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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf das Messen eines Produktes, insbesondere eines flüssigen Produktes,
und das Füllen
von Behältern mit
dem gemessenen Produkt.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Auf vielen Produktionsgebieten, z.
B. in der chemischenpharmazeutischen Industrie, der Nahrungsmittel-,
Kosmetik- und anderen Industrien, müssen Behälter, z. B. Flaschen, mit einer
gemessenen Menge eines Produktes, insbesondere eines flüssiges Produktes,
gefüllt
werden.
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Entsprechend den in unterschiedlichen
Ländern
in Kraft befindlichen Regelungen sollte ein vorgegebenes minimales
nominales Nettogewicht ebenso wie eine vorgegebene Abweichungstoleranz
auf der Verpackung angezeigt werden.
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Viele Lösungen sind bisher bei unterschiedlichen
Vorrichtungen für
das Messen des flüssigen Produktes
und für
das Füllen
der Behälter
benutzt worden.
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Entsprechend einem der bekannten
Verfahren wird ein konstantes Volumen des flüssigen Produktes, das offensichtlich
dem geforderten nominalen Nettogewicht entspricht, der Dichte des
Produkt entsprechend festgelegt.
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Die abgemessene Menge des Produktes wird
durch geeignete Abfüllmittel,
z. B. Düsen,
in die Behälter
eingefüllt.
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Der Behälter wird jeweils vor der Füllung und nach
der Füllung
gewogen, um zu kontrollieren, ob das gemessene Volumen konstant
ist und um das Leergewicht und das Bruttogewicht zu definieren.
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Die Werte, die durch die oben erwähnten Wägevorgänge erhalten
werden, werden in einer geeigneten elektronischen Einheit verarbeitet,
die das effektive Nettogewicht des flüssigen Produktes errechnet,
das in den Behälter
eingefüllt
wird.
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Wenn das ermittelte effektive Gewicht
des Produktes niedriger ist als das minimale annehmbare Gewicht,
füllen
geeignete Abfüllmittel
zusätzlich
einen weiteren Teil des flüssigen
Produktes nach, der konstant ist oder proportional zur Höhe der Abweichung.
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Entsprechend dieser Lösung wird
jedoch das abschließende
Gewicht des flüssigen
Produktes, das in den Behälter
eingefüllt
wird, nicht wieder gemessen, folglich ist das Volumen des eingefüllten Produktes
nicht garantiert.
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Einer der Nachteile der bekannten
Vorrichtungen besteht im unvermeidlichen Verschleiß der Abfüllmittel
für die
Flüssigkeit
und der Zuführmittel, die
mit diesen verbunden sind.
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Daraus ergibt sich die Notwendigkeit
einer weiteren Korrektur des Volumens, z. B. durch die Einleitung
einer weiteren Menge an Flüssigkeit
durch die oben erwähnten
zusätzlichen
Abfüllmittel.
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Analoge Probleme einer Volumenänderung sind
mit möglichen
Temperaturänderungen
verbunden, insbesondere, wenn die Produktdichte beträchtlich
durch die Temperatur beeinflußt
wird.
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Entsprechend einem anderen bekannten Verfahren
werden die Behälter
bis zu einem vorgegebenen Niveau mit Abfüllmitteln gefüllt, die
mit Saugmitteln verbunden sind, die im Bereich der Füllstandshöhe arbeiten.
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Jedoch garantiert diese Lösung kein
konstantes Volumen, falls die Behälter unterschiedliche Querschnitte
aufweisen.
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Entsprechend einem noch anderen Verfahren
wird das flüssige
Produkt in zwei aufeinanderfolgenden Schritte eingefüllt.
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Während
des ersten Schrittes werden die Behälter mit einer verhältnismäßig hohen
Geschwindigkeit gefüllt,
jedoch nicht vollständig,
während
in einem zweiten Schritt die Behälter langsam
gefüllt
werden, bis das vorgegebene Nettogewicht erreicht ist.
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Die Vorrichtungen, die das oben erwähnte Verfahren
durchführen,
sind normalerweise ziemlich aufwendig und ihre Arbeitszeit ist lang.
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Diese Vorrichtungen umfassen normalerweise
eine Anzahl von Arbeitsgruppen, die in zeitlichem Bezug zueinander
die Behälter
wiegen, um das Leergewicht festzustellen, und die flüssigen Produkte
einfüllen.
