DE3311200C1

DE3311200C1 - Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen od.dgl.

Info

Publication number: DE3311200C1
Application number: DE3311200A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen 8403 Bad Abbach Patzwahl
Original assignee: Krones AG; Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik
Current assignee: Krones AG
Priority date: 1983-03-26
Filing date: 1983-03-26
Publication date: 1984-04-05
Also published as: IT8447911A0; IT8447911A1; FR2543125B1; JPS6013689A; GB8407472D0; US4514953A; IT1177602B; GB2139200A; GB2139200B; FR2543125A1; JPH0349833B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen oder dgl. gemäß dem Oberbegriff des •Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen werden zum Abfüllen von schäumerden Flüssigkeiten, insbesondere von Bier, eingesetzt, wobei das durch die Einspritzdüse in die gefüllten Flaschen mit Druck eingeleitete Medium, sei es nun keimfreies Wasser, die abzufüllende Flüssigkeit, Kohlensäuregas oder dgl., ein gezieltes Aufschäumen des Flascheninhalts und damit ein Austreiben der Luft aus dem Flaschenhals vor dem Verschließen bewirken soll. Das Aufschäumen ist optimal, wenn der Schaum kurz vor dem Aufsetzen des Verschlusses gerade die Flaschenmündung erreicht hat. Ein höheres Auf- oder gar starkes Überschäumen führt zu Flüssigkeitsverlusten bzw. zu einer geringeren Füllhöhe sowie zu stärken Verunreinigungen der Verschließstation, während ein zu geringes Aufschäumen hohe Luftwerte in der Flasche bzw, dem darin enthaltenen Getränk und damit Beeinträchtigungen im Geschmack und in der Haltbarkeit verursacht.

Es ist nun bereits eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen bekannt, bei der ein die Einspritzdüse tragender horizontaler Tragarm konzentrisch zur Drehachse des als Transportstern ausgebildeten Förderers manuell verschwenkbar und in verschiedenen Positionen festklemmbar ist (DE-GM 19 85 521), Hierdurch soll ein Anpassen des Einspritzzeitpunkts an die jeweils abgefüllte Flüssigkeit ermöglicht werden.

Eine derartige manuelle Einstellung durch die Bedienungsperson wird somit für eine bestimmte FlüIIflüssigkeit nur einmal bei Beginn des Abfüllens vorgenommen und ist nur für eine ganz bestimmte Transportgeschwindigkeit der Flaschen bzw. Einstelleistung der Vorrichtung optimal. Wird die Leistung gegenüber diesem Einstellwert erhöht, so wird die Zeit vom Einspritzen bis zum Verschließen kürzer und das Aufschäumen ist zu gering. Wird dagegen die Leistung gegenüber dem Einstellwert verringert, so wird die Zeit zwischen Einspritzen und Verschließen zu groß, die Flaschen schäumen über. Die bekannte Vorrichtung arbeitet daher nur bei einer bestimmten einzigen Einstelleistung optimal. Ein Abweichen von dieser Leistung, wie es im Betrieb allein schon beim Abbremsen oder Anfahren der Füll- und Verschließvorrichtung nicht zu vermeiden ist, führt zu den eingangs geschilderten Unzulänglichkeiten.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Einspritzung in verschiedenen Druckstufen vorzunehmen, die sich in Abhängigkeit von der Leistung einer Füll- und Verschließvorrichtung automatisch einregulieren (Prospekt Seitz ROLA-Fl). Eine derartige Steuerung des Aufschäumens über den Druck des Einspritzmediums ist infolge der äußerst geringen Einspritzmenge bzw. des geringen Düsenquerschnitts sowie der speziellen chemisch-physikalischen Vorgänge beim Aufschäumen äußerst problematisch und ermöglicht insbesondere keine exakte Einstellung der Schaumhöhe über einen größeren sfufenlosen Geschwindigkeitsbereich.

