DE3023704C2

DE3023704C2 - Circumferential beverage filler with height-adjustable filling organs

Info

Publication number: DE3023704C2
Application number: DE19803023704
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr.-Ing. 2000 Hamburg Mette
Original assignee: Ortmann & Herbst 2000 Hamburg De GmbH
Current assignee: Ortmann & Herbst 2000 Hamburg De GmbH
Priority date: 1980-06-25
Filing date: 1980-06-25
Publication date: 1983-05-19
Also published as: DE3023704A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Getränkefüller der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten ArtThe invention relates to a beverage filler of the type mentioned in the preamble of claim 1

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 V-Iüssigkeitszulauf von einem zentral im Füller angeordneten '. erteilerkopf 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 elements can be designed to be vertically movable as a whole or only parts of the same, as DE-AS 28 00 972 shows. Substantially radially arranged connecting pipes here ensure the V-Iüssigkeitszulauf from one arranged centrally in the filler '. distributor head to the Filling organs. The filling elements or their vertically movable parts must be suitable depending on the construction Way to be vertically movable and provided with a lifting drive to generate the vertical movement.

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 with over their length executed with a constant cross-section This construction is cost-saving, but brings a decisive Disadvantage with itself.

Bei modernen Hochleistungsfüllern wird außerordentlich schnell gefüllt, so daß in den Verbindungsrohren eine erhebliche Strömungsgc ,chwindigkeit 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.With modern high-performance fillers, filling is extremely rapid, so that in the connecting pipes there is a considerable flow velocity. On the one hand, this leads to great concern Liquid in the connecting pipe and on the other hand too strong impact forces or to overshoot the Column of liquid when suddenly stopped when the desired level in the container is reached, from which face various uncomfortable 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 show kinetic flow energy - would lead to a reduction in the impact forces, however that only bought 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 FQllorgan, und zwar in Robrrichtung, also im wesentlichen radial nach außen wirkend. Die Föhrungs- und Huberzeugungseinrichtungen für die Höhenbewegung des FQlIorganes bzw. dessen höhenbeweglichen Teiles werden daher mit einer Querkraft beaufschlagt, die dem Mündungsquerschnitt des Verbindungsrohres am Küllorgan entspricht Eine Vergrößerung des Verbindungsrohrquerschnittes würde somit zu einer Erhöhung dieser störenden Querkraft führen, die entweder ein Klemmen des Füllorganes bewirkt oder durch entsprechende Überdimensionierung der Führungs- und Hubantriebseinrichtungen aufgefangen werden muß.
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).In the counter-pressure filling operation that predominates in high-performance beverage fillers, the liquid is under a very high pressure of several bar. This pressure is absorbed by its walls in the transverse direction of the pipe. 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 the symmetrical effect) and on each individual filling element, namely in the direction of movement, i.e. acting essentially radially outward. The guide and lift generating devices for the vertical movement of the FQlIorganes or its vertically movable part are therefore acted upon with a transverse force that corresponds to the opening cross section of the connecting pipe on the cooling element caused or must be absorbed by appropriate oversizing of the guide and lifting drive devices.
When dimensioning the connecting pipe cross-section, the designer is faced with a dilemma between increasing the impact forces (when reducing the cross-section) and increasing the transverse forces (when increasing the cross-section).

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

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

Bei der erfinduijgsgemäßen Konstruktion ist der Querschnitt der Verbindungsrohre über deren wesentliehe 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 Füllstopp auftretenden Schlagkräfte erheblich abgesenkt werden.In the construction according to the invention Cross-section of the connecting pipes over their essential length sufficiently large to accommodate the flow velocity to keep the essential part of the water column low. The kinetic energy of the water column is therefore reduced in such a way that the impact forces that occur when filling is stopped are considerably reduced.

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 Eini.uifes in das dicke Mittelstück des Verbindungsrohres kann sich die Flüssigkeit dort vor dem eigentlichen Abfüllen also über längere Zeit beruhigen. Di· 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.Another advantage of this large cross-section is the very calm flow there. In this center piece several volumes to be filled by the filling element can have space, which are located there over several revolutions stop the pen. After flowing through the distributor head and the narrow inlet into the thick one In the middle of the connecting pipe, the liquid can spread over there before the actual filling process calm down for a long time. The diameter of the end pieces is reduced, affecting the Connecting pipe connected facilities so in particular on the filling member only this small Cross-section corresponding transverse forces, so that a disturbance of the lifting movement due to excessive transverse force is avoided.

so Dabei sind die Querschnitte der Endstücke vorteilhaft gemäß Anspruch 2 ausgebildet. Auf diese Weise wird das Verbindungsrohr von nach außen oder nach innen perichteten 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.So the cross-sections of the end pieces are advantageously designed according to claim 2. That way will the connecting pipe is substantially relieved of external or internal forces. Included the cross-sections of the end pieces are advantageously carried out according to claim 3, whereby one on the pipe attacking, inwardly directed force results, which with security the filling organ of forces through the pipe relieved, so that only the end piece acting on the filling element due to the clear width of the end piece on the filling element Lateral force pushes.

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.
In der einzigen Figur ist die Erfindung beispielsweiseFinally, the filling element according to the invention is advantageously characterized by the features of claim 4. In this way, the disruptive effect of the reduction points at the respective transition between the end piece and the middle piece of the connecting pipe is reduced and a steady flow is achieved.
In the single figure the invention is for example

anhand eines rotierenden Getr&nkefüüers dargestellt, der in stark schematisiertem Axialsehnitt gezeigt ist.shown on the basis of a rotating beverage dispenser, which is shown in a highly schematic axial section.