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Das belgische Patent Nr. 901.407
beansprucht ein Verfahren zum Füllen
von Behältern,
das das Messen des Leergewichtes des einzelnen Behälters in
einer ersten Wägestation
umfaßt,
das Überführen dieses
Behälters
zu einer ersten Abfüllstation, in
der das Produkt eingefüllt
wird, bis 90% des nominalen Nettogewichtes erreicht sind; das Messen
des Bruttogewichts des teilweise gefüllten Behälters in einer zweiten Wägestation;
das verbringen des teilweise gefüllten
Behälters
zu einer abschließenden
Abfüllstation,
in der der Füllvorgang
abgeschlossen wird, indem eine zusätzliche Menge des Produktes eingefüllt wird,
die über
eine Steuerungseinrichtung festgelegt wird, die durch die oben erwähnten Meßvorgänge mit
Daten versorgt wird.
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Jedoch umfaßt dieses Verfahren nicht die Kontrolle
der zusätzlichen
Menge des nachgefüllten Produktes,
folglich ist es nicht möglich,
die möglichen Veränderungen
zu beheben, die z. B. aus Problemen mit der Einfüllpumpe resultieren könnten.
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Entsprechend einem noch anderen Verfahren
wird ein flüssiges
Produkt an die Behälter
während
eines vorgegebenen Zeitabschnitts mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit
abge geben, um eine Menge an flüssigen
Produkten einzufüllen, die
zur Einfülldauer
proportional ist.
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Das oben erwähnte Verfahren wird durch Vorrichtungen
durchgeführt,
die einen Vorratsbehälter
für die
Zufuhr der Flüssigkeit
mit einschließen,
in dem ein Druck herrscht, der durch ein geeignetes Gas erzeugt
wird.
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Ein Zuführkanal, der vom Vorratsbehälter ausgeht,
besitzt an seinem Ende eine Abgabedüse und ist mit Ventilmitteln
ausgerüstet,
die über
eine Zeitsteuerung aktiviert werden.
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Die Nachteile dieser Lösung ergeben
sich aus dem Mangel an Präzision,
der aus einer stufenweisen Verkleinerung des Niveaus im einziehenden Vorratsbehälter resultiert
und aus einer nachfolgenden Veränderung
des Anlieferungsdruckes, die die Strömungsgeschwindigkeit beeinflußt.
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Dieser Nachteil wird manchmal durch
eine stufenweise Zunahme der Abgabedauer für die Flüssigkeit kompensiert, jedoch
garantiert dies nicht die eingefüllte
Menge, da das tatsächliche
Gewicht des in die Behälter
eingefüllten
Produktes nicht festgestellt wird.
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Es gibt auch andere, zu den gerade
beschriebenen unterschiedliche Verfahren oder aber Kombinationen
einiger ihrer Merkmale.
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Die italienische Patentanmeldung
Nr. 3546/87 beansprucht ein Verfahren zum Stapeln von Produkten
durch aufeinanderfolgende korrektive Abgaben in Abhängigkeit
von Gewichtsüberprüfungen, das
den Transfer der Behälter
durch aufeinanderfolgende Abgabestationen, alternierend mit Wägestationen,
umfaßt.
In jeder Abgabestation wird eine zusätzliche Menge des Produktes
in Abhängigkeit
von der Gewichtsüberprüfung, die
in der vorhergehenden Wägestation
durchgeführt
wird, zugeführt.
In der abschließenden
Abgabestation erfolgt eine weitere Korrektur, wobei eine Menge des
Produktes hinzugefügt oder
entnommen wird, abhängig
davon, ob das abschließend
ermittelte Gewicht kleiner oder größer als das nominale ist.
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Das US-Patent Nr. 5.156.193 beansprucht ein
Verfahren zum Füllen
von Behältern,
das umfaßt: das
Messen des Behälter-Leergewichtes in
einer ersten Wägestation;
die Füllung
dieses Behälters
mit einem flüssigem
Produkt in einer Abgabestation; das Messen des Gewichtes des vollen
Behälters
in einer zweiten Wägestation;
die Verarbeitung der Daten, die von den oben erwähnten Wägestationen geliefert werden
sowie der Daten, die hinsichtlich des Druckes und der Temperatur
der abgegebenen Produkte ermittelt werden, um die Abgabedauer festzulegen,
die für
das Füllen
des nachfolgenden Behälters
bis zu einem nominalen Nettogewicht innerhalb einer annehmbaren
Toleranz notwendig ist.
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Das deutsche Patent Nr.
DE 2660164 beschreibt ein Verfahren
für das
Messen eines flüssigen Produktes,
das einen Meßbehälter benutzt,
der in einem geeigneten Vorratsbehälter in die an die Behälter abzugebende
Flüssigkeit
abgesenkt wird.
