskammer oder über die Düse unmittelbar in die Atmosphäre.

Frühestens bei Eintritt des im Behälter 30 aufsteigenden Füllgutes in den Anschnitt 34 wird das Flüssigkeitsventil 15 mittels der Betätigungsvorrichtung 13 zwangsmäßig geschlossen. Dabei bewegt der Ventilkörper 16 des Flüssigkeitsventils 15 zugleich den Ventilkörper 28 des Steuerventils in der Füllventil-Auslaßkammer 20 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung, in welcher der Verbindungskanal 23 bzw. 23' wieder geöffnet ist.

Dadurch tritt Druckausgleich zwischen dem Innenraum des gefüllten Behälters 30 und der Füllventil-Auslaßkammer 20 ein, mit dem Ergebnis, daß sich in dem Behälter 30 und im Inneren des Füllrohres 19 gleiche Flüssigkeits-Standhöhe einstellt.

Die den Füllvorgang abschließende Druckentlastung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Behälters 30 kann sodann entweder über den Kanal 35 und das Entlastungsventil 36 bzw. den Verbindungskanal 23', Vorspannweg 33', Bohrung 35' und Entlastungsventil 36 oder auch einfach dadurch erfolgen, daß bei zur Abfüllung gelangendem relativ stillen Füllgut der gefüllte Behälter 30 abgesenkt wird und die Druckentlastung über den sich dann an der Ansetz- und Abdichteinrichtung 26 einstellenden Luftdurchlaß ergibt. Das vollständige Entleeren des Füllrohres 19 geschieht selbsttätig mit dem Absenken des gefüllten Behälters 30 dadurch, daß über den Verbindungskanal 23 bzw. 23' Luft in die Füllventil-Auslaßkammer 20 und das Füllrohr 19 einströmen kann. Da der Verbindungskanal 23 bzw. 23', insbesondere dessen Überschleiföffnung 22, der Ventilkörper 28 und der Ventilkörperträger 27 dicht an bzw. in der Füllventil-Auslaßkammer 20 angeordnet sind, können sie durch einfaches Spülen über den Flüssigkeitsweg gereinigt werden.

Es versteht sich, daß die vorstehenden Ventilbetätigungen für Spanngas, Füllgut und Druckentlastung für die beschriebenen Füllelemente jeweils bei einem Umlauf der Füllmaschine in der erwähnten Reihenfolge Vorspannen, Füllen und Druckentlasten erfolgen und durch Schaltmittel bewirkt werden können, die üblicherweise in Form von am Maschinengestell in der Umlaufbahn der Ventile angeordnete Nocken, Kurven od. dgl. ausgebildet oder den Ventilen selbst zugeordnet und elektrisch oder pneumatisch betätigbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Füllelement für Gegendruck-Gefäßfüllmaschinen mit einem unten offenen Füllrohr für die abzufüllende Flüssigkeit, mit einem vor dem Einlaß in das Füllrohr angeordneten Flüssigkeitsventil mit axial verschiebbarem Ventilkörper und einer zum Einlaß in das Füllrohr führenden Füllventil-Ausiaßkammer, und mit einem von der Stirnfläche des Füllelementkörpers, welche die öffnung eines zum Füllen angesetzten Behälters abdeckt, zum Einlaßbereich des Füllrohres sich erstreckenden Verbindungskanal, der an seinem dem Einlaß in das Füllrohr zugewandten Ende mit einer öffnung an der Umfangsfläche in die Füllventil-Auslaßkammer mündet und mit dem Ventilkörper eines gemeinsam mit dem Flüssigkeitsventil betätigbaren Steuerventils zum öffnen und Schließen des Verbindungskanals in solchem Sinne zusammenwirkt, daß der Verbindungskanal bei geöffnetem Flüssigkeitsventil vom Ventilkörper des Steuerventils geschlossen, bei geschlossenem Flüssigkeitsventil geöffnet ist, d a durch gekennzeichnet, daß die öffnung, mit welcher der Verbindungskanal (23, 23') an der Umfangsfläche (21) in die Füllventil-Auslaßkammer

(20) mündet, als Überschleiföffnung (22, 22') ausgebildet ist und der Ventilkörper (28) des Steuerventils axial gleitend an der Umfangsfläche

(21) der Füllventil-Auslaßkammer (20) geführt und am Ventilkörper (16) des Flüssigkeitsventils (15) angebracht ist.

2. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllventil-Auslaßkammer (20) mit zylindrischer Umfangsfläche (21) ausgebildet ist und der Ventilkörper (28) des Steuerventils ein innerhalb dieser Umfangsfläche (21) axial gleitend geführter zylindrischer Ring ist, der über einen den axialen Durchlaß durch diesen ringförmigen Ventilkörper (28) des Steuerventils im wesentlichen freilassenden Ventilkörperträger (27) mit dem Ventilkörper (16) des Flüssigkeitsventils (15) verbunden ist.

3. Füllelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörperträger (27) im wesentlichen die Form einer sich axial erstreckenden Platte hat.

4. Füllelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (23) getrennt von einem im Füllelementkörper (U) ausgebildeten Weg (33) für Vorspanngas geführt ist.

5. Füllelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Füllelementkörper (11) ausgebildeter Weg (33') für Vorspanngas hinter dem in ihm angeordneten Vorspannventil (32) mit dem Verbindungskanal (23') vereinigt ist und einen Verbindungskanal (35') zum Entlastungsventil (36) aufweist

6. Fülletement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (23, 23') an der die öffnung eines zum Füllen angesetzten Behälters (30) abdeckenden Stirnfläche des Füllelementkörpers (U) in eine das Füllrohr (19) umgebende Ringnut (24) mündet, die selbst von einem ringförmigen Dichtungssitz (25) für ein Ansetz- und Abdichtelement, beispielsweise eine Zentriertulpe (26) für den Behälter (30), umgeben ist.

Die Erfindung betrifft ein Füllelement für Gegendruck-Gefäßfüllmaschinen in der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Aus der DE-OS 14 32 406 ist ein derartiges Füllele-". ment im Zusammenhang mit Gegendruck-Füllmaschinen in Mehrkammerbauweise bekannt. Jedoch macht dieses bekannte Füllelement einen komplizierten, aufwendigen Aufbau des Steuerventils zum öffnen und Verschließen des zwischen dem Inneren des angesetzten Behälters und dem Einlaß in das Füllrohr wirksamen Verbindungskanals erforderlich. Ein solches aufwendiges Steuerventil erfordert mehr oder weniger präzis arbeitende Betätigungseinrichtungen und bedingt hohen Aufwand für Wartung und Reinigung.

i> Aus der DE-PS 1185 497 ist ein ventilgesteuertes Füllorgan für Gegendruck-Flaschenfüller bekannt, bei dem das Steuerventil in dem zwischen dem Inneren eines zum Füllen angesetzten Behälters und dem Einlaßbereich des Füllrohres wirksamen Verbindungskanal seitlich am Füllelementkörper angeordnet ist und durch eine eigene Steuerkurve betätigt wird. Auch diese Anordnung des Verbindungskanals und dessen Steuerventils ist aufwendig und bedingt hohen Aufwand für Betätigung, Wartung und Reinigung. Außerdem wird

r> bei diesem bekannten Füllelement ein zusätzliches Entlastungs- und Leerlaufventil benötigt, das eine besondere Schaltphase erfordert.

Schließlich ist bei bekannten Dreikammer-Füll- und Verschließkombinaten vorgesehen, an der dem zu

so füllenden Behälter zugewandten Stirnfläche des Füllelementkörpers eine Bohrung zur Füllrohrentleerung münden zu lassen, die am oberen Ende zum Einlaßbereich des Füllrohres führt. Bei angesetztem Behälter wird die äußere Mündung dieser Bohrung durch ein Dichtungselement an der Zentriertulpe abgedeckt. Dies kann aber leicht zu dem Mangel führen, daß die äußere Mündung an der Bohrung zur Füllrohrentleerung nur fehlerhaft verschlossen wird und Spanngasverluste und damit Beeinträchtigungen beim Füllvorgang zur Folge

ίο hat. Außerdem kann die Füllrohrentleerung bei dieser bekannten Vorrichtung nicht bei angepreßtem Gefäß vorgenommen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Füllelement der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art dahingehend wesentlich zu verbessern, daß bei Mindestaufwand an Ventil- und Betätigungseinrichtungen eine sichere Ventilsteuerung an dem zwischen dem Inneren eines zum Füllen angepreßten Behälters und dem Füllrohreinlaß wirksamen Verbindungskanal erreicht wird, wobei Wartung und Reinigung dieser Ventil- und Betätigungseinrichtungen problemlos sein sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Steuerventil zum öffnen und Verschließen des Verbindungskanals keine eigene Betätigungseinrichtung benötigt. Durch das Zusammenwirken von Ventilkörper und Überschleiföffnung wird ein vollwirksamer Verschluß des Verbindungskanals in Schließstellung des Steuerventils erreicht. Der Ventilkörper des Steuerventils kann einfache Form aufweisen und bietet somit zusammen mit der Ausbildung der Überschleifbohrung in der Umfangsfläche der Füllventilauslaßkammer den Vorteil, daß das Steuerventil und seine Teile nicht zum Verschmutzen neigen und sich bei Umstellung der Füllmaschine auf anderes Füllgut außerordentlich leicht durch einfaches Spülen reinigen lassen. Die Betriebswei-