DE3229162C2 - Flüssigkeits-Abfüllnadel - Google Patents

Abstract

Die Flüssigkeits-Abfüllnadel weist ein Abgaberohr (61), eine im Abstand vom Ausflußende des Abgaberohrs (61) in dieses mündende Zuleitung (71) und ein von einer Antriebseinrichtung (81) steuerbares Flüssigkeitssperrventil (73) im Strömungsweg der Flüssigkeit zwischen Zuleitung (71) und Ausflußende auf. Das Abgaberohr (61) steht mit dem Innenraum (57) eines Zylinders (53) in Flüssigkeitsverbindung, in welchem ein gegen den Innenraum (57) abgedichteter Kolben (55) verschiebbar angeordnet ist. Die Antriebseinrichtung (81) des Sperrventils (73) oder eine weitere Antriebseinrichtung verschiebt den Kolben (55), während und/oder nach dem Sperren des Sperrventils (73) in Richtung einer Innenraumvergrößerung des Zylinders (53). Auf diese Weise wird das durch elastisches Aufweiten des die Zuleitung bildenden Schlauchs das Nachtropfen des Abgaberohrs nach Füllende vermieden. Der Kolben saugt je nach Anordnungsweise des Sperrventils in Strömungsrichtung vor oder hinter der Kolben-Zylinder-Einheit entweder überschüssiges Flüssigkeitsvolumen aus dem Schlauch ab oder aus dem Abgaberohr zurück.

Description

Kolbenstange des das Abgaberohr an seinem Austrittsende verschließenden Ventils tritt durch einen das Abgaberohr nach oben hin verschließenden Zwischenboden, an welchem sic'n auch die Rückholfeder des Sperrventils abstützt Damit neigt auch diese bekannte Abfüllnadel zum Nachtropfen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Weg zu zeigen, wie das Nachtropfen einer Abfüllnadel mit Sicherheit verhindert werden kann.

Ausgehend von der eingangs näher erläuterten Flüssigkeits-Abfüllnadel wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Innenraum des Zylinders in einer Flüssigkeitssaugverbindung mit dem Abgaberohr steht und die Antriebseinrichtung den Kolben während und/oder nach dem Sperren des Flüssigkeitssperrventils in Richtung einer das Ausflußende des Abgaberohrs druckentlastenden Innenraumvergrößerung des Zylinders verschiebt

Die Wirkungsweise der Kolben-Zylinder-Einheit ist unterschiedlich, je nachdem, ob das Flüssigkeitssperrventil die Flüssigkeitsströmung vor oder hinter dieser Einheit sperrt Ist das Sperrventil zwischen der Zuleitung einerseits und der Koiben-Zylinder-Einheit bzw. dem Abgaberohr andererseits angeordnet so saugt der Kolben bei gesperrtem Flüssigkeitssperrver.til einen Teil der im Abgaberohr verbliebenen Flüssigkeitsrestmenge in den Zylinder ein. Die in dem Abgaberohr verbliebene Flüssigkeitssäule wird entlastet und neigt nicht zum Nachtropfen. Ist das Flüssigkeitssperrventil am Ausflußende des Abgaberohrs angeordnet, so nimmt die Kolben-Zylinder-Einheit das aus dem entspannenden Schlauch abfließende Flüssigkeitsvolumen zumindest teilweise auf und entlastet das Flüssigkeitssperrventil.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erstgenannten Art ist das Sperrventil als die Flüssigkeitsströmung sowohl zum Innenraum des Zylinders als auch dem Ausflußende des Abgaberohrs sperrendes Schieberventil ausgebildet, dessen Schieber mechanisch mit dem Kolben gekuppelt ist Es genügt ein einziger Antrieb, beispielweise ein Pneumatikzylinder, zur Steuerung des Flüssigkeitssperrventils als auch der Kolben-Zylinder-Einheit

