EP3016905B1 - Befülladapter - Google Patents

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EP3016905B1
EP3016905B1 EP14771760.7A EP14771760A EP3016905B1 EP 3016905 B1 EP3016905 B1 EP 3016905B1 EP 14771760 A EP14771760 A EP 14771760A EP 3016905 B1 EP3016905 B1 EP 3016905B1
Authority
EP
European Patent Office
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compressed gas
filling adapter
cylinder space
liquid
filling
Prior art date
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Active
Application number
EP14771760.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3016905A2 (de
Inventor
André GRIMM
Frank Wieland
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Somac GmbH
Original Assignee
Duerr Somac GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Somac GmbH filed Critical Duerr Somac GmbH
Priority to PL14771760T priority Critical patent/PL3016905T3/pl
Publication of EP3016905A2 publication Critical patent/EP3016905A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3016905B1 publication Critical patent/EP3016905B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/005—Spouts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/06—Details or accessories
    • B67D7/42—Filling nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/06—Details or accessories
    • B67D7/42—Filling nozzles
    • B67D7/44—Filling nozzles automatically closing
    • B67D7/46—Filling nozzles automatically closing when liquid in container to be filled reaches a predetermined level

Definitions

  • the invention relates to a filling adapter for a container to be filled with a liquid, which can be placed on this container and a liquid connection, a suction and at least one compressed gas connection, wherein the liquid connection for supplying a liquid into the filling, the suction for the suction of gases and / or liquid from the Be Stirlladapter and the at least one compressed gas connection for pressurizing with a pressurized gas, wherein the Be Colelladapter further comprises a tube which is connected to a piston and pneumatically arranged axially adjustable on an axis and wherein via the with the liquid connection, the Suction port and the compressed gas port in operative connection pipe is provided filling the container with a liquid and / or suction of gases and / or liquid from the container through the filling adapter.
  • containers must be filled with liquids or gases.
  • a typical field of application in this respect are motor vehicles, for which a filling of housings, circuits, expansion tanks and the like with power, lubricants, coolants and other operating materials is necessary.
  • the initial filling of the assemblies is preferably carried out with filling systems that operate on the principle of the so-called.
  • Vacuum-pressure-filling and, for example DE 28 48 434 A1 are known.
  • the vehicle system is first evacuated and then filled until a measurable back pressure is established in the vehicle container to be filled in each case.
  • the suction of the container to the concrete desired level which is determined by the sleeve length on the adapter.
  • the object of the present invention to propose a device for the automatic realization of different levels in different containers, the solution should be associated only at low cost and the filling adapter should be small and light. Furthermore, it is an object of the invention to propose an executable on a system for vacuum-pressure filling process for filling containers with different fill levels.
  • the publication DE 30 39 435 shows a generic filling and removal device.
  • the Be Schombolladapter having a first cylinder chamber and a second cylinder chamber on axially opposite sides of a piston, wherein the first cylinder chamber is connected to a pressurized gas and the second cylinder chamber is also acted upon either with a compressed gas or with a spring force in that the piston can be fixed by different pressures and / or forces in the first and second cylinder chambers and fixed in position by equal pressures and / or forces in the first and second cylinder chambers, so that an orifice of the pipe can be positioned in several axial pipe positions between two end positions. where the filling and / or the suction and. this can be done adjusting a liquid level.
  • the filling adapter according to the invention is designed for the automatic realization of different filling levels. It is hardly larger and heavier than conventional filling adapters, it has a stepless or multi-stage adjustability in different axial tube positions of the tube, on which a filling and / or an extraction of the container can take place, but an extended functionality. This functionality is achieved by only minor modifications to a conventional filling adapter and achieved by using fewer additional standard components, so that the proposed solution is also cost-effective. Due to the adjustability is not only an adaptation to different containers possible, but also an optimization or readjustment of the level of the same container type.
  • the container of the filling adapter is part of a system for vacuum pressure filling, which also includes a control unit.
  • Components of the system outside of the filling adapter which are connected to the liquid connection, the suction connection and the at least one compressed gas connection, are known to the person skilled in the art and can be configured on the basis of his specialist knowledge. A description of these system components would distract from the description of the invention and therefore will be made only in the following.
