DE69808118T3

DE69808118T3 - Verfahren und vorrichtung zur gewichtsfüllung

Info

Publication number: DE69808118T3
Application number: DE69808118T
Authority: DE
Inventors: Andre Graffin
Original assignee: Serac Group SAS
Current assignee: Serac Group SAS
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: EP1025424B1; DE69808118D1; ES2182362T5; FR2770292A1; PT1025424E; CN1276865A; BR9815000A; DE69808118T2; CN1118690C; ES2182362T3; EP1025424B2; FR2770292B1; DK1025424T3; JP3420212B2; EP1025424A1; DK1025424T4; JP2001521166A; US6073667A; BR9815000B1; WO1999022209A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gewichtsabhängigen Befüllung von Behältern, die einen Hals und einen sich um den Hals herum erstreckenden Kragen haben, wie z. B. Flaschen.
Die bekannten Anlagen zur gewichtsabhängigen Befüllung von Behältern mit Hals haben im allgemeinen eine Wiegevorrichtung, die einen Gewichtssensor umfaßt, über dem eine Halteplatte zum Halten von Behältern angeordnet ist. Die Wiegevorrichtung ist so angeordnet, daß die Platte den Boden des Behälters derart trägt, daß der Hals desselben direkt unterhalb des Füllstutzens positioniert ist. Wenn die Anlage zum Befüllen von Serien von Behältern bestimmt ist, die unterschiedliche Höhen haben, muß die Position der Platte der Wiegevorrichtung bei jedem Serienwechsel eingestellt werden, um an die Höhe der Behälter der neuen Serie angepaßt zu sein. Die Anlage erfordert somit Mittel zur Positionierung der Wiegevorrichtung, welche die Anlage kostspielig machen, oder das Einstellen der Wiegevorrichtungen wird manuell durchgeführt und erfordert somit eine Unterbrechung der Produktion, was eine Senkung der Produktivität zur Folge hat.
Ferner ist aus dem Dokument EP-A-564 303 bekannt, eine Vorrichtung zur gewichtsabhängigen Befüllung von Behältern vorzusehen, wobei die Vorrichtung einen Haltearm umfasst, der an einem Gestell angelenkt ist und an seinem freien Ende ein Halteelement umfasst, um einen Behälter auskragend unter einem Füllstutzen zu halten. Der angelenkte Arm wird durch eine Feder nach oben vorgespannt, deren Vorspannkraft dem Produktgewicht entspricht, das in den Behälter eingefüllt werden soll.
Wenn kein Behälter vorhanden ist, ist der angelenkte Arm nach oben vorgespannt, und zum Einführen eines Behälters ist es somit notwendig, den ange lenkten Arm manuell herunterzudrücken. Demzufolge ist diese Vorrichtung in einer Abfüllanlage, in der die Behälter in Serie abgefüllt werden sollen, vollkommen unbrauchbar. Darüber hinaus muss jedes Mal, wenn ein neuer Behälter verwendet wird, die Feder durch eine neue Feder ersetzt werden, die an das Gesamtgewicht aus Behälter und der in den Behälter einzufüllenden Produktmenge angepasst ist.
Darüber hinaus ist aus zahlreichen Dokumenten, insbesondere aus dem Dokument IT-A-1 136 276 , bekannt, einen Gewichtssensor zu verwenden, der einen elastisch verformbaren Stab umfasst, um das Gewicht eines Behälters und des darin enthaltenen Produkts zu messen. Jedoch schlägt keines dieser Dokumente eine besondere Anordnung des Gewichtssensors vor, die eine Nutzung der Wiegevorrichtung in einer Abfüllanlage ermöglicht, um Behälter mit unterschiedlicher Größe und mit unterschiedlichem Inhalt in Serie zu befüllen.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur gewichtsabhängigen Befüllung von Behältern vorgeschlagen, die einen zylindrischen Hals und einen sich um den Hals herum erstreckenden Kragen haben, wobei die Vorrichtung eine Wiegevorrichtung einschließt, die ein Halteelement mit einer Oberfläche enthält, die eine Anlage für den Kragen eines Behälters bildet, derart, dass sich dieser senkrecht unterhalb eines Füllstutzens frei auskragend relativ zu einem Trägerorgan erstreckt, das sich seitlich von dem Gestell weg erstreckt, dadurch gekennzeichnet, das das Trägerorgan mit einem Gewichtssensor verbunden ist, der einen elastisch verformbaren Stab einschließt, der ein Ende hat, das starr am Gestell befestigt ist, sowie ein entgegengesetztes Ende, das mit dem Trägerorgan verbunden ist.