Schließlich ist schon eine Vorrichtung zum Aufschäumen von Flüssigkeiten in Flaschen mit einem Transportstern bekannt, bei welcher ein die Einspritzdüse tragender horizontaler Haltearm um eine exzentrisch zur Drehachse des Transportsterns liegende Achse verschwenkbar ist (DE-GM 79 31642). Durch ein Betätigungsorgan wird die Einspritzdüse von den Flaschen weggeschwenkt, wenn die Vorrichtung stillsteht. Eine Anpassung an verschiedene Transportgeschwindigkeiten dagegen ist weder vorgesehen noch möglich, da die Einspritzdüse lediglich zwischen einer wirksamen und einer unwirksamen Stellung hin- und herbewegbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei verschiedenen Leistungen bzw. Transportgeschwindigkeiten ein weitgehend gleichbleibendes, optimales Aufschäumen des Flascheninhalts bewirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt somit die Regulierung des Aufschäumens für verschiedene Transportgeschwindigkeiten vollkommen automatisch durch eine Veränderung des Abstands zwischen der Einspritzdüse und der Verschließstation. Die Bedienungsperson muß hierbei in keiner Weise eingreifen. Das umständliche, oft nur nach dem Abnehmen von Schutzverkleidungen mögliche und infolge der Nähe der Flaschen und der Förderelemente auch gefährliche manuelle Verstellen der Einspritzdüse entfällt. Die optimalen Positionen der Einspritzdüse für die verschiedenen Geschwindigkeiten lassen sich sehr leicht ermitteln, nachdem die Zeit von der Einspritzung bis zur erwünschten Aufschäumung an die Flaschenmündung bei den verschiedenen Transportgeschwindigkeiten weitgehend gleich bleibt, vorausgesetzt, daß auch der Einspritzdruck gleich ist. Es liegt somit eine in etwa lineare Abhängigkeit zwischen der Einspritzstelle und der Transportgeschwindigkeit vor, vorausgesetzt, die Geschwindigkeitsänderung erfolgt nicht zu schnell. Dabei sind je nach den praktischen Anforderungen und der Betriebsweise der Füllstation verschiedene Arten der Steuerung möglich.

Den Idealfall stellt die im Anspruch 2 angegebene Weiterbildung der Erfindung dar, die bei den meisten Betriebsarten und Betriebssituationen ein optimales Aufschäumen bewirkt. In vielen Fällen ist jedoch aus fülltechnologischen Gründen ein Betrieb der Füllstation mit stark wechselnden Geschwindigkeiten gar nicht erst erwünscht und man begnügt sich mit einer normalen Arbeitsgeschwindigkeit oder Maximalgeschwindigkeit und einer für Sonderfälle vorgesehenen Kriechgeschwindigkeit oder Minimalgeschwindigkeit. In diesem Falle reicht eine einfachere Art der Steuerung gemäß der im Anspruch 3 angegebenen Weiterbildung der Erfindung völlig aus. Auch kommt es vor, daß eine Füllstation mit einer einzigen Arbeitsgeschwindigkeit betrieben oder aber stillgesetzt wird. Für diesen Fall sind die in den Ansprüchen 3 bis 7 enthaltenen Weiterbildungen der Erfindung besonders zweckmäßig. Eine derartige »Zweipunktregelung« kann auch entsprechend der im Anspruch 8 beschriebenen Weiterbildung der Erfindung zusätzlich zu einer »kontinuierlichen Regelung« eingesetzt werden, wenn das Abbremsen oder Anfahren der Vorrichtung in relativ kurzer Zeit, z. B. in wenigen Sekunden, erfolgt, im Gegensatz zu dem stufenweisen Verändern der Maximal- oder Arbeitsgeschwindigkeit. Eine derartige Vorrichtung ist optimal an alle praktisch vorkommenden Betriebssituationen angepaßt.

