EP3737634B1

EP3737634B1 - Füllvorrichtung

Info

Publication number: EP3737634B1
Application number: EP18804584.3A
Authority: EP
Inventors: Dieter-Rudolf Krulitsch; Ludwig Clüsserath; Bernd Bruch
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2022-01-05
Anticipated expiration: 2038-11-16
Also published as: CN111601769B; DE102018100353A1; US11046565B2; US20200346913A1; WO2019137666A1; DE102018100353B4; CN111601769A; EP3737634A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Füllen von Behältern, insbesondere Glasflaschen unter Druck mit einem Transportelement, was insbesondere kreisförmig umläuft, welches Transportelement Aufnahmestationen mit Behälteraufnahmen für die Behälter aufweist, wobei im Förderbereich des Transportelements eine Zu- und Abfuhreinrichtung für die Zu- und Abfuhr der Behälter in die Behälteraufnahmen der Aufnahmestationen angeordnet ist. Die Behälteraufnahme einer Aufnahmestation ist unterhalb eines zugeordneten Füllelements angeordnet. Das Füllelement ist mittels eines ersten Hubmechanismus in vertikaler Richtung verstellbar, um die Füllvorrichtung auf unterschiedliche Behältergrößen einstellen zu können. An der Aufnahmestation ist eine Abschirmungsanordnung, z.B. in Form wenigstens eines Trennblechs ausgebildet, welche den Behälter in einer Schutzstellung zumindest teilweise umgibt. Das ist deswegen notwendig, weil z.B. eine Warmbefüllung von CO2-haltigen Getränken bei Drücken von 7,5 bar erfolgen kann, was bei Materialfehlern des Behälters, insbesondere der Glasflasche, zu eine Bersten führen kann, wobei ohne Abschirmung benachbarte Flaschen mit zerstört werden können.
Üblicherweise ist die Abschirmungsanordnung mit dem Füllelement verbunden, z.B. an diesem befestigt. Wenn das Füllelement somit auf unterschiedliche Flaschengrößen eingestellt, d.h. nach oben oder unten bewegt wird, ist das Trennblech entweder zu lang oder zu kurz. Ein Nachteil dieser bekannten Technik besteht somit darin, dass die Abschirmungsanordnung nicht alle Flaschen- bzw. Behältergrößen effektiv abschirmen kann. Im Stand der Technik wird diesem Problem dadurch begegnet, dass die Abschirmungsanordnung Trennbleche enthält, welche an die kleinste Flasche angepasst sind, so dass sie nicht mit anderen Elementen des Transportelements, z.B. der Behälteraufnahme kollidieren. Dies führt jedoch dazu, dass bei größeren Behältern zwischen der Behälteraufnahme und dem Trennblech ein Spalt verbleibt, durch den Scherben beim Platzen der Flasche benachbarte Flaschen ebenfalls in einer Art Kettenreaktion zum Bersten bringen können. Eine andere Lösung besteht in der Verwendung von mehrteiligen größenanpassbaren Trennblechen. Diese sind jedoch gerade im Verbindungbereich der zueinander verstellbaren Trennblechteile schwer zu reinigen und sind daher unter hygienischen Gesichtspunkten problematisch.
Die DE 93 03 698 U offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Füllvorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, die die Behälter unabhängig von deren Größe beim Befüllen sicher abschirmt.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 als auch durch ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der zugeordneten abhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind ebenfalls in der Beschreibung und in den Zeichnungen beschrieben.
Die Abschirmungsanordnung ist relativ zum Füllelement verstellbar. Auf diese Weise ist die Abschirmungsanordnung vom Füllelement entkoppelt. Wenn das Füllelement somit zu Beginn der Abfüllung einer neuen Flaschensorte mittels des ersten Hubmechanismus auf deren Größe eingestellt wird, ist die Abschirmungsanordnung nicht mehr mit diesem gekoppelt. Somit kann die Abschirmungsanordnung im Rahmen der Einstellung der Füllvorrichtung auf eine neue Behältergröße relativ zum Füllelement und gegebenenfalls zur Behälteraufnahme in einer Weise eingestellt, z.B. vertikal verstellt und/oder rotiert werden, dass die Abschirmungsanordnung den Behälter in Füllstellung zumindest teilumfänglich, vorzugsweise vollständig umgibt, andererseits aber nicht mit anderen Teilen der Füllvorrichtung kollidiert. Vorzugsweise wird der Behälter in der Füllvorrichtung nach außen hin abgedeckt, so dass beim Zerbersten einer Flasche während des Füllvorgangs keine Splitter zumindest von der Füllvorrichtung wegfliegen können und ggf. Mitarbeiter einen Schaden erleiden. Bei einer Rundfüllmaschine wäre dies radial außen. Vorzugsweise ist das Trennblech derart zumindest teilkreisförmig ausgebildet, dass es den Behälter, insbesondere die Flasche auch etwas seitlich gegen benachbarte Behälter abschirmt.
So kann z.B. die Abschirmungsanordnung an einem oberen Tragelement der Füllvorrichtung aufgehängt sein, und das Füllelement wird derart vertikal eingestellt, dass die Abschirmungsanordnung in Füllstellung des Behälters, d.h. wenn die Flaschenmündung an dem Füllorgan des Füllelements dicht anliegt, bis unten zur Behälteraufnahme ragt. Das Anpressen des Behälters gegen das Füllorgan wird dann über einen unteren Hubmechanismus der Behälteraufnahme im Rahmen jedes Füllvorgangs realisiert.
