DE3204611A1

DE3204611A1 - Fuellmaschine

Info

Publication number: DE3204611A1
Application number: DE19823204611
Authority: DE
Inventors: Jonathan G. 61108 Rockford Ill. Brown; Roger Harold Stohlquist
Original assignee: Anderson Bros Manufacturing Co
Current assignee: Anderson Bros Manufacturing Co
Priority date: 1981-04-06
Filing date: 1982-02-10
Publication date: 1982-10-21
Also published as: JPS57183992A; DK154682A; GB2096113A; FR2512776A1; AU7798881A; US4375826A

Description

- ίο -

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Füllmaschine nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Bei derartigen Füllmaschinen werden Behälter gefüllt, während sie durch eine Fördervorrichtung vorwärts bewegt werden. Eine Düse besitzt hierbei eine Bewegungskomponente in Richtung der Behälterbewegung während der Materialabgabe. Bei aus den US-Patentschriften 2 863 271 und 3 055 404 bekannten Füllmaschinen ist ein rotierendes Ventilglied an einem Innenstator gelagert und kann sich in bezug auf diesen um eine im wesentlichen horizontale Achse oberhalb der Fördereinrichtung drehen, wobei mehrere auf einem Kreisumfang im Abstand angeordnete Düsen an dem rotierenden Ventilglied auf einen Anschluß am Stator während eines Teils einer jeden Drehbewegung des Ventilglieds ausgerichtet werden können, um ein Produkt in den sich bewegenden Behälter abzugeben. Bei solchen rotierenden Ventilen können die Düsen ein Produkt in den sich darunter bewegenden Behälter nur während eines relativ kleinen Teiles einer jeden Drehbewegung des Ventilgliedes abgeben,und es sind Ventilglieder mit relativ großem Durchmesser erforderlich, um die Strecke zu vergrößern, während der jede Düse und ein entsprechender Behälter sich bei der Abgabe des Materials in den Behälter bewegen. Durch die US-PS 3 307 499 ist es bereits bekannt, eine Düse an einem Kurbelzapfen von oberen und unteren Hebeln zu lagern, die die Düse auf einer Strecke im Raum bewegen, während die Düse vertikal mit ihrem Auslaßende nach unten gerichtet gehalten wird. Bei dieser Vorrichtung bewegt sich das Auslaßende der Düse auf einer kreisförmigen Wegstrecke und besitzt einen Radius entsprechend dem Hebel, so daß bei einer Verlängerung des Hebels nicht

nur die horizontale Bewegungskomponente der Düse sondern auch die vertikale Bewegungskomponente entsprechend vergrößert wird. Die Düsengeschwindigkeit wird hierbei nicht an die Bewegungsgeschwindigkeit des Behälters angenähert. Obgleich solche rotierenden Ventile hinsichtlich der Abgabe von relativ dickflüssigen Produkten sich als geeignet erwiesen haben, ergeben sich doch Schwierigkeiten bezüglich der Abdichtung und Leckflüsse, wenn sie zur Abgabe von Flüssigkeiten mit geringer Viskosität verwendet werden.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Füllmaschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß einmal die Abgabedüse auf ihrer Bewegungsbahn langer auf den darunter befindlichen Behälter ausgerichtet ist, zum anderen der Abgabezyklus leicht Steuer- und einstellbar ist und schließlich durch entsprechende Ausbildung der Düse die Abgabe auch von Flüssigkeiten mit geringer Viskosität ermöglicht wird. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Unteransprüchen entnehmbar.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Füllmaschine angegeben mit einem stationären Träger, einer Fördereinrichtung für den Vorschub von Behältern entlang einer im wesentlichen horizontalen Strecke, wobei benachbarte Behälter mit ihren Zentren einen vorbestimmten Förder-Schrittabstand aufweisen und mit wenigstens einer mit einem Ventil versehenen Abgabevorrichtung, welche einen Produkteinlaß und -auslaß aufweist, um ein Produkt in die Behälter

abzugeben, wenn diese durch die Fördereinrichtung vorwärts bewegt werden und wobei die Abgabevorrichtung eine längliche Düse mit einer Düsen-Längsachse und dem Auslaß am unteren Ende aufweist. Sie ist gekennzeichnet durch einen an dem stationären Träger gelagerten Hebel zur Rotation um eine im wesentlichen horizontale Hebelachse und einen mit der Düse verbundenen Exzenter, um die Düse in einer im wesentlichen geschlossenen aufrechten Bahnkurve mit horizontalen und vertikalen Bahnkomponenten zu bewegen, eine Einrichtung zum Antrieb des Hebels in zeitlicher Abstimmung mit der Fördereinrichtung und dergestalt, daß das horizontale Bewegungskomponent der Düse in Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung während der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve liegt und in der entgegengesetzten Richtung während der oberen Hälfte der geschlossenen Bahnkurve erfolgt, eine Abgabe-Steuereinrichtung, die auf dem stationären Träger gelagert ist und der winkelmäßigen Hin- und Herbewegung um eine im wesentlichen horizontale Schwingachse über der Hebelachse dient, eine Einrichtung zur Verbindung der Düse und der Abgabe-Steuereinrichtung, um eine relative Gleitbewegung parallel zur Düsenachse zu erzielen und eine Hin- und Herbewegung der Düse um die Schwingachse und in bezug zu der Abgabe-Steuereinrichtung hervorzurufen, wenn die Düse auf der geschlossenen Bahnkurve bewegt wird, ein Ventil an der Düse, das zwischen einer Schließstellung, in der es den Fluß zwischen Produkteinlaß und -auslaß blockiert und eine Offenstellung, in der es das Produkt zwischen Ein- und Auslaß durchläßt, bewegbar ist und eine Ventil-Betätigungnvorrichtung zur Bewegung des Ventils zwischen der Offen- und Schließstellung aufgrund der relativen Hin-

