DE3023704A1

DE3023704A1 - Drink container rotary filling machine - has radial tilting tubes between central distributor head and height adjustable filling tubes

Info

Publication number: DE3023704A1
Application number: DE19803023704
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr.-Ing. 2000 Hamburg Mette
Original assignee: ORTMANN AND HERBST GmbH
Current assignee: ORTMANN AND HERBST GmbH
Priority date: 1980-06-25
Filing date: 1980-06-25
Publication date: 1982-01-14
Also published as: DE3023704C2

Abstract

The machine for filling containers (4) with liquid has a central supply column (1) with a liquid vessel (8) at the top, rotated about its vertical axis. Tubes (10) extending radially from the vessel, supply intermediate vessels (5) suspended above the table (3) carrying the containers. The vessels are raised and lowered for filling the containers, so as to operate discharge valves (17) inside. The radial tubes, which are tilted to follow the raising and lowering of the vessels have their ends (11,12) tapered down to a smaller diameter, to give a smooth filling action. The ends (11) connected to the central distributor vessel can be slightly smaller than the outer ends of the radial tubes.

Description

Umlaufender Getränke füller mit höhenbeweglichen Circulating beverage filler with height-adjustable

Füllorganen. Filling organs.

Die Erfindung betrifft einen Getränke füller der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.The invention relates to a beverage filler in the preamble of Claim 1 referred to in Art.

Bei Konstruktionen dieser Art können entweder die Füllorgane als ganzes höhenbeweglich ausgebildet sein oder nur Teile derselben, wie dies die DE-AS 28 00 972 zeigt. Im wesentlichen radial angeordnete Verbindungsrohre sorgen hier für den Flüssigkeitszulauf von einem zentral im Füller angeordneten Verteilerkopf zu den Füllorganen. Die Füllorgane bzw. deren höhenbewegliche Teile müssen je nach Konstruktion auf geeignete Weise höhenbeweglich geführt und mit einem Hubantrieb zur Erzeugung der Höhenbewegung versehen sein.In constructions of this type, either the filling organs as a whole Be designed to be vertically movable or only parts of the same, as DE-AS 28 00 972 shows. Essentially radially arranged connecting pipes ensure here the liquid inlet from a distributor head arranged centrally in the filler the filling organs. The filling organs or their vertically movable parts must depending on Construction guided in a suitable manner movable in height and with a lifting drive to the Generation of the height movement be provided.

Bei bekannten Konstruktionen der eingangs genannten Art sind die Verbindungsrohre mit über ihre Länge konstantem Querschnitt ausgeführt. Diese Konstruktion ist zwar kostensparend, bringt aber einen entscheidenden Nachteil mit sich.In known constructions of the type mentioned at the outset, the connecting pipes are designed with a constant cross-section over its length. This construction is true saves costs, but has a decisive disadvantage.

Bei modernen Hochleistungsfüllern wird außerordentlich schnell gefüllt, so daß in den Verbindungsrohren eine erhebliche Strömungsgeschwindigkeit herrscht. Diese führt zum einen zu starker Beunruhigung der Flüssigkeit im Verbindungsrohr und zum anderen zu starken Schlagkräften bzw. zum Überschwingen der Flüssigkeitssäule beim plötzlichen Abstoppen, wenn die gewünschte Füllhöhe im Behälter erreicht ist, woraus sich verschiedene unangenehme Probleme, wie z. B. unterschiedliche Füllpegel, nasse Vorluft u. dgl. ergeben.Modern high-performance fillers fill extremely quickly, so that there is a considerable flow velocity in the connecting pipes. On the one hand, this leads to great disquiet of the liquid in the connecting pipe and on the other hand too strong impact forces or the overshooting of the liquid column in the event of a sudden stop when the desired filling level has been reached in the container, resulting in various nasty problems such as B. different filling levels, wet pre-air and the like.

Eine Vergrößerung des Verbindungsrohrquerschnittes würde zwar - wie einfache Berechnungen der kinetischen Strömungsenergie zeigen - zu einer Verringerung der Schlagkräfte führen, jedoch wäre damit nur ein anderer Nachteil erkauft.An enlargement of the connecting pipe cross-section would - like simple calculations of the kinetic flow energy show - to a reduction the impact forces lead, but this would only pay for another disadvantage.