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Der Meßbehälter bewegt sich vertikal,
so daß er
während
seiner Aufwärtsbewegung
mit einem perforierten Stecker in Eingriff gelangt, der axial mit einer
Düse verbunden
ist, die mit einem Abgaberohr für
das flüssige
Produkt verbunden ist.
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Das innere Volumen des Meßbehälters legt die
gemessene Menge, die an den Behälter
abgegeben wird, als Folge der relativen Bewegung zwischen dem Meßbehälter und
dem Stecker fest, der als Kolben dient.
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Jedoch weist diese Lösung erhebliche
Nachteile auf, die aus der engen Toleranz und dem Verschleiß der Teile
resultiert, die in Verbindung mit dem flüssigen Produkt stehen, insbesondere
der Düse.
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Infolgedessen erfordern die verschiedenen Verfahren,
die bis jetzt für
das Befüllen
von Behältern mit
flüssigen
Produkten und dergleichen verwendet werden, wegen des Vorhandenseins
einer Reihe von Wägestationen
und einer Reihe von Abfülleinrichtungen
normalerweise komplizierte Vorrichtungen, die höhere Unterhaltungskosten, insbesondere
für die Reinigung
und den Ersatz der abgenutzten Teile, notwendig machen.
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Außerdem garantieren diese Vorrichtungen normalerweise
keine Präzision
bei der Messung.
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Ein anderer Nachteil der oben erwähnten Vorrichtungen
ergibt sich bei Veränderungen
während
des Betriebes, was eine Änderung
der abgemessenen Menge der Produkte erforderlich macht. Dieser Veränderungen
erfordern normalerweise komplizierte Operationen für den Ersatz
von Teilen, die in den Abfüllprozeß mit einbezogen
sind.
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Entsprechend einer aus dem Stand
der Technik bekannten Vorrichtung, die in den 1 bis 4 dargestellt
ist, wird ein Vorratsbehälter 3 mit
dem flüssigen
Produkt 10 befüllt,
das in den Behälter 2 einzubringen
ist. Der Vorratsbehälter 3 wird
regelmäßig über eine
geeignete Zuführleitung 4 aufgefüllt, um das
Produktniveau ständig
innerhalb des Bereiches beizubehalten, der durch Sensormittel 5 und 6 definiert
wird.
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Ein Meßaufnahmebehälter 7,
der an seiner Oberseite offen ist, wird innerhalb des Vorratsbehälters 3 angeordnet.
Ein bewegliches Element 13 bewegt sich in eine erste Füllstellung,
in der es in das flüssige
Produkt 10 abgesenkt wird, das im Vorratsbehälter 3 enthalten
ist, um auf diese Weise das Niveau des Produktes 10 über die Öffnung 7a des
Meßaufnahmebehälters 7 anzuheben.
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Dann bewegt sich das Element 13 in
eine angehobene Nichtbefüllungs-Position,
in der das Niveau des flüssigen
Produktes unterhalb der oben erwähnten Öffnung 7a absinkt
und sich eine abgemessene Menge 11 des flüssigen Produktes
im Inneren des Meßaufnahmebehälters 7 ansammelt
hat.
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Zuletzt wird die abgemessene Menge
des flüssigen
Produktes 10 an den Behälter 2 abgegeben,
der sich unter dem Meßaufnahmebehälter 7 befindet,
indem der Behälter
mit dem zugeordneten Abflußrohr 8 verbunden
wird, das zum Beispiel ausziehbar ist (4).
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Das Verfahren der Stand der Technik
umfaßt ein
periodisches Zuführen
flüssigen
Produktes 10 in den Vorratsbehälter 3, um das Niveau
des flüssigen Produktes 10 innerhalb
eines vorgegebenen Bereiches zu halten, der durch die Niveauschalter 5, 6 definiert
wird.
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In Übereinstimmung mit diesem bekannten Verfahren
beschreibt das Dokument BE-523.137 eine Vorrichtung für das Füllen einer
Anzahl von Behältern,
bei der Meßbehälter in
einem Beckens angeordnet sind, das mit dem flüssigem Produkt bis zu einem
Stand gefüllt
wird, der niedriger ist als die waagerechten Kanten der Meßbehälter. Ein
Kolben wird in das flüssige
Produkt eingetaucht, um das Niveau über die Kanten der Meßbehälter anzuheben,
die dadurch gefüllt
werden. Dann wird der Kolben wieder angehoben und die Flüssigkeit,
die in den Meßbehältern enthalten
ist, wird an die Behälter
abgegeben, die sich gemäß dem Oberbegriff
der Ansprüche
1 und 7 unter den Meßbehältern befinden.