und. Herbewegung zwischen der Düse und der Abgabe-Steuereinrichtung, wobei diese Vorrichtung das Ventil in die Offenstellung bewegt, wenn sich die Düse durch wenigstens einen Teil der unteren Hälfte seiner geschlossenen Bahnkurve bewegt und das Ventil in die Schließstellung während der verbleibenden geschlossenen Bahnkurve bewegt.

Das Ventilglied ist mit Vorteil gleitend mit der Düse verbunden, um relativ zur Düsenachse hin und her bewegt werden zu können, und die Ventil-Betätigungseinrichtung dient der Begrenzung der relativen Verschiebebewegung zwischen der Abgabe-Steuereinrichtung und dem Ventilglied, um das Öffnen und Schließen des Ventils zu steuern.

Anhand von in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sei im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Füllmaschine;

Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht durch die Füllmaschine entlang der Ebene 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen teilweisen vertikalen Schnitt entlang der Ebene 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht der Auslaßdüse entlang der Ebene 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung der Bewegungsstrecke der Düse während eines Abgabezyklus ;

Fig. 6, 7, 8 und 9 schematische Ansichten zur Veranschaulichung der Düsen an der Füllmaschine in unterschiedlichen Positionen;

Fig. 10 eine Vorderansicht einer modifizierten mit einem Ventil versehenen Abgabevorrichtung; und

Fig. 11 eine vertikale Schnittansicht entlang der Ebene 11-11 in Fig. 10.

Die Behälter-Füllvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dient dem Füllen von Behältern bei ihrer kontinuierlichen Vorwärtsbewegung und sie umfaßt, wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, eine Fördereinrichtung 21 für den kontinuierlichen Vorschub von Behältern entlang einer im wesentlichen horizontalen Wegstrecke. Sie umfaßt ferner wenigstens eine und vorzugsweise mehrere mit einem Ventil versehene Abgabevorrichtungen, wobei hier vier Abgabevorrichtungen 23a bis 23d dargestellt sind, die der Abgabe eines Produktes in die Behälter bei ihrem Vorschub durch die Fördereinrichtung dienen. Die Füllmaschine kann ferner zweckmäßigerweise einen Behälter-Abgabemechanismus 22 für die Zuführung von leeren Behältern zu der Fördervorrichtung aufweisen und sie kann einen Deckel-Abgabemechanismus 24 für die Abgabe von Deckeln und einen Deckel-Zuführungsmechanismus 25, 26 für die Zuführung der Deckel zu den Behältern umfassen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Fördervorrichtung 21 und deren Antrieb von einer Art, wie dies in der US-PS 2 863 271 dargestellt und beschrieben ist. Die Fördervorrichtung 21 ist allgemein kreisförmig ausgebildet

und umfaßt mehrere sich nach außen erstreckende Zähne 21a, durch die Behältertaschen 21b zwischen den Zähnen vorgegeben werden und die dem Vorschub der Behälter entlang einer im •wesentlichen horizontalen Stützplattform 31 dienen. Wie am besten in Fig. 2 ersichtlich, ist die Fördereinrichtung 21 auf einem Zahnkranz 32 montiert, der rotierbar auf einem stationären zentralen Gehäuse 27 mit einer Bodenwand 33, peripheren Seitenwänden 34 und einer Deckelwand 35 abgestützt ist. Eine zentrale, vertikal ausgerichtete Antriebswelle 36 ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden, wie dies in näheren Einzelheiten aus der zuvor erwähnten US-PS hervorgeht. Die Antriebswelle 36 ist über ein Stirnzahnrad 37 und ein Zwischenzahnrad 38 mit dem Zahnkranz 32 verbunden, um diesen bei einer Drehung der Antriebswelle 36 anzutreiben.

