DE3233280A1

DE3233280A1 - Fuellmaschine

Info

Publication number: DE3233280A1
Application number: DE19823233280
Authority: DE
Inventors: Jonathan G. 61108 Rockford Ill. Brown
Original assignee: Anderson Bros Manufacturing Co
Current assignee: Anderson Bros Manufacturing Co
Priority date: 1981-11-02
Filing date: 1982-09-08
Publication date: 1983-05-11
Also published as: FR2515607A2; US4394876A; GB2108942A; JPS5882890A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Füllmaschine nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Eine derartige Maschine zum Füllen von Behältern ist Gegenstand der älteren deutschen Patentanmeldung P 32 o4 611.1.

In dieser älteren Anmeldung ist eine Maschine zum Füllen von Behältern beschrieben, "wenn diese durch eine Fördereinrichtung vorwärts bewegt werden. Die Abgabevorrichtung umfaßt ein Gehäuse mit einem Produkteinlaß und einem Produktauslaß und ein Abgabeventilglied zur Steuerung des Produktflusses von dem Produkteinlaß zu dem Produktauslaß. Das Gehäuse wird in einer im wesentlichen aufrechten geschlossenen Bahnkurve mi't horizontalen und vertikalen Bewegungskoraponenten bewegt, so daß sich der Produktauslaß in der Richtung des Vorschubs der Behälter auf der Fördereinrichtung bewegt, wenn die Abgabevorrichtung den unteren Teil der geschlossenen Bahnkurve durchläuft. Der Produktauslaß bewegt sich in der entgegengesetzten Richtung während des oberen Teils der geschlossenen Bahnkurve des Gehäuses der Abgabevorrichtung. Bei dieser älteren Füllmaschine wird ein Ventil-Betätigungsglied durch die vertikale Bewegungskomponente des Gehäuses der Abgabevorrichtung betätigt, um das Ventilglied der Abgabevorrichtung zwischen seiner geöffneten und geschlossenen Stellung zu bewegen.

Eine derartige ventilbetätigte Abgabevorrichtung gibt das Produkt nur aus, während das Gehäuse der Abgabevorrichtung sich durch die untere Hälfte der geschlossenen Bahnkurve bewegt,und es werden vorteilhafterweise wenigstens zwei ventilbetätigte Abgabevorrichtungen vorgesehen und phasenversetzt zueinander betrieben, so daß die Abgabe des Produktes aus der einen Abgabevorrichtung beginnt, wenn die Abgabe des

Prodiaktes aus der anderen Abgabevorrichtung unterbunden wird, so daß sich ein gleichmäßiger Produktfluß aus der Versorgungsquelle und ein schnelles Füllen der Behälter ergibt.

Die Bewegung des Abgabeventilgliedes zwischen seiner geöffneten und geschlossenen Stellung aufgrund der vertikalen Bewegungskomponente des Gehäuses der Abgabevorrichtung bei seiner Bewegung in der geschlossenen Bahnkurve erzeugt jedoch nur eine allmähliche Öffnung und Schließung des Abgabeventilgliedes und es ergeben sich einige Probleme, da das Produkt aus dem Abgabeauslaß hervorspritzt und tropft. Dies ist auf das allmähliche und nicht lineare Anwachsen und,. Abnehmen der Pließgeschwindigkeit durch die Abgabeauslässe zurückzuführen, wenn die Abgabeventile sich in ihrer Schließ- und Öffnungsstellung bewegen. Ferner wird gemäß der älteren Anmeldung das Abgabeventil durch die Ventilbetätigungseinrichtung mechanisch aufgrund der vertikalen Bewegungskomponente des Gehäuses der Abgabevorrichtung betätigt,und die Füllmaschine gemäß dieser älteren Anmeldung erlaubt es nicht, die Produktabgabe bei Abwesenheit eines Behälters an der Abgabevorrichtung zu verhindern.