  • the filling adapter according to the invention can have a first and a second compressed gas connection, which are respectively connected to the first and the second cylinder chamber.
  • Each of the two compressed gas connections is operatively connected to a proportional valve.
  • compressed gas also for alternative embodiments of the pneumatically releasable movement of the piston compressed air is preferably used.
  • only one compressed gas connection is in operative connection with a proportional valve and that the other side is acted upon by a fixed pressure, which is preferably triggered by a pressure regulator.
  • assemblies are arranged for pneumatic control of the piston outside of the filling adapter, particularly compact dimensions can be realized.
  • a variable pressure in a cylinder chamber is also set here via the valve.
  • a constant pressure functionally the same spring force.
  • a metallic coil spring or an elastomeric spring can be used, which moves the piston in the absence of a pneumatic counterforce in the rest position. Since different pressures for piston movement are required here as well, a pressure deviating from the spring force is realized with the proportional valve if the piston is to be moved. If, however, a positional fixation of the piston is to be realized, a proportional to the spring force similar pressure is generated with the proportional valve.
  • the piston can be moved along its longitudinal axis, so that a mouth of the tube can be positioned at several axial tube positions between two end positions, at which the filling and / or suction and thereby adjusting a liquid level can.
  • the filling adapter also has a position measuring system for detecting the axial position of the tube.
  • the position measuring system enables accurate detection and thus precise adjustment of the pipe position, so that the fill level to be realized in the container can be precisely adjusted.
  • the displacement measuring system has, for example, a potentiometer, an ultrasonic sensor, an optical or even a magnetic incremental encoder, wherein these data are to be understood as examples only and in no way conclusive.
  • the pressure difference that can be set by the two pressures in the first and second cylinder chambers is selected by the control unit so that the sleeve moves in the desired direction.
  • the distance measuring system permanently gives feedback about the current position. If the control unit recognizes via the position measuring system that the sleeve has reached the target position, an equal pressure is produced in the two cylinder chambers and the sleeve is fixed in position in this position.
  • the desired filling level of the liquid is set in the container by suction of excess liquid.
  • This liquid can only be sucked off, as long as the mouth of the tube is below the liquid surface. Once the mouth is above the level of the liquid, no liquid can be sucked through the tube.
  • FIG. 1 schematically shows a filling adapter 1 and a filled by this filling adapter 1 with a liquid 9 to a level above a desired level 15 level container 2.
  • the filling adapter 1 is designed as a vacuum-pressure filling adapter and part of a non-illustrated and controlled by a control unit, also not shown system for vacuum pressure filling.
  • This filling adapter 1 is airtightly connected to the container 2 by a seal 14. Before filling the container 2, an evacuation is preferably carried out, wherein the gas contained in the container 2 is sucked through a pipe 8 and a suction connection 4.
  • the tube 8 is mounted on a guide tube 17.
  • the filling of the container 2 with a liquid 9 takes place via a liquid connection 3 and the tube 8
  • FIG. 1 is an orifice 16 of the tube 8 is set to the predetermined level 15, so that the excess liquid for adjusting the level 15 can be sucked.
  • the tube 8 is connected to a piston 7 which is axially displaceable along an axis "Z" as a working piston in a working cylinder.
  • the mouth 16 of the tube 8 is adjustable between an upper end position Z-0 and a lower end position Z-1 in several steps or continuously to all intermediate positions.
  • the mouth 16 is in a first axial tube position Z-F1, which is associated with the illustrated container 2 and the filling level 15 shown.
  • the mouth 16 is moved to other positions, for example in the second axial tube position Z-F2, to realize in this position a filling level associated with another container.
  • the setting of different fill levels is preferably carried out via software parameters in a control unit, not shown.
  • the piston 7 defines with its first side 12 a first cylinder chamber 10, which is acted upon via a compressed gas connection 5 with a pressurized gas.
  • a second side 13 of the piston 7 is adjacent to a second cylinder chamber 11, which is also acted upon by a compressed gas via a further compressed gas connection 6.
  • the different pressures are e.g. generated in an unillustrated electropneumatic proportional valve.