Die mit einem Ventil versehenen.Abgabevorrichtungen 23a bis 23d weisen einen gleichen Aufbau auf und es werden daher gleiche Bezugsziffern verwendet, um entsprechende Teile zu bezeichnen. Jede Abgabevorrichtung umfaßt eine längliche Düse 41 mit einer Düsen-Längsachse NA und einem Produktauslaß 42 am unteren Ende und einen Produkteinlaß 43 im Abstand von dem Düsenauslaß. Die Düsen werden durch einen Hebel 45 angetrieben, der auf einer Welle 46 an der Seitenwand 34 des stationären Gehäuses gelagert ist und um eine horizontale Hebelachse CA im Abstand oberhalb der Fördereinrichtung drehbar gelagert ist. Jeder Hebel besitzt einen exzentrischen Kurbelzapfen 47, der auf einem Kreis CP rotiert und mit der Düse verbunden ist, um diese in einer aufrechten geschlossenen Bahnkurve zu bewegen, die horizontale und vertikale Bewegungskomponenten aufweist. Jede Ab-

gärvorrichtung umfaßt ferner eine Abgabe-Steuereinrichtung 51t die an dem stationären Gehäuse 27 durch einen Stift 52 gelagert ist, so daß die Abgabe-Steuereinrichtung 51 winkelmäßig um eine horizontale Schwingachse SA oberhalb der Hebelachse hin-und herbewegt werden kann. Eine Einrichtung dient der Verbindung der Düse 41 mit der Abgabe-Steuereinrichtung 51, um eine relative Gleitbewegung paralle zur Düsenachse NA hervorzurufen und eine winkelmäßige Hin- und Herbewegung der Düse um die Schwingachse und relativ zu der Abgabe-Steuereinrichtung 51 zu verursachen, wenn die Düse auf ihrer geschlossenen Bahnkurve bewegt wird. In den dargestellten Ausführungsbeispielen umfaßt diese Einrichtung eine längliche Stange 53 parallel zur Düsenachse, die gleitend in einem Lager 51a an der Abgabe-Steuereinrichtung 51 gelagert ist.

Ein Ventilglied 55 ist in der Düse angeordnet, um den Fluß von dem Produkteinlaß 43 zu dem Produktauslaß 42 zu steuern, und ein Ventil-Betätigungsglied 56 ist vorgesehen, um das Ventilglied zwischen seiner Offen- und Schließstellung aufgrund der relativen Hin- und Herbewegung zwischen der Düse und der Abgabe-Steuereinrichtung 51 zu bewegen. In dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 8 besitzt die Düse 41 eine zylindrische Ausgestaltung und das Ventilglied 55 ist an einem Stopfen bzw. Schlitten 58 gelagert, um eine Hin- und Herbewegung in bezug auf die Düsenachse ausführen zu können. Der Produktauslaß 42 an der Düse umfaßt wenigstens eine und vorzugsweise mehrere nach unten gerichtete Abgabeanschlüsse 42a am unteren Ende der Düse und einen Abgabe-Ventilsitz 42b, der sich quer zu der Ventilachse über jecLen der Anschlüsse 42a erstreckt. Das Ven-

tilglied 55 besitzt eine Ventilfläche 55a, die sich quer zur Düsenachse erstreckt und mit den Abgabe-Ventilsitzen 42b aufgrund der relativen Hin- und Herbewegung der Düse und des Ventilgliedes in und außer Eingriff gebracht -werden kann. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht dar, Ventilglied 55 zweckmüßigerweise aus nachgiebigem elaatomerem Material, wie beispielsweise Gummi, und es besitzt ein Halteglied 55b, das bei 55c lösbar mit dem Schlitten 58 verklinkt ist. Das Ventilglied wird nachgiebig, beispielsweise durch eine Feder 61, die zwischen dem Ventilschlitten 58 und der Abgabe-Steuereinrichtung 51 angeordnet ist, in die Schließstellung gedrückt und der Ventilschlitten ist durch O-Ringdichtungen 58a bei seiner Gleitbewegung in der Düse abgedichtet.

Das Ventil-Betätigungsglied 56 bewegt das Ventilglied in seine Offenstellung, wenn sich die Düse durch wenigstens einen Teil der unteren Hälfte ihrer geschlossenen Bahnkurven bewegt und sie bewegt das Ventilglied in seine geschlossene Stellung während des verbleibenden Teils der geschlossenen Bahnkurve. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 8 umfaßt die Ventil-Betätigungseinrichtung 56 einen an der Stange 53 und entlang dieser einstellbaren Anschlag, der mit der Abgabe-Steuereinrichtung 51 in Eingriff gelangt, wenn die Düse durch einen Teil der unteren Hälfte ihrer geschlossenen Bahnkurve bewegt wird. Die Ventil-Betätigungseinrichtung 56 dient der Begrenzung der Abwärtsbewegung des Ventilgliedes um einen Abstand, der geringer ist als die vertikale Bewegungskomponente der Düse innerhalb ihrer geschlossenen Bahnkurve, wobei beim Eingriff der Ventil-Betätigungseinrichtung 56 mit der Abgabe-Steuer-

einrichtung 51 "während des unteren Teils der geschlossenen Bahnkurve das Ventilglied geöffnet wird, um die Produktabgabe durch den Produktauslaß zu gestatten.