Die Erfindung hat mehrere Vorteile. So ist das Trennblech nun nicht mehr an das Füllelement gekoppelt. Auf diese Weise kann es unabhängig von diesem im Rahmen der Einstellung der Füllvorrichtung auf eine Behältergröße eingestellt werden. Daher wird keine größenverstellbare Abschirmungsanordnung zur Abschirmung unterschiedlich großer Behälter benötigt, sondern die Abschirmungsanordnung, zum Beispiel ein Trennblech, kann in einer Größe gewählt werden, die die größten abzufüllenden Behälter komplett abschirmt.
Als Abschirmungsanordnung kann idealerweise ein ein einstückiges Trennblech verwendet werden, das hygienischer ist als ein mehrteiliges Trennblech, welches im Stand der Technik verwendet werden musste, um unterschiedlich große Behälter abzuschirmen. Dies verringert die Herstellungskosten, die Reinigungskosten und ist insgesamt hygienischer.
Die Abschirmanordnung und die Behälteraufnahme bzw. Füllelement sind über einen Stellmechanismus relativ zueinander verstellbar, wobei der Stellmechanismus konzipiert ist, die relative Stellung der Behälteraufnahme/Füllelement und der Abschirmungsanordnung im Bereich der Zufuhr/Abfuhreinrichtung von einer Schutzstellung in eine Freigabestellung zu verändern. Eine Freigabe der Behälter von dem Transportelement kann hierbei dadurch erfolgen, dass im Bereich der Zufuhr- bzw. Abfuhreinrichtung die relative Position von Abschirmungsanordnung und Behälteraufnahme/Füllelement durch den Stellmechanismus derart verändert wird, dass die Behälter freigegeben werden. Eine derartige Bewegung kann zum Beispiel eine Hubbewegung zwischen der Abschirmungsanordnung und der Behälteraufnahme sein oder eine Rotationsbewegung der Abschirmungsanordnung relativ zur Behälteraufnahme, insbesondere wenn die Abschirmungsanordnung als ein teilkreisförmiges Trennblech ausgebildet ist oder umfasst. Während des gesamten Füllvorgangs befindet sich dann die Abschirmungsanordnung bzw. das Trennblech einer Aufnahmestation in einer Schutzstellung, in der es den Behälter zumindest derart umgibt, dass andere Behälter bei einem Bersten des Behälters während des Druckfüllvorgangs nicht beschädigt werden.
Die Abschirmungsanordnung enthält oder ist ein Trennblech in Form eines Teilkreises oder Vollkreises, welches den Behälter zumindest nach außen hin teilweise oder vollumfänglich umgibt. Auf diese Weise wird eine platzsparende aber den Behälter optimal abschirmende Abschirmungsanordnung realisiert, die eine wirkungsvolle Absicherung des die Rundfüllmaschine umgebenden Raums als auch der Flaschen zueinander bewirkt. Der Ausdruck "teilkreisförmig" oder "kreisförmig" bezieht sich hierbei auf die das Querschnittsprofil des zylinderförmigen Trennblechs. Dabei soll unter teil-/kreisförmig auch eine polygonale Struktur verstanden werden.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Stellmechanismus als wenigstens ein zweiter Hubmechanismus ausgebildet sein, der den vertikalen Abstand zwischen der Behälteraufnahme und der Abschirmungsanordnung verändert. Es ist hierbei möglich, entweder die Abschirmungsanordnung anzuheben und die Behälteraufnahme auf dem gleichen Höhenlevel zu halten oder die Abschirmungsanordnung auf dem gleichen Höhenlevel zu halten und die Behälteraufnahme abzusenken. Es können auch die Aufwärtsbewegung der Abschirmungsanordnung mit der Abwärtsbewegung der Behälteraufnahme kombiniert werden, wodurch die Verfahrwege der beiden Elemente geringer gehalten werden können. In jedem Fall ermöglicht die Vertikalbewegung der Abschirmungsanordnung und/oder der Behälteraufnahme im Bereich der Zufuhr/Abfuhreinrichtung, dass die Behälter aus der Abschirmungsanordnung freigegeben werden und so in das Transportelement überführt bzw. aus diesem entnommen werden können. Alternativ oder zusätzlich kann der Stellmechanismus als Rotationsmechanismus ausgebildet sein, welcher die Abschirmungsanordnung, insbesondere wenn diese als teilkreisartiges Trennblech ausgebildet ist, um eine vertikale Achse über dem Zentrum der Behälteraufnahme dreht. Die Trennbleche können so im Füllbereich in eine Schutzstellung gedreht werden, während sie im Bereich der Zufuhr/Abfuhreinrichtung in eine Freigabestellung gedreht werden.
Im Falle, dass der Stellmechanismus als wenigstens ein zweiter Hubmechanismus ausgebildet ist, kann dieser wenigstens einen Stellzylinder umfassen, um die relative Position der Behälteraufnahme und der Abschirmungsanordnung zu verändern und/oder einen Linearantrieb.