In den vorerwähnten Fällen ist es jeweils zweckmäßig, gemäß der im Anspruch 9 niedergelegten Weiterbildung der Erfindung die Zeit vom Einspritzimpuls bis zum Aufsetzen des Verschlusses in etwa konstant zu halten, da bei gleichbleibendem Einspritzdruck die Höhe des Aufschäumens hauptsächlich von der Zeit abhängig ist. Für die hierzu erforderliche Erfassung der Betriebssituation, insbesondere der Transportgeschwindigkeit, durch die Steuereinrichtung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Gemäß der im Anspruch 10 angegebenen Weiterbildung der Erfindung wird die Transportgeschwindigkeit direkt durch einen Fühler, z. B. eineii Tachogenerator, erfaßt, wodurch sich ein besonders exaktes Regeln des Aufschäumens durchführen läßt. Zusätzlich oder als Alternative kann gemäß der im Anspruch 11 angegebenen Weiterbildung der Erfindung die Steuereinrichtung mit der Kommandoeinrichtung für die Vorrichtung bzw. die Füll- und Verschließmaschine verbunden werden, wodurch sich z. B. ein Stillsetzen oder Anfahren indirekt über die entsprechenden Steuerimpulse für die Antriebseinrichtung erfassen läßt.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung in den Ansprüchen 12 bis 14 erlauben ein einfaches Anpassen an die Betriebsbedingungen, z. B. bei einer Umstellung auf eine andere Füllflüssigkeit.

Schließlich gibt es auch mehrere Möglichkeiten hinsichtlich des konstruktiven, mechanischen Aufbaus der Vorrichtung. Entsprechende Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 15 bis 17 angegeben.

Im nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die teilweise Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen mit einer schematisch dargestellten Steuereinrichtung,

F i g. 2 die Ansicht Z nach F i g. 1.

Die Vorrichtung nach F i g. 1 und 2 dient zum Füllen und Verschließen von Flaschen 1. Sie weist eine herkömmliche Füllstation 2 mit einem drehbaren Flaschentisch auf, in der die Flaschen 1 unter Gegendruck praktisch schaumfrei bis zu einer bestimmten Füllhöhe mit Bier gefüllt werden, sowie eine herkömmliche Verschließstation 3 mit einem drehbaren Flaschentisch, in der die Flaschenmündungen durch Kronenkorken verschlossen werden. Weiter ist ein um eine senkrechte Achse drehbarer Transportstern 4 vorgesehen, in dessen Taschen die Flaschen 1 formschlüssig und teilungsgerecht von der Füllstation 2 zur Verschließstation 3 überführt werden. Durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung werden ein Einlaufstern 5, der Flaschentisch der Füllstation 2, der Transportstern 4, der Flaschentisch der Verschließstation 3 sowie ein Auslaufstern 6 synchron zueinander in Pfeilrichtung angetrieben. Die Antriebseinrichtung wird von einem Kommandokasten 7 aus ein- und ausgeschaltet sowie hinsichtlich ihrer Arbeitsgeschwindigkeit bzw. Leistung in Fl/h gesteuert.

Am Oberteil der Verschließstation 3 ist eine senkrechte Säule 8 befestigt, auf der eine über den Transportstern 4 ragende Konsole 9 höhenverstellbar festgeklemmt ist. Am freien Ende der Konsole 9 ist ein Drehmagnet 10 befestigt, dessen Welle senkrecht steht und exakt konzentrisch zur Drehachse des Transportsterns 4. liegt. An dieser Welle ist ein horizontaler Haltearm 11 mit einer Einspritzdüse 12 und einem Magnetventil 13 befestigt. Die Einspritzdüse 12 ist senkrecht nach unten auf die Bewegungsbahn der Mündungen der Flaschen 1 ausgerichtet. Sie kann durch das Magnetventil 13 zu- und abgeschaltet werden und ist über eine Druckleitung 14 mit einem Drehverteiler 15 an eine nicht gezeigte Versorgungseinheit angeschlossen, von der ihr Bier mit einem bestimmten Überdruck zugeführt wird. Infolge der konzentrischen Lage der Drehachsen des Transportsterns 4 und des Drehmagneten 10 ist die Einspritzdüse 12 immer exakt auf die Mündungen der mit dem Transportstern 4 unter ihr hindurchgeführten Flaschen 1 ausgerichtet, unabhängig von der Winkelposition des Haltearms 11 über dem Transportstern 4. Dabei sind die beiden maximal möglichen Endpositionen des Haltearms 11 durch Anschlagbolzen 16 fixiert, die verstellbar an der Konsole 9 befestigt sind.