Das mit seiner Fläche abdichtende Ventil verhindert einen Leckfluß durch die Abgabeöffnungen auch bei Flüssigkeiten mit geringer Viskosität, -wenn sich das Ventil in der Schließstellung befindet. Um jedoch das Verspritzen und Aufschäumen in dem Behälter auf ein Minimum zu reduzieren und das Abtropfen von Flüssigkeiten mit geringer Viskosität von der Düse zu verhindern, wenn das Ventilglied geschlossen ist, sind die Abgabeanschlüsse vorzugsweise durch mehrere längliche Durchführungen vorgegeben, die die Flüssigkeit in getrennten Strömen zu dem Behälter richten. Jede Durchführung besitzt einen hinreichend kleinen Querschnitt, um im wesentlichen den Abfluß des Produktes bei geschlossenem Ventil zu verhindern. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der Produktauslaß mehrere Rohre 42c, von denen 14 an der Zahl dargestellt sind,und die einen relativ kleinen Innendurchmesser aufweisen, der sich vorzugsweise in der Größenordnung von 5 mm bewegt. Bei der Abgabe von Produkten, bei denen das Verspritzen und Aufschäumen kein Problem darstellt, kann der Produktauslaß durch eine einzige Öffnung gebildet werden.

Der Kurbelhebel einer jeden Abgabevorrichtung wird in zeitlicher Abstimmung mit der Fördereinrichtung angetrieben, so daß die horizontale Bewegungskomponente der Düse der Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung während der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve folgt und während der

oberen Hälfte der geschlossenen Bahnkurve entgegengesetzt verläuft. Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, werden die Kurbelhebel 45 durch ein Zahnrad 71 angetrieben, das mit dem Förder-Zahnkranz 32 kämmt, wobei Kegelräder 72 und 73 dazwischengeschaltet sind.

Jede Abgabevorrichtung gibt nur Produkt während der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve ab und die Düse an der Abgabevorrichtung wird mit einer solchen Geschwindigkeit angetrieben, daß die horizontale Bewegungskomponente des Produktauslasses an die Bewegungsgeschwindigkeit des Behälters angepaßt ist, der unterhalb der Düse durch die Fördereinrichtung vorwärts bewegt wird. Die Zähne 21a an der Fördereinrichtung sind so angeordnet, daß sie die Behälter entlang der Wegstrecke vorwärts bewegen, wobei die Zentren der Behälter einen Abstand entsprechend einem vorgegebenen Förderschritt aufweisen. Der Abstand benachbarter Zähne entspricht diesem Förderschritt. Die erste Abgabeeinrichtung 23a wird mit einer Geschwindigkeit angetrieben, um eine Umdrehung während der Zeit zu vervollständigen, in der die Fördereinrichtung eine Entfernung entsprechend dem zweifachen Förderschritt zurücklegt ,und der zeitliche Ablauf ist so getroffen, daß der Düsenauslaß sich im unteren Umkehrpunkt befindet, wenn sich der zu füllende Behälter im wesentlichen zentral unterhalb der Düse befindet. Jede Abgabeeinrichtung gibt somit das Produkt in abwechselnde Behälter ab. Wenigstens eine weitere Abgabevorrichtung ist vorgesehen und im Abstand entlang der Förderstrecke angeordnet, wobei sie in zeitlicher Abstimmung mit der ersten Abgabevorrichtung betrieben wird, so daß das Produkt in Benälter abgegeben "wird, die sich zwischen denen befinden, welche von der ersten Abgabevorrichtung gefüllt werden. Um die

Füllgeschwindigkeit weiter zu erhöhen, kann durch jede Abgabevorrichtung nur ein Teil der gesamten Produktmenge in jeden Behälter abgegeben v/erden. Wenn beispielsweise jede Abgabevorrichtung nur die Hälfte der gesamten Produktmenge abgibt, so werden vier Abgabevorrichtungen 23a bis 23d vorgesehen, wobei zwei Abgabevorrichtungen, wie beispielsweise die Vorrichtungen 23a und 23b,das Produkt in den gleichen Behälter abgeben und die beiden anderen Abgabevorrichtungen 23c und 23d das Produkt in andere Behälter abgeben. Die Fig. 6 bis 9 veranschaulichen schematisch vier Abgabevorrichtungen 23a bis 23d, welche das Produkt in eine Reihe von Behältern C1 bis C6 abgeben. Wenn vier Abgabevorrichtungen benutzt werden, werden vorzugsweise zwei Pumpen 75a und 75b für das Produkt verwendet, wobei die eine Pumpe 75a über eine Leitung 76a und flexible Rohre 77a und 78a an die zwei Abgabevorrichtungen 23a und 23c angeschlossen sind, die das Produkt in verschiedene Behälter abgeben und wobei die andere Pumpe 75b über die Leitung 76b und flexible Rohre 77b und 78b an die zwei anderen Abgabevorrichtungen 23b und 23d angeschlossen sind,die das Produkt in unterschiedliche Behälter abgeben. Die Pumpen 75a und 75b werden von einem Motor über nicht dargestellte Antriebe mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben, um die Abgabegeschwindigkeit des Produktes an die Abgabevorrichtungen einstellen zu können und die in die Behälter abgegebene Materialmenge verändern zu können. Die Ventil-Betätigungsvorrichtungen 56 werden eingestellt, um den Teil des Zyklus zu verändern, während dem jedes Ventil geöffnet ist. Vorzugsweise werden die Ventil-Betätigungsvorrichtungen für das Paar von Abgabevorrichtungen, die an die gleiche Pumpe angeschlossen sind, so eingestellt, daß das Ventil der einen Abgabevorrichtung unmittelbar zu Öffnen beginnt, bevor das Ventil der anderen

Abgabevorrichtung schließt, so daß ein im wesentlichen
gleichmäßiger Produktfluß von der Pumpe durch die eine
oder andere Abgabevorrichtung ermöglicht wird.

