EP1452480A1 - Huborgan zum Anpressen von Gefässen an Gefässfüllmaschinen - Google Patents

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EP1452480A1 EP04000924A EP04000924A EP1452480A1 EP 1452480 A1 EP1452480 A1 EP 1452480A1 EP 04000924 A EP04000924 A EP 04000924A EP 04000924 A EP04000924 A EP 04000924A EP 1452480 A1 EP1452480 A1 EP 1452480A1
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    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
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    • B67C3/24—Devices for supporting or handling bottles
    • B67C3/242—Devices for supporting or handling bottles engaging with bottle necks

Definitions

  • the invention relates to a lifting device with variable stroke for vessel treatment machines, in particular for filling machines for vessels, wherein the lifting organs are arranged circularly on Huborgantisch at a distance.
  • Vessel filling machines are preferably designed as rotating machines having a plurality of filling elements on their rotors. These filling elements are associated with raised and lowered base plate, which take over Zu Kunststoffsterne the vessels to be filled. Each of these stand plate is in turn assigned a so-called lifting member, which is intended to raise the standing on the stalls vessels against the filling elements and to press. To realize this function, these lifting elements usually consist of a combination of a fixed piston and, this piston enclosing, movable cylinder. These components are arranged vertically, wherein the piston is rigidly connected to the rotor of the vessel filling machine. The cylinder can be moved up and down in the vertical direction.
  • Such curved paths are not along the arranged all the peripheral surface of the rotor, but they are only on a section of the circumference, preferably in the region of the vessel inlet and outlet, where the receiving surface of the stand plates on the height level of zuund laxative transporters must be located.
  • Such a lifting member has been proposed for example in DE 39 19 565.
  • a disadvantage of such an embodiment is that the lifting movement of the lifting member is determined solely by the contour of the curved path and changes in the lifting movement can be realized only by replacing the curved path, which is very time consuming and therefore expensive in practice.
  • the main difference between the two filling methods is the connection between the filling element and the vessel to be filled during the filling process.
  • a counter pressure filling element and vessel are in sealing position to each other, which means that the vessel is pressed by the lifting member with considerable force against the filling member to seal off the interior of the vessel gas-tight from the environment.
  • This filling process is mainly used for CO 2 -containing drinks such as beer or mineral water.
  • filling element and vessel are not in sealing position to each other, but are arranged at a distance from each other. This filling process is used for CO 2 free drinks such as fruit juices or milk.
  • the invention provides, the lifting elements with different Operate operating pressures, and that the lifting elements in addition to a spring-loaded, sliding stop be equipped, which the Stroke of the lifting organs at a first, low operating pressure in a first low Ended position, and which the stroke at a second, higher operating pressure the lifting organs in a second, higher position finished.
  • the lifting members 1 are on the outer circumference of the rotor 2 arranged the vessel filling machine.
  • Central part of the lifting member 1 is the Piston 4, which is connected by a receptacle 5 fixed to the rotor 2.
  • the piston 4 is enclosed by a cylinder 6, which is a cylinder tube 7 and a cylinder head 8 is formed.
  • the between piston 4, cylinder tube 7 and cylinder head 8 resulting displacement 9 is arranged by a piston 4 in the Bore pressurized with compressed air.
  • the resulting upward movement of the cylinder 6 is supported by a rotatably mounted thereto Roller 10 limited and controlled, this role 10 on the stationary curved path 3 is present.
  • a stop element 12 is attached.
  • this receiving and guiding element 13 is designed such that that in addition to his leadership functions, he also takes on other tasks can.
  • this element includes a spring element chamber 14 and a movably mounted between cylinder tube 7 and receiving and guiding element 13 Stop sleeve 15.
  • a cylindrical coil spring 16 it is envisaged within the spring element chamber 14, a cylindrical coil spring 16 to arrange.
  • other elastic elements e.g. elastically deformable Plastic elements, more on the circumference of the spring element chamber 14th arranged coil springs or other, known in the art and for the be provided in this case appropriate means.
  • the procedure for a first filling method is described below, in which the containers are to be filled without pressure, ie not in sealing position with the filling valve.
  • the displacement 9 is subjected to a first, low pressure.
  • the cylinder 6 follows the predetermined by the voltage applied to the cam 3 roll 10 up and down movement. If the rotor 2 has reached a certain angle of rotation, the cam track 3 ends in a continuous outlet. As a rule, even before reaching this outlet, the cylinder 6 has moved so far upwards that the stop element 12 rests against the stop sleeve 15 and thus can not move further upwards.