  • the filling adapter 1 or 1 'a Wegmesssystem 19 which allows precise measurement and precise adjustment of the position of the mouth 16.
  • the mouth 16 of the tube 8 is set to the first axial tube position Z-F1, which is predetermined according to the filling level 15 in the illustrated container 2.
  • the level of the liquid 9 is in the illustrated state still above the filling level 15th
  • suction is usually carried out by sucking liquid 9 via the tube 8 and the liquid connection 3 or the suction connection 4 until the level of the liquid 9 is lowered to the filling level 15.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of a filling adapter 1 ', in contrast to FIG. 1 a spring 18 pressing on the piston 7 from below.
  • the reference numerals in FIG. 2 otherwise match the already at FIG. 1 described components.
  • the spring formed here as a helical spring 18 pushes the piston 7 in its upper rest position. Accordingly, the piston 7 is displaced at sufficiently high pressure in the first cylinder chamber 10 in another position.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Befülladapter für einen mit einer Flüssigkeit zu befüllenden Behälter, der auf diesen Behälter aufsetzbar ist und einen Flüssigkeitsanschluss, einen Absauganschluss und mindestens einen Druckgasanschluss aufweist, wobei der Flüssigkeitsanschluss zur Zuführung einer Flüssigkeit in den Befülladapter, der Absauganschluss zur Absaugung von Gasen und/oder Flüssigkeit aus dem Befülladapter und der mindestens eine Druckgasanschluss zur Beaufschlagung mit einem Druckgas ausgestaltet ist, wobei der Befülladapter weiterhin ein Rohr aufweist, das mit einem Kolben verbunden und pneumatisch axial auf einer Achse verstellbar angeordnet ist und wobei über das mit dem Flüssigkeitsanschluss, dem Absauganschluss und dem Druckgasanschluss in Wirkverbindung stehende Rohr ein Befüllen des Behälters mit einer Flüssigkeit und/oder ein Absaugen von Gasen und/oder Flüssigkeit aus dem Behälter durch den Befülladapter vorgesehen ist.
  • Für zahlreiche technische Anwendungen müssen Behälter mit Flüssigkeiten oder Gasen gefüllt werden. Ein diesbezüglich typisches Anwendungsgebiet sind Kraftfahrzeuge, für die eine Befüllung von Gehäusen, Kreisläufen, Ausgleichbehältern und dergleichen mit Kraft-, Schmier-, Kühl- und sonstigen Betriebsstoffen notwendig ist.
  • Insbesondere bei einer Erstbefüllung an Fertigungslinien beim Hersteller bestehen hohe Anforderungen an eine Befüllung, die mit den bekannten technischen Lösungen jedoch nur bedingt erfüllt werden. An solchen Fertigungslinien erfolgt die erstmalige Befüllung der Baugruppen vorzugsweise mit Füllanlagen, die nach dem Prinzip der sog. Vakuum-Druck-Befüllung arbeiten und beispielsweise aus DE 28 48 434 A1 bekannt sind. Dabei wird das Fahrzeugsystem zunächst evakuiert und danach solange befüllt, bis sich im jeweils zu befüllenden Fahrzeugbehälter ein messbarer Gegendruck einstellt. Anschließend erfolgt mittels Vakuum das Absaugen des Behälters bis auf das konkret angestrebte Niveau, das durch die Pinolenlänge am Adapter bestimmt wird. Diese Technologie ist gut handhabbar, sofern an der Fertigungslinie große Stückzahlen identischer Fahrzeugtypen hergestellt werden.
