JP2011506219A - ２つの各製品を容器に充填するためのマシン - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの容量測定システム４を有する充填用マシンに関する。上記容量測定システム４は、シリンダー４１を有し、シリンダー４１には、マシンのパラメータ化が可能な制御ユニットに接続される電気式または空気圧式の作動手段７によって駆動されるピストン４３が設けられ、下方部分において、第１吸入ダクト４９ａ、４９ｂによって第１収容タンク１に接続される第１吸入開口部と、第２吸入ダクトによって第２タンク２に接続される第２入口開口部と、排出ダクトによって充填ノズル６に接続される排出開口部とが設けられている。各クラックバルブ８１、８２からなるバルブシステムは、吸入ダクトの中で、充填用ノズルの上に設けられ、各バルブシステムは、上記マシンの制御ユニットに接続される個別の電気式および／または空気圧式の作動手段９１、９２によってそれぞれ開閉するように駆動される。

Description

本発明は、ボトルまたはポットなどの中空の容器に、少なくとも２つの各充填製品、特に、２つの食物製品、特に各液体を充填するためのマシンに関する。

２つの各食物製品の混合物を容器に充填するためのマシンが、特に、特許文献１に記載されているように知られている。上記マシンは、回転型であり、充填する２つの各製品を収容するために互いが上下するように配置された２つの各タンクと、複数の各充填用ステーションとを備えている。上記複数の各充填用ステーションは、それぞれ、充填用ノズルと、容量測定システム、いわゆる従来からの容量測定装置とを有する。

上記測定装置は、シリンダーを有し、上記シリンダーは、測定チェンバーを規定し、吸入用および排出用のピストンを備えている。

上記測定装置は、下方位置において、第１吸入ダクトによって第１収容タンクに接続される第１吸入開口部と、第２吸入ダクトによって第２タンクに接続される第２吸入開口部と、排出ダクトによって充填用ノズルに接続される排出開口部とを備えている。

各バルブシステムが、測定チェンバーを第１タンク、第２タンク、または充填用ノズルと選択的に液体連絡するために設けられている。

上記各バルブシステムは、シリンダー内で回転するように配置された中空チューブを含み、上記中空チューブは、その回転における位置に応じて吸入・排出開口部に面する開口部と、充填用ノズル内に設けられ、充填用ノズルの分配開口部の開閉を行うために高い位置から低い位置へと移動することが可能な第２ピストンとを備えている。

充填用ノズルのピストンと吸入・排出ピストンの制御に加えて、回転する上記チューブの回転の制御は、互いに異なる各マシンカムシステムによって行われる。

測定シリンダー自体の内部に配置された回転するチューブを有する、上記各バルブシステムによって、２つの各吸入段階に続いて搬出される、混合物の実質的に全ての排出が、容量測定を精度良く保証して可能になる。

米国特許第５１０７９０７号明細書（１９９２年４月２８日登録） 欧州特許公開第０９９９１７５号公報（２０００年５月１０日公開） 米国特許第２６３８２５９号明細書（１９５３年５月１２日登録）

しかしながら、上記回転するチューブの取り付けは、デリケート（困難）な作業である。各吸入ダクトと同様に、異なる各マシンカム作動システムは、取り付けるには重く長く、マシンが占める空間を実質的に増加させる。

所望の混合物についての何らかの修正を行うと、カムシステムの完全な取替えがさらに要求される。その上、マシンにおける充填ステーションは、異なった使い方ができず、製品の混合物は、１つの充填ステーションから他の充填ステーションにかけて、全て同一である。

本発明の目的は、上記の不具合の少なくとも１つを解決する充填マシン、すなわち、設計が簡素で、混合物における異なる各製品の正確な容量測定を保証しつつ、所望の製品混合物に容易に適用可能な充填マシンを提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、各容器を充填するためのマシンを有し、より好ましくは回転型のものであり、充填用の２つの各製品の収容のための少なくとも２つの各タンクと、充填用ノズルおよび容量測定システムを有する少なくとも１つの充填ステーションを備えている。

