DE9416912U1

DE9416912U1 - Füllorgan für Gefäßfüllmaschinen

Info

Publication number: DE9416912U1
Application number: DE9416912U
Authority: DE
Original assignee: Krones AG; Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik
Current assignee: Krones AG
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2004-10-21

Description

KRONES AG pat-ha-jo/638-DE

Hermann Kronseder 12. Oktober 1994

Maschinenfabrik
93068 Neutraubling

Füllorgan für Gefäßfüllmaschinen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Füllorgan für Gefäßfüllmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bereits ein derartiges Füllorgan bekannt, bei dem der Drallkörper mit seiner Bohrung den höhenbeweglichen Ventilkörper lose umgibt und nach außen abstehende Leitflügel aufweist, deren freie Enden an der Kammerwandung befestigt sind {DE-OS 16 32 004). Diese höhenfeste Anordnung des Drallkörpers hat den Vorzug stabiler Strömungsverhältnisse, unabhängig von der Höhenlage des Ventilkörpers. Außerdem wird dessen Höhenbewegung durch das Gewicht des Drallkörpers nicht beeinflußt. Ungünstig ist jedoch der relativ hohe Strömungswiderstand der frei im Zentrum der Flüssigkeitsströmung liegenden, großflächigen Verbindungsstege zwischen den Leitflügeln sowie der schlecht zu reinigende enge Spalt zwischen der Bohrung des Drallkörpers und dem Ventilkörper. In diesem Spalt können

sich Flüssigkeitsreste festsetzen und die Höhenbewegung des Ventilkörpers beeinflussen, was zu ungenauen Füllhöhen führt. Da die Befestigung des Drallkörpers über die Leitflügel erfolgt, haben auch diese einen relativ großen Querschnitt und daher großen Strömungswiderstand.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale behoben.

Bei einem erfindungsgemäßen Füllorgan ist ein störender Ringspalt zwischen dem Drallkörper und dem Ventilkörper nicht vorhanden. Außerdem bildet der mit der Kammerwandung verbundene, außenliegende Stützring, der sehr schmal gehalten werden kann, keinen nennenswerten Strömungswiderstand, genauso wie die Leitflügel, die keinerlei Stütz- oder Haltefunktion haben, und daher genauso dünn sein können. Der Ringraum zwischen Kammerwandung und Ventilkörper kann durch die Leitflügel praktisch vollständig bestrichen werden, so daß der nach unten durch den Auslauf in das zu füllende Gefäß strömenden Flüssigkeit mit äußerst geringen Druckverlusten eine effektive rotierende Bewegungskomponente erteilt wird. Durch diese Rotationsbewegung wird die Flüssigkeit unabhängig von der Gefäßform an der Innenseite der Gefäßwandung gehalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, die alle zu einem geringen Strömungswiderstand und damit zu einer hohen Fülleistung sowie zu einer hohen Funktionssicherheit beitragen, sind in den Unteransprüchen enthalten. Besonders hervorzuheben sind die Merkmale der Ansprüche 2 bis 4, die eine maximale Drallwirkung bei minimalem Strömungswiderstand bewirken.

Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den senkrechten Schnitt durch ein Füllorgan in einer Gefäßfüllmaschine,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Drallkörper des Füllorgans nach Fig. 1,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch den Drallkörper des Füllorgans nach Fig. 1.