  • Probleme können sich jedoch ergeben, sofern auf einer Fertigungslinie verschiedene Fahrzeugtypen produziert werden. Hierbei kann es beim Befüllvorgang notwendig werden, dass auch unterschiedliche Niveaus mit ein- und demselben Adapter realisiert werden müssen. Dies erfordert eine Pinolenverstellung, für die bisher zwei Varianten üblich sind:
    1. a) eine Zweipunktverstellung mittels pneumatischem Zylinder, mit der lediglich zwei verschiedene Niveaus realisierbar sind
    2. b) eine stufenlose Verstellung mittels elektrischem Schrittmotor, mit dem beliebig viele verschiedene Niveaus realisierbar sind
  • Allerdings weisen diese beiden technischen Lösungen mehrere Nachteile auf. Bei der Zweipunktverstellung sind vorab zwei Niveaus fest definiert, die nur durch zusätzliche Handhabungen mechanisch verstellt werden können. Die andere Variante mit Schrittmotor ist sehr kostenintensiv und erfordert einen schweren Motor, der relativ viel Bauraum am zugeordneten Adapter beansprucht und somit die Handhabung behindern kann.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur automatischen Realisierung verschiedener Füllstände in verschiedenen Behältern vorzuschlagen, wobei die Lösung nur mit geringen Kosten verbunden sein sollte und der Befülladapter klein und leicht sein sollte. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein auf einer Anlage zur Vakuum-Druck-Befüllung ausführbares Verfahren zur Befüllung von Behältern mit verschiedenen Füllhöhen vorzuschlagen.
  • Die Druckschrift DE 30 39 435 zeigt eine gattungsgemäße Befüll- und Entnahmevorrichtung.
  • Die oben genannte Aufgabe wird gelöst, indem der Befülladapter einen ersten Zylinderraum und einen zweiten Zylinderraum an axial gegenüberliegenden Seiten eines Kolbens aufweist, wobei der erste Zylinderraum mit einem Druckgas verbunden ist und der zweite Zylinderraum entweder ebenfalls mit einem Druckgas oder mit einer Federkraft derart beaufschlagt ist, dass der Kolben durch unterschiedliche Drücke und/oder Kräfte im ersten und zweiten Zylinderraum bewegbar und durch gleiche Drücke und/oder Kräfte im ersten und zweiten Zylinderraum lagefixiert feststellbar ist, so dass eine Mündung des Rohres auf mehrere axiale Rohrstellungen zwischen zwei Endstellungen positionierbar ist, an denen das Befüllen und/oder das Absaugen und. dadurch das Einstellen einer Füllhöhe der Flüssigkeit erfolgen kann.
  • Der erfindungsgemäße Befülladapter ist zur automatischen Realisierung verschiedener Füllstände ausgebildet. Er ist kaum größer und schwerer als herkömmliche Befülladapter, er weist durch eine stufenlose oder mehrstufige Verstellbarkeit in unterschiedliche axiale Rohrstellungen des Rohres, auf denen eine Befüllung und/oder eine Absaugung des Behälters erfolgen kann, jedoch eine erweiterte Funktionalität auf. Diese Funktionalität wird durch lediglich geringe Modifikationen an einem herkömmlichen Befülladapter und durch die Verwendung weniger zusätzlicher Standardbauelemente erreicht, so dass die vorgeschlagene Lösung auch kostengünstig ist. Durch die Verstellbarkeit ist nicht nur eine Anpassung an verschiedene Behälter möglich, sondern auch eine Optimierung oder Nachregelung der Füllhöhe an demselben Behältertyp.
  • Es versteht sich für einen Fachmann auf diesem technischen Gebiet, dass zur Befüllung des Behälters der Befülladapter Teil einer Anlage zur Vakuum-Druck-Befüllung ist, die auch eine Steuereinheit umfasst. Komponenten der Anlage außerhalb des Befülladapters, die mit dem Flüssigkeitsanschluss, dem Absauganschluss und dem wenigstens einen Druckgasanschluss verbunden sind, sind dem Fachmann bekannt und auf Grundlage seiner Fachkenntnisse ausgestaltbar. Eine Beschreibung dieser Anlagenkomponenten würde von der Beschreibung der Erfindung ablenken und erfolgt deshalb im Folgenden nur punktuell.
  • Der erfindungsgemäße Befülladapter kann in einer Ausführung einen ersten und einen zweiten Druckgasanschluss aufweisen, die jeweils mit dem ersten bzw. mit dem zweiten Zylinderraum verbunden sind. Dabei steht jeder der zwei Druckgasanschlüsse mit einem Proportionalventil in Wirkverbindung. Als Druckgas, auch für alternative Ausführungen der pneumatisch auslösbaren Bewegung des Kolbens wird vorzugsweise Druckluft eingesetzt.