Der Drehmagnet 10 ist derart ausgebildet, daß er innerhalb des gewünschten Verstellbereichs ein winkelmäßig exaktes Positionieren des Haltearms 11 mit der Einspritzdüse 12 ermöglicht und ist an eine entsprechende Steuereinrichtung 17 angeschlossen, die außerdem mit dem Magnetventil 13 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 17 weist einen die Drehzahl des Flaschentisches der Verschließstation 3 und damit die momentane Transportgeschwindigkeit abtastenden Fühler 18 in Form eines Tachogenerators auf und steht ferner in Verbindung mit der Kommandoeinheit 7, wodurch sie beim An- oder Abschalten der Vorrichtung entsprechende Signale erhält. Die Steuereinrichtung 17 steuert die Position der Einspritzdüse 12 am Transportweg der Flaschen 1 nach zwei verschiedenen Grundprogrammen. Bei einem Verstellen der Transportgeschwindigkeit oder Ausgangsleistung in Flaschen pro Stunde für die gesamte Vorrichtung am Kommandokasten 7 entweder im Bereich der Höchstleistung oder auch zwischen einer Maximalleistung oder einer Minimalleistung wird die Einspritzdüse 12 immer in die geeignete Position bewegt, um beim Eintreffen der Flaschen in der Verschließstation 3 den gewünschten Grad des Aufschäumens zu sichern. Demgemäß wird der Haltearm 11 mit der Einspritzdüse 12 bei einer Leistungserhöhung im Uhrzeigersinn verschwenkt, also von der Verschließstation 3 weiter entfernt, während er bei einer Leistungsabsenkung entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, also näher an die Verschließstation 3 herangeführt wird. Dabei wird die Zeit vom Einspritzimpuls bis zum Aufsetzen des Kronenkorkens weitgehend konstant gehalten. Es tritt somit weder ein unerwünschtes Überschäumen noch eine zu Lufteinschlüssen führende, zu geringe Schaumbildung auf. Die beiden Endpositionen des Haltearms sowie die Abhängigkeit seiner Position von der gefahrenen Leistung können durch verschiedene Stellelemente 19 an der Steuereinrichtung 17 zwecks Anpassung an die Betriebsbedingungen, insbesondere an die speziellen Aufschäumeigenschaften der Füllflüssigkeit manuell eingestellt werden.