Das Füllorgan 2 nach Fig. 1 bis 3 ist in eine nicht weiter dargestellte Gefäßfüllmaschine mit einem um eine senkrechte Achse umlaufenden Ringkessel 1 für die abzufüllende Flüssigkeit integriert. Es weist ein blockförmiges Gehäuse 3 auf, das an der Unterseite des Ringkessels 1 im Bereich einer Bohrung 22 in dessen Boden befestigt ist. Im Gehäuse 3 ist eine rotationssymmetrische Kammer 4 mit senkrechter Mittelachse ausgebildet, die mit der Mittelachse der Bohrung 22 fluchtet. Die obere Öffnung der Kammer 4 bildet einen Einlauf 5 für die Flüssigkeit, der über die Bohrung 22 mit dem Ringkessel 1 verbunden ist. Die untere Öffnung der Kammer 4 bildet einen stutzenförmigen Auslauf 6 für die Flüssigkeit, aus dem die Flüssigkeit in ein unter Zwischenschaltung einer Zentrierglocke 15 mit einer Dichtung 16 an das Füllorgan 2 angepreßtes Gefäß 12 in Form einer Flasche einlaufen kann.

Im unteren Bereich der Kammer 4 ist zwischen dem Einlauf 5 und dem Auslauf 6 eine konische, abgerundete Verjüngung

ausgebildet, die einen Ventilsitz 7 bildet. Dieser wirkt zur Bildung eines Flüssigkeitsventils mit einem rotationssymmetrischen Ventilkörper 8 zusammen, der höhenbeweglich und mittig in der Kammer 4 angeordnet ist. Der Durchmesser des Ventilkörpers 8 ist kleiner als der Durchmesser der Kammer 4 überhalb des Ventilsitzes 7, so daß zwischen der durch das Gehäuse 3 gebildeten Kammerwandung und dem Mantel des Ventilkörpers 8 ein ringförmiger, senkrecht nach unten verlaufender Strömungskanal gebildet ist.

An der Unterseite des Ventilkörpers 8 ist zur besseren Abdichtung eine ringförmige elastische Dichtung 17 befestigt. Außerdem ragt aus der Unterseite des Ventilkörpers 8 ein in diesem befestigtes Rückgasrohr 13 heraus, das den Auslauf 6 unter Bildung eines ringförmigen Strömungskanals mittig durchsetzt und nach unten hin aus dem Füllorgan 2 heraus bzw. in ein an das Füllorgan 2 angepreßtes Gefäß 12 hineinragt. Das Rückgasrohr 13 ist nach oben hin aus dem Ventilkörper 8 heraus verlängert und am oberen Ende mit einem nicht gezeigten Hubzylinder für die Höhenbewegung des Ventilkörpers 8 verbunden. Ferner ist im Rückgasrohr 13 mittig eine elektrische Sonde 14 zur Füllstandsmessung im Gefäß 12 befestigt, die am oberen Ende des Rückgasrohres 13 aus diesem herausgeführt und an eine nicht gezeigte elektronische Steuereinheit für den Hubzylinder angeschlossen ist. Ist der Ventilkörper 8, wie in Fig. 1 gezeigt, abgesenkt, so daß seine Dichtung 17 am Ventilsitz 7 anliegt, so ist das Flüssigkeitsventil geschlossen und es kann keine Flüssigkeit aus dem Auslauf austreten. Ist der Ventilkörper 8 um einige Millimeter

angehoben, so kann die Flüssigkeit zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilkörper 8 hindurch und weiter durch den Auslauf 6 in das Gefäß 12 einströmen.

Dicht überhalb des Ventilsitzes 7 ist im Gehäuse 3 ein Drallkörper 9 befestigt, welcher der durchströmenden Flüssigkeit einen Drall, d.h. eine zusätzliche Bewegungskomponente in Form einer Rotationsbewegung erteilt. Dadurch wird die Strömung bei verschiedenen Gefäßformen zuverlässig an der Gefäßwandung gehalten, so daß die Flüssigkeit ruhig und glatt in das Gefäß 12 einläuft.