Ausgehend von dieser älteren Füllmaschine ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese so weiterzubilden, daß das Abgabeventil jeweils rasch geöffnet und geschlossen wird und daß eine Produktabgabe unterbunden wird, wenn kein Behälter unter der Abgabevorrichtung vorhanden ist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Füllmaschine angegeben mit einer Fördereinrichtung für den Vorschub von Behältern entlang einer im wesentlichen horizontalen Strecke und mit wenigstens einer mit einem Ventil versehenen Abgabevorrichtung für die Abgabe des Produktes in die Behälter, wenn sie durch die Fördereinrichtung vorwärts bewegt werden, wobei die Abgabevorrichtung ein Gehäuse mit einem Produkteinlaß und einem sich nach unten öffnenden Produktauslaß aufweist. Ein Abgabeventilglied an dem Gehäuse der Abgabevorrichtung ist relativ zu diesem zwischen einer geschlossenen Stellung, in der es den Produktfluß von dem Produkteinlaß zu dem Produktauslaß unterbindet, und einer Offenstellung, in der es den Produktfluß von dem Produkteinlaß zu dem Produktauslaß freigibt, beweglich. Eine Lagerung der Abgabevorrichtung umfaßt einen Kurbelhebel, der um eine im wesentlichen horizontale Kurbelachse drehbar gelagert ist, und einen Exzenter, der mit dem Gehäuse der Abgabevorrichtung verbunden ist, um das Gehäuse in einer im wesentlichen aufrechten geschlossenen Bahnkurve zu bewegen. Eine Einrichtung zum Antrieb des Kurbelhebels in zeitlicher Abstimmung mit der Fördereinrichtung ist angeordnet und arbeitet dergestalt, daß die horizontale Bewegungskomponente des Gehäuses in Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung während der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve liegt und entgegengesetzt während der oberen Hälfte der geschlossenen Bahnkurve verläuft. Eine druckmittelbetätigte Ventil-Betätigungseinrichtung ist an dem Gehäuse zur Bewegung mit diesem gelagert und weist ein bewegliches Ausgangselement auf, das mit dem Ventilglied verbunden ist, um dieses schnell in die Offenstellung zu bewegen, wenn die druckmittelbetätigte Ventil-Betätigungseinrichtung in

einen ersten Zustand gebracht -wird, und um dieses schnell in seine Schließstellung eu bewegen, wenn die druckmittelbetätigte Ventil-Betätigungseinrichtung in einen zweiten Zustand gebracht wird. Eine Steuereinrichtung dient der Steuerung der Zufuhr des Druckmittels zu der druckmittelbetätigten Ventil-Betätigungseinrichtung, um diese in den ersten Zustand zu bringen, wenn sich das Gehäuse durch wenigstens einen Teil der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve bewegt ,und um diese in den zweiten Zustand während der verbleibenden geschlossenen Bahnkurve zu bringen.

Es können Vorkehrungen getroffen werden, um die,Abwesenheit eines Behälters in der Füllstellung unterhalb der Abgabevorrichtung zu erfassen und um zu verhindern, daß Druckmittel zu der Ventil-Betätigungseinrichtung bei Abwesenheit eines Behälters zugeführt wird.

Anhand eines in den Figuren der beilegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Füllmaschine;

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

Fig. 3 eine Vorderansicht auf eine Form des Abgabeventils;

Fig. 4 eine vertikale Schilittansicht entlang der Ebene 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 eine Vorderansicht einer anderen Form des Abgabeventile;

Fig, 6 eine vertikale Schnittansicht entlang der Ebene 6-6 in Fig. 5',

Fig* 7 eine schematische Ansicht eines Steuersystems für den Betrieb der Abgabeventile in zeitlicher Abstimmung mit einer Fördereinrichtung; und

Fig. 8 ein elektrisches und pneumatisches Schaltungsdiagramm des Steuersystems für die ventilbetätigte Abgabevorrichtung.

Die Behälter-Füllmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung dient dem Füllen von Behältern bei ihrem kontinuierlichen Vorschub und umfaßt, wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich, eine Fördereinrichtung 21 für den Vorschub der Behälter in kontinuierlicher Weise entlang einer im wesentlichen horizontalen Strecke. Sie umfaßt ferner wenigstens eine und vorzugsweise mehrere mit einem Ventil versehene Abgabevorrichtungen, wobei hier vier dargestellt sind und mit Bezugsziffern 23a - 23d versehen sind, welche der Abgabe des Produktes in die Behälter bei ihrem Vorschub durch die Fördereinrichtung dienen. Die Füllmaschine kann ferner einen Behälter-Abgabemechanismus 22 für die Zuführung leerer Behälter zu der Fördereinrichtung und einen Deckel-Abgabemechanismus 24 für die Abgabe von Deckeln und einen Deckel-Zuführungsmechanismus 25, 26 für die Zuführung von Deckeln zu den Behältern umfassen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Fördereinrichtung 21 und ihr Antrieb von der Art, wie dies in der US-PS 2 863 271 dargestellt und beschrieben ist. Im allgemeinen ist die Fördereinrichtung 21 kreisförmig 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 - 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 DA und einem Produktauslaß 42 am unteren Ende und einem Produkteinlaß 43 im Abstand von dem Düsenauslaß. Die Abgabevorrichtungen sind in einer im wesentlichen aufrechten geschlossenen Bahnkurve mit horizontalen und vertikalen Bewegungskomponenten dergestalt beweglich, daß der Produktauslaß sich in der Richtung des Vorschubs der Behälter auf der Fördereinrichtung bewegt, wenn die Abgabevorrichtung durch die