Eine modifizierte Abgabevorrichtung ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel v/erden
gleiche Bezugsziffern für die Bezeichnung von Teilen verwendet, die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel
in den Fig. 1 bis 9 bereits beschrieben wurden. Mit einem Strich versehene Bezugsziffern werden benutzt, um ähnliche oder modifizierte Teile zu bezeichnen. Die mit einem Ventil versehene Abgabevorrichtung 23' umfaßt eine längliche Düse 41' mit einer Düsenachse NA¹ und einem Produktauslaß 42' an ihrem unteren Ende und einem Produkteinlaß 43' im Abstand von dem Produktauslaß. Die Düse 41' ist über einen exzentrischen Kurbelzapfen 47' mit dem Hebel 45 verbunden, um in einer im wesentlichen aufrechten geschlossenen Bahnkurve mit horizontalen und vertikalen Komponenten bewegt zu werden. Eine Abgabe-Steuervorrichtung 51' ist auf dem Zapfen 52 für eine Winkelbewegung um die Schwingachse SA gelagert, die sich oberhalb der Hebelachse CA befindet und eine Stange 53' ist beispielsweise durch einen Stift
50' mit der Düse verbunden und gleitend in dem Lager 31a¹ in der Abgabe-Steuervorrichtung 51 gelagert, um die Düse
zu einer winkelmäßigen Hin- und Herbewegung um die Schwingachse und zu einer Hin- und Herbewegung bezüglich der Abgabe-Steuervorrichtung zu veranlassen, wenn die Düse auf
der geschlossenen Bahnkurve durch den Hebel bewegt wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Ventilglied
55' nach Art eines Stopfens in einer Querbohrung 55a^f
in der Düse gelagert und kann in dieser Bohrung hin-und
herbewegt werden. Der Stopfen besitzt eine quergerichtete

Durchflußbohrung 55t)¹, die zwischen einer geschlossenen Stellung gemäß Fig. 11, in der sie auf den Produktauslaß 42' nicht ausgerichtet ist,und einer offenen Stellung bewegt -werden kann, in der die Bohrung 55t>' mit dem Produktauslaß übereinstimmt. O-Ringdichtungen 55c¹ sind an dem Stopfen vorgesehen, um gegen die Bohrung 55a¹ an gegenüberliegenden Seiten der Durchflußbohrung 55b¹ abzudichten.

Eine Ventil-Betätigungsvorrichtung ist vorgesehen, um das Ventilglied 55^! zwischen seiner offenen und geschlossenen StelLmg bei der Hin- und Herbewegung der Düse in bezug auf die Abgabe-Steuervorrichtung zu bewegen. Zu diesem Zweck ist ein Verbindungshebel 56· gelenkig mit einem Ende 56a' mit der Abgabe-Steuervorrichtung 51' verbunden und mit seinem anderen Ende 56b¹ gelenkig mit einem Arm 60' verbunden, der sich im wesentlichen radial von dem atopfenförmigen Ventilglied wegerstreckt. Die Länge des Armes 60' ist so gewählt, daß sich das stopfenförmige Ventilglied über einen Winkel von ungefähr 90° zwischen seiner offenen und geschlossenen Stellung hin- und herbewegt, wenn sich die Düse in bezug auf die Abgabe-Steuervorrichtung hin- und herbewegt. Der Verbindungshebel 56' ist vorteilhafterweise über, ein Gewinde 56c' einstellbar, um den Teil der geschlossenen Bahnkurve der Düse einstellen zu können, während der das Ventil geöffnet ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird der Aufbau und die Wirkungsweise der Füllmaschine leicht verständlich. Jeder Kurbelzapfen 42 rotiert in einer aufrechten Kreisbahn CP und bewegt seine zugeordnete Düse durch eine im wesentlichen aufrechte geschlossene Bahnkurve mit horizontalen und vertikalen Komponenten. Die Abgabe-Steuervorrichtung

einer jeden Abgabevorrichtung ist um eine horizontale Schwingachse SA oberhalb der Kurbelachse CA hin- und hergehend gelagert und mit der Düse so verbunden, daß diecc in einer Richtung parallel zur Düsenachse hin- und hergeht und um ihre Schwingachse hin-- und herschwigt, wenn sie in der geschlossenen Bahnkurve bewegt wird. Wie schematisch in Fig. 5 gezeigt, wird hierdurch der Produktauslaß 42 am unteren Ende der Düse in einer länglichen geschlossenen Bahnkurve NP bewegt, deren Hauptabmessung sich längs der Bewegungsstrecke der Behälter erstreckt. Wenn die Behälter durch die Fördereinrichtung bewegt werden, so ist der Düsenauslaß auf den sich bewegenden Behälter ausgerichtet, wobei dies für einen beträchtlichen Teil der Förderstrecke gilt. Die relativ lange horizontale Komponente der Bewegung der, unteren Endes der Düse wird ferner erzielt, ohne daß die vertikale Bewegungskomponente des unteren Endes der Düse entsprechend vergrößert wird, so daß der Produktauslaß der Düse relativ dicht bei der Oberkante des Behälters während der Abgabeoperation verbleibt. Die Fördervorrichtung 21 verschiebt die Behälter C mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit entlang einer Wegstrecke unterhalb der Abgabevorrichtungen 23a bis 23d und der Produktauslaß jeder Düse folgt im wesentlichen der Bewegung eines Behälters, wenn sich die Düse durch den unteren Teil der geschlossenen Bahnkurve NP bewegt. Die Behälterpositionen, die schematisch in Fig. 5" bei a, b und c¹ gezeigt sind, entsprechen im wesentlichen den Düsen-Auslaßpositionen a, b und c, d.h. den Düsen-Auslaßpositionen unter 90°, 180° und 270° gerechnet von dem oberen Umkehrpunkt der Kurbel.