Vorzugsweise ist, falls der Stellmechanismus als zweiter Hubmechanismus ausgebildet ist, die Abschirmungsanordnung und/oder die Behälteraufnahme an einer Vertikalführung geführt, so dass diese durch den wenigstens einen zweiten Hubmechanismus leicht gegeneinander verfahrbar sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Hubmechanismus mit einem unabhängig vom Füllelement verstellbaren Rückgasrohr gekoppelt, um gleichzeitig dessen Vertikalbewegung zu bewirken. Auf diese Weise werden weniger Komponenten zur Verstellung der unterschiedlichen Elemente der Füllvorrichtung benötigt, da das Rückgasrohr und die Abschirmungsanordnung von einem gemeinsamen Hubmechanismus betätigt werden können.
Die Hubmechanismen der Füllvorrichtung können insbesondere als hydraulische oder pneumatische Stellzylinder ausgebildet sein oder als Linearantriebe. Derartige Antriebe sind zuverlässig und kostengünstig.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Füllen von Behältern gemäß Anspruch 9. Es kann sich jedoch auch um eines lineares Transportelement mit einem entsprechenden Fördermechanismus handeln, z.B. umlaufendes Förderelement, handeln. Das Transportelement hat Aufnahmestationen mit Behälteraufnahmen für die Behälter und im Förderbereich des Transportelements ist zumindest eine Zufuhr/Abfuhreinrichtung für die Zu- und Abfuhr der Behälter in das /aus dem Transportelement angeordnet. Eine derartige Zufuhr/Abfuhreinrichtung ist vorzugsweise aus einem Einlaufstern und einem Auslaufstern gebildet.
Jede Behälteraufnahme, z.B. eine Stellplatte, ist in einer Aufnahmestation unterhalb eines zugeordneten Füllelements angeordnet, wobei das Füllelement zur Anpassung an unterschiedlich große Behälter mittels eines ersten Hubmechanismus vertikal einstellbar ist. Jede Aufnahmestation umfasst wenigstens eine Abschirmungsanordnung, in der Regel wenigstens ein Trennblech, welche den Behälter beim Füllen in einer Schutzstellung zumindest teilweise umgibt. Gemäß der Erfindung wird zur Einstellung der Füllvorrichtung auf einen neuen Behältertyp anderer Größe die Position der Abschirmungsanordnung relativ zum Füllelement verändert. Die relative Position der Abschirmungsanordnung zum Füllelement ist daher so einstellbar, dass die Abschirmungsanordnung bei an dem Füllorgan des Füllelements anliegendem Behälter die Abschirmungsanordnung den Behälter komplett abdeckt, z.B. sich nach unten bis zur Behälteraufnahme erstreckt.
Vorzugsweise wird die relative Position zwischen Abschirmungsanordnung und Behälteraufnahme durch einen Stellmechanismus insbesondere im Bereich der Zufuhr- und Abfuhreinrichtung zwischen der Schutzstellung und einer Freigabestellung bewegt. Hinsichtlich der Vorteile dieses Verfahrens wird auf die Beschreibung der erfindungsgemäßen Füllvorrichtung Bezug genommen.
Vorteilhafterweise werden die Abschirmungsanordnung und die Behälteraufnahme relativ zueinander zwischen der Schutzstellung und der Freigabestellung durch den Stellmechanismus vertikal bewegt und/oder rotiert. Durch beide Bewegungsarten kann ein Behälter von der Schutzstellung der Abschirmungsanordnung bzw. des Trennblechs in seine Freigabestellung gebracht werden, so dass es im Bereich der Zufuhr/Abfuhreinrichtung in das Transportelement überführt bzw. aus diesem entnommen werden kann. Das Verfahren wird vorteilhafterweise in Verbindung mit einer Füllvorrichtung der oben genannten Art durchgeführt.
Es erübrigt sich zu sagen, dass die Erfindung insbesondere Sinn macht für Glasflaschen, die im Rahmen einer Druckbefüllung mit CO₂ aufgrund von Materialfehlern oder thermischen Spannungen platzen können, wobei die Scherben dann eventuell zu einem Platzen oder Zerbrechen der benachbarten Flaschen führen können. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Füllvorrichtung wird dies effektiv unterbunden, und zwar für alle Flaschengrößen.
Folgende Begriffe werden in der Anmeldung synonym verwendet: Füllvorrichtung - Füllmaschine - Rundfüllmaschine; Stellmechanismus - zweiter Hubmechanismus - Rotationsmechanismus; Abschirmungsanordnung - Trennblech; Behälter - Flasche - Glasflasche; Transportelement - umlaufendes Transportelement; Läufer - Führungsrolle; Rückgasrohr - Trinoxrohr;
Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung, unabhängig davon, ob Verfahren oder Vorrichtung, beliebig miteinander kombiniert werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der schematischen Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1: eine erste Ausführungsform einer Füllvorrichtung für Behälter, insbesondere Glasflaschen, mit feststehenden Trennblechen und vertikal bewegter Behälteraufnahme,
Fig. 2: einen Schnitt der Vorrichtung aus Fig. 1 in Schutzstellung und Freigabestellung der Trennbleche,
Fig. 3: eine Darstellung des Zusammenwirkens eines umlaufenden Transportelements mit einer Zufuhr/Abfuhreinrichtung für die Behälter,
Fig. 4: eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füllvorrichtung mit vertikal bewegten Trennblechen im Zufuhr/Abfuhrbereich,
Fig. 5: eine vertikale Schnittdarstellung der Vorrichtung aus Fig. 4 in Schutzstellung und Freigabestellung der Trennbleche,,
Fig. 6: eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei der das Trennblech mit dem Hubmechanismus für ein Rückspülrohr gekoppelt ist,
Fig. 7: eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der das Trennblech mit dem Hubmechanismus für ein Rückspülrohr gekoppelt ist, und
Fig. 8: eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit rotativ bewegtem teilkreiszylindrischen Trennblech.