untere Hälfte der geschlossenen Bahnkurve bewegt wird und sich in der entgegengesetzten Richtung während der oberen Hälfte der geschlossenen Bahnkurve bewegt. Die Abgabevorrichtungen sind vorzugsweise in einer Weise gelagert, wie dies in der eingangs erwähnten älteren Anmeldung dargestellt und beschrieben ist, so daß der Produktauslaß sich in einer abgeplatteten geschlossenen Bahnkurve bewegt. Jedes Abgabegehäuse wird durch einen Kurbelhebel 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 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 aufv/eist. Jede Abgabevorrichtung umfaßt ferner eine Abgabebewegung-Steuereinrichtung 51, die an dem stationären Gehäuse 27 durch einen Stift 52 gelagert ist, so daß die Abgabebewegung-Steuereinrichtung 51 winkelmäßig um eine horizontale Schwingachse SA oberhalb der Kurbelhebelachse hin- und herbewegt werden kann. Eine Einrichtung dient der Verbindung der Düse 41 mit der Abgabebewegung-Steuereinrichtung 51, um eine relative Gleitbewegung parallel zur Düsenachse DA hervorzurufen und eine winkelmäßige Hin- und Herbewegung der Düse um die Schwingachse und relativ zu der Abgabebewegung-Steuereinrichtung 51 zu verursachen, wenn die Düse auf ihrer geschlossenen Bahnkurve bewegt wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt diese Einrichtung eine längliche Stange 53 parallel zur Achse der Abgabevorrichtung, die gleitend in einem Lager 51a an der Abgabebewegung-Steuereinrichtung 51 gelagert ist. Bei dieser Lagerung der Abgabevorrichtung bewegt sich der

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Auslaß der Abgabevorrichtung in einer abgeplatteten geschlossenen Bahnkurve, bei der die horizontale Bewegungskomponente des Auslasses wesentlich größer als der doppelte Kurbelhebelausschlag ist und die vertikale Bewegungskomponente im we sentlichen dem zweifachen Kurbelhebelausschlag entspricht.

Ein Abgabeventil 55 ist an jedem Abgabegehäuse vorgesehen, um den Produktfluß von dem Produkteinlaß 43 zu dem Produktauslaß 42 zu steuern. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 ist das Abgabeventil an dem Abgabegehäuse gleitend zu diesem entlang einer Wegstrecke parallel zu der Achse der Abgabevorrichtung zwischen seiner Öffnungs-^ und Schließstellung gelagert. Das Ventilglied 55 ist an dem unteren Ende der Stange 53 angeordnet und die Stange 53 ist gleitend in einer Bohrung 41a in dem Gehäuse der Abgabevorrichtung gelagert, um sich relativ zu diesem Gehäuse entlang der Achse DA zu bewegen. Der Produktauslaß 42 an dem Abgabegehäuse umfaßt wenigstens eine und vorzugsweise mehrere sich nach unten öffnende Abgabeauslässe 42a am unteren Ende des Abgabegehäuses und einen Abgabeventilsitz 42b quer zur Gehäuseachse und über allen Anschlüssen 42a. Das Ventilglied 55 besitzt einen Flächensitz und weist eine Ventilfläche 55a auf, die sich quer zur Achse der Abgabevorrichtung erstreckt und die mit der Stange 53 beweglich ist und mit dem Ventilsitz 42b im Gehäuse in und außer Eingriff gebracht werden kann. Das Ventilglied 55 besteht zweckmäßigerweise aus nachgiebigem elastomerem Material, wie beispielsweise Gummi oder ähnlichem Material, und es besitzt ein Halteglied 55b, das bei 55c lösbar mit dem unteren Ende der Stange 53 verklinkt ist. Die Stange ist gleitend in dem Gehäuse der Abgabevorrichtung durch O-Ringdichtungen 53a abgedichtet.

Das flächendichtende Ventil bewirkt die Verhinderung einer Leckage auch bei Flüssigkeiten mit sehr geringer Viskosität durch die Auslässe bei geschlossenem Ventil. Um jedoch das Verspritzen und Schäumen in dem Behälter auf ein Minimum zu reduzieren und um das Tropfen von B'lüssigkeiten mit geringer Viskosität aus der Düse bei geschlossenem Ventil zu verhindern, sind die Abgabeauslässe vorzugsweise durch mehrere längliche Durchführungen gebildet , die die Flüssigkeit in getrennten Strömen zu dem Behälter leiten. Jede Durchführung besitzt einen Querschnitt, der hinreichend klein ist, um im wesentlichen den Abfluß des Produktes zu verhindern, wenn das Ventil geschlossen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt der Produktauslaß mehrere Rohre 42c, wobei vierzehn an der Zahl vorgesehen sind, welche einen relativ geringen Innendurchmesser aufweisen, der vorzugsweise in der Größenordnung von 4,5 mm liegt. Wenn Produkte mit höherer Viskosität abgegeben werden, bei denen das Verspritzen und Schäumen kein Problem darstellt, so kann der Produktauslaß durch eine einzige Öffnung gebildet werden.

