DE4332327A1 - Behälterfüllmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Behälterfüllmaschine mit einem aus einem Behälterträger und einem in der Höhe relativ zum Behälter­ träger einstellbarem Füllventilträger bestehenden Rotor sowie mit außerhalb des Rotors ortsfest angeordneten, höhenmäßig einstellbaren Steuerkurvenbahnen zum Steuern von Füllventil­ funktionen.

Die eingangs genannte Behälterfüllmaschine steht stellvertre­ tend auch für andere Behandlungsmaschinen oder Funktionen, die anstatt oder zusätzlich zum Füllen von Behältern in Form von Dosen, Flaschen oder dergleichen beispielsweise auch noch zum Verschließen, Etikettieren oder zur Inspektion dienen.

Zu diesem Zweck werden den Behälter an den zahlreichen, am Umfang derartiger Rotoren in gleichen Teilungsabständen vorge­ sehenen Aufnahmenplätzen nach ihrem Einlauf in den Rotor fixiert, beispielsweise zur Ausrichtung auf ein oberseitiges Füllventil dichtend zentriert bzw. vor ihrem Auslauf aus dem Rotor freigegeben.

Während ihres Umlaufs auf dem Rotor werden die genannten Arbeitsschritte an den Behältern ausgeführt, wobei für alle derartigen Funktionen üblicherweise Steuerkurvenantriebe ein­ gesetzt werden.

Zur Anpassung an unterschiedliche Behältergrößen ist es erfor­ derlich, eine höhenmäßige Einstellung zwischen dem Behälter­ träger und dem hier vorgesehenen Füllventilträger vorzunehmen. Gleiches gilt für eine entsprechende Höheneinstellung der zuge­ ordneten Steuerkurvenantriebe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Formatanpassung zu vereinfachen und zu automatisieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch von einem zentralen gemeinsamen Stellantriebsmittel abgeleitete, separate sowie synchron betätigte Höhenstellorgane für die Steuerkurven­ bahnen und den Füllventilträger.

Eine exakte, koordinierte Feineinstellung ist gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung dadurch gewährleistet, daß die Höhenstellorgane als Stellspindelantriebe ausgebildet sind.

Eine praktisch selbsttätig ablaufende Formatumstellung wird nach einer vorteilhaften Weiterbildung dadurch erreicht, daß der Rotor mit einem in eine Einstellposition verfahrbaren und in der Einstellposition einrastenden Kupplungsteil ausgestattet ist.

Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, das gemeinsame Stell­ antriebsmittel auf dem Rotor anzuordnen und mit diesem umlaufen zu lassen. Besonders zweckmäßig ist hingegen eine Ausgestaltung der Erfindung, gemäß der das gemeinsame Stellantriebsmittel einen am Maschinenfundament ortsfest angeordneten Stellmotor umfaßt.

Eine gleichmäßige Anhebung bzw. Absenkung des Füllventilträgers ist gemäß einem zusätzlichen Vorschlag dadurch gewährleistet, daß eine ein Kupplungsteil tragende Antriebswelle über ein Zahnrad mit einem Zentralrad kämmt, das mit den abgeleiteten Höhenstellorganen für den Füllventilträger im Eingriff ist.

Auf besonders einfache Weise wird eine Antriebsverzweigung von dem zentralen Antriebsmittel dadurch erzielt, daß das gemein­ same Stellantriebsmittel einen mit der Antriebswelle kuppel­ baren sowie mit den Höhenstellorganen für die Steuerkurven­ bahnen im Eingriff stehenden Kettenantrieb umfaßt.

Die vorgeschlagene Formatanpassung ist besonders bei einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgreich einsetzbar, bei der ober­ halb des Behälterträgers angeordnete Steuerkurvenbahnen zum Betätigen der Füllventile und unterhalb des Behälterträgers angeordnete Steuerkurvenbahnen zum Aufsetzen der Füllventile bzw. von deren Zentrierglocken auf die Behälter an einem gemeinsamen Kurvenbahnträger befestigt sind, der mit den Höhen­ stellorganen in Wirkverbindung steht.