  • In einer anderen Ausführung ist vorgesehen, dass lediglich ein Druckgasanschluss mit einem Proportionalventil in Wirkverbindung steht und dass die andere Seite mit einem festen Druck beaufschlagt wird, der vorzugsweise von einem Druckregler ausgelöst wird.
  • In einer nochmals anderen Ausführung steht ebenfalls nur ein Druckgasanschluss mit einem Proportionalventil in Wirkverbindung und die andere Seite wird mit einer Federkraft beaufschlagt.
  • In Abhängigkeit der für die konkreten Einsatzmöglichkeiten modifizierten Ausgestaltungen ergeben sich verschiedenartige technische Effekte und letztlich funktionelle Vorteile.
  • Sofern die Baugruppen zur pneumatischen Ansteuerung für den Kolben außerhalb des Befülladapters angeordnet werden, sind besonders kompakte Abmessungen realisierbar.
  • Sofern zwei elektrisch ansteuerbare pneumatische Proportionalventile vorgesehen sind, können mit den Ventilen im ersten und im zweiten Zylinderraum jeweils unterschiedliche Drücke eingestellt werden. Diese unterschiedlichen Drücke sind zur Bewegung des Kolbens erforderlich. Zur Lagefixierung des Kolbens sind hingegen etwa gleiche Drücke im ersten und zweiten Zylinderraum erforderlich.
  • Sofern nur ein Proportionalventil und ein festeinstellbarer Druckregler vorgesehen sind, wird über das Proportionalventil ein variabler Druck in einem Zylinderraum eingestellt. Im anderen Zylinderraum liegt folglich ein konstanter Druck vor. Da auch hier unterschiedliche Drücke zur Kolbenbewegung erforderlich sind, wird mit dem Proportionalventil ein gegenüber dem konstanten Druck abweichender Druck realisiert, falls der Kolben bewegt werden soll. Zur Lagefixierung des Kolbens muss hingegen mit dem Proportionalventil im ersten Zylinderraum ein dem festen Druck im zweiten Zylinderraum entsprechender Druck eingestellt werden.
  • Sofern ein Proportionalventil und anstelle des festeinstellbaren Druckreglers eine Feder vorgesehen sind, wird über das Ventil auch hier ein variabler Druck in einem Zylinderraum eingestellt. Im anderen Zylinderraum liegt eine dem konstanten Druck funktionell gleiche Federkraft vor. Für diese Variante kann beispielsweise eine metallische Spiralfeder oder eine Elastomerfeder verwendet werden, die den Kolben bei Fehlen einer pneumatischen Gegenkraft in die Ruhestellung bewegt. Da auch hier unterschiedliche Drücke zur Kolbenbewegung erforderlich sind, wird mit dem Proportionalventil ein zur Federkraft abweichender Druck realisiert, falls der Kolben bewegt werden soll. Falls hingegen eine Lagefixierung des Kolbens zu realisieren ist, wird mit dem Proportionalventil eine zur Federkraft gleichartige Druckbeaufschlagung erzeugt.
  • Unabhängig von der jeweils konkreten Ausführung kann folglich der Kolben entlang seiner Längsachse bewegt werden, so dass eine Mündung des Rohres auf mehrere axiale Rohrstellungen zwischen zwei Endstellungen positionierbar ist, an denen das Befüllen und/oder das Absaugen und dadurch das Einstellen einer Füllhöhe der Flüssigkeit erfolgen kann.
  • Der Befülladapter weist außerdem ein Wegmesssystem zur Erfassung der axialen Position des Rohres auf. Das Wegmesssystem ermöglicht eine genaue Erfassung und somit eine genaue Einstellung der Rohrstellung, so dass die zu realisierende Füllhöhe im Behälter genau eingestellt werden kann. Das Wegmesssystem weist z.B. ein Potentiometer, einen Ultraschallsensor, einen optischen oder auch einen magnetischen Inkrementalgeber auf, wobei diese Angaben nur beispielhaft und keinesfalls abschließend zu verstehen sind.