Das Halteelement ermöglicht somit ein Aufhängen des Behälters mittels des Kragens des Halses frei auskragend relativ zu dem Trägerorgan, das mit dem Gewichtssensor verbunden ist. Folglich ist die Wiegevorrichtung an das Halten und das Wiegen von Behältern mit unterschiedlichen Formaten angepaßt. Darüber hinaus kann die Wiegevorrichtung relativ zu dem Behälter seitlich angeordnet werden, so daß die Wiegevorrichtung einem Abfließen des Abfüllproduktes außerhalb des Behälters nur geringfügig ausgesetzt ist, wobei es zu einem solchen Abfließen bei einer Funktionsstörung kommen kann, vor allem wenn der Behälter ein Loch hat oder bei einem Verschlußfehler des Abfüllstutzens.
Gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel hat das Halteelement eine Zange mit Backen, die Anschläge tragen, die so angeordnet sind, daß die Backen in Anschlagstellung eine Öffnung begrenzen, die eine Querabmessung hat, die über einem Durchmesser des Halses und unter einem Durchmesser des Kragens liegt, und vorzugsweise haben die Backen dann eine Oberseite, die mit einem vorstehenden Abschnitt versehen ist.
Auf diese Weise hat der Kragen eine punktförmige Auflage auf der Oberfläche der Backen der Zange. Wenn die Wiegevorrichtung auf einer Drehplattform angebracht ist, ermöglicht diese Anordnung die Vermeidung einer Veränderung des Angriffspunktes des Gewichts des Behälters während eines Kippens des Behälters unter der Wirkung der Zentrifugalkraft, so daß das Maß des Gewichts genau bleibt, selbst wenn der Gewichtssensor kein Sensor mit konstantem Moment ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Studium der folgenden Beschreibung von besonderen, die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
1 einen Aufriß, zum Teil im Schnitt entlang der Linie I-I der 2 der Wiegevorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Ansicht der Wiegevorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel von oben,
3 eine zur 1 analoge Ansicht im Schnitt entlang der Linie III-III der 4 der Wiegevorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
4 eine zur 2 analoge Ansicht der Wiegevorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 3 ist die nachstehend beschriebene Anlage zur gewichtsabhängigen Befüllung dazu bestimmt, Behälter 50 zu befüllen, die einen Hals 51 und einen Kragen 52 haben, der sich außen vorspringend um den Hals 51 herum erstreckt.
Die Befüllungsanlage ist vom Karussell-Typ und hat eine drehbare Plattform 40 bekannter Art, die einen herkömmlichen Befüllkreis trägt, der mit Fullstutzen 60 und allgemein mit 1 bezeichneten Wiegevorrichtungen ausgestattet ist, um die Behälter 50 senkrecht unterhalb der Füllstutzen 60 zu halten und die Behälter 50 während der Befüllung derselben zu wiegen.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 umfaßt die Wiegevorrichtung zum Wiegen von Behältern nach dem ersten Ausführungsbeispiel ein allgemein mit 1 bezeichnetes Gestell, das aus einer Umrandung der Plattform 40 gebildet ist, an der ein Gehäuse befestigt ist, das zwei hohle Teile 2 und 3 enthält, die miteinander verbunden sind.
An dem Gestell 1 ist ein Stab 5 aus einem elastisch verformbaren Material gestützt auf einen Abschnitt 6.1 der Unterfläche des Stabes befestigt, wobei der Abschnitt 6.1 an ein Ende 7 des Stabes 5 angrenzt und gegenüber dem Rest 6.2 der Unterfläche vorspringt.
Auf an sich bekannte Art hat der Stab 5 eine nicht gezeigte Dehnungsmeßvorrichtung, die dazu bestimmt ist, über einen elektrischen Leiter 10 mit einem Steuerorgan zum Steuern der Befüllung verbunden zu werden, und eine querverlaufende längliche Aussparung 9 zum Bilden eines Gewichtssensors mit konstantem Moment.
Ein allgemein mit 11 bezeichnetes Trägerorgan erstreckt sich seitlich relativ zu dem Gestell 1 durch eine Öffnung 12 hindurch, die in dem Teil 3 des Gehäuses ausgebildet ist. Das Trägerorgan 11 hat einen Arm 13, dessen eines Ende 14 mittels Schrauben an der Oberseite des Stabes 5 befestigt ist und dessen entgegengesetztes Ende 16 einen Gabelkopf 17 trägt.