Die Figuren 1 und 2 zeigen als eine erste Ausführungsform eine Rundfüllmaschine10, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 2 einen Vertikalschnitt zeigt. Die Rundfüllmaschine 10 hat einen feststehenden Tragrahmen 13, auf dem mittels eines Drehlagers 15 ein Drehrahmen 17 mit einem oberen Tragelement 19 drehbar gehalten ist, wobei der Drehrahmen 17 ein Transportelement 11 bildet, das sich um eine zentrale Achse z dreht und das an seinem Umfang nebeneinander angeordnete Aufnahmestationen 12 für Behälter 14, insbesondere Glasflaschen, aufweist. Jede Aufnahmestation 12 hat ein zugeordnetes Füllelement 16 als auch eine Behälteraufnahme 18, z.B. eine Aufnahmeplatte. Das Füllelement 16 ist über einen oberen ersten Hubmechanismus 24 zur Anpassung an unterschiedliche Behältergrößen vertikal verstellbar. Zudem ist der Behälter 14 mittels eines unteren Hubmechanismus 20 anhebbar und absenkbar, um die Mündung der Glasflasche 14 im Rahmen eines Füllvorgangs dicht an das Füllorgan des Füllelements anzudrücken. Ferner hat jede Aufnahmestation 12 eine zugeordnete Abschirmungsanordnung in Form eines Trennbleches 22, welches an einem oberen Tragelement 19 der Rundfüllmaschine aufgehängt ist. Das Trennblech 22 umgibt in einer Schutzstellung im Bereich a die Flaschen 14 bis nach unten zur Behälteraufnahme 18 vollständig. Das Füllen der Glasflaschen 14 erfolgt in dieser Schutzstellung im Bereich a. Die Füllvorrichtung 10 enthält, wie insbesondere in Fig. 3 zu sehen ist, neben dem Transportelement 11 eine Zufuhr/Abfuhrvorrichtung 23 in Form zweier nebeneinander angeordneter Transportsterne 60, 62, nämlich ein Einlaufstern 60 und ein Auslaufstern 62, mit welchen die Glasflaschen 14 in das umlaufende Transportelement 11 überführt bzw. nach dem Füllen aus diesem entnommen werden. Hierfür werden die Behälteraufnahmen 18 im Bereich b der Zufuhr/Abfuhrvorrichtung 23 in eine Freigabestellung abgesenkt, so dass die Flaschen aus dem Trennblech 22 freikommen. Die linke Hälfte der Fig. 1 zeigt hierbei den Betrieb der Füllvorrichtung 10 mit kleinen Flaschen 14, während die rechte Seite den Betrieb mit großen Flaschen 14a zeigt. Das Füllelement 16 ist mittels des ersten Hubmechanismus 24 vertikal auf die unterschiedlichen hohen Flaschen 14, 14a eingestellt, während der Füllvorgang durch die vertikale Betätigung des unteren Hubmechanismus 20 erfolgt. Das Füllelement 16 wird dabei zu Beginn eines Füllvorgangs eines Behältertyps 14, 14a auf ein derartiges Höhenlevel gefahren, dass die Unterkante des Trennblechs 22 etwa auf dem Level des Behälterbodens liegt, wenn der Behälter 16 an dem Füllorgan des Füllelements 16 anliegt. Somit ist die Schutzwirkung der Trennbleche 22 unabhängig von der der Größe der Flaschen 14, 14a in der Schutzstellung in den Bereichen a gesichert ist. Es muss lediglich gegebenenfalls der Hub des wenigstens einen zweiten Hubmechanismus 20 für die beiden Flaschenarten 14, 14a unterschiedlich eingestellt werden, natürlich unabhängig vom Hub des ersten Hubmechanismus 24 für die Füllelemente 16. Somit können ohne Umbau unterschiedliche Flaschengrößen 14, 14a an einer Füllvorrichtung 10 verwendet werden, ohne dass die Trennbleche 22 für die unterschiedlichen Flaschengrößen umgebaut werden müssen, oder dass mehrteilige verstellbare Trennelemente 22 verwendet werden müssen, die zu Hygieneproblemen führen.
