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Vorrichtung zum Füllen von Hohlkörpern Behälter, vorzugsweise Flaschen,
werden in bekannter Weise dadurch gefüllt, daß das fließbare Gut in die mit der
Öffnung nach oben aufgestellte Flasche eingefüllt wird. Im allgemeinen steht beim
Füllen von Flaschen zur Aufgabe, daß der Füllvorgang automatisch nach Erreichung
einer einstellbaren Füllhöhe unabhängig von der Volumentoleranz der Flaschen beendet
wird und daß durch das Einströmen des Füllgutes kein Schaum entsteht, der aus dem
Flaschenhals tritt und die Flaschen benetzt. Füllmaschinen, die nach diesem Prinzip
arbeiten und den Erfordernissen der Praxis entsprechen, sind durch einen beachtlichen
technischen Aufwand gekennzeichnet.
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Es ist bereits eine Fülleinrichtung bekanntgeworden, mit der Enghalsflaschen
mit einer großen Füllgeschwindigkeit bis zu einer einstellbaren Füllhöhe ohne Schaumbildung
automatisch gefüllt werden können. Das Prinzip der Arbeitsweise dieser Fülleinrichtung
besteht darin, daß die Flasche nicht stehend mit der Öffnung nach oben, sondern
mit der Öffnung nach unten von unten gefüllt wird und daß das zu füllende Gut nicht
durch das Stechrohr, sondern zwischen Flaschenhals und Stechrohr schaumlos in die
Flasche eintritt und aus dem Stechrohr die verdrängte Luft entweicht.
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Der Vorteil der nach diesem Prinzip arbeitenden Füllvorrichtung besteht
in dem vergleichsweise geringen Aufwand an Mitteln, mit denen das angestrebte Ziel
erreicht wird. Dieser Vorrichtung haften Nachteile an, die einer allgemeinen Verwendung
im Wege stehen und die nachstehend beschrieben sind.
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Die vorgesehene Schiebedichtung zwischen dem Flaschenhals und dem
sog. Füllkopf gestattet nur
die Verwendung von Flaschen mit zylindrischem
Hals und muß an die jeweilige Halsform angepaßt werden. Diese Dichtung soll aber
so ausgeführt sein, daß jede Art von Flaschenhals verwendbar ist und daß schon bei
einem Auflagedruck, der kleiner als das Flaschengewicht ist, eine einwandfreie Dichtung
zwischen Flaschenhals und Füllkopf erzielt wird, die auch dann bestehen bleibt,
wenn die Flasche zur Betätigung eines Ventils in axialer Richtung verschoben wird.
Außerdem darf sich der Flaschenhals nicht an der Dichtung reiben, da dann infolge
des Grates am Flaschenhals die Dichtung vorzeitig abgenutzt wird.
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Der Füllvorgang muß durch ein dicht schließen-; des Ventil steuerbar
sein, dessen Schließdruck im allgemeinen kleiner als das Flaschengewicht ist, i
damit die Flasche beim Füllen nicht heruntergedrückt zu werden braucht. Bei Verwendung
von Druckfedern und Dichtungsmitteln im Ventil läßt > sich der gewünschte Effekt
nicht erzielen.
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Die Verwendung einer Membran zur Abgrenzung des Ventilraums ist unzweckmäßig
wegen des chemischen und mechanischen Verschleißes bzw. der mechanischen Rückstellkraft
der Membran.
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Neben diesen Mängeln der angegebenen Konstruktion, die nur eine bedingte
Verwendung der Füllvorrichtung gestattet, haftet dieser Konstruktion noch der grundsätzliche
Nachteil an, daß hier- i mit nur Flaschen gefüllt werden können, die bei und nach
dem Abziehen vom Stechrohr mit der Öffnung nach unten nicht auslaufen.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die genannten Mängel
zu beheben.
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i Erfindungsgemäß können Behälter, vorzugsweise Flaschen mit weitem
und engem Hals, mit der Halsöffnung nach unten in vorteilhafter Weise mit einer
Füllvorrichtung gefüllt werden, deren mÖgliche Apsführungsform im Schnitt in der
Zeichnung dargestellt ist.
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Durch das Zulaufrohr i wird die zu füllende Flüssigkeit aus einem
höher stehenden Vorratsgefäß in die Ventilkammer 2 geleitet. Die Ventilkammer 2
ist durch die Bodenplatte 3 nach unten i sowie die Ventilplatte 4 mit dem Ringventil
5 nach oben abgeschlossen. Durch senkrechten Druck auf die Stößelscheibe 6 kann
das Ringventil 5 von der Ventilplatte 4 abgehoben werden. Die Füllflüssigkeit dringt
dann in die Füllkamer 7 ein. Die Füll-> kammer 7 ist nach oben mit der gespannten
Membran 8 abgeschlossen, die in der Mitte ein Loch hat. Mit dem Haltering 9 ist
die Membran 8 am Füllkopf io befestigt. Die Membran 8 verbindet den Flaschenhals
ii dichtend mit dem Füllkopf io.