Zwei Backen 21 sind mittels Schrauben 22, die Drehachsen bilden, derart drehbar an dem Gabelkopf 17 gelagert, daß auf diese Weise eine Zange gebildet wird.
Die Backen 21 sind über eine Feder 29 miteinander verbunden, welche die Backen in eine aneinandergerückte Position rückstellt, in der die Anschläge 23 der Backen 21 an dem Gabelkopf 17 anliegen. In dieser Position hat die von den Backen 21 festgelegte Öffnung eine Querabmessung E, die größer als der Durchmesser d des Halses 51 des Behälters und kleiner als der Durchmesser D des Kragens 52 ist.
Ein am Gehäuse befestigtes Rohr 20 und eine fest mit dem Gabelkopf 17 verbundene Hülse 19 bilden ein Labyrinth, das ein Eindringen des Produktes in das Gehäuse verhindert.
Eine Schraube 27, die mit einer Gegenmutter 8 versehen ist, ist in der unteren Wand des Teiles 3 senkrecht zur Unterfläche des Stabes 5 gegenüber der Unterfläche des Endes 31 des verformbaren Stabes 5 befestigt.
Im Betrieb wird der Zange mittels eines Beschickungsorgans ein Behälter zugeführt. Die Seitenfläche des Halses 51 kommt mit den Enden der Backen 21 in Kontakt und spreizt diese Backen auseinander, indem sie sich der von der Feder 29 ausgeübten Kraft widersetzt. Wenn sich die Backen 21 um den Hals 51 geschlossen haben, bildet die Oberfläche 30 der Backen 21 eine Auflagefläche für den Hals 52 des Behälters. Der Behälter 50 ist somit mittels des Kragens 52 an der Zange aufgehängt, die ein Halteelement zum Halten des Behälters frei auskragend relativ zu dem Trägerorgan 11 bildet. Der Hals 51 des auf diese Weise aufgehängten Behälters 50 erstreckt sich unmittelbar unterhalb des Füllstutzens 60.
Das Gewicht des an der Zange aufgehängten Behälters 50 übt mittels des Trägerorgans 11 auf das Ende des Stabes 5 eine Kraft aus. Diese Kraft ruft eine Verformung des Stabes 5 hervor, die von dem Dehnungsmeßgerät erfaßt wird.
Man stellt fest, daß die Montagespiele, die zwischen der Öffnung 12 und dem Arm 13, dem Arm 13 und dem Rohr 20 sowie dem Rohr 20 und der Hülse 19 vorhanden sind, ausreichen, um die Verformung des Stabes 5 zu gestatten.
Das Einstellen der Schraube 27 ermöglicht ein Modifizieren der maximalen Verformungsamplitude des Stabes 5, indem sie einen Anschlag für den Teil 6.2 der Unterfläche des Stabes 5 bildet.
Die Elemente, die zu den zuvor beschriebenen identisch oder analog sind, haben in der folgenden Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels die gleichen Bezugszeichen.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 hat in diesem zweiten Ausführungsbeispiel das Teil 3, das das Gehäuse des Gestells 1 bildet, eine innere Unterfläche, die relativ zur inneren Unterfläche des Teiles 2 erhöht ist. Die Montage des elastischen Stabes 5 ist umgekehrt zur vorhergehenden Montage, d. h. daß das Ende 7 des Stabes 5 mittels Schrauben auf der inneren Unterfläche des Teiles 3 befestigt ist.
Das freie Ende 31 des Stabes 5 ist über ein Verbindungsteil 37 mit dem Ende 14 eines Armes 13 verbunden, der in dem Teil 3 drehbar um eine Drehachse 32 gelagert ist. Der Endabschnitt 16 des Armes 13 trägt auf eine zum ersten Ausführungsbeispiel analoge Weise einen Gabelkopf 17 und Backen 21, die drehbar an dem Gabelkopf 17 gelagert sind.
Die Backen 21 haben eine Oberseite, die mit einem vorstehenden Abschnitt 38 versehen ist, der von einem Grat gebildet ist, der sich senkrecht zur Längsrichtung des Armes 13 entlang einem Durchmesser der Öffnung erstreckt, die von den Backen 21 begrenzt wird.