Der Drallkörper 9 weist einen dünnwandigen, außen liegenden Stützring 11 mit zylindrischer Grundform auf, dessen Höhe in etwa ein Drittel bis ein Viertel seines Durchmessers beträgt. Von der Innenseite des Stützrings 11 stehen nach innen hin in Richtung Ventilkörper 8 insgesamt acht schräge Leitflächen 10 ab. Die Leitflächen 10 verlaufen spiralig unter einem Winkel von 40 Grad gegenüber der Horizontalen und sind über ihre gesamte Länge gleich breit und gleich dick, z.B. 0,6 mm. Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, sind die Leitflügel 10 derart bemessen, daß, in axialer Richtung des Drallkörpers 9 gesehen, sich ihre oberen und unteren Stirnkanten leicht überdecken oder aneinander grenzen. Die nach innen weisenden freien Enden der Leitflügel 10 haben einen geringen Abstand von z.B. 0,5 mm vom Ventilkörper 8, der im Bereich der Leitflügel zylindrisch ausgebildet ist. Die Höhenbewegung des Ventilkörpers 8 wird so durch die Leitflügel 10 nicht behindert. Andererseits erstreckt sich die Wirkung der Leitflügel 10 praktisch über den gesamten

freien Querschnitt des ringförmigen Strömungskanals zwischen Gehäuse 3 und Ventilkörper 8.

Das Gehäuse 3 ist auf Höhe des Drallkörpers 9 in einer horizontalen Ebene geteilt, wobei der Drallkörper 9 vollständig im Unterteil 3a aufgenommen ist. Dieses ist mittels nicht gezeigter Schrauben oder dgl. lösbar mit dem Oberteil 3b verbunden. Zur Aufnahme des Drallkörpers 9 ist im Unterteil 3a unmittelbar über dem Ventilsitz 7 eine Ringnut 23 ausgebildet, in der der Stützring 11 spielfrei sitzt. Unmittelbar an den unteren Rand des Stützrings 11 schließt sich die zum Ventilsitz 7 führende Verjüngung der Kammer 3 an. Durch einen elastischen Dichtring 20, der auf den oberen Rand des Stützrings 11 einwirkt und in einen Ringspalt zwischen dem Oberteil 3b und dem Unterteil 3a des Gehäuses 3 eingeklemmt ist, wird der Drallkörper 9 höhenfest und drehfest in seiner optimalen Position fixiert. Wie die Fig. 1 zeigt, fluchtet dabei die im wesentlichen zylindrische Innenfläche des Stützrings 11 mit der vom Gehäuse 3 gebildeten zylindrischen Kammerwandung, so daß der Stützring 11 vollständig außerhalb des Strömungswegs liegt bzw. keinen Strömungswiderstand bildet. Auch der von den Leitflügeln 10, die keinerlei tragende Funktion aufweisen, gebildete Strömungswiderstand ist aufgrund ihrer geringen Stirnfläche und ihrer geringen Oberfläche äußerst gering.

Um eine konzentrische Führung des Ventilkörpers 8 ohne Kontakt mit dem Drallkörper 9 sicherzustellen, sind am Ventilkörper 8 gleichmäßig über den Umfang verteilt mehrere kurze Stifte 18 befestigt, die lose an der Kammerwandung

bzw. am Gehäuse 3 geführt sind. Die Stifte 18 sind mit
geringem Abstand über dem Drallkörper 9 angeordnet. Ist der
Ventilkörper 8 angehoben, so liegt der untere Rand des
Stützrings 11 in etwas auf Höhe des Dichtrings 17 oder etwas tiefer. Dies trägt mit zur optimalen Drallwirkung bei.

Eine weitere Verbesserung der Drallwirkung ist möglich, wenn die Leitflügel 10, wie in Fig. 3 strichliert angedeutet ist, mit nach unten hin gegenüber dem Stützring 11 vorstehenden
Nasen 19 versehen sind, die der Form der zum Ventilsitz 7
führenden Verjüngung der Kammer 4 angepaßt sind. Die Wirkung des Drallkörpers 9 erstreckt sich dadurch bis kurz vor die
Ventilöffnung bei angehobenem Ventilkörper 8.