Auf zusätzliche Sicherungsmaßnahmen nach erfolgter Formatan­ passung kann gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung dadurch verzichtet werden, daß die im Antriebsstrang für die Höhen­ stellorgane des Füllventilträgers bzw. der Steuerkurvenbahnen miteinander in Wirkverbindung stehenden Antriebsorgane selbst­ hemmend ausgebildet sind.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß für die Umstellung der Maschine auf andere Behälterformate jeglicher Montageaufwand entfällt, woraus ein erheblich reduzierter zeit­ licher Umstellungsaufwand resultiert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Hierbei zeigen

Fig. 1 eine zur Hälfte im Teilschnitt dargestellte Behälterfüllmaschine in Form eines Dosenfüllers,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Dosenfüller mit den wesentlichen Stellantriebsmitteln nach der Erfindung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Stellantriebsmittel für die Steuerkurvenbahnen entlang der Schnitt­ linie A-A gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Stellantriebsmittel für den Füllventilträger entlang der Schnittlinie B-B gemäß Fig. 2.

Der in Fig. 1 dargestellte Dosenfüller zum Füllen von Dosen 1 besteht aus einem um eine zentrale Achse 2 antreibbaren Rotor 3 mit einem unteren Behälterträger 4 und einem oberen Füllven­ tilträger 6. Der Behälterträger 4 ist mit in gleichmäßigen Teilungsabständen am Umfang angeordneten Behälteraufnehmern 7 versehen, denen jeweils in gleicher Anordnung oberseitig Füllventile 8 zum Füllen der Dosen 1 zugeordnet sind. Die Füllventile 8 sind über Ringleitungen 9, 11 mit einem zentralen Kessel 12 verbunden.

Jedes Füllventil 8 ist mit einer Zentrierglocke 13 ausgestattet, welche die zu befüllende Dose 1 gegenüber dem Füllventil 8 zentrieren und dichtend fixieren soll.

Die im Rahmen der Dosenbefüllung erforderlichen Füllventil­ funktionen in Form der Steuerung bzw. dem Aufsetzen und Anheben der Zentrierglocke 13 sowie der Steuerung von Ventilorganen zur Dosierung der Flüssigkeitszufuhr bzw. zur Entlüftung und Belüftung der Dose 1 werden durch unterseitige und oberseitige Steuerkurvenbahnen 14 bzw. 15, 16 ausgelöst, die auf bekannte Weise ortsfest, jedoch in der Höhe einstellbar außerhalb des Rotors 3 angeordnet sind und auf deren nicht dargestellten erhabenen bzw. eingezogenen Kurvenbahnabschnitten jeweils eine mit entsprechenden Ventilelementen des Füllventils 8 zusammen­ wirkende Steuerrolle 17 bzw. 18, 19 während des Rotorumlaufs abrollt.

Die mit der unterhalb des Behälterträgers 4 verlaufenden Steuerkurvenbahn 14 zusammenwirkende Steuerrolle 17 ist an einer vertikalen Steuerstange 21 gelagert, die in einem am Füllventilträger 6 befestigten, sich durch den Behälterträger 4 erstreckenden Führungsrohr 22 axial verschiebbar geführt und über einen Mitnehmer 23 mit der Zentrierglocke 13 verbunden ist. Eine Druckfeder 24 hält die Steuerrolle 21 permanent mit der Steuerkurvenbahn 14 in Kontakt.

Die untere Steuerkurvenbahn 14 ist an einem Kurvenhalter 26 befestigt, der gemäß Fig. 2 konzentrisch über einen definierten Drehwinkelbereich des Rotors 3 verläuft. Die oberen Steuer­ kurvenbahnen 15, 16 sind an Kurvenhaltern 27, 28 befestigt, die gemäß Fig. 2 ebenfalls konzentrisch über definierte Drehwin­ kelbereiche des Rotors 3 verlaufen.

Zur bekannten Wirkungsweise des Dosenfüllers während des norma­ len Betriebsablaufes sei nur gesagt, daß der durch ein Haupt­ antriebsrad 29 angetriebene Rotor 3 im Bereich eines in Fig. 2 durch einen Pfeil 31 gekennzeichneten Doseneinlaufs, beispiels­ weise in Form eines bekannten Einlaufsterns, fortlaufend mit Dosen 1 beschickt wird.