上記容量測定システムは、
−測定チェンバーを規定し、第１作動手段によって駆動される吸入・排出ピストンが設けられ、下方部において、第１吸入ダクトによって第１収容タンクに接続される第１吸入開口部と、第２吸入ダクトによって第２タンクに接続される第２入口開口部と、排出ダクトによって充填用ノズルに接続される排出開口部とが設けられるシリンダーと、
−測定チェンバーが選択的に、第１タンク、第２タンク、および／または充填用ノズルと液体連絡するように、第２作動手段によって駆動されることが可能な各バルブシステムとを備えている。

上記各バルブシステムは、第１吸入ダクトに設けられる第１バルブシステムと、第２吸入ダクトに設けられる第２バルブシステムと、充填用ノズルに設けられる第３バルブシステムとを含む。

上記各バルブシステムのそれぞれは、マシンにおけるパラメータ化が可能な制御ユニットに接続される個別の空気圧式および／または電気式の第２作動手段によって、開閉を行うように駆動され、上記吸入・排出ピストンは、上記制御ユニットに接続される電気式または空気圧式の第１作動手段によって駆動されることを特徴とする。

本発明によれば、上記各バルブシステムは、上記各吸入開口部の上流側、かつ上記排出開口部の下流側に設けられ、個別の電気式および／または空気圧式の作動手段によって別々に駆動され、異なる各混合物を、上記各バルブシステムおよび上記ピストンの作動手段の適切な各制御によって容易に搬出することができる。上記マシンの制御ユニットを用いると、所望の製品混合物に応じて、操作者は、ピストンの移動と各バルブシステムの開閉の各制御を容易に行うことができる。

本発明の特性によると、上記マシンは、回転型であり、上記マシンは、同心状の中央（セントラル）タンクおよび環状タンクと、複数の各充填ステーションとを備え、各充填ステーションのそれぞれにおける上記各吸入ダクトは、上記同心状の各タンクの底面壁における各開口部と接続されている。

上記マシンの各充填ステーションは、以上のように、それぞれのピストンおよびそれぞれの各バルブシステムのための各自の作動手段を備える。同心状の上記各タンクという特徴的な構成によって、２つの上記各タンクを、上記各タンクの底面壁を介して測定装置に接続することを簡素化することが可能である。

一実施形態によると、各バルブシステムは、ジャックのロッド（棒状部）における自由端部に設けられるクラックバルブからなり、より好ましくは空気圧式のクラックバルブであり、上記ジャックは、上記第２作動手段を構成し、これによって、上記クラックバルブを封止位置と開放位置との間で切り換える。

本発明の特性によると、上記各吸入ダクトに取り付けられた上記各クラックバルブの上記各シリンダーは、同心状の上記各タンクの下に垂直方向に配置され、上記各クラックバルブは、それらの封止位置にて、各吸入ダクトと同心状の各タンクとを各上方開口部を介して接続する上記各上方開口部を封止し、上記各クラックバルブの開放位置にて、上記各上方開口部から離間した位置になる。

一実施形態によると、容量測定システムは、シリンダーの下方部を形成するプレートを備え、上記プレートには、各吸入ダクトおよび排出ダクトが形成され、上記プレート上には、上記各ジャックおよび上記分配ノズルが設けられている。上記プレートは、上記各ダクトの垂直方向の各部分が、上記各底面壁における各開口部に接続されるように、同心状の各タンクの各底面壁に組み付けられている。

より有利には、上記各吸入ダクトが、互いに同一の長さを有し、上記各吸入ダクトの上方開口部が、上記測定チェンバーから実質的に等しい距離で配置されるように、上記各吸入ダクトは、各接続ダクトを介して同心状の上記各タンクの各底面壁における各開口部と接続される。

本発明は、特にここで好ましいとされる実施形態を補足する詳細な説明を通してより良く理解され、他の詳細、特徴、および長所がより明らかになるであろう。詳細な説明は以下の図面を参照して行われる。