Fig. 2 zeigt die Vorrichtung 10 aus Fig. 1 im Schnitt. Die Füllelemente 16 sind über einen zugeordneten oberen Hubmechanismus 24, wie beispielsweise einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, vertikal verstellbar. Dieser obere Hubmechanismus 24 stellt den ersten Hubmechanismus dar, mittels dessen die das Füllelement 16 dicht an die Flaschenmündung gedrückt wird. Die Behälteraufnahme 18 ist über den unteren Hubmechanismus 20 verstellbar, der den Stellmechanismus für die Schutz- und Freigabestellung des Trennblechs 22 bildet. Der untere oder zweite Hubmechanismus ist hier ebenfalls als hydraulischer oder pneumatischer Stellzylinder oder elektrischer Spindelantrieb ausgebildet. Auf der rechten Seite der Fig. 2 ist die Flasche 14 in Füllstellung gezeigt, wobei in dieser Füllstellung die Flasche 14 völlig von dem Trennblech 22 in Schutzstellung umgeben ist. Das Trennblech 22 weist vorzugsweise eine kreiszylindrische oder teilkreiszylindrische Form auf. Auf der linken Seite ist die Freigabestellung des Trennblechs 22 im Bereich der Übergabe an die Zufuhr/Abfuhreinrichtung 23 gezeigt, in welcher die Flasche 14 soweit von dem Trennblech 22 freigegeben ist, dass sie in das Transportelement 11 eingeführt bzw. aus dem Transportelement 11 entnommen werden kann. Üblicherweise sind mit der Rundfüllmaschine 10 auch noch Getränkezuführungen, Gaszuführungen und eventuell die entsprechenden Rohstoffcontainer angeordnet bzw. verbunden.
In Fig. 3 ist das Zusammenspiel von umlaufenden Transportelement 11 und Zufuhr/Abfuhreinrichtung 23 näher dargestellt. Die Zufuhr/Abfuhreinrichtung 23 enthält demnach einem Einlaufstern 60 und einem Auslaufstern 62, über welche die Glasflaschen 14 in das umlaufende Transportelement 11 überführt bzw. von diesem entnommen werden. Die Zuführung erfolgt über eine Transportschnecke 64. In dem Sektor a der Rundfüllmaschine 10, der sich in etwa über 240 bis 300 Grad erstreckt, sind die zumindest teilkreisförmigen Trennbleche 22 relativ zur Behälteraufnahme 18 in der Schutzstellung angeordnet, wobei sie die Flaschen 14 zumindest nach außen hin abdecken. In dieser Schutzstellung sind die Flaschen 14 derart von den Trennblechen 22 umgeben , dass bei einem Zerplatzen einer Flasche 14 beim Füllvorgang die Scherben nicht in benachbarte Flaschenpositionen geschleudert werden, so dass sie die benachbarten Flaschen 14 nicht zerstören können. In dem Sektor b zwischen dem Einlaufstern 60 und dem Auslaufstern 62 befinden sich die Flaschen komplett in Freigabestellung, wo sie mittels des Einlaufsterns 60 an das Transportelement 11 übergeben bzw. mittels des Auslaufsterns 62 von diesem entnommen werden können. In den Zwischenbereichen c werden die Abschirmungsanordnung bzw. Trennbleche zwischen der Schutzstellung und der Freigabestellung relativ zueinander bewegt, wie dies insbesondere in den Fig. 1 und 4 zu sehen ist. Die Relativbewegung erfolgt beispielsweise durch eine Hubbewegung der Behälteraufnahme und/oder des Trennblechs und/oder durch eine Rotationsbewegung des Trennblechs.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer umlaufenden Füllmaschine 10 ähnlich Fig. 1. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass in alle Figuren identische oder funktionsgleiche Teile mit den identischen Bezugszeichen versehen sind. In dieser Ausführungsform ist die Behälteraufnahme 18 wiederum über den unteren oder zweiten Hubmechanismus 20 zwischen einer angehobenen Stellungnahme h1 und einer abgesenkten Stellungnahme h2 im Bereich der Zufuhr/Abfuhreinrichtung 23 verstellbar. Zudem hat die Füllmaschine 10 einen zweiten oberen Hubmechanismus 31, in welchem die Trennbleche 22 mit Läufern oder Führungsrollen 32 versehen sind, die entlang einer feststehenden Rampe 34 der Füllmaschine 10 entlangrollen, die im Bereich der Zufuhr/Abfuhreinrichtung 23 angeordnet ist. Dabei werden die Trennbleche 22 im Bereich der Zufuhr/Abfuhreinrichtung 23 mittels des zweiten oberen Hubmechanismus 31 um eine Höhendifferenz Δh angehoben, so dass die Flaschen 14, 14a dort zugeführt bzw. entnommen werden können. Auch in dieser Figur sind auf der linken Seite wiederum kleine Flaschen 14 dargestellt, während auf der rechten Seite große Flaschen 14a dargestellt sind, was veranschaulichen soll, dass unterschiedliche Flaschengrößen ohne Umbau auf einer Füllmaschine 10 abgefüllt werden können, ohne die Trennbleche 22 umzubauen. Es muss lediglich der Hub des zweiten unteren Hubmechanismus 20 oder des zweiten oberen Hubmechanismus 31 entsprechend angepasst werden, was eine Frage der Maschinensteuerung ist. Eine Hardwaremodifikation ist nicht notwendig. Fig. 5 zeigt wiederum die Querschnittsansicht der Vorrichtung aus Fig. 4. Der untere und obere zweite Hubmechanismus 20, 31 bilden in den Figuren 4 und 5 den Stellmechanismus für die Schutzstellung und Freigabestellung des Trennblechs 22.