  • Bei der Positionierung der Pinole wird der durch die beiden Drücke im ersten und zweiten Zylinderraum einstellbare Druckunterschied durch die Steuereinheit so gewählt, dass sich die Pinole in die gewünschte Richtung bewegt. Das Wegmesssystem gibt permanent eine Rückmeldung über die aktuelle Position. Erkennt die Steuereinheit über das Wegmesssystem, dass die Pinole die Zielposition erreicht hat, wird in den beiden Zylinderräumen ein gleicher Druck hergestellt und die Pinole in dieser Position lagefixiert.
  • Neben der oben erläuterten vorrichtungstechnischen Ausgestaltung werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch verfahrenstechnische Aspekte berücksichtigt. Hierzu wird ein zusätzlicher Verfahrensschritt vorgeschlagen, in dem eine Mündung des Rohres in eine von einer Steuereinheit vorgebbare, zwischen zwei Endstellungen befindliche und einer Füllhöhe in dem Behälter zuordenbare erste axiale Rohrstellung bewegt wird. Somit wird im Unterschied zur bisher üblichen Vorgehensweise nicht eine feste und konstruktiv vorgegebene Rohrstellung angefahren, über welche letztendlich die Füllhöhe im Behälter realisiert wird, sondern es wird eine variable Rohrstellung angefahren. Es ist eine feinstufige bis kontinuierliche Positionseinstellung zwischen den Endstellungen des Rohres möglich.
  • Vorzugsweise wird die angestrebte Füllhöhe der Flüssigkeit im Behälter durch Absaugen von überschüssiger Flüssigkeit eingestellt. Diese Flüssigkeit kann nur abgesaugt werden, solange sich die Mündung des Rohres unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche befindet. Sobald sich die Mündung über dem Pegel der Flüssigkeit befindet, kann keine Flüssigkeit mehr durch das Rohr abgesaugt werden.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Befülladapters in einer ersten Variante
    Fig. 2
    den Aufbau eines erfindungsgemäßen Befülladapters in einer gegenüber Fig. 1 etwas modifizierten Variante
  • Figur 1 zeigt schematisch einen Befülladapter 1 und einen durch diesen Befülladapter 1 mit einer Flüssigkeit 9 bis zu einem über einer gewünschten Füllhöhe 15 liegenden Pegel befüllten Behälter 2. Der Befülladapter 1 ist als Vakuum-Druck-Befülladapter ausgeführt und Bestandteil einer nicht näher dargestellten und von einer ebenfalls nicht dargestellten Steuereinheit gesteuerten Anlage zur Vakuum-Druck-Befüllung.
  • Dieser Befülladapter 1 ist mit dem Behälter 2 durch eine Dichtung 14 luftdicht verbunden. Vor einer Befüllung des Behälters 2 erfolgt vorzugsweise eine Evakuierung, wobei das in dem Behälter 2 befindliche Gas durch ein Rohr 8 und einen Absauganschluss 4 abgesaugt wird. Das Rohr 8 ist auf einem Führungsrohr 17 gelagert. Die Befüllung des Behälters 2 mit einer Flüssigkeit 9 erfolgt über einen Flüssigkeitsanschluss 3 und das Rohr 8. Gemäß Figur 1 ist eine Mündung 16 des Rohres 8 auf die vorgegebene Füllhöhe 15 eingestellt, so dass die überschüssige Flüssigkeit zur Einstellung der Füllhöhe 15 abgesaugt werden kann.
  • Das Rohr 8 ist mit einem Kolben 7 verbunden, der axial entlang einer Achse "Z" als Arbeitskolben in einem Arbeitszylinder verschiebbar ist. Die Mündung 16 des Rohres 8 ist dabei zwischen einer oberen Endstellung Z-0 und einer unteren Endstellung Z-1 in mehreren Schritten oder kontinuierlich auf alle Zwischenstellungen einstellbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Mündung 16 in einer ersten axialen Rohrstellung Z-F1, die dem dargestellten Behälter 2 und der dargestellten Füllhöhe 15 zugeordnet ist. In anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Mündung 16 in andere Stellungen, beispielsweise in die zweite axiale Rohrstellung Z-F2, gefahren, um in dieser Stellung eine einem anderen Behälter zugeordnete Füllhöhe zu realisieren. Die Einstellung verschiedener Füllhöhen erfolgt vorzugsweise über Softwareparameter in einer nicht dargestellten Steuereinheit.