Vorzugsweise mündet die Zuleitung in eine Öffnung des Zylinder-Innenmantels. Der Schieber ist hierbei als rohrförmiges, in Strömungsrichtung zum Ausflußende des Abgaberohrs hin offenes Kolbenhemd ausgebildet, welches in axialem Abstand von seinem offenen Ende eine in der Offenstellung des Sperrventils mit der Mündungsöffnung fluchtende Steueröffnung aufweist. Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsform ist ihre geringe Anzahl an Einzelteilen. Das Sperrventil ist auf der Zuflußseite der Flüssigkeit angeordnet, womit das bei herkömmlichen Sperrventil-Abfüllnadeln am Ausflußende des Abgaberohrs vorgesehene Sperrventil entfällt Das Abgaberohr enthält keine Steuerstangen oder dergleichen für das Sperrventil, was das Zerlegen und Reinigen der Abfüllnadel erleichtert. Das Abgaberohr kann lösbar an der Kolben-Zylinder-Einheit angebracht sein, so daß es, nachdem es keine Steuerstangen und dergleichen enthält, betriebsmäßig leicht ausgewechselt werden kann. Um das Totvolumen der Kolben=Zylinder· Einheit bis zum vollständigen Schließen des Schieberventils möglichst klein zu halten, schließt sich die Steueröffnung bevorzugt unmittelbar an den das Kolbenhemd innenseitig überspannenden Boden des Kolbens an.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorstehend erläuterten zweiten Art ist das Ausflußende des Abgaberohrs als Ventilsitz für einen Ventilkörper ausgebildet, der über eine in dem Abgaberohr angeordnete Stange mit dem gleichachsig zum Abgaberohr angeordneten Kolben gekuppelt ist Die Zuleitung mündet zwisehen Kolben und Ventilsitz in das Abgaberohr oder den dazu gleichachsig angeordneten Zylinder. Die bei geschlossenem Flüssigkeitssperrventi] dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzte Fläche des Ventilkörpers ist zweckmäßigerweise kleiner als die dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzte Räche des Kolbens. Die auf diese Weise entstehende hydraulische Kraftübersetzung verstärkt den Schließdruck des ausflußseitigen Sperrventils und hält dies sicher geschlossen. Auch in dieser Ausführungsform ist das Abgaberohr zweckmäßigerweise gleichachsig und betriebsmäßig lösbar mit dem Zylinder verbunden. Soweit der Ventilkörper den Ventilsitz von der dem Kolben axial abgewandten Seite übergreift ist der Ventilkörper und/oder der Kolben betriebsmäßig lösbar mit der Stange verbunden.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen nähe:- erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Flüssigkeits-Abfüllnadel mit in geschlossener Stellung dargestelltem, ausflußseitigen Sperrventil und

F i g. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Flüssigkeits-Abfülinadel mit in geöffneter Stellung dargestelltem, zulaufseitigen Flüssigkeitssperrventil.
Die in F i g. 1 dargestellte Flüssigkeits-Abfüllnadel weist eine Kolben-Zylinder-Einheit 1 mit einem Zylinder 3 und eine in vertikaler Richtung darin verschiebbaren Kolben 5 auf, der die Zylinderbohrung 7 nach oben hin abgedichtet verschließt. Nach unten hin geht die Zylinderbohrung 7 gleichachsig in ein vertikales Abfüllrohr 9 über, welches an seinem unteren Ende durch ein Sperrventil -11 verschließbar ist. Das Sperrventil 11 weist einen Verschiußkörper i3 auf, der von unten her gegen eine als Ventilsitz ausgebildete Stirnfläche 15 des Abgaberohrs 9 bewegbar ist. Ein in einer Umfaisgsnut des Ventilkörpers 13 gehaltener Dichtring 17 sorgt für ausreichende Dichtheit. Der Ventilkörper 13 trägt innernalb des Abgaberohrs 9 einen Führungsstern 19, der zwischen seinen vertikal und radial zur Rohrachse verlaufenden Flügeln Strömungskanäle tür die Flüssigkeit bildet. Der Ventilkörper 13 ist über eine gleichachsig in dem Abgaberohr 9, dem Zylinder 3 verlaufende Stange 21 mit dem Kolben 5 gekuppelt und folgt damit der Schiebebewegung des Kolbens. Das kolbenseitige Ende der Stange 21. durchsetzt eine axiale Bohrung 23 des Kolbens 5 und ist in diesem Bereich mit einem Gewinde versehen. Muttern 25, 27 spannen die Stange 21 zwischen den Kolbenboden und einem den Kolben 5 mit einer Kolbenstange 29 ^ines pneumatischen oder hydiauiuciien Arbeitszylinders 31 verbindenden Kupplungsstück 33 fest. Das Kupplungsstück trägt einen Führungszapfen 35, der in einem vertikalen FührL-ngsschlitz 37 eines Haltebügels 39 verschiebbar geführt ist. Auf diese Weise werden das Kupplungsstück 33 und damit der Kolben 5 drehfest aber vertikal verschiebbar ge-