Eine modifizierte Form einer mit einem Ventil versehenen Abgabevorrichtung ist in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden gleiche Bezugsziffern benutzt, um gleiche Teile zu bezeichnen, wie sie im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 beschrieben wurden,und mit einem Beistrich versehene Bezugsziffern werden benutzt, um ähnliche oder modifizierte Teile zu bezeichnen. Jede mit einem Ventil versehene Abgabevorrichtung 23' umfaßt ein Abgabegehäuse 41' mit einer Achse DA¹ und einem Produktauslaß 42' am unteren Ende und einem Produkteinlaß 43' im Abstand von dem Produkt-

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auslaß. Das Abgabegehäuse 41' ist über einen exzentrischen Kurbelstift 47' mit dem Kurbelhebel 45 verbunden, um in einer im wesentlichen aufrechten geschlossenen Bahnkurve mit horizontalen und vertikalen Komponenten bewegt zu werden. Eine Abgabebewegung-Steuervorrichtung 51' ist auf dem Zapfen 52 gelagert, um eine winkelmäßige Bewegung um die Schwingachse SA im Abstand oberhalb der Kurbelachse CA auszufuhren,und eine Stange 53' ist mit dem Düsenglied durch einen Stift 50' verbunden und in der Bohrung 51a' in der Abgabebewegung-Steuereinrichtung 51' gleitend abgestützt, um das Düsenglied winkelmäßig um die Schwingachse zu oszillieren und relativ zu der Abgabebewegung-Steuereinrichtung hin- und herzubewegen, wenn das Düsenglied auf seiner geschlossenen Bahnkurve durch die Kurbeleinrichtung bewegt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein stopfenförmiges Ventilglied 55' in einer Querbohrung 55a¹ in dem Abgabegehäuse gelagert, um eine winkelmäßige Schwingbewegung auszuführen. Das stopfenförmige Glied besitzt eine querverlaufende Durchflußbohrung 55b¹, die zwischen einer Schließstellung gemäß den Fig. 5 und 6,in der sie nicht auf den Produktauslaß 42¹ ausgerichtet ist,und einer Öffnungsstellung, in der die Bohrung 55b¹ mit dem Produktauslaß fluchtet, bewegbar ist. 0-Ringdichtungen 55C sind an dem stopfenförmigen Ventilglied vorgesehen, um dieses gegen die Bohrung 55a¹ an gegenüberliegenden Seiten der Durchflußbohrung 55b' abzudichten.

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 Förderzahnkranz 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 Bewegungsgeschwindigke^t 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. Die erste Abgabevorrichtung 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 wesentlich zentral unterhalb der Düse befindet. Jede Abgabevorrichtung 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 Behälter abgegeben wird, die

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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 werden. Wenn beispielsweise jede Abgabevorrichtung nur die Hälfte der gesamten Produktmenge abgibt, so werden vier Abgabevorrichtungen 23a - 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. Wenn vier Abgabevorrichtungen verwendet werden, werden vorzugsweise zwei Pumpen 75a und 75b für die Produktzuführung benutzt, wobei die eine Pumpe 75a über eine Leitung 76a und flexible Rohre 77a und 78a an die zwei Abgabevorrichtungen 23a und 23c angeschlossen ist, 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 ist, 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.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine druckmittelbetätigte Ventil-Betätigungseinrichtung 56 vorgesehen, um die Abgabeventile zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Stellung zu bewegen und ein Steuersystem ist vorgesehen, um die Zuführung des Druckmittels zu der Ventil-Betätigungseinrichtung in zeitlicher Abstimmung mit der Bewegung der Abgabevorrichtung auf ihrer geschlossenen Bahnkurve zu steuern. Die druckmittelbetätigte Ventil-Betätigungseinrichtung erzeugt ein rasches Öffnen und Schließen des Abgabeventils. Zusätzlich gestattet diese Einrichtung eine Anpassung der Füllmaschine für den Fall, wo keine Behälter zu füllen sind.