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Das Dokument FR-2.182.616 beschreibt eine
Vorrichtung für
das Befüllen
von Behältern,
bei der eine Reihe von Meßbehältern regelmäßig mit flüssigem Produkt
gefüllt
wird, bis das Produkt aus diesen überläuft. Die Flüssigkeit, die übergelaufen ist,
wird in Behältern
gesammelt, die zu beiden Seiten der Vorrichtung angeordnet sind
und die miteinander über
eine Fläche
verbunden sind, durch die die Meßbehälter hindurchfahren. Die Flüssigkeit,
die in den Behältern
enthalten ist, wird an die zu füllenden
Behälter
abgegeben.
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Eine Reihe von Kolben sind in den
Meßbehältern angeordnet,
um deren Kapazität
in Übereinstimmung
mit der Größe des zu
füllenden
Behälters zu
justieren.
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Auch das Dokument US-5.224.526 benutzt eine
Reihe von Kolben, um die Kapazität
der Meßräume zu verändern, indem
die Kolben mehr oder weniger tief in die Räume abgesenkt werden. Die Räume werden
dann regelmäßig mit
flüssigem
Produkt aus einem Behälter
gefüllt,
der sich in einer Höhe über der
Kante der Meßräume befindet,
so daß das
flüssige
Produkt von dort überläuft und über Sammelschläuche gesammelt
wird, die die Meßräume umgeben
und die zu einem Sammel-Vorratsbehälter führen.
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Die Verfahren nach dem Stand der
Technik erfüllen
die Aufgabe, Behälter
mit einer abgemessenen Menge eines flüssigen Produktes zu füllen und stellen
dabei die genaue Übereinstimmung
dieser abgemessenen Menge mit einem vorgegebenen Nennwert sicher.
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Tatsächlich wird die Definition
der gemessenen Menge durch das Volumen der Meßaufnahmebehälter oder
Behälter
vorge geben. Im allgemeinen entspricht die Menge des an jeden Behälter abgegebenen
flüssigen
Produktes genau dem Volumen der Meßaufnahmebehälter oder
Behälter.
Geringfügige Veränderungen
werden erreicht, indem ein Kolben mehr oder weniger tief in die
Meßaufnahmebehälter oder
Behälter
eintaucht.
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Es sollte angemerkt werden, daß die Anforderung,
das Niveau innerhalb eines definierten Bereiches zu halten, die
bei Vorrichtungen notwendig ist, die einen Kolben benutzen, um das
Niveau der Flüssigkeit
anzuheben, um die Meßaufnahmebehälter zu füllen, einige
Nachteile mit sich bringt.
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Zuerst ist dies die Notwendigkeit
zweier Niveauschalter, einem für
das maximale Niveau und einem für
das minimale Niveau. Dies bedeutet eine schwierigere Steuerung des
Betriebsablaufes der Vorrichtung.
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Zweitens hängt die Menge der in die Meßaufnahmebehälter oder
die Behälter
fließenden
Flüssigkeit
vom Volumen des Kolbens ab, und außerdem ist die Menge der zu
abzugebenden Flüssigkeit
durch die Abmessungen des gesamten Behälters begrenzt. Die Abmessungen
der Vorrichtung müssen
vergrößert werden,
um Behälter
in einem weiteren Bereich an Größen füllen zu
können.
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Außerdem beschreibt keines der
Verfahren nach dem Stand der Technik den Gebrauch des Kolbens zu
dem Zweck, das Volumen der Flüssigkeit
innerhalb des Behälters
regelmäßig jedes
Mal festzulegen, wenn der Behälter
gefüllt
wird. Dies bedeutet, daß der
Kolben nicht ein aktiver Bestandteil der Vorrichtung ist, der im
Inneren des Meßaufnahmebehälters oder
des Behälters
mitwirkt, sondern eher eine passives Mittel für die Justage darstellt.
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Aufgrund dieser Tatsache können die
Abmessungen der Vorrichtung nicht durch die Ausnutzung des Raumes
im Inneren des Behälters
in Verbindung mit einem aktiven Gebrauch des Kolbens verringert
werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein
Verfahren für
das Füllen
von Behältern
mit abgemessenen Mengen eines (flüssigen) Produktes zur Verfügung zu
stellen, das sicherstellt, daß eine
exakte Menge des Produktes in die Behälter eingefüllt wird, das einen einfachen
Wechsel zu verschiedenen Behältern ermöglicht,
wobei auch die abgemessene Menge des (flüssigen) Produktes geändert wird,
und das eine einfach herzustellende Vorrichtung erfordert, die praktisch
und vielseitig verwendbar ist und deren Betriebsgeschwindigkeit
hoch ist.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen,
bei denen die Menge des (flüssigen)
Produktes, das an die Meßaufnahmebehälter abgegeben wird,
nicht von den Abmessungen des Kolbens gemäß dem Stand der Technik abhängt und
wobei die Abmessungen des gesamten Vorratsbehälters nicht kritisch sind in
Bezug auf die Menge des (flüssigen) Produktes,
das an die Behälter
abgegeben wird, die gefüllt
werden sollen.