  • the pressure used in this method is not sufficient to compress the spring located in the spring element chamber 14 coil spring 16, the upward movement of the lifting member thus ends in this position, the vessel are not in sealing position with the filling element.
  • a method for counter-pressure filling is the Displacement 9 with a second, higher pressure applied.
  • This has the consequence that fixed to the cylinder tube stop member 12 with a larger force is pressed against the stop sleeve 15. Does the role 10 the sphere of influence of Leave curved path 3 and the pressure applied in the displacement 9 pressure is large enough, so the stopper member 12 is capable of the coil spring by a displacement the stop sleeve 15 so far compress until the stop sleeve 15th with the upper part of the spring element chamber 14 collides. This results an increased stroke of the cylinder 6, the vessel is consequently in sealing position with the filling element.
  • hydraulically and / or pneumatically operating functional or spring elements be used.
  • These elements can be made from cylinders and Piston consist with piston rod, the piston rod as a stop for the to serve moving lifting member. Now moves the lifting member against the Piston rod, so builds a corresponding in the cylinder chamber of the element Pressure on. If the level of pressure exceeds a certain value, it opens Pressure relief valve and located in the cylinder chamber pressure medium can escape, causing the piston can continue to retract, resulting in an extended stroke movement of the lifting member has the consequence. Dodges the lifting mechanism as part of the progressive Rotational movement of the rotor back, so moving in and / or arranged on the element spring element, the piston back to its original position back. The pressure remains, in a second filling process, in the cylinder chamber below the value required to open the pressure relief valve is, so the piston can not go beyond a certain small amount in the cylinder retract, whereby the stroke of the lifting member is limited.
  • the printing medium used within the above-described element can be a gas or a hydraulic fluid.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Huborgan (1) mit variablem Hub für Gefäßbehandlungsmaschinen, insbesondere für Füllmaschinen für Gefäße, wobei die Huborgane kreisförmig am Huborgantisch auf Abstand angeordnet sind, auf jedem Huborgan ein Standteller befestigt ist und jedes Huborgan eine in den Hubraum geführte Druckmittelleitung aufweist, dabei ist vorgesehen, dass am und/oder innerhalb des Huborgans Anschlagmittel (12,14) vorgesehen sind, welche den Hub des Huborgans in Abhängigkeit vom Druck des Druckmittels verändern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Huborgan mit variablem Hub für Gefäßbehandlungsmaschinen, insbesondere für Füllmaschinen für Gefäße, wobei die Huborgane kreisförmig am Huborgantisch auf Abstand angeordnet sind.
Gefäßfüllmaschinen sind vorzugsweise als rotierende Maschinen ausgelegt, die an ihren Rotoren eine Vielzahl von Füllelementen aufweisen. Diesen Füllelementen sind heb- und senkbare Standteller zugeordnet, die über Zuführsterne die zu befüllenden Gefäße übernehmen. Jedem dieser Standteller ist wiederum ein so genanntes Huborgan zugeordnet, welches dazu bestimmt ist, die auf den Standtellern stehenden Gefäße gegen die Füllelemente anzuheben und anzupressen.
Um diese Funktion zu realisieren, bestehen diese Huborgane in der Regel aus einer Kombination aus einem feststehenden Kolben und einem, diesen Kolben umschließenden, beweglichen Zylinder. Diese Bauteile sind lotrecht angeordnet, wobei der Kolben starr mit dem Rotor der Gefäßfüllmaschine verbunden ist.
Der Zylinder kann in senkrechter Richtung auf und ab bewegt werden.
Der sich zwischen feststehendem Kolben und beweglichem Zylinder ergebende Hubraum wird in den meisten Fällen mit Druckluft beaufschlagt, welche durch eine Bohrung im Kolben geleitet wird, wodurch der Zylinder das Bestreben hat, sich senkrecht nach oben zu bewegen. Diese Bewegung wird durch eine am Zylinder befestigte, um ihre Längsachse drehbar gelagerte Rolle begrenzt, wobei diese Rolle an einer ortsfesten Kurvenbahn anliegt. Durch die Drehbewegung des Rotors der Gefäßfüllmaschine rollt sich die Rolle auf der Kurvenbahn ab, folgt somit deren Kontur und führt dadurch gleichzeitig eine Auf- und Ab-Bewegung durch, welcher aufgrund der konstruktiven Gestaltung auch der Standteller und somit auch das auf diesem befindliche Gefäß folgt.