Die druckmittelbetätigte Ventil-Betätigungsvorrichtung 56 umfaßt einen Druckmittelzylinder 57 mit Anschlüssen 57a und 57b an den gegenüberliegenden Enden und einen Kolben 58, der in dem Zylinder beweglich ist. Der Kolben 58 besitzt eine Kolbenstange 58a, die sich an einem Ende aus dem Zylinder heraus erstreckt. Bei dem Ausführungsbeispiel der mit einem Ventil versehenen Abgabevorrichtung gemäß den Fig. 3 und 4 ist der Zylinder 57 durch einen Kreuzkopf 61 und Arme 62 an dem Abgabegehäuse 41 für eine Bewegung mit diesem Gehäuse gelagert, wobei die Kolbenstange 58a auf die Stange 53 ausgerichtet ist. Die Kolbenstange 58a ist bei 58b mit der Stange 53 verbunden, um die Stange 53 in bezug auf das Abgabegehäuse zu bewegen und dadurch das Abgabeventil zwischen der geöffneten und geschlossenen Stellung zu bewegen.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 5 und 6 umfaßt die druckmittelbetätigte Ventil-Betätigungseinrichtung 56' einen Zylinder 57¹ mit Anschlüssen 57a¹ und 57b' an gegenüberliegenden Enden und einen Kolben 58 ·, der in dem Zylinder beweglich ist und eine Kolbenstange 58a¹ aufweist, die sich aus dem einen Ende des Zylinders erstreckt. Ein Ende des Zylinders ist durch einen Schwenkbolzen 60' an einem mit der Stange 53' befestigten Kopf 61' gelagert, so daß der Zylinder sich vertikal mit dem Abgabegehäuse 41' bewegt. Die Kolbenstange 58a¹ ist bei 58b¹ mit einem Arm 63 verbunden, der sich von dem Ventilglied nach außen erstreckt, um das Ventilglied
zwischen der geöffneten und geschlossenen Stellung zu drehen.

Ein Steuersystem für den Betrieb der Abgabevorrichtungen in zeitlicher Abstimmung mit der Bewegung der Abgabevorrichtungen auf ihren geschlossenen Bahnkurven ist schematisch in den
Fig. 7 und 8 veranschaulicht. Die zuvor beschriebene Füllmaschine besitzt vier mit Ventilen versehene Abgabevorrichtungen 23a - 23d und das Steuersystem dient der Steuerung
der Druckmittelzuführung zu den vier druckmittelbetätigten V_entil-Betätigungseinrichtungen 56a - 56d, die den Abgabevorrichtungen 23a - 23d entsprechend zugeordnet sind. Gemäß Fig. 8 sind vier Druckmittel-Steuerventile 81a - 81d vorgesehen, die über zwei Stellungen vier Wege steuern, wobei jedes Ventil einen Einlaß 82 aufweist, der an eine Druckmittelquelle, wie beispielsweise eine Druckluft.quelle, angeschlossen ist. Die Ventile steuern Ausgangsleitungen 83 und 84, die an die Anschlüsse 57a und 57b einer entsprechenden Betätigungseinrichtung 56a - 56d angeschlossen sind. Die Druckmittel-Steuer-

ventile 81a - 81d besitzen Betätiger 85a - 85d, die die Ventilglieder von einer ersten Stellung, in der sie Druckmittel an der zu einem der Zylinderanschlüsse 57a führenden Ausgangsleitung 83 liefern, in eine zweite Stellung bewegen, in der sie Druckmittel zu dem zu dem anderen Zylinderanschluß 57b führenden Auslaß 84 liefern. Die Ventilbetätiger 85a - 85d sind zweckmäßigerweise vom elektrischen Typ bzw. vom Spulentyp und es versteht sich, daß druckmittelbetriebene Betätiger ebenfalls verwendet werden können. Die Ventilbetätiger 85a - 85d werden in zeitlicher Abstimmung mit der Bewegung der zugeordneten Abgabevorrichtung 23a - 23d an Spannung angeschlossen, wie dies in den Fig. 7 und 8 schematisch dargestellt ist. Der Anschluß an die Spannung erfolgt durch Schalter 86a - 86d, die durch Nocken 87a - 87d betätigt werden, Vielehe auf einer Nockenwelle 88 angeordnet sind, die durch ein Untersetzungsgetriebe 89 von der Antriebswelle der Füllmaschine angetrieben werden. Wie zuvor beschrieben, werden die Fördereinrichtung 21 und die Abgabevorrichtungen 23a - 23d von der Welle 36 in zeitlicher Abstimmung zueinander und dergestalt angetrieben, daß die Kurbelwellen,die die Abgabevorrichtungen antreiben, eine Umdrehung während der Zeit vervollständigen, in der die Fördereinrichtung um eine Strecke entsprechend dem zweifachen Förderschritt der Förderzähne 21a fortschreitet. Die geschwindigkeitsreduzierende Untersetzung 89 dreht die Nockenwelle um eine Umdrehung während der Zeit, in der die Abgabevorrichtungen eine vollständige geschlossene Bahnkurve durchlaufen. Wie zuvor beschrieben, kann jede Abgabevorrichtung Produkt nur während der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve ab-