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Eine weitere Aufgabe ist es, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die den Kolben
gemäß dem Stand
der Technik als aktives Element benutzen, um die Menge des (flüssigen) Produktes
innerhalb des Vorratsbehälters,
der benutzt wird, um die Meßaufnahmebehälter zu
füllen, festzulegen.
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Die oben erwähnten Aufgaben werden in Übereinstimmung
mit dem Inhalt der Patentansprüche
mit einem Verfahren für
das zum Messen eines Produktes, insbesondere eines flüssigen Produktes und
zum Füllen
von Behältern
mit dem gemessenen Produkt gelöst,
wobei das besagte verfahren folgendes umfaßt:
das Zuführen des
Produktes zu einem Vorratsbehälter,
der in Verbindung mit einem Meßaufnahmebehälter steht,
wobei der besagte Meßaufnahmebehälter einen
oberen Teil mit einer Öffnung
aufweist und einen unteren Teil, der mit einem Abflußrohr versehen ist,
das dazu dient, einen Behälter
zu füllen,
und mit Ventilmitteln, die entlang des besagten Abflußrohres angeordnet
sind;
Mittel zur Veränderung
des Betriebsfüllstandes
für das
Füllen
des besagten Meßaufnahmebehälters, wobei
die besagten Mittel zur Veränderung
des Füllstandes
den Füllstand
des Produktes erhöhen,
das in dem besagten Vorratsbehälter
enthalten ist, um auf diese Weise die Füllung des besagten Meßaufnahmebehälters mit
dem besagten Produkt und die Bereitstellung einer abgemessenen Menge
des besagten Produktes innerhalb des besagten Meßaufnahmebehälters zu
bewirken;
die Abgabe der besagten abgemessenen Menge des Produktes
an den besagten Behälter über das
besagte Abflußrohr
durch das Öffnender
besagten Ventilmittel;
wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet
ist, daß der
Betrieb der besagten Mittel für
das Füllen des
besagten Meßaufnahmebehälters folgendes
umfaßt:
das
Einbringen eines beweglichen Elementes in das Innere des besagten
Vorratsbehälters;
das
Zuführen
des besagten Produktes in den besagten Vorratsbehälter, bis
das besagte Produkt eine vorbestimmte Füllhöhe oberhalb der besagten Öffnung des
besagten Meßaufnahmebehälters erreicht hat,
um auf diese Weise den besagten Meßaufnahmebehälter zu
füllen;
das
Entfernen des besagten beweglichen Elementes aus dem besagten Vorratsbehälter, um
auf diese Weise die Füllhöhe des darin
befindlichen Produktes unter die besagte Öffnung des besagten Meßaufnahmebehälters abzusenken.