Der in der Figur dargestellte Füller besitzt eine zentrale Säule 1, die Ober 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 fountain pen shown in the figure has a central column 1, the top of which is a ball bearing 2 rotatable is supported and driven in the direction of rotation with devices not shown. The column 1 carries a Container table 3 on the container 4 to be filled by devices (not shown) below filling organs 5 be set up.

Die Füllorgane 5 sind in Schiebebuchsen 6 höhenver- "> schieblich gelagert, weiche über Streben 7 an der Säule 1 gelagert sind. Hubeinrichtungen zur Höhenbewegung der Füllorgane sind der Einfachheit halber nicht dargestellt In ihrem mittleren Teil ist die Säule t als Verteilerkopf 8 ausgebildet, dessen Innenraum Flüssigkeit über nicht dargestellte Einrichtungen 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 Verteüerkopf 8 anschließen.The filling members 5 are height-adjusted in sliding sleeves 6 Slidably mounted, soft via struts 7 on the column 1 are stored. For the sake of simplicity, there are no lifting devices for moving the height of the filling elements In its central part, the column t is designed as a distributor head 8, the interior of which is liquid About not shown facilities z. B. an extension of column 1 from above or below (in the Figure from below) is fed via a rotary seal connected pipe. The liquid must be from Distributor head 8 are fed to the filling members 5. For this purpose connecting pipes 9 are provided which each connect a filling element 5 to the distributor head 8.

Die Füllorgane weisen jeweils ein Mittelstück 10 größeren Durchmessers und Endstücke It bzw. 12 auf, deren Durchmesser erheblich geringer ist als der des Mittelstückes 10.The filling organs each have a central piece 10 of larger diameter and end pieces It and 12, respectively, the diameter of which is considerably smaller than that of the center 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 istThe end pieces 11 and 12 are in connection sockets 13 or 14 of the distributor head 8 or a filling element 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 each from the middle piece 10 in the end pieces 11 and 12 pass over, are, as the figure shows, designed in a flow-favorable shape to there Avoid turbulence in the liquid.

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

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 «5 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 lets liquid in from the filling member the container 4 flow in. In the raised position (right-hand side of the figure) this liquid outlet is 16-5 closed with a valve 17, the drive of which has been omitted for the sake of simplicity of the drawing. The drive of the valves 17 is not shown in the figure. Furthermore, return air pipes 18 are provided, which are mounted in the filling element so that they can move in height and are provided with their own drive, not shown are.

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 FOIIorgan, bei dem die gesamte Flüssigkeitssäule im zugehörigen Verbindungsrohr 9 gestoppt werden m«ßr 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. Überschwingen der Flüssigkeit von Nachteil, da dadurch Flüssigkeit mit großer Gewalt im Rücklaufrohr 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 Jas Rückluftrohr sowie unterschiedliche Füllhöhen im Behälter, die erfindungsgemäß vermieden werden.Since the connecting pipes are designed with a substantially large cross-section, the kinetic The energy of the liquid flowing in them is relatively low. This is an advantage when stopping the Filling process in the respective FOIIorgan, in which the entire column of liquid in the associated connecting pipe 9 must be stopped with the filling usually caused by shutting off the return gas line of the filling element, which occurs when the liquid enters the Container 4 allows the air to escape from it. In the present case, the return gas pipe 18 has either a closing valve that can be actuated to stop the filling process or it stops the further discharge of air if it is touched its lower end with the filling level in container 4. In both of these cases, a hitting or Overshooting of the liquid is a disadvantage, as this causes liquid to enter the return pipe with great force up where it will damage the shut-off valve or beyond the top of the Return air pipe can penetrate into connected rooms. This results in problems with the subsequent Injection of the tension gas through the return air pipe as well as different filling heights in the container, the can be avoided according to the invention.

Im folgenden seien die auf die Ve-'rindungsrohre 9 einwirkenden Kräfte untersucht, wobei die aufgrund der geringen Drehgeschwindigkeit kleinen Zentrifugalkräfte unberücksichtigt bleiben können.The following are those on the connecting pipes 9 acting forces are 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 belastetThe liquid is during filling of carbonated beverages under a high pressure of several bar. This fluid pressure acts with the cross section of the füllorganseitigen end pieces 12 of the connecting pipes 9 directed to the filling members substantially radially outwardly and causes an outward transverse force Q, the Guiding the filling member 5 in the sliding sleeve 6 is loaded unfavorably in terms 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 GröPc 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 eine nach außen gerichtete Kraft auf das Verbindungsrohr 9 vermiedtn 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 12 on the filling element side is small and thus also the disruptive transverse force Q. The end pieces 11 on the distributor head side are also of small cross-section End pieces are of essentially the same size, so that there is no force acting on the connecting pipe 9 in the longitudinal direction which presses this connecting pipe radially outwards or inwards. In particular, an outwardly directed force on the connecting pipe 9 must be avoided, which would push it into the filling member 5 in the sense of an increase in the transverse force Q.

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, in each case be slightly smaller than that of the end piece 12 on the filling organ side. In this way, results a resulting compressive force pushes the connecting pipe inwards and so also taking into account of manufacturing tolerances, a load on the filling element is avoided with certainty.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims;

1. Beverage filler with circumferentially arranged, at least partially vertically movable filling organs

. and rigid connecting pipes, which are essentially running radially with a distributor head Connect vertically movable part of the filling elements and pivot with end pieces in connection sockets are stored, characterized in that the tubes (9) each one over the Substantial length extending middle piece (10) with compared to the end pieces (11, 12) enlarged Have diameter.

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

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

4. Filler jach one of the preceding claims, characterized in that the reducing points (11, 10 or 10, 12) of the tubes (9) are designed with a streamlined shape.