Die Bewegung des Ventilgliedes zwischen der geöffneten und geschlossenen Stellung wird aufgrund der Hin- und Herbewegung der Düse in bezug auf die Abgabe-Steuervorrichtung bewirkt und der Teil eines jeden Zyklus,während welchem das Ventil geöffnet ist, kann leicht eingestellt werden, um die abgegebene Materialmenge während jedes Zyklus zu verändern. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 9 ist die Ventil-Betätigungsvorrichtung 56 entlang der Stange 53a einstellbar, um den Teil des Zyklus zu steuern, während der das Ventilglied 55 geöffnet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 10 und 11 ist die Hebestange 56' einstellbar, um den Teil des Zyklus zu verändern, während welchem das stopfenförmige Ventilglied 55' geöffnet ist. Im allgemeinen ist das Ventilglied nur während der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve NP geöffnet, wobei dies vorzugsweise zwischen der Düsen-Auslaßposition geschieht, die in Fig. 5 mit a und c schematisch dargestellt ist.

Das hin- und hergehende Ventil gemäß den Fig. 1 bis 9 ist besonders vorteilhaft zur Verwendung bei der Abgabe von Flüssigkeiten mit geringer Viskosität. Das hin- und hergehende Ventil gemäß dem Ausführungsbeispiel in den Fig." 10 und 11 kann für die Abgabe von relativ hochviskosen Materialion verwendet werden und ist besonders geeignet für die Abgabe von Materialien, wie beispielsweise Eiskrem, die Nüsse, Früchte oder ähnliches enthält.

Es -wird eine Vorrichtung angegeben, die der Abgabe von Material in Behälter dient, wenn diese durch eine Fördervorrichtung vorwärts bewegt werden. Die Abgabevorrichtung umfaßt eine Düse mit einem Produktauslaß an ihrem unteren Ende, einen mit der Düse verbundenen Hebel zur Bewegung der Düse in einer aufrechten geschlossenen Bahnkurve, eine Abgabesteuerung, die oszillierend um eine Schwingachse oberhalb der Hebelachse gelagert ist,und eine Einrichtung zur Verbindung der Düse mit dor AbgabcGteuerunf¹;, so daß die Dü.tc um die Schwingachse hin- und herschwingt und ferner in bezug auf die Abgabesteuerung hin- und herbewegt wird, wenn die Düse ihre geschlossene Bahnkurve durchläuft. Ein Ventil an der Düse wird zwischen der offenen und geschlossenen Stellung aufgrund der Hin- und Herbewegung der Düse in bezug auf den Abgabeauslaß betätigt.

Claims

3704611

D-QGOO Frankfurt a; ή Mein 70
I siefon (öS 11) 6170 79

8. Februar 1982 GzH/Ra.

Anderson Bros. Mfg. Co., Rockford, Illinois / U.S.A.

Füllmas chine

Patentansprüche

1. Füllmaschine mit einem stationären Träger, einer Fördereinrichtung für den Vorschub von Behältern entlang einer im wesentlichen horizontalen Strecke, wobei "benachbarte Behälter mit ihren Zentren einen vorbestimmten Förderabstand aufweisen, und mit wenigstens einer mit einem Ventil versehenen Abgabevorrichtung, welche einen Produkt-Einlaß und -Auslaß aufweist, um ein Produkt in die Behälter abzugeben, wenn diese durch die Fördereinrichtung vorwärts bewegt werden und wobei die Abgabevorrichtung eine längliche Düse mit einer Düsen-Längsachse und dem Auslaß am unteren Ende aufweist, gekennzeichnet durch einen an dem stationären Träger gelagerten Hebel zur Rotation um eine im wesentlichen horizontale Hebelachse und mit einem mit der Düse verbundenen Exzenter, um die Düse in einer im wesentlichen geschlossenen aufrechten Bahnkurve mit horizontalen und vertikalen Bahnkomponenten zu bewegen, eine Einrichtung zum Antrieb des Hebels in zeitlicher Absümmung mit der Fördereinrichtung und dergestalt, daß die horizontale Bewegungs-