Die Fig. 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsformen von Aufnahmestationen 12a z.B. für die Rundläufermaschine 10 wie sie z.B. in den Fig. 1 bis 5 beschrieben ist.
Bei der Ausführungsform der Fig. 6 ist die Behälteraufnahme 18 über einen unteren Hubmechanismus 49 vertikal verstellbar und somit von unten gegen einen Dichtflansch des Füllelements 16 andrückbar. Der untere Hubmechanismus 49 übernimmt damit die Funktion des ersten Hubmechanismus, durch den eine Verbindung und Loslösung von Flasche 14 und Füllelement 16 realisiert wird. Durch Betätigung des unteren Hubmechanismus 49 wird somit gleichzeitig auch die Anpress- und Dichtfunktion der Flaschenmündung am Füllorgan des Füllelements 16 sichergestellt.
Auf dem Füllelement 16 oder einem mit ihm verbunden strukturellen Teil 50 der Füllmaschine 10 ist ein erster Stellzylinder 40 angeordnet, der wiederum einen zweiten Stellzylinder 42 in seiner Höhenlage verfährt, an dessen Betätigungskolben 43 das Trennblech 22b gehalten ist. Das Halteteil 44 für das Rückgasrohr ist an dem Betätigungskolben 43 mittels einer Schraubenfeder 47 gegen einen oberen ersten Anschlag 41 vorgespannt, wobei dessen Bewegungsspiel relativ zum Betätigungskolben 43 nach unten durch einen unteren ersten Anschlag 45 begrenzt ist. Am unteren Ende des Betätigungskolbens 43 ist das Trennblech 22b befestigt.
Der erste Stellzylinder 40 trägt an seinem unteren Ende einen zweiten Anschlag 51, der das Spiel des Haltelements 44 nach unten begrenzt. Die Höhenstellung dieses zweiten Anschlags 51 ist abhängig von der Betätigungshöhe des ersten Stellzylinders 40 und bestimmt die maximale Eintauchtiefe des Rückgasrohres 46 in die Flasche 14, basierend auf der Interaktion zwischen Halteteil 44 und zweitem Anschlag 51.
Diese Ausführungsform findet Anwendung bei Füllsystemen mit einer Füllhöhenbestimmung über das Rückgasrohr 46. Das Rückgasrohr 46 muss hierfür in die Flaschenmündung eingefahren werden, was durch eine entsprechende Betätigung des ersten und zweiten Stellzylinders 40, 42 erfolgt. Üblicherweise liegt im Stand der Technik der erforderliche Hub des unteren Hubmechanismus 49 bei Kurzrohr-Füllsystemen (Rückgasrohr, Sonde) bei ca. 120 mm und bei Langrohrfüllsystemen bei bis zu 250 mm.
Die erforderliche Hubbewegung des unteren Hubmechanismus 49 bewirkt zudem, dass die Flaschen 14 von unten zwischen die Trennbleche 22b eingefahren werden können. Dies führt zu einer optimalen Abdeckung einer Flasche 14 gegenüber der Nachbarflasche 14 und damit zu einem guten Schutz gegenüber dem Flug von Scherbenfragmenten bei platzenden Flaschen.
Die maximale Länge der Trennbleche 22b nach unten ist jedoch durch die Höhe der Flaschenführungskurve zwischen Ein- und Auslaufstern 60, 62 der Zufuhr/Abfuhreinrichtung 23 begrenzt. Es muss sichergestellt sein, dass die Trennbleche 22b bei der Rotation des Transportelements bzw. Füllerkreisels 11 über dieser Zufuhr/Abfuhreinrichtung 23 vorbeilaufen.
In der Ausführungsform der Fig. 6 wird diesem Problem dadurch begegnet, dass das Rückgasrohr 46 vor dem Andrücken der Flasche 14 gegen das Füllelement 16 über den unteren Hubmechanismus 49 mittels Betätigung des ersten und/oder zweiten Stellzylinders 40, 42 gar nicht in die Flasche 14 eingetaucht ist, womit die spätere Eintauchtiefe beim Hub nicht berücksichtigt werden muss. Der Hub der Flasche 14 mittels des unteren Hubmechanismus 49 muss daher nicht mehr die Eintauchlänge des Rückgasrohres überschreiten und kann daher kurzen sein, (z. B. 10-25mm), um die Flaschenmündung an das Füllorgan 59 des Füllelements 16 anzupressen und abzudichten.
Das füllhöhenbestimmende Rückgasrohr 46 wird somit erst nach dem Anpressen der Flasche 14 gegen das Füllelement 16 in die Mündung eingefahren über eine entsprechende Betätigung des ersten und zweiten Stellzylinders 40, 42.
Der ersten und zweite Stellzylinder 40, 42 bilden somit den Stellmechanismus, der das Trennblech 22b vertikal nach oben und unten verfährt, unabhängig von der Betätigung des ersten Hubmechanismus 49, welcher der untere Hubmechanismus 20 ist.