Die am inneren bzw. unteren Kurvenhalter 26 befestigte Steuer­ kurvenbahn 14 ist im Doseneinlauf 31 so gestaltet, daß sie die Zentrierglocke 13 in ihrem höchsten Abstand zum Behälterauf­ nehmer 7 des Behälterträgers 4 hält, so daß die Dosen 1 einge­ führt werden können. Im Verlauf des weiteren Rotorumlaufs in Pfeilrichtung 32 bewirkt die entsprechend gestaltete Steuer­ kurvenbahn 14 ein dichtendes Aufsetzen der Zentrierglocke 13 auf den Dosenrand, wobei anschließend die am äußeren bzw. oberen Kurvenhalter 27 verlaufenden Steuerkurvenbahnen 15, 16 weitere Füllventilfunktionen zum Befüllen der Dosen 1 auslösen. Die sich am Kurvenhalter 28 fortsetzenden Steuerkurvenbahnen 15, 16 bringen den Befüllungsvorgang oder gegebenenfalls andere Funktionen, wie Etikettieren oder Verschließen der Dosen zum Abschluß.

Schließlich erreicht der Rotor mit den so behandelten Dosen 1 wieder den Einwirkungsbereich der am unteren Kurvenhalter 26 befestigten Steuerkurvenbahn 14, welche derart verläuft, daß die Zentrierglocke 13 bis zu einem durch den Pfeil 33 gekenn­ zeichneten Dosenauslauf hin angehoben wird und die Dose zur Abförderung freigibt. Die abgehobene Stellung der Zentrier­ glocke wird für den freigewordenen Behälteraufnehmer 7 bis zum Doseneinlauf 31 beibehalten.

Nach der Erfindung sind für eine Formatumstellung, d. h. für eine Anpassung der Behälterfüllmaschine an unterschiedliche Dosenhöhen für den Füllventilträger 6 sowie für die Steuer­ kurvenbahnen 14, 15, 16 Höhenstellorgane 34 bzw. 36 vorgesehen, die von einem zentralen, gemeinsamen Stellantriebsmittel 37 abgeleitet synchron betätigbar sind.

Zu diesem Zweck sind die Höhenstellorgane 34, 36 als Stell­ spindelantriebe ausgebildet, von denen vier Höhenstellorgane 36 für die Steuerkurvenbahnen 14, 15, 16 und sechs Höhenstell­ organe 34 für den Füllventilträger 6 vorgesehen sind.

Bei den Höhenstellorganen 36 für die Steuerkurvenbahnen 14, 15, 16 bilden äußere Stellhülsen 38, welche die inneren Stell­ spindeln 39 umschließen, einen gemeinsamen Kurvenbahnträger für alle daran befestigten Kurvenhalter 26, 27 der Steuerkurven­ bahnen 14, 15, 16, welcher in Richtung des Doppelpfeils 39 entlang der eine Führungssäule bildenden, drehbaren Stell­ spindel 41 auf- und abbewegbar ist.

Eine der Stellspindeln 41 ist mit einem am Maschinenfundament 42 angeflanschten Stellmotor 43 versehen, dessen Antriebswelle zwei Kettenräder 44, 46 aufweist. Alle übrigen Stellspindeln 41 sind ebenfalls in der Ebene des oberen Kettenrades 44 mit ent­ sprechenden Kettenrädern 44 versehen, die alle über eine gemeinsame Antriebskette 47 verbunden sind.

Eine um das untere Kettenrad 46 gelegte Antriebskette 48 ver­ bindet den Stellmotor 43 mit einem Kettenrad 49 eines der Höhenstellorgane 34 für den Füllventilträger 6. Die Welle des Kettenrades 49 ist mit einem Kupplungsteil in Form eines Kupplungsbolzens 51 versehen, welcher durch einen integrierten Antrieb höhenverschiebbar in ein Kupplungsteil in Form einer Kupplungshülse 52 einrasten kann.