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komponente der Düse in Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung während der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve liegt und in der entgegengesetzten Richtung während der oberen Hälfte der geschlossenen Bahnkurve erfolgt, eine Abgabe-Steuereinrichtung, die auf dem stationären Träger gelagert ist und der winkelmäßigen Hin- und Herbewegung um eine im wesentlichen horizontale Schwingachse über der Hebelachse dient, eine Einrichtung zur Verbindung der Düse und der Abgabe-Steuereinrichtung, um eine relative Gleitbewegung parallel zur Düsenachse zu erzielen und eine Hin- und Herbewegung der Düse um die Schwingachse und in bezug zu der Abgabe-Steuereinrichtung hervorzurufen, wenn die Düse auf der geschlossenen Bahnkurve bewegt wird, ein Ventil an der Düse, das zwischen einer Schließstellung, in der es den Fluß zwischen Produkt-Einlaß und -Auslaß blockiert, und einer Offenstellung, in der es das Produkt zwischen Ein- und Auslaß durchläßt, bewegbar ist, und eine Ventil-Betätigungsvorrichtung zur Bewegung des Ventils zwischen der Offen- und Schließstellung aufgrund der relativen Hin- und Herbewegung zwischen der Düse und der Abgabe-Steuereinrichtung, wobei diese Vorrichtung das Ventil in die Offenstellung bewegt, wenn sich die Düse durch wenigstens einen Teil der unteren Hälfte seiner geschlossenen Bahnkurve bewegt, und das Ventil in die Schließstellung während der verbleibenden geschlossenen Bahnkurve bewegt.

2. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil-Betätigungseinrichtung einstellbar ist, um den Teil der geschlossenen Bahnkurve zu verändern, in dem das Ventil geöffnet ist.

3. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein gleitend auf der Düse gelagertes Glied aufweist, das sich in bezug auf die Düsenachse zwischen seiner geöffneten und geschlossenen Stellung bewegt.

4. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein gleitend auf der Düse gelagertes Glied aufweist, das sich in bezug auf die Düsenachse zwischen seiner geöffneten und geschlossenen Stellung bewegt, wobei die Ventil-Betätigungseinrichtung die relative Gleitbewegung zwischen der Abgabe-Steuereinrichtung und dem Ventil auf einen Abstand begrenzt, der kleiner als die vertikale Komponente der Bewegung der Düse in der geschlossenen Bahnkurve ist.

5. Füllmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktauslaß Auslaß-Anschlüsse am unteren Ende der Düse und einen Auslaß-Ventilsitz um die Aunlaß-Anschlüsse quer zu der Düsenachse aufweist und daß das Ventil eine Ventilfläche an dem Ventilglied quer zu der Düsenachse aufweist, die mit dem Auslaß-Ventilsitz in Eingriff gebracht werden kann.

6. Füllmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgabe-Anschluß mehrere Durchlässe aufweist, von denen jeder einen hinreichend kleinen Querschnitt besitzt, um im wesentlichen den Produktausfluß zu verhindern, wenn die Ventilfläche an dem Ventilglied mit dem Ventilsitz an der Düse in Eingriff gelangt.

7. Füllmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Düse und die Abgabe-Steuereinrichtung verbindende Einrichtung eine Stange parallel zur Düsenachse aufweist, die axial verschiebbar an der Abgabe-Steuereinrichtung gelagert ist.

8. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Ventilglied aufweist, das an der Düse für eine winkelmäßige Hin- und Herbewegung bezüglich der Düse gelagert ist, und daß die Ventil-Betätigungseinrichtung das Ventil mit der Abgabe-Steuereinrichtung verbindet, um die winkelmäßige Hin- und Herbewegung des Ventils aufgrund der Hin- und Herbewegung der Düse zu und von der Abgabe-Steuereinrichtung hinweg zu bewirken.

9. Füllmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil-Betätigungseinrichtung einen Arm an dem Ventil umfaßt, der sich seitlich von dem Ventil erstreckt, wobei ein Verbindungshebel den Arm mit der Abgabe-Steuereinrichtung verbindet.

10. Füllmaschine nach Anspruch 9_t dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungshebel einstellbar ist, um den Teil eines jeden Abgabezyklus zu verändern, während welchem Material abgegeben wird.

11. Füllmaschine mit einem stationären Träger, einer Fördereinrichtung für den Vorschub von Behältern entlang einer im wesentlichen horizontalen Strecke, wobei benachbarte Behälter mit ihren Zentren einen vorbestimmten Förderabstand aufweisen, und mit wenigstens einer mit einem Ventil versehenen Abgabevorrichtung, welche einen Produkteinlaß und -auslaß aufweist, um ein Produkt in die Behälter abzugeben, wenn diese durch die Fördereinrichtung vorwärts bewegt werden und wobei die Abgabevorrichtung eine längliche Düse mit einer Düsen-Längsachse und dem Produktauslaß am unteren Ende aufweist, gekennzeichnet durch ein verschiebbar mit der Düse verbundenes Ventil zur relativen Hin- und Herbewegung entlang der Düsenachse, einen an dem stationären Träger gelagerten Hebel zur Rotation um eine im wesentlichen horizontale Hebelachse über der Fördereinrichtung und mit einem mit der Düse verbundenen Exzenter, um die Düse in einer im wesentlichen geschlossenen aufrechten Bahnkurve mit horizontalen und vertikalen Bahnkomponenten zu bewegen, eine Einrichtung zum Antrieb des Hebels in zeitlicher Abstimmung mit der Fördereinrichtung und dergestalt, daß die horizontale Bewegungskomponente der Düse in Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung während der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve liegt und