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Das vorangehend beschriebene Verfahren wird
durchgeführt
durch eine Vorrichtung zum Abmessen eines Produktes, insbesondere
eines flüssigen
Produktes, und zum Befüllen
von Behältern
mit dem abgemessenen Produkt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie folgendes
umfaßt:
einen
Vorratsbehälter
mit einem Boden für
das zuzuführende
Produkt;
einen Meßaufnahmebehälter, der
in Verbindung mit dem besagten Vorratsbehälter und mit dem zu füllenden
Behälter
steht, wobei der besagte Meßaufnahmebehälter einen
oberen Teil mit einer Öffnung
aufweist und einen unteren Teil, der mit einem Abflußrohr versehen
ist, das dazu dient, einen Behälter
zu füllen,
und mit Ventilmitteln, die entlang des besagten Abflußrohres
angeordnet sind;
ein erstes Element, das sich zwischen einer
abgesenkten Füllstellung,
in der es in das Produkt eingebracht wird, das sich in dem Vorratsbehälter befindet, und
einer angehoben Position, in der keine Befüllung erfolgt und in der es
aus dem Produkt entfernt wird, bewegt;
wobei die Vorrichtung
dadurch gekennzeichnet ist, daß sie
weiterhin folgendes umfaßt:
eine
Versorgungsleitung für
das zyklische Zuführen des
Produktes in den besagten Vorratsbehälter, bis eine vorbestimmte
minimale Füllstandshöhe oberhalb
der Öffnung
des besagten Meßaufnahmebehälters erreicht
ist, und in Phasenbezug mit der abgesenkten Füllstellung des besagten ersten
beweglichen Elements;
Sensormittel, die die besagte minimale
Füllstandshöhe des Produktes
im Vorratsbehälter
erkennen und die ein Signal für
das Schließen
der besagten Versorgungsleitung aussenden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die charakteristischen Merkmale der
vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung unterstrichen,
die in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen betrachtet
werden soll, in denen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Vorrichtung nachdem Stand der Technik
zur Füllung von
Behältern
mit einer abgemessenen Menge eines flüssigen Produktes ist;
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die 2, 3 und 4 schematische Ansichten der oben erwähnten Vorrichtung
nach dem Stand der Technik in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen sind;
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5 eine
vergrößerte Ansicht
eines Details X in 4 ist;
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6 ein
kreisförmiges
Diagramm der Arbeitsgänge
der Vorrichtung gemäß 3 ist,
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die 7, 8 und 9 schematische Ansichten eines Teils
der vorgeschlagenen Vorrichtung in verschiedenen Arbeitsgängen sind;
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10 eine
analoge schematische Ansicht des Teils der Vorrichtung ist, die
in den 7, 8 und 9 dargestellt ist;
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die 11a, 11b, 1c und 11d die gleichen schematischen Ansichten
eines Teils einer Ausführungsform
sind, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, jeweils in
verschiedenen Arbeitsgängen dargestellt;
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die 12a, 12b, 12c eine
noch andere Ausführungsform
der Vorrichtung, die das vorgeschlagene Verfahren durchführt, in
ebenso vielen Arbeitsgängen
zeigen;
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12d eine
Ansicht einer Variante der vorhergehenden Ausführungsform ist.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Mit Bezug auf die oben erwähnten Figuren bezeichnet
die Bezugsziffer 1 die Vorrichtung zur Füllung von
Behältern 2,
z. B. Flaschen, mit einer abgemessenen Menge eines Produktes, insbesondere
eines flüssigen
Produktes und dergleichen.
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Die Produkte, auf die im folgenden
Bezug genommen wird, sind Flüssigkeiten.
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Die Vorrichtung 1 umfaßt einen
Vorratsbehälter 3,
der das flüssige,
in die Behälter 2 einzufüllende Produkt 10 zuführt.
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Der Vorratsbehälter 3 wird über eine
geeignete Versorgungsleitung 4 regelmäßig mit dem flüssigen Produkt 10 beliefert,
um das Niveau der Produkte innerhalb des Bereiches ständig aufrecht
zu erhalten, das zwischen einem Maximum und einem Mindestwert eingehalten
wird, festgelegt durch jeweilige Sensormittel 5 und 6.
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Ein an der Oberseite offener Meßaufnahmebehälter 7 ist
innerhalb des Vorratsbehälters 3 angeordnet.
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In seinem unteren Teil weist der
Meßaufnahmebehälter 7 ein
Abflußrohr 8 auf,
das mit Ventilmitteln 9, z. B. einem Ventil, ausgerüstet ist.
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Zum Beispiel ist das Ventil ein zylinderförmiger Körper 9A,
der innerhalb des Abflußrohres 8 frei verschieblich
ist und der mit einem frusto-konischen Kopf 9B ausgestattet
ist, dessen Konizität
zur Konizität
der Unterseite 7b des Meßaufnahmebehälters 7 komplementär ist.
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Das Ventil wird über mechanische oder pneumatische
Mittel oder andere bekannte Mittel beaufschlagt, z. B. über eine
Stange 9c, allgemein gekennzeichnet mit dem Bezugszeichen 90.
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Das Abflußrohr 8 erstreckt
sich von der Unterseite des Vorratsbehälters 3 und ist so
ausgebildet, daß es
in Verbindung mit dem zu füllenden
Behälter 2 gebracht
werden kann, der durch Transportmittel 12 unter den Vorratsbehälter 3 verbracht
wird.
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Die Befüllung wird durch die Öffnung der Ventilmittel 9 gesteuert:
Position A (5).
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Entsprechend dem vorgeschlagenen
Verfahren, das durch eine Vorrichtung M1 in Form der Ausführungsform
durchgeführt
wird, die in den 12a, 12b, 12c gezeigt ist, wird ein bewegliches Element oder
Volumenreduzierer 60 in den Vorratsbehälter 3 eingebracht
und flüssiges
Produkt 10 wird über
die Versorgungsleitung 4 eingefüllt, bis das vorgegebene minimale
Niveau, das durch den Sensor 6 festgelegt wird, erreicht
ist (1a).