führt. Unterhalb der untersten Schiebestellung des Kolbens 5 mündet ein Schlauchstutzen 41 in den Zylinder 3. Im Betrieb ist an den Schlauchstutzen 4 t ein L B. von einer Dosierpumpe oder dergleichen kommender Zuleitungsschlauch (nicht dargestellt) angeschlossen. Der Haltebügel 39 ist an einer nicht dargestellten Abfüllmaschine angebracht, die das Abgaberohr zum Füllen eines Behälters, beispielsweise einer Flasche oder dergleichen, in die Flasche hinein absenkt und nach dem Füllen

aus der Rasche wieder herauszieht Der Arbeitszylinder 31 wird so gesteuert, daß er nach dem Einführen des Abgaberohrs 9 den Kolben S absenkt, womit über die Stange 21 das Sperrventil 11 geöffnet wird und die abzufüllende Flüssigkeit über den Schlauchstutzen 41 und s das Abgaberohr9 abgegeben wird. Nach Abfüllen einer vorbestimmten Flüssigkeitsmenge bewegt der Arbeitszylinder 31 den Kolben S nach oben, womit ein Teil der aufgrund der Eigenelastizität des Zuleitungsschlauchs nschströmenden Flüssigkeit während des Schließvorgangs des Sperrventils 11 in den Zylinder 3 eingesaugt wird. Das sich schließende Sperrventil 11 wird hierdurch entlastet. Der Durchmesser der Zylinderbohrung 7 ist größer als der Innendurchmesser des Abgaberohrs 9. Der Kolben S spannt damit das Sperrven'il 11 aufgrund is des verbleibenden Flüssigkeitsdrucks in Schließrichtung vor. De^r Arbeitszylinder 31 kann hierbei gegebenenfalls druckentlastei werden.

F i g. 2 zeigt eine Fiüssigkeits-Abfuiinadei mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 51, in deren Zylinder 53 ein Kolben 55 veitikal verschiebbar ist. Der Kolben 55 verschließt eine Zylinderbohrung 57 des Zylinders 53 dicht nach oben hin. Der Zylinder 53 ist an seinem unteren Ende an einem Haltebügel 59 angebracht und set/t sich an seinem unteren Ende in einem vertikalen, gleichuchsigen und unten offenen Abgaberohr 61 fort.

Der Kolben 55 trägt ein zum Abgaberohr 61 hin offen abstehendes Kolbenhemd 63. Unmittelbar anschließend an einen das Kolbenhemd 63 nach oben hin überspannenden Boden 65 des Kolbens 55 schließt sich eine Steu- eröffnung 67 in dem Kolbenhemd 63 an. Die Steueröffnung 67 bildet zusammen mit dem Kolbenhemd 63 sowie einer komplementären Mündungsöffnung 69 eines in der Zylinderbohrung 57 mündenden Schlauchstutzens 71 ein Sperrventil 73. Das Sperrventil 73 ist in der in F i g. 2 dargestellten Stellung, in der die Steueröffnung 67 und die Mündungsöffnung 69 fluchten, geöffnet und kann durch Anheben des Kolbens 55 geschlossen werden, wobei das Kolbenhemd 63 die Mündungsöffnung 69 abdeckt Der Kolben 55 ist mit seiner Kolben- stange 75 über ein Kupplungsstück 77 mit einer Kolbenstange 79 eines hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylinder 81 verbunden. Ein Führungszapfen 83 des Kupplungsstücks 77 ist in einem vertikalen Führungsschlitz 85 des Haltegestells 59 verschiebbar geführt und hält den Kolben 55 und damit die Steueröffnung 67 winkelmäßig ausgerichtet zur Mündungsöffnung 69.

Der Zylinder 53 ragt mit einem Ansatz 87 durch einen unteren Schenkel 89 des Haltebügels 59 hindurch. In einer Ringaussparung 91 dieses Ansatzes 87 sitzt ein Ringflansch 93 des Abgaberohrs 61 eingespannt zwischen gegeneinander weisenden Schultern 95 bzw. 97 einer auf den Ansatz 87 aufgeschraubten Oberwurfmutter 99 bzw. der Ringaussparung 91. Das Abgaberohr 61 wird auf diese Weise auswechselbar am Zylinder gehalten, so daß es der jeweils abzufüllenden Flüssigkeit bzw. den jeweils zu füllenden Behältern nach Durchmesser und Länge angepaßt werden kann.