geben und zwei Abgabevorrichtungen 23b und 23c v/erden um 180° phasenversetzt in bezug auf die beiden anderen Abgabevorrichtungen 23a und 23d angetrieben, so daß zwei Abgabevorrichtungen mit der Bewegung durch die obere Hälfte der geschlossenen Bahnkurve beginnen, wenn die beiden anderen Abgabevorrichtungen die Bewegung durch die untere Hälfte der geschlossenen Bahnkurve beginnen. Die nockenbetätigten Schalter 86b und 86c, die den Ventil-Betätigungseinrichtungen der Abgabevorrichtungen 23b und 23c zugeordnet sind, werden dementsprechend im wesentlichen um 180° phasenversetzt zu den nockenbetätigten Schaltern 86a und 86d betätigt, die den ■Ventil-Betätigungseinrichtungen der Abgabevorrichtungen 23a und 23d zugeordnet sind. Somit sind die Abgabeventile der Abgabevorrichtungen 23b und 23c geschlossen, wenn die Abgabeventile der Abgabevorrichtungen 23a und 23d geöffnet sind und umgekehrt .

Die druckmittelbetätigten Ventil-Betätigungseinrichtungen bewirken eine relativ rasche Bewegung der zugeordneten Abgabeventile in ihrer vollständig geöffneten und vollständig geschlossenen Stellung. Es ist erwünscht, den Punkt genau zu steuern, an dem die Abgabeventile öffnen und schließen, so daß das eine Abgabeventil öffnet, wenn ein anderes Abgabeventil schließt, so daß sich eine gleichmäßige Fließgeschwindigkeit von der zugeordneten Produktpumpe ergibt. Zu diesem Zweck sind die Nocken 87a - 87d vorzugsweise einstellbar um die Pumpe während jeder Umdrehung vorzugeben, bei denen der Nocken den Schalter schließt bzw. öffnet. Die einstellbaren Nocken können beispielsweise in der Weise ausgebildet sein, wie dies in der US-PS 3 958 463 dargestellt und beschrieben ist. Im allgemeinen umfaßt jeder Nocken zwei Nocken-

glieder mit Erhebungen, die sich über etwas -weniger als 180° erstrecken und die winkelmäßig in bezug auf die Nockenwelle und zueinander einstellbar sind. Bei dieser Anordnung kann ein Nockenglied winkelmäßig auf der Welle eingestellt werden, um den Punkt zu steuern, an dem der zugeordnete Schalter betätigt wird und das andere Nockenglied kann winkelmäßig eingestellt werden, um den Punkt zu steuern, an dem der Schalter geöffnet wird.

Vorkehrungen sind ferner in vorteilhafter Weise getroffen, um die Abgabe des Produktes von einer Abgabevorrichtung zu verhindern, wenn sich kein Behälter in der Füllstellung auf der Fördereinrichtung bei der Vorbeibewegung an der Abgabevorrichtung befindet. Das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit eines Behälters kann in irgendeiner geeigneten Weise festgestellt werden, wobei dies beispielsweise mechanisch oder fotoelektrisch geschehen kann. Wie in B¹Ig. 7 schematisch gezeigt,wird das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit eines Behälters in der Füllstellung unterhalb der verschiedenen Abgabevorrichtungen mechanisch durch einen federnden Schalterbetätiger 92a - 92d an Schaltern 91a - 91d erfaßt. Die Schalter 91a - 91d sind in Reihe mit den Ventilbetätigern 85a - 85d geschaltet und sie schließen, wenn der zugeordnete Schalterbetätiger 92a - 92d einen Behälter erfaßt,und sie öffnen bei Abwesenheit eines Behälters, um die Betätigung des zugeordneten Abgabeventils in die Öffnungsstellung zu verhindern.

Es wird angenommen, daß aus der vorstehenden Beschreibung der Aufbau und die Wirkungsweise der Füllmaschine leicht

verständlich ist. Die druckmittelbetätigten Ventil-Betätigungseinrichtungen 56a - 56d bewirken eine relativ rasche Bewegung der zugeordneten Abgabeventile zwischen ihrer vollständig geöffneten und ihrer vollständig geschlossenen Stellung, so daß die Abgabeventile sich in einem vollständig geöffneten Zustand während der im wesentlichen ganzen Hälfte der geschlossenen Bahnkurve befinden, während der das Produkt von der Abgabevorrichtung abgegeben wird. Bei der beschriebenen Füllmaschine, die verschiedene Abgabevorrichtungen aufweist, welche ein Produkt von einer gemeinsamen Pumpe abgeben, und die sich in geschlossenen Bahnkurven phasenversetzt zueinander bewegen, kann das Öffnen und Schließen der Ventile der verschiedenen Abgabevorrichtungen zeitlich auf die Bewegung der Abgabevorrichtungen abgestimmt v/erden, so daß das Abgabeventil einer Abgabevorrichtung in seine vollständig geöffnete Stellung bewegt wird, wenn das Abgabeventil an einer anderen Abgabevorrichtung geschlossen wird. Hierdurch wird ein im wesentlichen gleichmäßiger Produktfluß von der Versorgungspumpe erzielt. Die Schalter 91a - 91d sind in dem Schaltkreis zu den Betätigern der Druckmittel-Steuerventile 81a - 81d in Reihe geschaltet, wobei sie durch Behälterfühler 92a - 92d betätigt werden, so daß eine Produktfreigabe nur erfolgt, wenn Behälter sich auf der Fördereinrichtung befinden.