In den meisten Anwendungsfällen sind derartige Kurvenbahnen nicht entlang der gesamten Umfangsfläche des Rotors angeordnet, sondern sie befinden sich nur auf einer Teilstrecke des Umfangs, vorzugsweise im Bereich des Gefäßein- und - auslaufs, wo sich die Aufnahmefläche der Standteller auf der Höhenebene der zuund abführenden Transporteure befinden muss.
Ein derartiges Huborgan wurde z.B. in der DE 39 19 565 vorgeschlagen.
Nachteilig bei einer derartigen Ausgestaltung ist, dass die Hubbewegung des Huborgans ausschließlich durch die Kontur der Kurvenbahn bestimmt wird und Veränderungen der Hubbewegung nur durch einen Austausch der Kurvenbahn realisiert werden können, was in der Praxis sehr zeitaufwändig und somit teuer ist.
Im Rahmen der Bestrebungen zur Kostensenkung stellt sich innerhalb der Getränkeindustrie zunehmend die Aufgabe, unterschiedlichste Getränkeflüssigkeiten mit derselben Füllmaschine abfüllen zu können. Neben der Möglichkeit die einzelnen Verfahrenschritte des Füllvorganges an die Erfordernisse des Füllgutes anpassen zu können, verlangen die Anwender auch eine Möglichkeit, auf einfache Art und Weise zwischen einer Gegendruckfüllung und einer drucklosen Füllung wählen zu können.
Der wesentliche Unterschied zwischen beiden Füllverfahren besteht in der Verbindung zwischen Füllelement und dem zu füllenden Gefäß während des Füllprozesses.
Bei einer Gegendruckfüllung befinden sich Füllelement und Gefäß in Dichtlage zueinander, was bedeutet, dass das Gefäß durch das Huborgan mit erheblicher Kraft gegen das Füllelement gedrückt wird, um den Innenraum des Gefäßes gasdicht von der Umgebung abzuschotten. Dieses Füllverfahren findet vor allem bei CO2-haltigen Getränken wie z.B. Bier oder Mineralwasser Anwendung. Bei der drucklosen Füllung hingegen befinden sich Füllelement und Gefäß nicht in Dichtlage zueinander, sondern sind mit Abstand zueinander angeordnet. Dieses Füllverfahren findet bei CO2freien Getränken wie z.B. Fruchtsäften oder Milch Anwendung.
Da aber der Hub eines Huborgans im wesentlichen konstant ist, bedarf es zur Realisierung einer derartigen Funktion einer speziellen konstruktiven Gestaltung.
In der Technik ist zur Lösung dieses Problems ein Vorschlag bekannt geworden, bei dem ein Huborgan mit feststehendem Zylinder und beweglichem Kolben verwendet wird, wobei die zugehörige Kolbenstange den Zylinder an beiden Enden überragt. Am oberen Ende der Kolbenstange ist der Standteller befestigt, an seinem unteren Ende eine Anschlagplatte. Bei einer Druckfüllung tritt diese Anschlagplatte nicht in Funktion, die Kolbenstange kann sich soweit nach oben bewegen, bis sich Gefäß und Füllelement in Dichtlage zueinander befinden. Um eine drucklose Füllung zu realisieren, wird auf das untere Ende der Kolbenstange ein Distanzelement aufgesetzt, welches vor der Anschlagplatte angeordnet wird. Da dieses Distanzelement den Bewegungsraum der Anschlagplatte vermindert, bzw. die wirksame Länge des unteren Endes der Kolbenstange reduziert, wird der Hub des Kolbens wirksam begrenzt. Von großen Nachteil bei dieser Vorgehensweise ist der insbesondere bei Füllmaschinen mit zahlreichen Füllstellen hohe Zeitaufwand, den das Auswechseln der Distanzstücke erfordert.
Ein weiterer Lösungsansatz besteht darin, den Füllerkessel höhenverstellbar auszuführen, wodurch bei konstantem Hub der Hubelemente ebenfalls Einfluss auf das Herstellen einer Dichtlage genommen werden kann. Eine derartige Lösung ist mechanisch sehr aufwändig und somit teuer.