Eine die Kupplungshülse 52 tragende Stellhülse 53 des Höhen­ stellorgans 34 trägt ein Zahnrad 54, das mit einem Zentralrad 56 kämmt, derart, daß die innere, am Füllventilträger 6 befestigte drehfeste Stellspindel 57 in Richtung des Doppel­ pfeils 58 in der Höhe verstellbar ist. Alle übrigen Höhenstellorgane 34 des Füllventilträgers 6 sind mit gleichen Zahnrädern 54 ausgestattet, die mit dem Zentralrad 56 kämmen und damit alle Stellhülsen 53 synchron drehen.

Dem Hauptantriebsrad 29 ist zur Markierung einer definierten Einstellposition 59 ein Näherungsinitiator 61 zugeordnet.

Die Formatanpassung wird so vorgenommen, daß zunächst der Rotor 3 in die Einstellposition 59 verdreht wird, was mit Hilfe des Näherungsinitiators 61 vollautomatisch abläuft. In dieser Haltestellung fluchten die Kupplungsteile 51, 52 miteinander. Das Kupplungsteil 51 bekommt ein Signal zum Einrasten in das Kupplungsteil 52. Anschließend erhält der Stellmotor 43 ein Signal zur Inbetriebnahme. Durch die antriebsmäßige Kopplung aller Höhenstellorgane 34, 36 werden die Steuerkurvenbahnen 14 bis 16 sowie der Füllventilträger 6 um das gleiche, an die jeweilige Dosenhöhe anzupassende Höhenmaß auf- oder abwärts­ gefahren. Durch die selbsthemmend ausgebildeten Antriebsorgane in den Antriebssträngen der Stellantriebsmittel für die Steuer­ kurvenbahnen 14 bis 16 sowie für den Füllventilträger 6 erübrigen sich zusätzliche Verdrehsicherungsmaßnahmen nach erfolgter Formatanpassung.

Es sei noch erwähnt, daß der Kettenantrieb im Rahmen der Erfindung auch durch einen Kardanantrieb ersetzt werden könnte.

Claims (8)

1. Behälterfüllmaschine mit einem aus einem Behälterträger und einem in der Höhe relativ zum Behälterträger einstellbaren Füllventilträger bestehenden Rotor sowie mit außerhalb des Rotors ortsfest angeordneten, höhenmäßig einstellbaren Steuer­ kurvenbahnen zum Steuern von Füllventilfunktionen, gekennzeich­ net durch von einem zentralen gemeinsamen Stellantriebsmittel (37) abgeleitete, separate sowie synchron betätigte Höhenstell­ organe (36 bzw. 34) für die Steuerkurvenbahnen (14 bis 16) und den Füllventilträger (6).

2. Behälterfüllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Höhenstellorgane (34, 36) als Stellspindelantriebe ausgebildet sind.

3. Behälterfüllmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) mit einem in eine Einstell­ position (59) verfahrbaren und in der Einstellposition ein­ rastenden Kupplungsteil (52) ausgestattet ist.

4. Behälterfüllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Stellantriebsmittel (37) einen am Maschinenfundament (42) ortsfest angeordneten Stellmotor (43) umfaßt.

5. Behälterfüllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Kupplungsteil (52) tragende Antriebswelle über ein Zahnrad (54) mit einem Zentral­ rad (56) kämmt, das mit den abgeleiteten Höhenstellorganen (34) für den Füllventilträger (6) im Eingriff ist.

6. Behälterfüllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Stellantriebsmittel (37) einen mit der Antriebswelle (52) kuppelbaren sowie mit den Höhenstellorganen (36) für den Steuerkurvenbahnen (14 bis 16) im Eingriff stehenden Kettenantrieb (48, 47) umfaßt.

7. Behälterfüllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Behälterträgers (4) angeordnete Steuerkurvenbahnen (15, 16) zum Betätigen der Füll­ ventile (8) und unterhalb des Behälterträgers angeordnete Steuerkurvenbahnen (14) zum Aufsetzen der Füllventile (8) bzw. von deren Zentrierglocken (13) auf die Behälter (1) an einem gemeinsamen Kurvenbahnträger (38) befestigt sind, der mit den Höhenstellorganen (36) in Wirkverbindung steht.

8. Behälterfüllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Antriebsstrang für die Höhenstellorgane (34) des Füllventilträgers (6) bzw. der Steuerkurvenbahnen (14 bis 16) miteinander in Wirkverbindung stehenden Antriebsorgane selbsthemmend ausgebildet sind.