in der entgegengeseb zten Richtung während der oberen Hälfte der geschlossenen Bahnkurve erfolgt, eine Abgabe-Steuereinrichtung, die auf dem stationären Träger gelagert ist und der winkelmäßigen Hin- und Herbewegung um eine im wesentlichenhorizontale Schwingachse über der Hebelachse dient, eine Einrichtung zur Verbindung der Abgabe-Steuereinrichtung mit dem Ventil, um eine winkelmäßige Hin- und Herbewegung des Ventiles und der Düse um die Schwingachse hervorzurufen, wenn sich die Düse in der geschlossenen Bahnkurve bewegt, wobei die zuletzt erwähnte Einrichtung eine Ventil-Betätigungseinrichtung zur Steuerung der vertikalen Bewegung des Ventils umfaßt, um die relative Hin- und Herbewegung des Ventils und der Düse entlang der Düsenachse zu bewirken, wenn die Düse durch wenigstens einen Teil der geschlossenen Bahnkurve bewegt wird, und einen Ventilkörper an der mit einem Ventil versehenen Abgabeeinrichtung zur Steuerung des Materialflusses von dem Produkteinlaß zu dem Produktauslaß in Abhängigkeit von der relativen Hin- und Herbewegung zwischen dem Ventil und der Düse, um das Ventil zu öffnen und das Produkt von dem Einlaß zu dem Auslaß während wenigstens eines Teiles der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve der Düse hindurchzulassen und um den Produktfluß von dem Produkteinlaß zu dem Produktauslaß während der verbleibenden geschlossenen Bahnkurve abzuschneiden.

12. Füllmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil-Betatigungseinrichtung einstellbar ist, um den Teil der geschlossenen Bahnkurve zu variieren, ■während welchem das Ventil geöffnet ist.

13. Füllmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter an dem Hebel mit der Düse an einer Stelle verbunden ist, die beträchtlich über dem Produktauslaß liegt.

14. Füllmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Abgabe-Steuereinrichtung mit dem Ventil verbindende Einrichtung Mittel umfaßt, die das Ventil auf der Abgabe-Steuereinrichtung gleitend abstützen, um eine relative Gleitbewegung in einer Richtung parallel zu der Düsenachse hervorzurufen, und daß die Ventil-Betätigungseinrichtung die relative Gleitbewegung zwischen der Abgabe-Steuereinrichtung und dem Ventil auf einen Abstand begrenzt, der geringer als die vertikale Bewegungskomponente der Düse in der geschlossenen Bahnkurve ist.

15. Füllmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktauslaß Abgabe-Anschlüsse am unteren Ende der Düse und einen Abgabe-Ventilsitz an der Düse quer zur Düsenachse aufweist, daß das Ventil eine Ventilfläche an dem Ventilkörper quer zur Düsenachse aufweist, die mit dem Abgabe-Ventilsitz aufgrund der relativen Hin- und Herbewegung der Düse und des Ventils in und außer Eingriff gebracht werden kann.

16. Füllmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabeanschlüsse mehrere Durchführungen mit jeweils einem Querschnitt aufweisen, der hinreichend klein ist, um im wesentlichen den Ausfluß des Produktes zu sperren, wenn die Ventilfläche des Ventilkörpers mit dem Ventilsitz an der Düse in Eingriff gelangt.

17. Füllmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine zweite mit einem Ventil versehene Abgabeeinrichtung aufweist, wobei diese Abgabeeinrichtung in einer Richtung parallel zur Förderstrecke einen Abstand aufweist, der einem mehrfachen Förder-Schrittabs tand entspricht, und daß Mittel vorgesehen sind, um die zweite mit einem Ventil versehene Abgabeeinrichtung in einer vorbestimmten Phasenbeziehung zu der ersten mit einem Ventil versehenen Abgabeeinrichtung anzusteuern, so daß die zweite Abgabeeinrichtung Produkt in Behälter abgibt, die zwischen den Behältern liegen, in die die erste Abgabeeinrichtung Produkt abgibt.

18. Füllmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite, dritte und vierte mit einem Ventil versehene Abgabeeinrichtung aufweist, wobei die Abgabeeinrichtungen in einer Richtung parallel zur Förderstrecke in einem Abstand angeordnet sind, der dem Förder-Schrittabstand entspricht, und daß Mittel zur Ansteuerung der Abgabeeinrichtungen in einer vorgegebenen Phasenbeziehung zu der ersten Abgabeeinrichtung vorgesehen sind, so daß das eine Paar von Abgabe-

einrichtungen der Reihe nach Produkt in den einen Behälter abgibt, wenn dieser durch die Fördereinrichtung vorwärts bewegt wird, und die beiden anderen Abgabeeinrichtungen der Reihe nach Produkt in einen benachbarten Behälter abgeben, wenn dieser durch die Fördereinrichtung vorwärts bewegt wird.