Bei dem in Hochleistungsgetränkefüllern vorherrschenden Gegendruckfüllbetrieb steht die Flüssigkeit unter einem sehr hohen Druck von mehreren Bar. Dieser Druck wird in Querrichtung des Rohres von seinen Wänden aufgefangen. An seinen offenen Enden wirkt dieser im Rohr herrschende Fülldruck jedoch einerseits auf den Verteilerkopf (wo diese Kräfte aufgrund symmetrischer Einwirkung nicht stören) als auch auf jedes einzelne Füllorgan, und zwar in Rohrrichtung, also im wesentlichen radial nach außen wirkend.In the counter-pressure filling operation that predominates in high-performance beverage fillers stands the liquid under a very high pressure of several bars. This pressure becomes caught in the transverse direction of the pipe by its walls. At its open ends however, this filling pressure in the pipe acts on the one hand on the distributor head (where these forces do not interfere due to symmetrical action) as well as on each individual filling element, specifically in the direction of the pipe, that is to say essentially radially outwards acting.

Die Führungs- und Huberzeugungseinrichtungen für die Höhenbewegung des Füllorganes bzw. dessen höhenbeweglichen Teiles werden daher mit einer Querkraft beaufschlagt, die dem Mündungsquorschnitt des Verbindungsrohres am Füllorgan entspricht. Eine Vergrößerung des Füllorganquerschnittes würde somit zu einer Erhöhung dieser störenden Querkraft führen, die entweder ein Klemmen des Füllorganes bewirkt oder durch entsprechende Oberdimensionierung der Führungs- und Hubantriebseinrichtungen aufgefangen werden muß.The guide and stroke generating devices for the height movement the filling element or its vertically movable part are therefore subjected to a transverse force applied, which corresponds to the mouth cross section of the connecting tube on the filling element. An increase in the cross-section of the filling element would therefore increase it lead disturbing transverse force, which either causes a jamming of the filling element or by appropriately oversizing the guide and lifting drive devices must be caught.

Der Konstrukteur befindet sich also bei der Dimensionierung des Verbindungsrohrquerschnittes in einem Dilemma zwischen einer Erhöhung der Schlagkräfte (bei Reduzierung des Querschnittes) und einer Erhöhung der Querkräfte (bei Vergrößerung des Querschnittes).The designer is therefore in the process of dimensioning the connecting pipe cross-section in a dilemma between increasing the impact force (when reducing the cross-section) and an increase in the transverse forces (when the cross-section is enlarged).

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Getränkefüller der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Füllorgane gleichzeitig sowohl hinsichtlich der Schlagkräfte als auch hinsichtlich der störenden Querkräfte entlastet werden.The object of the present invention is therefore to provide a To create beverage fillers of the type mentioned, in which the filling organs at the same time both in terms of impact forces and in terms of disruptive transverse forces be relieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention with the features of the marking part of claim 1 solved.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ist der Querschnitt der Verbindungsrohre über deren wesentliche Länge ausreichend groß, um die Strömungsgeschwindigkeit des wesentlichen Teiles der Wassersäule niedrig zu halten. Die kinetische Energie der Wassersäule wird daher derart verringert, daß die bei Füllstoppauftretenden Schlagkräfte erheblich abgesenkt werden. Ein weiterer Vorteil dieses großen Querschnittes ist die dort sehr ruhige Strömung. In diesem Mittelstück können mehrere vom Füllorgan abzufüllende Volumina Platz haben, die sich dort über mehrere Umdrehungen des Füllers aufhalten. Nach Durchströmen des Verteilerkopfes und des engen Einlaufes in das dicke Mittelstück des Verbindungsrohres kann sich die Flüssigkeit dort vor dem eigentiichen Abfüllen also über längere Zeit beruhigen. Da die Endstücke in ihrem Durchmesser verkleinert sind, wirken auf die an das Verbindungsrohr angeschlossenen Einrichtungen also insbesondere auf das Füllorgan nur diesem geringen Querschnitt entsprechende Querkräfte, so daß eine Störung der Hubbewegung durch zu hohe Querkraft vermieden wird.In the construction according to the invention, the cross section of the connecting pipes is Sufficiently large over its essential length to reduce the flow rate of the to keep a substantial part of the water column low. The kinetic energy of the The water column is therefore reduced in such a way that the impact forces that occur when the filling is stopped can be lowered considerably. Another advantage of this large cross-section is the very calm current there. In this middle piece can be several of the filling organ There is space for the volumes to be filled, which extends over several revolutions of the filler stop. After flowing through the distributor head and the narrow inlet into the thick center piece of the connecting pipe, the liquid can there before the actual So calm down filling over a longer period of time. As the end pieces in your Diameters are reduced, affect those connected to the connecting pipe So facilities in particular on the filling member only this small cross-section corresponding transverse forces, so that the lifting movement is disturbed by excessive transverse forces is avoided.