Der Drallkörper 9 besteht aus hitzebeständigem,
zähelastischem Kunststoff, wobei der Stützring 11 einstückig mit den Leitflügeln 10 ausgebildet ist. Die Montage bzw. ein Austausch des Drallkörpers 9 bereitet aufgrund der Teilung
des Gehäuses 3 keinerlei Probleme.

Ein am Rückgasrohr 13 ausgebildetes Schirmchen 21 als
Flüssigkeitsabweiser hat im normalen, störungsfreien Betrieb keinen Kontakt mit der ins Gefäß 12 einlaufenden
Flüssigkeit. Es ist lediglich aus Sicherheitsgründen
vorhanden.

Claims

KRONES AG pat-ha-jo/638-DE

Hermann Kronseder 12. Oktober 19 94 Maschinenfabrik
93068 Neutraubling

Füllorgan für Gefäßfüllmaschinen

Schutzansprüche

Füllorgan für Gefäßfüllmaschinen mit einer einen Einlauf und einen Auslauf für die abzufüllende Flüssigkeit aufweisenden Kammer, in der durch eine Verengung zwischen Einlauf und Auslauf ein Ventilsitz ausgebildet ist, mit einem höhenbeweglich in der Kammer angeordneten, mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörper, und mit einem überhalb des Ventilsitzes im Ringraum zwischen Kammerwandung und Ventilkörper höhenfest angeordneten Drallkörper mit schrägen Leitflügeln, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallkörper (9) einen außenliegenden Stützring (11) aufweist, der an der Kammerwandung (3) befestigt ist, und daß die schrägen Leitflügel (10) von der Innenseite des Stützrings (11) in Richtung Ventilkörper (8) frei abstehen.
2. Füllorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Leitflügel (10) einen geringen Abstand vom Ventilkörper (8) aufweisen.
3. Füllorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (11) im wesentlichen zylindrisch ist und in einer Ringnut (23) der Kammerwandung (3) befestigt ist.
4. Füllorgan nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Stützrings (11) mit der Innenfläche der Kammerwandung (3) fluchtet.
5. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es ein teilbares Gehäuse (3) mit einem lösbaren Unterteil (3a) aufweist, und daß der Drallkörper (9) vollständig im lösbaren Unterteil (3a) aufgenommen ist.
6. Füllorgan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallkörper (9), ggf. unter Zwischenschaltung eines Dichtrings (20), zwischen die beiden Gehäuseteile (3a, 3b) eingeklemmt ist.
7. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflügel (10) um ca. 40 Grad gegenüber der Horizontalen geneigt sind.
8. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflügel (10) über ihre gesamte Breite gleich dick sind.

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9. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (8) auf Höhe der Leitflügel (10) einen zylindrischen Mantel aufweist.
10. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (8) überhalb des Drallkörpers (9) mit mehreren radialen Vorsprüngen (18) versehen ist, durch welche er beweglich in der Kammer (4) geführt ist.
11. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leitflügel (10), in axialer Richtung des Drallkörpers (9) gesehen, leicht überdecken oder aneinander angrenzen.
12. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kante des Stützrings (11) bei angehobenem Ventilkörper (8) in etwa auf Höhe dessen Dichtung (17) liegt.
13. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilkörper (8) ein Rückgasrohr (13) befestigt ist, an dem unterhalb des Auslaufs (6) für die abzufüllende Flüssigkeit ein die Flüssigkeit abweisendes Schirmchen (21) ausgebildet ist.
14. Füllorgan nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Rückgasrohrs (13) eine elektrische Füllstandssonde (14) angeordnet ist.
15. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kante des Stützrings (11) auf der den Ventilsitz (7) bildenden Verengung der Kammer (4) aufsitzt.
16. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflügel (10) mit nach unten hin gegenüber dem Stützring (11) vorstehenden Nasen (19) versehen sind, die an die den Ventilsitz (7) bildende Verengung der Kammer (4) angepaßt sind.