Aufgabe und Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe und Verbesserung zu schaffen und eine Vorrichtung vorzustellen, welche die oben genannten Nachteile vermeidet und dennoch einen einfachen Wechsel zwischen druckloser Füllung und Gegendruckfüllung erlaubt. Dazu sieht die Erfindung vor, die Huborgane mit unterschiedlichen Betriebsdrücken zu betreiben, und dass die Huborgane zusätzlich mit einem federbelasteten, verschiebbaren Anschlag ausgestattet werden, welcher den Hub der Huborgane bei einem ersten, niedrigen Betriebsdruck in einer ersten niedrigen Position beendet, und welcher den Hub bei einem zweiten, höheren Betriebsdruck der Huborgane in einer zweiten, höheren Position beendet.
Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Im Einzelnen zeigt die
Figur 1
in einer Schnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Huborgan, welches sich im eingefahrenen Zustand befindet,
Figur 2
in einer Schnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Huborgan, welches sich im ausgefahrenen Zustand befindet und
Figur 3
in einer Detailansicht den federbelasteten Anschlag eines erfindungsgemäßen Huborgans.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von Ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Gleichzeitig wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Wie in der Figur 1 dargestellt, sind die Huborgane 1 am äußeren Umfang des Rotors 2 der Gefäßfüllmaschine angeordnet. Zentraler Bestandteil des Huborgans 1 ist der Kolben 4, welcher anhand einer Aufnahme 5 fest mit dem Rotor 2 verbunden ist. Umschlossen wird der Kolben 4 vom einem Zylinder 6, welcher von einem Zylinderrohr 7 und einem Zylinderkopf 8 gebildet wird. Der sich zwischen Kolben 4 , Zylinderrohr 7 und Zylinderkopf 8 ergebende Hubraum 9 wird durch eine im Kolben 4 angeordnete Bohrung mit Druckluft beaufschlagt. Die sich daraus ergebende Aufwärtsbewegung des Zylinders 6 wird durch eine an diesem befestigte, drehbar gelagerte Rolle 10 begrenzt und gesteuert, wobei diese Rolle 10 an der ortsfesten Kurvenbahn 3 anliegt.
Am unteren Ende des Zylinders 6 ist an dessen äußerem Umfang mittels eines Distanzstückes 11 ein Anschlagelement 12 befestigt.
Am oberen Ende des Zylinders 6 befindet sich ein Aufnahme- und Führungselement 13 für den Zylinder 6. Dieses Aufnahme- und Führungselement 13 ist derart ausgebildet, dass es neben seiner Führungsfunktionen noch weitere Aufgaben übernehmen kann. Dazu beinhaltet dieses Element eine Federelementkammer 14 und eine beweglich zwischen Zylinderrohr 7 und Aufnahme- und Führungselement 13 gelagerte Anschlagmuffe 15.
Es ist vorgesehen, innerhalb der Federelementkammer 14 eine zylindrische Schraubenfeder 16 anzuordnen. In Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung kann aber auch die Verwendung von anderen, elastischen Elementen wie z.B. elastisch verformbaren Kunststoffelementen, mehreren am Umfang der Federelementkammer 14 angeordneten Schraubenfedern oder weiteren, in der Technik bekannten und für den vorliegenden Anwendungsfall geeigneten Mitteln vorgesehen sein.
Durch die in der Federelementkammer 14 unter Vorspannung angeordnete Schraubenfeder 16 wird die im Wesentlichen durch das Zylinderrohr 7 geführte Anschlagmuffe 15 so weit nach unten bewegt, bis sie aufgrund ihrer geometrischen Gestalt gegen einen Anschlag des Aufnahme- und Führungselementes 13 gedrückt wird. In dieser Position ragt das untere Ende der Anschlagmuffe 15 deutlich über die untere Begrenzung des Aufnahme- und Führungselementes 13 hinaus.
Nachfolgend wird die Vorgehensweise bei einem ersten Füllverfahren beschrieben, bei dem die Gefäße drucklos, also nicht in Dichtlage mit dem Füllventil abgefüllt werden sollen.
Zur Realisierung dieses Verfahrens wird der Hubraum 9 mit einem ersten, niedrigen Druck beaufschlagt. Während der Drehbewegung des Rotors 2 um seine Hochachse folgt der Zylinder 6 der durch die an der Kurvenbahn 3 anliegenden Rolle 10 vorgegebenen Auf- und Ab-Bewegung. Hat der Rotor 2 einen bestimmten Drehwinkel erreicht, so endet die Kurvenbahn 3 in einem kontinuierlichen Auslauf. In der Regel schon vor dem Erreichen dieses Auslaufes hat sich der Zylinder 6 so weit nach oben bewegt, dass das Anschlagselement 12 an der Anschlagmuffe 15 anliegt und sich somit nicht weiter nach oben bewegen kann. Der bei diesem Verfahren verwendete Druck reicht nicht aus, um die in der Federelementkammer 14 befindliche Schraubenfeder 16 zusammenzudrücken, die Aufwärtsbewegung des Huborgans endet somit in dieser Position, das Gefäß befinden sich nicht in Dichtlage mit dem Füllelement.