Dabei sind die Querschnitte der Endstücke vorteilhaft gemäß Anspruch 2 ausgebildet. Auf diese Weise wird das Verbindungsrohr von nach außen oder nach innen gerichteten Kräften im wesentlichen entlastet. Dabei sind vorteilhaft die Querschnitte der Endstücke gemäß Anspruch 3 ausgeführt, wodurch sich eine am Rohr angreifende, nach innen gerichtete Kraft ergibt, die mit Sicherheit das Füllorgan von Kräften durch das Rohr entlastet, so daß auf das Füllorgan nur die aufgrund der lichten Weite des füllorganseitigen Endstückes wirkende Querkraft drückt.The cross sections of the end pieces are advantageous according to claim 2 trained. In this way, the connecting pipe is from outwards or towards internally directed forces are essentially relieved. The Cross-sections of the end pieces carried out according to claim 3, whereby one on the pipe attacking, inwardly directed force results, which is certainly the filling organ relieved of forces through the pipe, so that only due to the filling element the clear width of the end piece on the filling organ pushes the transverse force.

Schließlich ist das erfindungsgemäße Füllorgan vorteilhaft durch die Merkmale des Anspruches 4 gekennzeichnet. Auf diese Weise wird der störende Effekt der Reduzierstellen am jeweiligen Übergang zwischen Endstück und Mittelstück des Verbindungsrohres verringert und eine ruhige Durchströmung bewirkt.Finally, the filling member according to the invention is advantageous by the Features of claim 4 characterized. This way the disturbing effect becomes the reduction points at the respective transition between the end piece and the middle piece of the Reduced connecting pipe and causes a calm flow.

In der einzigen Figur ist die Erfindung beispielsweise an Hand eines rotierenden Getränkefüllers dargestellt, der in stark schematisiertem Axialschnitt gezeigt ist.In the single figure, the invention is exemplified by means of one rotating beverage filler shown in a highly schematic axial section is shown.

Der in der Figur dargestellte Füller besitzt eine zentrale Säule 1, die über ein Kugellager 2 drehbar abgestützt und mit nicht dargestellten Einrichtungen in Drehrichtung angetrieben ist. Die Säule 1 trägt einen Behältertisch 3, auf dem abzufüllende Behälter 4 von nicht dargestellten Einrichtungen unter Füllorganen 5 aufgestellt werden.The filler shown in the figure has a central column 1, which is rotatably supported by a ball bearing 2 and with devices not shown is driven in the direction of rotation. The column 1 carries a container table 3 on which Container 4 to be filled by devices (not shown) under filling organs 5 can be set up.

Die Füllorgane 5 sind in Schiebebuchsen 6 höhenverschieblich gelagert, welche über Streben 7 an der Säule 1 gelagert sind.The filling members 5 are mounted in sliding sleeves 6 so that they can be adjusted in height, which are mounted on the column 1 via struts 7.

Hubeinrichtungen zur Höhenbe.egang der Füllorgane sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. In ihrem mittleren Teil ist die Säule 1 als Verteilerkopf 8 ausgebildet, dessen Innenraum Flüssigkeit über nicht dargestellte Einrichtungen z. B.Lifting devices for height access of the filling elements are simplicity not shown for the sake of In its middle part is the column 1 as a distributor head 8, the interior of which is liquid via devices not shown z. B.

ein in Verlängerung der Säule 1 von oben oder unten (in der Figur von unten) über eine Drehdichtung angeschlossenes Rohr zugeführt wird. Die Flüssigkeit muß vom Verteilerkopf 8 den Füllorganen 5 zugeführt werden. Zu diesem Zweck sind Verbindungsrohre 9 vorgesehen, die jeweils ein Füllorgan 5 an den Verteilerkopf 8 anschließen.one in extension of column 1 from above or below (in the figure from below) via a rotary seal connected pipe. The liquid must be fed to the filling elements 5 from the distributor head 8. To this end are Connecting pipes 9 are provided, each of which has a filling member 5 on the distributor head 8 connect.

Die Füllorgane weisen jeweils ein Mittelstück 10 größeren Durchmessers und Endstücke 11 bzw. 12 auf, deren Durchmesser erheblich geringer ist als der des Mittelstückes 10.The filling organs each have a central piece 10 larger Diameter and end pieces 11 and 12, the diameter of which is considerably smaller than that of the Middle piece 10.