  • Der Kolben 7 begrenzt mit seiner ersten Seite 12 einen ersten Zylinderraum 10, der über einen Druckgasanschluss 5 mit einem Druckgas beaufschlagbar ist. Eine zweite Seite 13 des Kolbens 7 grenzt an einen zweiten Zylinderraum 11, der über einen weiteren Druckgasanschluss 6 ebenfalls mit einem Druckgas beaufschlagbar ist. Zur Bewegung des Kolbens 7 entlang der Achse "Z" werden an die zwei Druckgasanschlüsse 5 und 6 unterschiedliche Drücke angelegt. Die unterschiedlichen Drücke werden z.B. in einem nicht dargestellten elektropneumatischen Proportionalventil erzeugt. Zur Lagefixierung des Kolbens 7 in einer bestimmten Kolbenstellung wird ein Kräftegleichgewicht an dem Kolben durch etwa gleiche Drücke an den Druckgasanschlüssen 5 und 6 eingestellt.
  • Weiterhin weist der Befülladapter 1 bzw. 1' ein Wegmesssystem 19 auf, das eine präzise Messung und eine präzise Einstellung der Position der Mündung 16 ermöglicht.
  • In der dargestellten Stellung ist die Mündung 16 des Rohres 8 auf die erste axiale Rohrstellung Z-F1 gestellt, die entsprechend der Füllhöhe 15 in dem dargestellten Behälter 2 vorgegeben ist. Der Pegel der Flüssigkeit 9 liegt in dem dargestellten Zustand noch über der Füllhöhe 15.
  • Im anschließenden Verfahrensschritt zum Befüllen des Behälters 2 erfolgt üblicherweise ein Absaugen, indem Flüssigkeit 9 über das Rohr 8 und den Flüssigkeitsanschluss 3 oder den Absauganschluss 4 solange abgesaugt wird, bis der Pegel der Flüssigkeit 9 bis zu der Füllhöhe 15 abgesenkt ist.
  • Figur 2 zeigt eine alternative Ausführung eines Befülladapters 1', der im Unterschied zu Figur 1 eine auf den Kolben 7 von unten drückende Feder 18 aufweist. Die Bezugszeichen in Figur 2 entsprechen ansonsten den bereits bei Figur 1 beschriebenen Komponenten. Sofern bei der in Figur 2 dargestellten Ausführung im ersten Zylinderraum 10 kein Druck eine die Federkraft übersteigende pneumatische Kraft auf den Kolben 7 ausübt, schiebt die hier als Spiralfeder ausgebildete Feder 18 den Kolben 7 in seine obere Ruhestellung. Entsprechend wird der Kolben 7 bei ausreichend hohem Druck im ersten Zylinderraum 10 in eine andere Stellung verlagert.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Befülladapter
    1'
    Befülladapter
    2
    Behälter
    3
    Flüssigkeitsanschluss
    4
    Absauganschluss
    5
    Druckgasanschluss
    6
    Druckgasanschluss
    7
    Kolben
    8
    Rohr
    9
    Flüssigkeit
    10
    erster Zylinderraum
    11
    zweiter Zylinderraum
    12
    erste Seite des Kolbens
    13
    zweite Seite des Kolbens
    14
    Dichtung
    15
    Füllhöhe
    16
    Mündung
    17
    Führungsrohr
    18
    Feder
    19
    Wegmesssystem
    Z-0
    obere Endstellung
    Z-1
    untere Endstellung
    Z-F1
    erste axiale Rohrstellung
    Z-F2
    zweite axiale Rohrstellung

Claims (9)

  1. Befülladapter für einen mit einer Flüssigkeit zu befüllenden Behälter, der auf diesen Behälter aufsetzbar ist und einen Flüssigkeitsanschluss, einen Absauganschluss und mindestens einen Druckgasanschluss aufweist, wobei der Flüssigkeitsanschluss zur Zuführung einer Flüssigkeit in den Befülladapter, der Absauganschluss zur Absaugung von Gasen und/oder Flüssigkeit aus dem Befülladapter und der mindestens eine Druckgasanschluss zur Beaufschlagung mit einem Druckgas ausgestaltet ist, wobei der Befülladapter weiterhin ein Rohr aufweist, das mit einem Kolben verbunden und pneumatisch axial auf einer Achse verstellbar angeordnet ist und wobei über das mit dem Flüssigkeitsanschluss, dem Absauganschluss