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i Ist das Ringventil s durch Druck des Flaschenhalses i i auf die
Membran 8 und damit auf den Stößelring 6 abgehoben, so kann die Füllflüssigkeit
aus der Ventilkammer 2 in die Füllkammer 7 und durch den Flaschenhals i i in die
Flasche 12 eindringen. Die verdrängte Luft entweicht durch das Stechrohr 13, das
durch die Ventilkammer 2 in dem Verbindungsrohr 14 geführt wird. Zur Einstellung
der Füllhöhe ist das Stechrohr 13 zweckmäßig höhenverschiebbar angeordnet. Das Verbindungsrohr
1 4 ist in der Ventilplatte .4 und der Bodenplatte 3 abgedichtet. Die Luft entweicht
dann in den hohlen Griff 15, der eine Bedienungskugel 16 trägt. Der hohle Griff
15 ist in der Bodenplatte 3 mit dem Abflußrohr 17 verbunden, durch das die verdrängte
Luft entweichen kann. Der Füllvorgang ist beendet, wenn der Flüssigkeitsspiegel
in der Flasche 12 die Öffnung des Stechrohrs 13 erreicht 'hat. Die Flüssigkeit
dringt dann in das Stechrohr i l ein und fließt über den hohlen Griff 15 aus dein
Abflußrohr 17 ab. Die Flasche 12 kann dann von dem Stechrohr 13 abgezogen werden,
wodurch sich das Ringventils wiedür schließt. Hat der Flaschenhals ii eine so große
Öffnung, daß beim Abziehen die Flüssigkeit auslaufen kann, so wird der Füllkopf
io in die waagerechte Lage geschwenkt durch Drehung des Kükens 18 des Hahnes i9
durch Betätigung der Bedienungskugel 16. Die Flasche 12 kann dann abgenommen werden,
ohne daß die eingefüllte Flüssigkeit auslaufen kann. Um zu verhindern, daß während
der Drehung des Füllkopfes io durch unsachgemäßes Halten der Flasche 12 der.Füllzustand
verändert wird, sperrt der Hahn i9 das Zuflußrohr i und das Abflußrohr 17 ab. Die
Füllvorrichtung wird von dem Stativ 20 getragen.
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Bei der so beschriebenen Konstruktion übernimmt das Ventil 4, 5 die
Aufgabe, die Ventilkammer 2 und die Füllkammer 7 in gewollter Weise zu verbinden
oder zu trennen. Das Ringventil s hat weiterhin die Aufgabe. die Stößeldurchführungen
in der Ventilplatte .t gegen die Ventilkammer 2 abzudichten, so daß die Stößel der
Stößelplatte 6 im Dichtungsgebiet des Ringventils 5 angreifen müssen. Es ist eine
konstruktive Notwendigkeit, das Verbindungsrohr 14 durch die Ventilkammer 2 zu führen,
und es stellt einen besonderen technischen Vorteil dar, den beweglichen Teil 5 des
Ventils ringförmig mit zwei ringförmigen Dichtungsflächen auszubilden. Die Verwendung
planparalleler Dichtungsflächen hat den weiteren technischen Vorteil, daß das Ringventil
5 in jeder zufälligen Lage mit dem kleinstmöglichen Auflagedruck schließt, da gleitende
konische oder kugelige "Flächen vermieden sind.
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Das Ringventil 5 soll im geöffneten Zustand keinen nennenswerten Schließdruck
erzeugen, was dadurch erreicht wird, daß der Schließdruck nicht durch eine Feder
oder ähnliche Einrichtung, sondern durch den Druck der Füllflüssigkeit erzeugt wird,
der in geöffnetem Zustand des Ringventils 5 nahezu unwirksam ist. Die Verwendung
einer schwachen Feder, die im wesentlichen nur das Gewicht des Ringventils 5 aufhebt,
kann von Vorteil sein. Das Verhältnis der wirksamen Oberfläche des Ringventils 5
zu der Dichtungsfläche ist bei einem gegebenen Fülldruck definiert durch den erforderlichen
spezifischen Auflagedruck der Dichtungsflächen zum Zwecke der Dichtung. Die Membran
8 hat die Aufgabe, den Flaschenhals i i mit dem Füllkopf io dicht zu verbinden bei
einem Dichtungsdruck, der dem Flaschengewicht entspricht oder kleiner ist. Um das
Ringventil 5 zu betätigen,
muß die Flasche axial verschiebbar sein,
ohne daß sich der Flaschenhals i i zur Vermeidung eines starken Verschleißes der
Membran 8 mit dieser mechanisch reibt. Diese Bedingungen werden von der Membran
8 erfüllt, die aus einem gespannten elastischen Werkstoff besteht, vorzugsweise
Leder, das imprägniert oder mit einer dichten dünnen korrosionsbeständigen Folie
geschichtet ist. Der Überdruck in der Füllkammer 7 erhöht den Auflagedruck der Membran
8 am Flaschenhals i i in vorteilhafter Weise.
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Ist beabsichtigt, mit der Füllvorrichtung nur Flaschen mit engem Hals
zu füllen, so ist ein Schwenken des Füllkopfes io nicht notwendig, so daß der Hahn
i9 in Fortfall kommen kann.