Die Endstücke 11 bzw. 12 sind in Anschlußbuchsen 13 bzw. 14 des Verteilerkopfes 8 bzw. eines Füllorgans 5 in elastischen Dichtringen 15 abdichtend und winkelverschieblich gehalten, wie dies im einzelnen in der DE-AS 28 00 972 ausgeführt ist.The end pieces 11 and 12 are in connection sockets 13 and 14 of the distributor head 8 or a filling member 5 in elastic sealing rings 15 sealing and angularly displaceable held, as detailed in DE-AS 28 00 972.

Die Reduzierstellen der Verbindungsrohre 9, an denen diese jeweils vom Mittelstück 10 in die Endstücke 11 bzw. 12 übergehen, sind, wie dies die Figur zeigt, in strömungsgünstiger Formgebung ausgebildet, um dort Verwirbelungen der Flüssigkeit zu vermeiden.The reduction points of the connecting pipes 9, at which these respectively pass from the middle piece 10 into the end pieces 11 and 12, as shown in the figure shows, designed in a streamlined shape to there turbulence of the Avoid liquid.

Die höhenbeweglichen Füllorgane werden beim Umlauf des Füllers, wie dies die Figur zeigt, im Fülltakt angehoben (rechte Seite der Figur) und abgesenkt (linke Seite der Figur).The height-adjustable filling organs are when the filler rotates, such as this shows the figure, raised (right side of the figure) and lowered in the filling cycle (left side of the figure).

In der abgesenkten Stellung ist ein Flüssigkeitsauslauf 16 geöffnet und läßt Flüssigkeit aus dem Füllorgan in den Behälter 4 einströmen. In der angehobenen Stellung (rechte Seite der Figur) ist dieser Flüssigkeitsauslauf 16 mit einem Ventil 17, dessen Antrieb der zeichnerischen Vereinfachung halber weggelassen ist, verschlossen. Der Antrieb der Ventile 17 ist in der Figur nicht dargestellt. Ferner sind Rückluftrohre 18 vorgesehen, die im Füllorgan höhenbeweglich gelagert und mit einem nicht dargestellten eigenen Antrieb versehen sind.In the lowered position, a liquid outlet 16 is open and allows liquid to flow into the container 4 from the filling element. In the raised Position (right side of the figure) is this liquid outlet 16 with a valve 17, the drive of which has been omitted to simplify the drawing is, locked. The drive of the valves 17 is not shown in the figure. Further return air pipes 18 are provided, which are mounted so that they can be moved in height in the filling element and with are provided with their own drive, not shown.

Da die Verbindungsrohre mit im wesentlichen großem Querschnitt ausgeführt sind, ist die kinetische Energie der in ihnen strömenden Flüssigkeit verhältnismäßig gering. Dies ist von Vorteil beim Abstoppen des Füllvorganges im jeweiligen Füllorgan, bei dem die gesamte Flüssigkeitssäule im zugehörigen Verbindungsrohr 9 gestoppt werden muß. Die Füllung wird üblicherweise durch Absperren der Rückgasleitung des Füllorganes bewirkt, die beim Flüssigkeitseinlauf in den Behälter 4 die Luft aus diesem entweichen läßt. Im vorliegenden Falle hat also das Rückgasrohr 18 entweder ein zum Füllstopp betätigbares Schließventil oder stoppt den weiteren Luftaustritt bei Berührung seines unteren Endes mit dem Füllpegel im Behälter 4. In beiden genannten Fällen ist ein Schlagen bzw. Oberschwingen der Flüssigkeit von Nachteil, da dadurch Flüssigkeit mit großer Gewalt im Rückluftrohr nach oben getrieben wird, wo sie das Schließventil beschädigen oder bis über das obere Ende des Rückluftrohres in angeschlossene Räume eindringen kann. Daraus ergeben sich Probleme beim anschließenden Einblasen des Spanngases durch das Rückluftrohr sowie unterschiedliche Füllhöhen im Behälter, die erfindungsgemäß vermieden werden.Since the connecting pipes are designed with a substantially large cross-section the kinetic energy of the liquid flowing in them is proportional small amount. This is an advantage when stopping the filling process in the respective filling element, in which the entire column of liquid in the associated connecting pipe 9 is stopped must become. The filling is usually done by shutting off the return gas line of the The filling element causes the air to flow out when the liquid enters the container 4 allows this to escape. In the present case, the return gas pipe 18 has either a closing valve that can be actuated to stop the filling process or stop further air from escaping when its lower end touches the filling level in container 4. In both of these In cases, hitting or overturning of the liquid is disadvantageous because it causes Liquid is forced upwards with great force in the return air pipe, where it is the Damage the closing valve or up to the upper end of the return air pipe in connected Can penetrate spaces. This gives rise to problems with the subsequent blowing in of the tension gas through the return air pipe as well as different filling heights in the container, which are avoided according to the invention.