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Danach wird die Zufuhr des flüssigen Produktes 10,
das durch die Öffnung 7a auch
den freien Raum des Meßaufnahmebehälters 7 gefüllt hat,
unterbrochen.
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Dann wird der Volumenreduzierer 60 so
weit angehoben, daß er
von der flüssigen
Masse getrennt ist; dies bewirkt ein Absinken des Niveaus des flüssigen Produktes
im Vorratsbehälter 3,
während
der Meßaufnahmebehälter 7 gefüllt bleibt
(12b).
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Tatsächlich werden die Produkte,
die im Vorratsbehälter 3 enthalten
sind und die abgemessene Menge 11, die im Meßaufnahmebehälter 7 enthalten ist,
voneinander getrennt und, nachdem anschließend das Ventil 9 geöffnet wurde,
es wird die abgemessene Menge 11 durch das Abflußrohr 8 in
den Behälter 2 gefüllt, der
darunter angeordnet ist (12c).
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Gemäß einer möglichen Variante wird ein erster
Volumenreduzierer 70 (dargestellt durch eine unterbrochene
Linie) in den Meßaufnahmebehälter 7 eingebracht,
bevor die Produkte 10 eingefüllt werden; die Position des
zweiten Volumenreduzierers wird so justiert, daß die abgemessene Menge 11 um den
gewünsch ten
Betrag in Bezug auf die nominale Kapazität des Meßaufnahmebehälters 7 verringert wird.
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Auf diese Art ist es möglich, die
abgemessene Menge 11 in Bezug zur Größe des Behälters 2 und/oder zum
gewünschten
Füllungsgrad
zu justieren.
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Der Meßaufnahmebehälter 7 kann
außerhalb
des Vorratsbehälters 3 angeordnet
werden; in diesem Fall wird der Meßaufnahmebehälter 7 durch einen
Durchlaß 33A zugeführt, der
ihn mit dem Vorratsbehälter 3 verbindet
(12d).
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Es ist ersichtlich, daß nur ein
Sensor 6 erforderlich ist, um das maximale Niveau zu definieren, während es
keine Notwendigkeit gibt, ein minimales Niveau festzulegen. Das
Füllen
des Vorratsbehälters dauert
so lange, bis das maximale Niveau erreicht ist. Die Steuerung der
Vorrichtung wird vereinfacht, da nur das Erreichen des Maximalwertes
ermittelt werden muß,
um das Füllen
des Vorratsbehälters
zu beenden und den Volumenreduzierer anzuheben. Der Beginn des Vorganges
schließt
zugleich das Absenken des Volumenreduzierers 60 und das
Einleiten des Befüllens
des Vorratsbehälters
mit ein, unabhängig
von jedem Mindestwert.
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Die an den Meßaufnahmebehälter abgegebene
Flüssigkeitsmenge
hängt nicht
von den Dimensionen des Volumenreduzierers 60 ab und beeinflußt nicht
die Abmessungen des Vorratsbehälters.
Nur der Füllvorgang ändert sich
in Relation dazu. Tatsächlich
müssen
die Abmessungen des Volumenreduzierers 60 nur so bemessen
sein, daß bei
maximalem Niveau der Flüssigkeit
der Meßaufnahmebehälter vollständig durch
die Flüssigkeit
bedeckt wird.
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Entsprechend der Ausführungsform,
die in den 7, 8 und 9 dargestellt ist, ist ergänzend zur Öffnung 7a des
Meß aufnahmebehälters 7 eine
Abdeckung 50 an der Stange 9c befestigt.
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Die Abdeckung 50 weist Mittel 51 zum
Festziehen und einen Schlauch 52 auf, der mit einem Auslaß eines
Kompressors verbunden werden kann, der nicht dargestellt ist.
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wenn die Ventilmittel 9 geschlossen
sind (7, 8), wird die Abdeckung in Bezug auf die Öffnung 7a angehoben;
wenn die Ventilmittel 9 geöffnet sind, verschließt die Abdeckung
die Öffnung 7a dicht (9).
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Die Füllung wird durch das Öffnen der
Ventilmittel 9 gesteuert, die das Schließen der Öffnung 7a durch
die Abdeckung 50 veranlassen; der Schlauch 52 wird
in zeitlicher Relation mit dem Schließen der Öffnung 7a mit unter
Druck stehender Luft gefüllt (Pfeile 7 in 9), die das Entleeren des
Meßaufnahmebehälters 7 erleichtert
und beschleunigt.