Eine Kopfschraube 33 erstreckt sich vertikal durch ein Loch, das in der oberen Wand des Teiles 2 ausgebildet ist, und ist in dem Arm 13 auf einer Seite be festigt, die den Backen 21 relativ zur Drehachse 32 entgegengesetzt ist. Der Kopf der Schraube 33 bildet so eine Anschlag gegenüber einer Bewegung des Armes 13 entgegen dem Uhrzeigersinn. Eine Schraube 34, die mit einer Gegenmutter versehen ist, ist in die obere Wand des Teiles 2 auf einer gleichen Seite der Achse 32 geschraubt und hat ein Ende, das dem Arm 13 gegenüber liegt. Die Schraube 34 bildet einen Anschlag für den Arm 13 im Uhrzeigersinn.
Die Funktionsweise der Wiegevorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen identisch zu der, die für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
Die Null-Lage der Wiegevorrichtung wird dadurch eingestellt, daß man das Verbindungsteil 37 durch eine geeignete Einstellung der Schraube 33 leicht spannt.
Das Gewicht des Behälters ruft im vorliegenden Fall das Drehen des Armes 13 im Uhrzeigersinn um die Drehachse 32 hervor. Das Ende 14 verschiebt sich dann und nimmt mittels des Verbindungsteiles 37 das Ende des Stabes 5 mit. Dies ruft eine Verformung des Stabes 5 hervor, die von der Dehnungsmeßvorrichtung erfaßt wird.
Die Schraube 34 begrenzt die maximale Verformung des Stabes 5.
Es wird angemerkt, daß die seitliche Wand des Halses 51 von den Backen 21 nicht eingespannt wird. Somit wird das Halten des Behälters durch die Zange im wesentlichen durch die Auflage des Kragens 52 auf den vorstehenden Abschnitten 38 sichergestellt. Aufgrund dieser Anordnung kann der Behälter unter der Wirkung der Zentrifugalkraft kippen, wenn die Plattform 40 gedreht wird, ohne daß sich der Angriffspunkt des Gewichts des Behälters an dem Arm 13 ändert. Die Kraft, die aus der Zentrifugalkraft resultiert, kann folglich durch die Verarbeitungsorgane, die mit dem Gewichtssensor verbunden sind, auf an sich bekannte Weise korrigiert werden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, und es können Ausführungsvarianten vorgenommen werden, ohne daß der Schutzumfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, verlassen wird.
Obgleich der Gewichtssensor in Form eines verformbaren Stabes dargestellt wurde, der auf Biegung arbeitet, kann man ihn durch einen Sensor ersetzen, der auf Zug oder Kompression arbeitet.

Claims

Vorrichtung zur gewichtsabhängigen Befüllung von Behältern (50), die einen zylindrischen Hals (51) und einen sich um den Hals herum erstreckenden Kragen (52) haben, wobei die Vorrichtung eine Wiegevorrichtung einschließt, die ein Halteelement (21) mit einer Oberfläche (30) enthält, die eine Auflage für den Kragen eines Behälters bildet, derart, dass sich dieser senkrecht unterhalb eines Füllstützens (60) frei auskragend relativ zu einem Trägerorgan (11) erstreckt, das sich seitlich von dem Gestell weg erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerorgan mit einem Gewichtssensor verbunden ist, der einen elastisch verformbaren Stab (5) einschließt, der ein Ende (7) hat, das starr am Gestell (1) befestigt ist, sowie ein entgegengesetztes Ende, das mit dem Trägerorgan (11) verbunden ist.
Vorrichtung zur gewichtsabhängigen Befüllung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerorgan (11) derart gelagert ist, dass es relativ zum Gestell (1) um eine Achse (32) verschwenkt werden kann, wobei ein dem Halteelement (21) entgegengesetzter Abschnitt (14) des Trägerorgans gelenkig mit einem freien Ende (31) des verformbaren Stabes (5) verbunden ist.
Vorrichtung zur gewichtsabhängigen Befüllung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verformbare Stab (5) eine querverlaufende, längliche Aussparung (9) hat und dass ein dem Halteelement (21) entgegengesetztes Ende (14) des Trägerorgans (11) starr mit einem freien Ende (31) des Stabes (5) verbunden ist.
Vorrichtung zur gewichtsabhängigen Befüllung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement eine Zange mit Backen (21) einschließt, die Anschläge (23) enthalten, die so angeordnet sind, dass die Backen in Anschlagsstellung eine Öffnung begrenzen, die eine Querabmessung (E) hat, die über einem Durchmesser (d) des Halses (51) und unter einem Durchmesser (D) des Kragens (52) liegt.
Vorrichtung zur gewichtsabhängigen Befüllung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (21) eine Oberseite (30) haben, die mit einem vorstehenden Abschnitt (38) versehen ist.