und dem Druckgasanschluss in Wirkverbindung stehende Rohr ein Befüllen des Behälters mit einer Flüssigkeit und/oder ein Absaugen von Gasen und/oder Flüssigkeit aus dem Behälter durch den Befülladapter vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Befülladapter (1, 1') einen ersten Zylinderraum (10) und einen zweiten Zylinderraum (11) an axial gegenüberliegenden Seiten (12, 13) des Kolbens (7) aufweist, wobei der erste Zylinderraum (10) mit einem Druckgas verbunden ist und wobei der zweite Zylinderraum (11) entweder ebenfalls mit einem Druckgas derart verbunden oder mit einer Federkraft derart beaufschlagt ist, dass der Kolben (7) durch unterschiedliche Drücke und/oder Kräfte im ersten Zylinderraum (10) und zweiten Zylinderraum (11) bewegbar und durch gleiche Drücke und/oder Kräfte im ersten Zylinderraum (10) und zweiten Zylinderraum (11) lagefixiert feststellbar ist, so dass eine Mündung (16) des Rohres (8) auf mehrere axiale Rohrstellungen (Z-F1, Z-F2) zwischen zwei Endstellungen (Z-0, Z-1) positionierbar ist, an denen das Befüllen und/oder das Absaugen und dadurch das Einstellen einer Füllhöhe (15) der Flüssigkeit (9) erfolgen kann.
  2. Befülladapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Befülladapter (1, 1') ein Wegmesssystem (19) zur Erfassung der axialen Position des Rohres (8) auf der Achse (Z) aufweist.
  3. Befülladapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Befülladapter (1) einen ersten Druckgasanschluss (5), der mit dem ersten Zylinderraum (10) verbunden ist, und einen zweiten Druckgasanschluss (6), der mit dem zweiten Zylinderraum (11) verbunden ist, aufweist.
  4. Befülladapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass dem ersten Druckgasanschluss (5) und dem zweiten Druckgasanschluss (6) jeweils ein separates, elektrisch ansteuerbares pneumatisches Proportionalventil zugeordnet ist.
  5. Befülladapter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
    dass mit den beiden Proportionalventilen im ersten Zylinderraum (10) und im zweiten Zylinderraum (11) unterschiedliche Drücke einstellbar sind.
  6. Befülladapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass dem ersten Druckgasanschluss (5) ein elektrisch ansteuerbares pneumatisches Proportionalventil zugeordnet ist und dem zweiten Druckgasanschluss (6) ein fester Druckregler zugeordnet ist.
  7. Befülladapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Befülladapter (1') einen ersten Druckgasanschluss (5), der mit dem ersten Zylinderraum (10) verbunden ist und eine Feder (18), die im zweiten Zylinderraum (11) angeordnet ist, aufweist.
  8. Befülladapter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
    dass dem ersten Druckgasanschluss (5) ein elektrisch ansteuerbares pneumatisches Proportionalventil zugeordnet ist und dass die Feder (18) im zweiten Zylinderraum (11) so angeordnet ist, dass sie den Kolben (7) in eine der beiden Endstellungen auf der Achse (Z) drückt.
  9. Verfahren zum Befüllen eines Behälters unter Verwendung eines Befülladapters nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
    dass in einem Verfahrensschritt eine Mündung (16) eines Rohres (8) in eine von einer Steuereinheit vorgebbare, zwischen zwei Endstellungen (Z-0, Z-1) befindliche und einer Füllhöhe (15) in dem Behälter (2) zuordenbare erste axiale Rohrstellung (Z-F1) bewegt wird, wobei die zu realisierende Füllhöhe (15) der Flüssigkeit (9) in dem Behälter (2) durch Absaugen überschüssiger Flüssigkeit (9) eingestellt wird.
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