Mittels des ersten und zweiten Stellzylinders 40, 42 wird sowohl das Trennblech 22b als auch gleichzeitig des Rückgasrohr 46 bewegt, wobei über den ersten Anschlag 45 und die Schraubenfeder 47 als auch über einen zweiten Anschlag 51 am unteren Ende des ersten Stellzylinders 40 in Verbindung mit dem Halteteil 44 die Eintauchtiefe des Rückgasrohres 46 in die Flasche 14 begrenzt wird. Das Trennblech 22b kann gegen die Kraft der Schraubenfeder 47 mittels des Betätigungskolbens 43 weiter nach unten bewegt werden, bis in die ganz rechts dargestellte Position des Trennblechs 22b, welche die untere Endstellung des Betätigungskolbens 43 zeigt, wenn das Halteteil 44 an dem Anschlag 51 des ersten Stellzylinders 40 anliegt und zusätzlich die Schraubenfeder 47 ganz zusammen gedrückt ist. Dies stellt auch die unterste Stellung des Trennblechs 22b dar.
Die beiden linken Darstellungen zeigen Positionen mit größerer Eintauchtiefe basierend auf einer weiter unten liegenden Betätigungsstellung des ersten Stellzylinders 40 und entsprechend des zweiten Anschlags 51. In den beiden rechten Darstellungen ist die Position des ersten Stellzylinders 40 demgegenüber angehoben, so dass die maximale Eintauchtiefe aufgrund des gegenüber der Flasche 14 höher liegenden zweiten Anschlags 51 entsprechend geringer ist. In allen Fällen kann jedoch das Trennblech 22b bis ganz nach unten fast gegen die Behälteraufnahme 18 abgesenkt werden.
In Fig. 7 ist eine zu Fig. 6 ähnliche Ausführungsform dargestellt, links im Bereich der Zufuhr/Abfuhreinrichtung und Freigabestellung des Trennblechs 22c und rechts in Füllstellung und damit in Schutzstellung des Trennblechs 22c.
In dieser Ausführungsform ist das Füllelement 16 wie in Fig. 6 an einem strukturellen Teil 50 des Drehrahmens 17 der Rundfüllmaschine 10 befestigt. Das strukturelle Teil 50 enthält z.B. die Produktzufuhrleitung 53 zum Füllelement 16. Auf dem strukturellen Teil 50 ist wiederum analog zu Fig. 6 ein erster Stellzylinder 52 gehalten, der einen zweiten Stellzylinder 54 in seiner Höhenlage verfährt, an dessen Betätigungskolben 55, d.h. an dessen unterem Ende ein Tragelement 56 befestigt ist. Das Tragelement 56 bildet zum einen das Halteteil für das Rückgasrohr 46 als auch ein Montageteil für das Trennblech 22c, das mittels vertikaler Streben 57 mit dem Tragelement 56 verbunden ist. Im Gegensatz zu Fig. 6 ist hier die vertikale Stellung von Rückgasrohr 46 und Trennblech 22c gekoppelt. Zwischen dem insbesondere plattenförmigen Tragelement 56 und der Oberseite des Füllelements 16 ist ein Balg 58 zur Abdichtung angeordnet. Über den ersten Stellzylinder 52 kann hier die maximale Eintauchtiefe und die untere Stellung des Trennblechs eingestellt werden, während der Hub des Trennblechs 22c und des Rückgasrohrs 46 über die Betätigung des zweiten Stellzylinders 54 erfolgt. Auch hier wird - wie bereits in Fig. 6 - die Flasche 14 gegen das Füllorgan 59 des Füllelements 16 mittels des unteren Hubmechanismus 49 angedrückt. ersten Erster und zweiter Stellzylinder 52, 54 bilden hier den Stellmechanismus für die Relativbewegung von Trennblech 22c und Behälteraufnahme 18.
Schließlich zeigt Fig. 8 eine weitere Ausführungsform mit rotativ bewegbaren Trennblechen 22d, die über einen Rotationsmechanismus 70 rotierbar sind. Der Rotationsmechanismus 70 enthält eine feststehende Rampe 72 im Bereich der Zufuhr/Abfuhreinrichtung 23. Die Rampe 23 wirkt mit Führungsmitteln 74 an den Aufnahmestationen 12 zusammen, um mittels eines Rotationsantriebs 76, 78 das Trennblech 22d von einer Schutzstellung a (Mitte und links) in eine Freigabestellung b (rechts) zu drehen. Das Trennblech 22d ist hierbei vorzugsweise als Teilkreisblech ausgebildet, welches in Form eines Teilkreiszylinders die Flasche 14 über einen derartigen Sektor umschließt, dass die Flasche 14 in der Aufnahmestation 12 gut gegen benachbarte Flaschen 14 abschirmt ist. Andererseits sollte ein Sektor frei bleiben, der groß ist, um die Flasche in einer Freigabestellung im Bereich b der Zufuhr/Abfuhreinrichtung 23 an den zugehörigen Einlaufstern bzw. Auslaufstern 60, 62 zu übergeben. Vorzugsweise umschließt der Teilkreis einen Winkel von 180 bis 240°.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der beiliegenden Ansprüche variiert werden.