Im Betrieb wird die abzufüllende Flüssigkeit über einen nicht dargestellten, an den Schlauchstutzen 71 ange- schlossenen, elastischen Schlauch zugeführt Die nicht dargestellte Abfüllmaschine senkt die Abfüilnadel in den Behälter, beispielsweise eine Flasche, ab und der Arbeitszylinder 81 schiebt den Kolben 55 in die das Sperrventil 73 öffnende, in F i g. 2 dargestellte Stellung. Nach Abgabe einer vorbestimmten Flüssigkeitsmenge hebt der Arbeitszylinder den Kolben 55 an, wobei zunächst das Kolbenhemd 63 die Mündungsöffnung 69 verschließt. Beim Weiterbewegen des Kolbens 55 saugt dieser die im Abgaberohr 61 verbliebene Flüssigkeitssäule in die Zylinderbohrung 57 ein und verhindert das Nachtropfen über die nicht verschlossene untere Ausflußöffnung des Abgaberohrs 61. Der Abstand der Steueröffnung 67 vom unteren, freien Rand des Kolbenhemds 63 ist so groß bemessen, daß das Sperrventil 73 über einen ausreichenden Hub des Kolbens 55 verschlossen bleibt. Um das Totvolumen oberhalb der Mündungsöffnung 69 möglichst klein zu halten, kann der Boden 65 des Kolbens 55 in Achsrichtung des Schlauchstutzens 71 schräggestellt sein, wie dies bei 101 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 61) gleichachsig und betriebsmäßig lösbar mit dem Patentansprüche: : Zyfinder(3;53) verbunden ist.

1. Flüssigkeits-AbfüllnadeL, mit einem Abgabe-

rohr, dessen Zuleitung in Abstand von seinem 5

Ausflußende einmündet, mit einem Flüssigkeitssperrventil im Sirömungsweg der Flüssigkeit zwi- Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeits-AbfüIlnadeJ, sehen Zuleitung und Ausflußende, mit einem Zy- mit einem Abgaberohr, dessen Zuleitung im Abstand linder, dessen Innenraum in Flüssigkeitsverbindung von seinem Ausflußende einmündet, mit einem Flüssigmit dem Abgaberohr steht mit einem in dem Zy- 10 keitssperrventil im Strömungsweg der Flüssigkeit zwilinder verschiebbaren, gegen dessen Innenraum sehen Zuleitung und Ausflußende, mit einem Zylinder, abgedichteten Kolben und mit wenigstens einer dessen Innenraum in Flüssigkeitsverbindung mit dem Antriebseinrichtung zum öffnen und Schließen Abgaberohr steht mit einem in dem Zylinder verschiebdes Flüssigkeitssperrventils und/oder Verschieben baren, gegen dessen Innenraum abgedichteten Kolben des Kolbens relativ zu dem Zylinder, dadurch is und mit wenigstens einer Antriebseinrichtung zum Öffgckennzeichnet, daß der Innenraum (7, 57) nea und Schließen des Flüssigkeitssperrventils und/oder des Zylinders (3. 53) in einer Flüssigkeitssaugver- Verschieben des Kolben relativ zu dem Zylinder, bindung mit dem Abgaberohr (9. 61) steht und die Bei in Flüssigkeitsabfüllmaschinen eingesetzten Ab-Antriebseinrichtung (31. 81) den Kolben (5, 55) füllnadeln wird deren in Betriebsstellung vertikales Abwährend und/oder nach dem Sperren des Flüssig- 20 gaberohr mit nach unten weisendem Ausflußende in den keitssperrventils (11, 73) in Richtung einer das zu füllenden Behälter, beispielsweise eine Flasche oder ÄusfiuBende des Abgäberohrs (S, 61) druckeniia- dergleichen, eingeführt und während oder nach dem stenden Innenraumvergrößerung des Zylinders (3, Abfüllvorgang herausgezogen. Der größte Teil der Zu-53) verschiebt leitung besteht aus einem Schlauch, der der periodi-

2. Flüssigkeits-Abfüllnadel nach Anspruch 1, da- 25 sehen Hubbewegung des Abgaberohrs folgt Das Sperrdurch gekennzeichnet daß das Sperrventil (73) als ventil bekannter Abfüllnadeln verschließt das Ausflußdie Flüssigkeitsströmung sowohl zum Innenraum ende des Abgaberohrs, um insbesondere bei Flüssigkei-(57) des Zylinders (53) als auch zum Ausflußende des ten mit geringer Oberflächenspannung oder geringer Abgaberohres (61) sperrendes Schieberventil (63,67, Viskosität das Nachtropfen der aus dam Behälter her-69) ausgebildet ist dessen Schieber (63) mechanisch 30 ausgezogenen Abfüllnadel zu verhindern. Bei dickflüssimit dem Kolben (55) gekuppelt ist gen oder viskosen Flüssigkeiten kann mittels des am