Im Falle des Abschaltens der Vorrichtung, wobei die Transportelemente erst nach einigen Sekunden völlig zum Stillstand kommen, wird der Haltearm 11 mit der Einspritzdüse 12 aus der der gefahrenen Leistung entsprechenden Arbeitsposition A automatisch entgegen dem Uhrzeigersinn in eine näher an der Verschließstation 3. liegende Ruheposition R verschwenkt. Die Schwenkbewegung wird in etwa der gleichen Zeit abgewickelt wie das Auslaufen der Vorrichtung bis zum völligen Stillstand, wobei eine gewisse Voreilung gegenüber der ansonsten der entsprechenden Geschwindigkeit zugeordneten Stellung eingehalten wird, da ja die Transportgeschwindigkeit während des Verschwenken sehr stark verringert wird. Auf diese Weise wird auch in der besonders kritischen Auslaufphase ein Überschäumen der Flaschen zuverlässig verhindert, ohne daß die Bedienungsperson eingreifen müßte. Außerdem wird in diesem Falle zum gegebenen Zeitpunkt durch das Magnetventil 13 die Einspritzdüse 12 abgeschaltet. Entsprechend umgekehrt wird beim Anfahren der Vorrichtung bzw. beim Einschalten verfahren. Die Einspritzdüse 12 wird durch das Magnetventil 13 eingeschaltet und aus der Ruheposition R in die der eingestellten Leistung entsprechende Arbeitsposition A verschwenkt. Dabei wird wieder eine gewisse Voreilung berücksichtigt. Diese Art der Steuerung kann auch allein angewendet werden, wenn auf einen Betrieb der Vorrichtung mit wechselnden Arbeitsleistungen von vornherein verzichtet wird. In diesem Falle ist auch kein exakt positionierender Drehmagnet 10 oder dgl. erforderlich, sondern -es genügt z. B. ein Getriebemotor, der die gewünschte Verschwenkzeit zwischen der Arbeitsposition A und der Ruheposition R automatisch erbringt. Ferner ist es möglich, das Magnetventil 13 mittels eines Verzögerungsglieds zu betätigen, um in der kritischen An- und Auslaufphase eine exakte Aufschäumung zu erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen o. dgl., mit einem die Flaschen teilungsgerecht von einer Füllstation zu einer Verschließstation überführenden Förderer und einer auf die Flaschenmündungen gerichteten Einspritzdüse für ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium, die entlang des Transportwegs der Flaschen verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (12) mittels einer Steuereinrichtung (17) und eines von dieser betätigten Stellmotors (10) in Abhängigkeit von der jeweiligen Transportgeschwindigkeit selbsttätig entlang des Transportwegs hin- und herbewegt wird, derart, daß die Einspritzdüse (12) bei niedriger Transportgeschwindigkeit und/oder einem. Stillstand des Förderers (4) näher an der Verschließstation (3) liegt als bei hoher Transportgeschwindigkeit.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder möglichen Transportgeschwindigkeit eine bestimmte Arbeitsposition (A) der Einspritzdüse (12) am Transportweg zugeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß einer bestimmten Anzahl von Transportgeschwindigkeiten, vorzugsweise zwei Transportgeschwindigkeiten, jeweils eine bestimmte Arbeitsposition (A) der Einspritzdüse (12) zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stillstand des Förderers (4) eine bestimmte Ruheposition (R) der Einspritzdüse (12) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der normalen Transportgeschwindigkeit und dem Stillstand des Förderers (4) jeweils eine bestimmte Position (A, R) der Einspritzdüse (12) zugeordnet ist, wobei der Weg zwischen den beiden Positionen (A, R) bei einem Abbremsen oder Anfahren der Vorrichtung von der Einspritzdüse (12) kontinuierlich durchfahren wird.

6. Vorrichtung nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit für das Durchfahren des Wegs zwischen den beiden Positionen (A, R) der Einspritzdüse (12) annähernd der Zeit für das Abbremsen bzw. Anfahren der Vorrichtung entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (12) beim Durchfahren des Wegs zwischen den beiden Positionen (A, R) derjenigen theoretischen Position voreilt, die bei einem Konstanthalten der momentanen Transportgeschwindigkeit erforderlich wäre.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Einspritzdüse (12) nach zwei verschiedenen Funktionen erfolgt, je nachdem ob es sich um eine Veränderung der Arbeitsgeschwindigkeit oder um ein vollständiges Abbremsen bzw. Anfahren handelt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche. 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der verschiedenen Transportgeschwindigkeiten und der Positionen der Einspritzdüse (12) am Transportweg derart bestimmt ist, daß die Zeit zwischen dem Einspritzen in eine Flasche und dem Aufsetzen des Verschlusses auf diese Flasche annähernd gleich bleibt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9;

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17) einen die Transportgeschwindigkeit überwachenden Fühler (18) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17) mit der Kommandoeinrichtung (7) für die Antriebseinheit des Förderers (4) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung zwischen den Transportgeschwindigkeiten und den Positionen der Einspritzdüse (12) am Transportweg an der Steuereinrichtung (17) verstellbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Endpositionen der Einspritzdüse (12) an der Steuereinrichtung (17) verstellbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens, eine der beiden Endpositionen der Einspritzdüse (12) durch einen ortsfesten, vorzugsweise verstellbaren Anschlag (16) fixiert ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

14, wobei der Förderer einen Transportstern aufweist und die Einspritzdüse an einem Haltearm befestigt ist, der um eine konzentrisch zur Drehachse des Transportsterns liegende Schwenkachse schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (10) am Haltearm (11) angreift.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor durch einen Drehmagnet (10) gebildet wird.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor durch einen reversiblen Getriebemotor gebildet wird.