Bei einem zweiten Füllverfahren, einem Verfahren zur Gegendruckfüllung wird der Hubraum 9 mit einem zweiten, höheren Druck beaufschlagt. Dieses hat zur Folge, dass das am Zylinderrohr befestigte Anschlagselement 12 mit einer größeren Kraft gegen die Anschlagsmuffe 15 gedrückt wird. Hat die Rolle 10 den Einflussbereich der Kurvenbahn 3 verlassen und ist der im Hubraum 9 anliegende Druck groß genug, so ist das Anschlagelement 12 in der Lage, die Schraubenfeder durch eine Verschiebung der Anschlagmuffe 15 so weit zusammenzudrücken, bis die Anschlagmuffe 15 mit dem oberen Teil der Federelementkammer 14 zusammenstößt. Daraus resultiert eine vergrößerte Hubbewegung des Zylinders 6, das Gefäß befindet sich demzufolge in Dichtlage mit dem Füllelement.
Diese Situation ist anschaulich in der Figur 2 dargestellt.
In einer weiteren, überaus vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass hydraulisch und/oder pneumatisch arbeitende Funktions- bzw. Federelemente verwendet werden. Dabei können diese Elemente aus Zylinder und Kolben mit Kolbenstange bestehen, wobei die Kolbenstange als Anschlag für das sich bewegende Huborgan dienen soll. Bewegt sich nun das Huborgan gegen die Kolbenstange, so baut sich im Zylinderraum des Elementes ein entsprechender Druck auf. Übersteigt die Höhe des Druckes einen bestimmten Wert, so öffnet ein Druckbegrenzungsventil und das im Zylinderraum befindliche Druckmedium kann entweichen, wodurch der Kolben weiter einfahren kann, was eine erweiterte Hubbewegung des Huborgans zur Folge hat. Weicht das Huborgan im Rahmen der fortschreitenden Drehbewegung des Rotors wieder zurück, so bewegt ein im und/oder am Element angeordnetes Federelement den Kolben wieder in seine Ausgangsposition zurück. Bleibt der Druck, bei einem zweiten Füllverfahren, im Zylinderraum unterhalb des Wertes, welcher zum Öffnen des Druckbegrenzungsventils erforderlich ist, so kann der Kolben nicht über ein bestimmtes, geringes Maß hinaus in den Zylinder einfahren, wodurch der Hub des Huborgans begrenzt ist.
Bei dem innerhalb des oben beschriebenen Elementes verwendeten Druckmedium kann es sich je nach Variante um ein Gas oder um eine Hydraulikflüssigkeit handeln.

Claims (7)

  1. Huborgan mit variablem Hub für Gefäßbehandlungsmaschinen, insbesondere an Füllmaschinen für Gefäße, wobei die Huborgane kreisförmig am Huborgantisch auf Abstand angeordnet sind, auf jedem Huborgan ein Standteller befestigt ist und jedes Huborgan eine in den Hubraum geführte Druckmittelleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass am und/oder innerhalb des Huborgans Anschlagmittel vorgesehen sind, die in Abhängigkeit vom Druck des Druckmittels eine jeweils veränderte Hubstellung zulassen.
  2. Huborgan gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Mitteln um mindestens ein federkraftbeaufschlagtes Anschlagelement (15) handelt, welches in Abhängigkeit von der darauf einwirkenden Kraft mindestens zwei definierte Positionen einnimmt.
  3. Huborgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anschlagelemente mindestens teilweise innerhalb einer Federelementkammer (14) befinden.
  4. Huborgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den federkrafterzeugenden Elementen um mindestens eine Schraubenfeder (16) handelt.
  5. Huborgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den federkrafterzeugenden Elementen um beliebige Federelemente aus Kunststoff, Metall oder einem anderen Material handelt.
  6. Huborgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den federkrafterzeugenden Elementen um hydraulisch und/oder pneumatisch arbeitende Funktionselemente handelt.
  7. Huborgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmittel den Hub des Huborgans in Abhängigkeit vom Druck des Druckmittels begrenzen
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