DE4010951A1 - Fluessigkeits-dosier- und -abfuellvorrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Flüssigkeits-Dosier- und -Abfüll­ vorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei einer beispiels­ weise aus der EP-B-1 00 481 bekannten Vorrichtung dieser Art lassen sich die Bewegungsabläufe für die Dosierkolben und für die Füllrohre abhängig vom abzufüllenden Volumen, von der Art der Flüssigkeit und von der Form und Größe der Behälter in der zentralen Steuereinheit vorprogrammieren und werden von dieser koordiniert gesteuert. Um die Ausbringung der Vorrichtung dieser Gattung zu optimieren, ist es erstrebenswert, auch die Zuführung der Verpackungsbehälter mit dem Füllvorgang abzustimmen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Flüssigkeits-Dosier- und -Abfüllvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat die Vorteile, daß eine Umstellung von einem auf ein anderes Format ohne großen Aufwand möglich ist, und daß die Verpackungsbehälter von der Förderschnecke jeweils lagerichtig in Bezug zu den Füllrohren positioniert werden, wobei Toleranzen der Verpackungsbehälter ausgeglichen werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Flüssigkeits-Dosier- und -Abfüllvorrichtung in Seitenansicht und teilweise im Schnitt, Fig. 2 und 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Vorder- und in Rückansicht und Fig. 4 ein Bewegungsdiagramm der Dosierkolben, der Füllrohre und der Behälter.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Flüssigkeits-Dosier- und -Abfüllvorrichtung ist von dem Typ, bei der die zu füllenden Verpackungsbehälter, beispielsweise Flaschen 1, in einer linearen Förderstrecke auf einem Transportband 11 stehend periodisch zu- und abgeführt werden. Im Füllbereich werden die Flaschen 1 auf der einen Seite von Führungsstangen 12 und auf der anderen Seite von einer Förderschnecke 15 in deren Schneckengang in einer Reihe im Abstand zueinander geführt. Angetrieben wird die Förderschnecke 15 von einem stufenlos regelbaren Elektromotor 16 über einen Zahnriemen 17.

Oberhalb der Förderstrecke der Flaschen 1 sind in gleichen Ab­ ständen, die der Steigungshöhe der Förderschnecke 15 entsprechen, acht Füllrohre 20 senkrecht ausgerichtet an zwei Querleisten 21 be­ festigt. Diese Querleisten 21 sind über zwei Klemmstücke 24 von zwei parallelen Stangen 22 getragen, die in Lagern 26 eines tischartigen Gestells 25 verschiebbar sind und deren untere Enden an einem Quer­ balken 23 befestigt sind, welcher auf zwei stationären Führungs­ stangen 27 im Gestell 25 vertikal verschiebbar ist. Zum auf- und Abbewegen des aus den Querleisten 21, dem Querbalken 23 und den Stangen 22 bestehenden Rahmens zum Eintauchen der Füllrohre 20 in die Flaschen 1 und Herausziehen derselben während deren Füllung ist der untere Querbalken 23 mit einem senkrechten Trum zweier endloser Ketten 28 verbunden, die über untere, auf einer gemeinsamen Welle 29 sitzende Kettenräder 30 geführt sind. Die Welle 29 wird von einem stufenlos regelbaren Elektromotor 31 über ein Zahnradgetriebe 32 angetrieben.

Die in die Flaschen 1 zu füllende Flüssigkeitsmengen werden von acht einerseits über Leitungen 34 mit einem Vorratsbehälter 35 und andererseits mit den Füllrohren 20 über Schläuche 36 verbundenen Dosiereinheiten 40 abgemessen. Ansaug- und Füllventile 37, 38 steuern das Füllen und Entleeren der Dosiereinheiten 40. Die Dosier­ einheiten 40 weisen je einen Dosierkolben 41 und einen Dosier­ zylinder 42 auf. Die Dosierzylinder 42 sind hängend an einem Quer­ joch 43 befestigt, das von zwei Säulen 44 getragen ist. Die nach unten aus den Dosierzylindern 42 ragenden Kolbenstangen 45 der Dosierkolben 41 sind mit einem von zwei parallelen Stangen 47 ge­ tragenen Querbalken 48 verbunden. Die von Faltenbälgen 46 umgebenen Stangen 47 sind im Gestell 25 vertikal verschiebbar gelagert und ihre unteren Enden mit einem unteren Querbalken 49 fest verbunden. Zwei senkrecht ausgerichtete und mit zwei Winkelgetrieben 50 ver­ bundene Gewindespindeln 51 durchdringen und tragen den unteren Quer­ balken 49, so daß dieser bei gleichsinniger Drehung der Spindeln 51 auf- oder abbewegt wird, wobei die Dosierkolben 41 in den Dosier­ zylindern 42 flüssiges Füllgut aus dem Vorratsbehälter 35 ansaugen bzw. durch die Füllrohre 20 ausstoßen. Die beiden Winkelgetriebe 50 sind miteinander durch eine Kardanwelle 52 verbunden und werden über einen Zahnriemen 53 von einem stufenlos regelbaren Elektromotor 54 angetrieben.