Bezugszeichenliste

10: Füllvorrichtung - Rundfüllmaschine
11: Transportelement - Kreistransporteur
12: Aufnahmestation
13: Tragrahmen- Maschinenrahmen
14: Behälter - Flasche - Glasflasche
15: Drehlager - Maschinenlager
16: Füllelement
17: Drehrahmen
18: Behälteraufnahme
19: Oberes Tragelement
20: unterer Hubmechanismus für die Behälteraufnahme
22: Abschirmungsanordnung - Trennblech
23: Zufuhr-/Abfuhreinrichtung - Einlauf/Auslaufstern
24: (erster) oberer Hubmechanismus für das Füllelement31 (zweiter) oberer Hubmechanismus
32: Läufer - Führungsrolle
34: feststehende Rampe
40: erster Stellzylinder
41: oberer erster Anschlag
42: zweiter Stellzylinder
43: Betätigungskolben des zweiten Stellzylinders
44: Halteteil für das Rückgasrohr
45: unterer erster Anschlag
46: Rückgasrohr
47: Schraubenfeder
49: unterer Hubmechanismus
50: strukturelles Teil des Drehrahmens der Füllmaschine
51: zweiter Anschlag am ersten Stellzylinder
52: erster Stellzylinder
53: Produktzufuhrleitung
54: zweiter Stellzylinder
55: Betätigungskolben des zweiten Stellzylinders
56: Tragelement
58: Balg zwischen Tragelement und Füllelementoberseite
59: Füllorgan
60: Einlaufstern
62: Auslaufstern
64: Schneckenförderer
70: Rotationsmechanismus
72: feststehende Rampe
74: Führungsmittel zum Zusammenwirken mit der feststehenden Rampe
76,78: Rotationsantrieb

Claims

Vorrichtung zum Füllen von Behältern (14) unter Druck mit einem insbesondere umlaufenden Transportelement (11), das Aufnahmestationen (12) mit Behälteraufnahmen (18) für die Behälter (14) aufweist, wobei im Förderbereich des Transportelements (11) eine Zufuhr/Abfuhreinrichtung (23) für die Zu- und Abfuhr der Behälter (14) angeordnet ist, wobei die Behälteraufnahme (18) einer Aufnahmestation (12) unterhalb eines zugeordneten Füllelements (16) angeordnet ist, wobei das Füllelement (16) zur Anpassung der Füllvorrichtung an unterschiedliche Behältergrößen mittels eines ersten Hubmechanismus (24) in vertikaler Richtung verstellbar ist, und wobei an der Aufnahmestation (12) wenigstens eine Abschirmungsanordnung (22) ausgebildet ist, die relativ zum Füllelement (16) verstellbar ist, wobei die Abschirmungsanordnung (22) ein Trennblech, insb. ein einstückiges Trennblech in Form eines Teilkreis- oder Kreiszylinders enthält, welches den Behälter (14) beim Füllen in einer Schutzstellung zumindest teilweise umgibt, wobei die Abschirmungsanordnung (22) und die Behälteraufnahme (18) über einen Stellmechanismus (20, 31) relativ zueinander verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmechanismus (20, 31) konzipiert ist, die relative Stellung der Behälteraufnahme (18) und der Abschirmungsanordnung (22) im Bereich der Zufuhr/Abfuhreinrichtung (23) von einer Schutzstellung in eine Freigabestellung zu verändern, wobei der Stellmechanismus (20, 31) wenigstens einen zweiten Hubmechanismus (20; 40, 42, 49; 52, 54, 49) und/oder einen Rotationsmechanismus (70), welche die Abschirmanordnung (22) um eine vertikale Achse über dem Zentrum der Behälteraufnahme (18) dreht, umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hubmechanismus (20, 31) eine Rampe (34) im Bereich der Zufuhr/Abfuhreinrichtung (23) aufweist, die in Wechselwirkung mit einem Läufer (32) tritt, der mit der Behälteraufnahme (18) oder der Abschirmungsanordnung (22) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hubmechanismus (20; 40, 42, 49; 52, 54, 49) einen Stellzylinder umfasst, der konzipiert ist, die relative Position der Behälteraufnahme (18) und der Abschirmungsanordnung (22) zu verändern.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Rundfüllmaschine ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennbleche (22) die Behälter (14) zumindest nach außen hin abdecken.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hubmechanismus einen Linearantrieb aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hubmechanismus (40, 42; 52, 54) mit einem Rückgasrohr gekoppelt ist, um dessen Vertikalbewegung gleichzeitig mit der Abschirmungsanordnung (22) und/oder Behälteraufnahme (18) zu bewirken.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungsanordnung (22d) ein Trennblech in Form eines Teilkreiszylinders umfasst, und dass das Trennblech (22d) mittels des Rotationsmechanismus (70), insbesondere um seine Rotationsachse rotierbar ist.
Verfahren zum Füllen von Behältern (14) in einer Füllvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Füllvorrichtung auf einen neuen Behältertyp anderer Größe die Position der Abschirmungsanordnung (22) relativ zum Füllelement (16) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungsanordnung (22) und die Behälteraufnahme (18) im Bereich der Zufuhr/Abfuhreinrichtung (23) relativ zueinander zwischen einer Schutzstellung, in welcher die Abschirmungsanordnung den Behälter beim Füllen umgibt und einer Freigabestellung, in welcher die Abschirmungsanordnung den Behälter freigibt, vertikal bewegt und/oder rotiert werden.