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10 zeigt
eine Variante für
die Ansteuerung der Abdeckung 50.
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Entsprechend dieser Variante werden
die Ventilmittel 9 durch einen Stellantrieb 190 angesteuert,
während
die Abdeckung 50 durch einen Arm 68 betätigt wird,
der die Abdeckung zwischen zwei extremen Positionen, einer angehobenen
S1 beziehungsweise einer abgesenkten S2, hin- und herbewegt.
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Die abgesenkte Position stellt das
feste verschließen
der Öffnung 7a sicher
und wird in zeitlicher Relation mit der Öffnung der Ventilmittel 9 festgelegt (diese
Position ist in 10 mit
durchbrochener Linie dargestellt).
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In dieser Situation wird, wie im
vorhergehenden Fall, das Entleeren des Meßaufnahmebehälters 7 erleichtert
und beschleunigt, weil die freie Oberfläche der Flüssigkeit, die darin enthalten
ist, dem Druck unterworfen wird, der durch einen Schlauch 152 erzeugt
wird, der mit der Abdeckung 50 verbunden und an die Leitung
eines Kompressors angeschlossen ist (nicht dargestellt).
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Mit Bezug auf die 11a, 11b, 11c, 11d ist eine Vorrichtung beschrieben, die
nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Die Öffnung 7a der Meßaufnahmebehälter 7 ist
bündig
mit dem Boden 3a des Vorratsbehälters 3 angeordnet.
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Die Abdeckung 50, die komplementär zur Öffnung 7a ist,
wenn sie mit dieser verbunden wird, bewirkt ein dichtes Verschließen; die
Abdeckung 50 weist einen Schlauch 52 auf, der
mit dem Auslaß einer
Druckgasquelle, z. B. Druckluft, verbunden werden kann.
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Eine Welle 40, die über bekannte
Mittel (z. B. mechanische, pneumatische oder andere bekannte Mittel)
beaufschlagt werden kann, ist an der Abdeckung befestigt, um sie
in eine angehobene Position S, in der sie von der Öffnung 7a (11b) gelöst ist, und in eine abgesenkte
Position A zu verschieben, in der sie den Meßaufnahmebehälter 7 fest
verschließt.
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Mit Bezug auf 11a befindet
sich die Abdeckung 50 in der abgesenkten Position A,
ist der Meßaufnahmebehälter 7 leer
und ist das Ventil 9 geschlossen.
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Das Anheben der Abdeckung 50 (11b) bei geschlossenem Ventil 9 bewirkt,
daß der
Meßaufnahmebehälter 7 durch
die Schwerkraft mit dem flüssigen
Produkt 10 gefüllt
wird.
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Nachdem er gefüllt worden ist, wird der Meßaufnahmebehälter 7 geschlossen
(abgesenkte Position A der Abdeckung: 11c).
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Auf diese Weise befindet sich eine
definiert abgemessene Menge 11 des flüssigen Produktes 10 im
Inneren des Meßaufnahmebehälters 7.
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An dieser Stelle ist es möglich, die
abgemessene Menge 11 des flüssigen Produktes an den unter dem
Meßaufnahmebehälter angeordneten
Behälter abzugeben.
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Die Abgabe wird durch das Öffnen des
Ventils 9 und die simultane Beaufschlagung des Schlauches 52 mit
Druck bewirkt, der einen Druck auf die freie Oberfläche L des
Produktes erzeugt, das in dem Meßaufnahmebehälter enthalten
ist.
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Dieses ermöglicht und beschleunigt das
Entleeren des Meßaufnahmebehälters 7.
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Es sei betont, daß dieses Ergebnis durch eine
Vorrichtung erreicht wird, deren Aufbau und Betrieb einfach sind.
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Das vorgeschlagene Verfahren und
die Vorrichtung, mit der es durchgeführt wird, können für das Füllen von Behältern mit
mehr oder weniger zähflüssigen Flüssigkeiten
oder granulierten Produkten und/oder Pulverprodukten benutzt werden.
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Es ist naheliegend, daß die beschriebenen und
außerdem
auf schematische Weise veranschaulichten Vorrichtungen nur Beispiele
sind, die einige der vielen Möglichkeiten
aufzeigen.
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Es versteht sich, daß vorangehend
lediglich ein nicht einschränkendes
Beispiel beschrieben worden ist, folglich wer den mögliche konstruktive
Varianten innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden technischen
Lösung
verbleiben, wie sie im folgenden beansprucht wird.