Die drei Elektromotoren 16, 31 und 54, die für genaue dynamische Antriebe und für eine Lageregelung geeignet sind, werden zum periodischen Antreiben bzw. Bewegen der Förderschnecke 15, der Füllrohre 20 und der Dosierkolben 41 von einer zentralen, nicht dar­ gestellten Steuereinheit so angesteuert, daß die einzelnen Bewegungsabläufe aufeinander abgestimmt durchgeführt werden. Außer­ dem sind die Anlauf- und Auslaufgeschwindigkeiten der einzelnen Bewegungen auf die abzufüllende Flüssigkeit und die Form der zu füllenden Flaschen 1 angepaßt. Fig. 4 zeigt in einem Diagramm die Bewegungsabläufe der Förderschnecke 15, der Fülldüsen 20 und der Dosierkolben 41 beispielhaft für den Betrieb der Vorrichtung zum Dosieren und Abfüllen einer bestinmten Flüssigkeitsart in Behälter mit einer bestimmten Form und Größe. Darin zeigt die untere, etwa sägezahnförmige Kurve 60 in Abhängigkeit von der Zeit t (Abzisse) die Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke 15. Diese Geschwindigkeit ist so ausgelegt, daß die Flaschen 1 mit progressiv steigender Ge­ schwindigkeit im Anlaufbereich 62 beschleunigt und nach Erreichen der Höchstgeschwindigkeit etwa im mittleren Bereich 63 wieder lang­ sam im Auslaufbereich 64 verzögert werden. Danach steht die Förder­ schnecke 15 in einem Bereich 65 still, der länger ist als die Förderphase, um darauf die zuvor in die Füllstellen unter die Füll­ rohre 20 zugeführten Flaschen 1 zu entfernen und gleichzeitig eine nachfolgende Gruppe von acht Flaschen 1 in die Füllstellen zu transportieren. Während des Zu- und Abführens von Flaschen 1 zu und von den Füllstellen verharren, wie die mittlere Kurve 70 im Ab­ schnitt 71 zeigt, die Fülldüsen 20 in ihrer oberen Stellung. Während des stark verzögerten Förderendes der Flaschen 1 beginnen sie bereits mit einer Eintauchbewegung 72, die sehr schnell durchgeführt wird, und kehren dann mit dem Füllspiegel steigend im Bereich 73 und nach Austauchen aus dem Füllspiegel bei Füllende im letzten Ab­ schnitt 74 schnell in ihre obere Ausgangsstellung zurück, während die Förderschnecke 15 stillsteht. Die Bewegung der Füllkolben 41 ist, wie die oberste Kurve 80 zeigt, so ausgelegt, daß die Dosier­ kolben 41 während des Transports 62, 63, 64 der Flaschen 1 ihren Saughub 81 und danach während des Stillstands der Flaschen 1 ihren Ausstoß- oder Füllhub 82 durchführen.

Zu den einzelnen Bewegungsabläufen wird bemerkt, daß mit den stufen­ los regelbaren Elektromotoren 16, 31, 54 jeweils ein auf die Flaschen und auf das Füllgut abgestimmtes Anlaufen und Auslaufen der Bewegungen durchführbar ist. Diese Bewegungsabläufe werden von der zentralen Steuereinheit gesteuert, die programmierbare Speicher und Mikroprozessoren aufweist.

Für jede Achse (Bewegungsablauf) werden die Werte für den optimalen Füllvorgang der unterschiedlichen Flaschenformate, volumina und Flüssigkeitsarten als Programm gespeichert.

Der Anschluß an eine zentrale Prozeßvisualisierung und Betriebs­ datenerfassung ist möglich.

Claims (1)

1. Flüssigkeits-Dosier- und -Abfüllvorrichtung für Verpackungsbehälter, wie Flaschen oder dergleichen, mit einer Einrichtung zum perio­ dischen Zuführen zu an einer Förderstrecke angeordneten Füllstellen, mit an den Füllstellen in die zugeführten Verpackungsbehälter ein­ tauch- und zurückziehbaren Füllrohren, mit einzelne Flüssigkeits­ mengen abmessende und durch Füllrohre in die bereitgestellten Ver­ packungsbehälter abfüllende Dosiereinheiten und mit getrennten, die Fülldüsen und die Kolben der Dosiereinheiten bewegenden Huban­ trieben, welche von stufenlos regelbaren Elektromotoren von einer zentralen Steuereinheit aufeinander abgestimmt angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen der Ver­ packungsbehälter (1) eine der Förderstrecke zugeordnete Förder­ schnecke (15) aufweist, daß die Förderschnecke (15) von einem stufenlos regelbaren Elektromotor (16) angetrieben wird, und daß der Elektro­ motor (16) von der zentralen Steuereinheit in Abstimmung mit den Hubantrieben (51, 54; 28, 31) für die Kolben (41) der Dosierein­ heiten (40) und der Füllrohre (20) angesteuert wird.