Im folgenden seien die auf die Verbindungsrohre 9 einwirkenden Kräfte untersucht, wobei die aufgrund der geringen Drehgeschwindigkeit kleinen Zentrifugalkräfte unberücksichtigt bleiben können.The following are the forces acting on the connecting pipes 9 investigated, whereby the small centrifugal forces due to the low rotational speed can be disregarded.

Die Flüssigkeit steht während des Abfüllens von karbonisierten Getränken unter einem hohen Druck von mehreren Bar. Dieser Flüssigkeitsdruck wirkt mit dem Querschnitt der füllorganseitigen Endstücke 12 der Verbindungsrohre 9 auf die Füllorgane im wesentlichen radial nach außen gerichtet und bewirkt eine nach außen gerichtete Querkraft Q, die die Führung des Füllorganes 5 in der Schiebebuchse 6 ungünstig im Sinne einer eine Klemmwirkung erzielenden Kraft belastet.The liquid stands during the filling of carbonated beverages under a high pressure of several bars. This fluid pressure acts with the Cross section of the end pieces 12 of the connecting pipes 9 on the filling elements on the side of the filling elements directed essentially radially outward and causes an outward direction Lateral force Q, which the guidance of the filling member 5 in the sliding sleeve 6 is unfavorable loaded in the sense of a force achieving a clamping effect.

Erfindungsgemäß ist jedoch der Querschnitt der füllorganseitigen Endstücke 12 gering und somit auch die störende Querkraft Q. Auch die verteilerkopfseitigen Endstücke 11 sind von geringem Querschnitt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die auf die Wandteile des Mittelstückes 10 des Verbindungsrohres wirkenden Druckkräfte an den querschnittsreduzierenden Übergängen zu den Endstücken von im wesentlichen gleicher Größe sind, so daß sich keine auf das Verbindungsrohr 9 in Längsrichtung wirkende Kraft ergibt, die dieses Verbindungsrohr radial nach außen bzw. nach innen drückt. Insbesondere muß eiiie nach außen gerichtete Kraft auf das Verbindungsrohr 9 vermieden werden, die dieses im Sinne einer Erhöhung der Querkraft Q in das Füllorgan 5 hineindrücken würde.According to the invention, however, the cross section of the end pieces on the filling element side 12 low and thus also the disruptive transverse force Q. Also the distributor head side End pieces 11 are of small cross-section. In this way it is achieved that the pressure forces acting on the wall parts of the center piece 10 of the connecting pipe at the cross-section-reducing transitions to the end pieces of essentially are the same size, so that none of the connecting pipe 9 in the longitudinal direction acting force results that this connecting pipe radially outwards or inwards presses. In particular must have an outward force the connecting pipe 9 can be avoided, this in the sense of an increase in the transverse force Q would push into the filling member 5.

Der Querschnitt des verteilerkopfseitigen Endstückes 11 kann jedoch jeweils etwas kleiner sein als der des füllorganseitigen Endstückes 12. Auf diese Weise ergibt sich eine resultierende Druckkraft, die das Verbindungsrohr nach innen schiebt und so auch unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen eine Belastung des Füllorganes mit Sicherheit vermeidet.The cross section of the distributor head-side end piece 11 can, however each be slightly smaller than that of the end piece 12 on the filling organ side Way there is a resulting compressive force that pushes the connecting pipe inwards pushes and thus a load, also taking manufacturing tolerances into account of the filling element with security avoids.

Claims

CLAIMS: U Beverage filler with circumferentially arranged, at least partially height-adjustable filling elements and rigid connecting pipes, which are essentially running radially a distributor head with the vertically movable part of the filling elements connect and are pivotably mounted with end pieces in connection sockets, thereby characterized in that the tubes (9) each have one extending over the substantial length Center piece (10) with an enlarged diameter compared to the end pieces (11, 12) exhibit.

2. Filler according to claim 1, characterized in that the end pieces (11, 12) are of essentially the same cross-section.

3. Filler according to claim 2, characterized in that the cross-section the distributor head-side end pieces (11) is slightly smaller than that of the filling element side End pieces (12).

4. Filler according to one of the preceding claims, characterized in that that the reduction points (11, 10 or 10, 12) of the pipes (9) with flow-friendly Shaping are formed.