3. Flüssigkeit >Abfüllnadel nach Anspruch 2, da- Ausflußende angeordneten Sperrventils der beim Herdurch gekennzeichnet daß die Zuleitung (71) in ei- ausziehen der Abfüllnadel aus dem Behälter folgende ner Öffnung (69) des Zylinderinnenmantels (57) mün- Flüssigkeitsfaden abgeschnitten werden.

det und der Schieber als rohrP-rmiges, in Strö- 35 Der für die Zuleitung zur Abfüllnadel benutzte mungsrichtung zum Ausflußende ces Abgaberohres Schlauch ist elastisch und bläht sich während des AbfüII-(6!) hin offenes Kolbenhemd (63) ausgebildet ist Vorgangs aufgrund des z. B. von einer Dosierpumpe welches in axialem Abstand von seinem offenen En- oder dergleichen erzeugten Abfülldrucks auf. Nach bedeeine in der Offenstellung des Sperrventils (73) mit endigter Dosierung entspannt sich der Schlauch über der Mündungsöffnung (69) fluchtende Steuerüff- 40 die AbfüllnadeL Es hat sich gezeigt da, 5 bisher benutzte nung (67) aufweist Sperrventile das Nachtropfen aufgrund der Pumpwir-

4. Flüssigkeits-Abfüilnadel nach Anspruch 3, da- kung des sich entspannenden Schlauchs nicht sicher verdurch gekennzeichnet daß die Steueröffnung (67) hindern konnten.

unmittelbar an den das Kolbenhemd (63) innenseitig Aus dem DE-GM 77 07 896 ist eine Dosiereinrichtung

überspannenden Boden (65) des Kolbens (55) an- 45 bekannt deren Abgaberohr zwischen einer Zuleitung

schließt und einem Ausflußende einen Dosierzylinder enthält

5. Flüssigkeits-Abfüllnadel nach Anspruch 1, da- dessen unteres Ende durch ein Sperrventil verschließdurch gekennzeichnet, daß das Ausflußende des bar ist Der Dosierzylinder ist nach oben offen und über Abgaberohres (9) als Ventilsitz (15) für einen Ven- eine Entlüftungsleitung entlüftet Ein Dosierkolben ist tilkörper (13) ausgebildet ist der über eine in dem 50 aus einer den Dosierzylinder oben öffnenden Position in Abgaberohr (9) angeordnete Stange (21) mit dem eine Meßposition, in der er den Zylinder gerade vergleichachsig zum Abgaberohr (9) angeordneten schließt und, nach dem öffnen des Sperrventils, in eine Kolben (5) gekuppelt ist und daß die Zuleitung Aus;ioßposition verschiebbar. Bei einer solchen Dosier-(41) zwischen Kolben (5) und Ventilsitz (15) in das einrichtung neigt das Abgaberohr ebenfalls zum Trop-Abgaberohr (9) oder den dazu gleichachsigen Zy- 55 fen. Selbst wenn nach dem Schließen des Sperrventils linder (3) mündet der Dosierkolben zurückgezogen wird, neigt die im Dü-

6. Flüssigkeits-Abfüllnadel nach Anspruch 5, da- senraum oberhalb des Abgaberohrs verbleibende Flüsdurch gekennzeichnet daß die bei geschlossenem sigkeit zum Nachtropfen. Das Abgaberohr der bekann-Flüssigkeitssperrventil (11) dem Flüssigkeitsdruck ten Dosiereinrichtung kann nicht druckentlastet werausgesetzte Fläche des Ventilkörpers (13) kleiner ist 60 den.

als die dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzte Fläche des Entsprechendes gilt für eine aus dem deutschen GeKolbens (5). brauchsmuster 19 07 364 bekannte AbfüllnadeL Bei die-

7. Flüssigkeits-Abfüllnadel nach Anspruch 5, da- ser Abfüllnadel ist das Abgaberohr in einem Führungsdurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper und/ rohr verschiebbar. Das Abgaberohr ist an seinem Ausoder der Kolben betriebsmäßig lösbar mit der Stan- 65 flußende mittels eines Sperrventils verschließbar. Das ge verbunden sind. Sperrventil ist mit einem Kolben eines Zylinders gekup-

8. Flüssigkeits-Abfüllnadel nach Anspruch 3 oder pelt. Der Innenraum des Zylinders steht jedoch nicht in 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgaberohr (9; einer Flüssigkeitsverbindung mit dem Abgaberohr. Die