Es wird eine Füllmaschine angegeben, die der Füllung von Behältern dient, wenn diese durch eine Fördervorrichtung vorwärts bewegt werden. Mit Ventilen versehene Abgabevorrichtungen werden in einer aufrechten geschlossenen Bahnkurve oberhalb der Fördereinrichtung bewegt und sie bewegen sich in Richtung des Vorschubs der Fördereinrichtung während der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve und in der entgegengesetzten Richtung während der oberen Hälfte der geschlossenen Bahnkurve. Druckmittelbetätigte Ventil-Betätigungseinrichtungen sind vorgesehen, um die Ventile der Abgabevorrichtungen zwischen ihrer geöffneten und ihrer geschlossenen Stellung zu bewegen,und ein Steuermechanismus dient der Zuführung des Druckmittels zu den Ventil-Betätigungseinrichtungen in zeitlicher Abstimmung zu der Bewegung der Abgabevorrichtungen auf ihrer geschlossenen Bahnkurve. Ferner sind Vorkehrungen getroffen, um die Abgabe des Produktes zu verhindern, wenn sich keine Behälter auf der Fördereinrichtung befinden.

Claims

Qörtc, Dr. Fucht, Dr. Höhere
Patsntar.wäJie
Postfach 700945
Schneckenhofstraßo 27
D-βΟΟΟ Frankfurt am Main 70
Tetefon (0611) 617079
7. September 1982 GzH/Ra.

Anderson Bros. Mfg. Co., 1303 Samuelson Raod, Rockford, 111.

Füllmas chine

Patentansprüche

1.J Füllmaschine mit einem stationären Träger einer Fördereinrichtung für den Vorschub von Behältern entlang einer im wesentlichen horizontalen Strecke, wobei benachbarte Behälter einen vorbestimmten Förderabstand aufweisen mit wenigstens einer mit einem Ventil versehenen Abgabevorrichtung für die Abgabe eines Produktes in Behälter, wenn sie durch die Fördereinrichtung vorwärts bewegt werden, wobei die Abgabevorrichtung ein Gehäuse mit einem Produkteinlaß und einem sich nach unten öffnenden Produktauslaß und ein Abgabeventilglied an dem Gehäuse auf v/eist, welches Ventilglied relativ zu dem Gehäuse zwischen einer Schließstellung, in der es den Produktfluß von dem Produkteinlaß zu dem Produktauslaß blockiert und einer Offenstellung, in der es den Produktfluß von dem Produkteinlaß zu dem Produktauslaß freigibt, beweglich ist,mit einer Lagerung der Abgabevorrichtung, die einen Kurbelhebel umfaßt, der in dem stationären Träger um eine im wesentlichen horizontale Kurbelachse drehbar gelagert ist und einen Exzenter aufweist, der mit dem Gehäuse der Abgabevorrichtung verbunden ist,

um das Gehäuse in einer im wesentlichen aufrechten geschlossenen Bahnkurve mit horizontalen und vertikalen Bewegungskomponenten zu bewegen, mit einer Einrichtung zum Antrieb des Kurbelhebels in zeitlichem Abstand mit der Fördereinrichtung und dergestalt» daß die horizontale Bewegungskomponente des Gehäuses in Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung während der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve liegt und in der entgegengesetzten Richtung während der oberen Hälfte der geschlossenen Bahnkurve liegt, gekennzeichnet durch eine druckmittelbetätigte Ventil-Betätigungseinrichtung, die an dem Gehäuse zur Bewegung mit diesem gelagert ist und ein bewegliches Ausgangselement aufweist, das mit dem Ventilglied verbunden ist, um dieses schnell in die Offenstellung zu bewegen, wenn das druckmittelbetätigte Ventil-Betätigungsglied in einen ersten Zustand gebracht wird und um dieses schnell in seine Schließstellung zu bewegen, wenn das druckmittelbetätigte Ventil-Betätigungsglied in einen zweiten Zustand gebracht wird, und einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Zuführung des Druckmittels zu dem druckmittelbetätigten Ventil-Betätigungsglied, um dieses in den ersten Zustand zu bringen, wenn sich das Gehäuse durch wenigstens einen Teil der unteren Hälfte der geschlossenen Bahnkurve bewegt,und um dieses in den zweiten Zustand während der verbleibenden geschlossenen Bahnkurve zu bringen.

2. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Mittel umfaßt, die in zeitlicher Abstimmung mit der Bewegung des Gehäuses der Abgabevorrichtung auf der geschlossenen Bahnkurve betätigt werden.

3. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Mittel aufweist zur unabhängigen Einstellung der Zeit während jeder Kurbelhebelumdrehung, während der die druckmittelbetätigte Ventil-Betätigungseinrichtung in den ersten Zustand gebracht wird und der Zeit während jeder Kurbelhebelumdrehung, während der die druckmittelbetätigte Ventil-Beiä tigungseinrichtung in den zweiten Zustand gebracht wird.

4. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Druckmittel-Steuerventil für die Steuerung der Zufuhr des Druckmittels zu der druckmittelbetätigten Ventil-Betätigungseinrichtung umfaßt,und daß Mittel vorgesehen sind, um das Druckmittel-Steuerventil in zeitlicher Abstimmung mit der Kurbeleinrichtung zu betätigen.

5. Füllmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die letzterwähnten Mittel einstellbar sind, um die Position während jeder Kurbelhebelumdrehung zu verändern, bei der das Druckmittel-Steuerventil betätigt wird.

6. Füllmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Mittel zur Steuerung des Betriebs des Druckmittel-Steuerventils umfaßt, um den Betrieb der druckmittelbetätigten Ventil-Betätigungseinrichtung in dem ersten Zustand zu verhindern, wenn ein Behälter auf der Fördereinrichtung fehlt, wenn diese an dem Gehäuse der Abgabevorrichtung vorbeibewegt wird.

7. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Mittel zur Steuerung der Zufuhr des Druckmittels zu der Ventil-Betätigungseinrichtung umfaßt, um den Betrieb der druckmittelbetätigten Ventil-Betätigung seinrichtung in dem ersten Zustand zu verhindern, wenn ein Behälter auf der Fördereinrichtung fehlt, wenn diese an dem Gehäuse der Abgabevorrichtung vorbeibewegt wird.
8. !füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Abgabevorrichtung eine Steuereinrichtung für die Bewegung der Abgabevorrichtung umfaßt, die an dem stationären Träger gelagert ist, um in einem Winkel um eine im wesentlichen horizontale Schwingachse oberhalb der Kurbelachse zu schwingen, und daß Mittel zur Verbindung des Gehäuses der Abgabevorrichtung und der Steuervorrichtung in einer relativen Gleitbewegung vorgesehen sind, um eine hin- und hergehende Schwingbewegung des Gehäuses der Abgabevorrichtung um die Schwingachse hervorzurufen, wenn das Gehäuse auf der geschlossenen Bahnkurve bewegt wird.
9. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine zweite mit einem Ventil versehene Abgabevorrichtung mit einer zweiten druckmittelbetätigten Ventil-Betätigungsvorrichtung aufweist, wobei diese Abgabevorrichtung in einer Richtung parallel zur Förderstrecke in einem Abstand angeordnet ist, der mehreren Förderschritten entspricht, daß eine Kurbelvorrichtung angeordnet ist, um die zweite Abgabevorrichtung in einer um 180° phasenverschobenen geschlossenen Bahnkurve gegen-

über der ersten Abgabevorrichtung anzutreiben,und daß die Steuervorrichtung Mittel zur Steuerung der Druckmittelzufuhr zu der ersten und zweiten druckmittelbetätigten Ventil-Betätigungsvorrichtung in zeitlicher Abstimmung bei der Bewegung der ersten und zweiten Abgabevorrichtung in ihrer im wesentlichen um 180° zueinander versetzten geschlossenen Bahnkurve aufweist.
10. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite, dritte und vierte mit einem Ventil versehene Abgabevorrichtung aufweist, die in einer Reihe parallel zur Förderstrecke in einem Abstand angeordnet sind, der mehreren Förderschritten entspricht,und daß Mittel zum Antrieb der zweiten, dritten und vierten Abgabevorrichtung in vorbestimmter Phasenbeziehung zu der ersten Abgabevorrichtung vorgesehen sind, so daß zwei Abgabevorrichtungen der Reihe nach Produkt in einen Behälter abgeben, wenn dieser durch die Fördereinrichtung vorwärtsbewegt wird und zwei andere Abgabevorrichtungen der Reihe nach Produkt in einen benachbarten Behälter abgeben, wenn dieser durch die Fördereinrichtung vorwärtsbewegt wird.