充填ステーションの位置決めを図式的に示す、本発明に係るマシンの概略の部分上面図である。 外部環状タンクに含まれる製品の第１吸入段階を示す、図１のＩＩＡ-ＩＩＡにて示す断面の模式図である。 図２Ａにおける第１吸入段階の間の各吸入ダクトにおける２つの各クラックバルブの模式図である。 中央環状タンクに含まれる製品の第２吸入段階を示す、図２Ａと同様の断面ＩＩＩＡ-ＩＩＩＡの断面を示す模式図である。 図３Ａにおける第２吸入段階の間の各吸入ダクトにおける２つの各クラックバルブの模式図である。 容器中の２つの各製品の混合物の排出段階を示す、図３Ａと同様な模式図である。 図４Ａにおける排出段階の間の各吸入ダクトにおける２つの各クラックバルブの模式図である。

図１および図２Ａを参照すると、上記マシンは、回転型であり、垂直方向の回転軸Ａを有する回転カルーセルを備え、部分的に図２Ａに示され、２つの各製品Ｐ１、Ｐ２を別々に収容するための互いに同心状の２つの各環状タンク１、２と、回転軸の周りに一定の角度間隔で配される複数の各充填ステーション３とを有する。従来、回転カルーセル（図示せず）は、回転における垂直軸の周りの固定フレーム上に回転して取り付けられた支持構造と、上記支持構造上に取り付けられたタンクと含む。

中央タンク２と称される内部環状タンクは、円筒内部側壁２１と、円筒中間側壁２２と、平面状の底面壁２３とから形成されている。外部タンク１と称される外部環状タンクは、上記中間側壁２２と、円筒外部側壁１１と、平面状の底面壁１３（図３Ａ）とから形成されている。

各充填ステーション３は、容量測定装置４および充填ノズル６を、それぞれ、備えている。容量測定装置は、略円筒状の測定チェンバー４２を規定するシリンダー４１を備え、シリンダー４１内を、吸入・排出ピストン４３がスライドするように設けられている。上記シリンダーは、略垂直方向に沿うように配置され、かつ、側方外部壁１１に対して略平行に配置されている。

上記ピストンは、シリンダーの外側で垂直方向の上方に向かって延び、上昇吸入動作および下降排出動作に応じてピストンを移動させるために作動システムに接続される中空ロッド４４の端部と一体である。作動システム７は、例えばブラシレスまたはリニア型であり、マシンのパラメータ化の可能な制御ユニット（図示せず）によって制御されるモータ７１から形成されている。上記モータは、両方向にウォームスクリュー７２を回転駆動することができ、ピストンの中空ロッド４４の上部に取り付けられている。

図１によると、上記シリンダーは、上記シリンダーの下方部分において、第１吸入開口部４５と、第２吸入開口部４６と、排出開口部４７とを有する。排出開口部は、排出ダクト４８によって充填ノズルに接続される。第１吸入開口部４５は、第１吸入ダクト４９によって、外部タンクの底面壁１３に設けられる開口部１４に接続される。第２吸入開口部４６は、第２吸入ダクト５０によって、中央タンクの底面壁に設けられる開口部２４（図３Ａ）に接続される。

本実施形態では、測定装置は、１つまたは複数箇所に一般的にはプレート形状の支持プレート５１を備え、上面とも称される第１面上に円筒状の凹部５２を備える。上記プレートは、シリンダーに取り付けられ、上記シリンダーの下方部分を形成し、上記凹部は、シリンダーの軸方向に沿って配置されている。吸入・排出ダクトは、上記プレート内に形成され、各ダクトは、それぞれ、上記凹部の主要部の側壁上に出口を有している。

排出ダクト４８には、排出開口部４７から水平に延び、プレートの下方面への出口となる第２垂直部４８ｂまで延ばされる第１水平部４８ａが備えられている。第１水平部４８ａに対してノズルが接続される。充填ノズル６には、垂直方向に配向され、排出開口部６１を形成するようにノズル本体の下方面への出口となる円筒状内部通路が設けられた中空体が備えられている。上記ノズル本体は、上記ノズル本体の上方部にて、プレートの下方面上に取り付けられ、上記ノズル本体の内部通路が上記排出ダクトにおける第２部の軸に沿って設けられている。

図２Ａおよび図３Ａを参照すると、各吸入ダクトには、それぞれの吸入開口部４５、４６から延び、プレートの上方面での出口となる各第２垂直部４９ｂ、５０ｂまで延ばされる各第１水平部４９ａ、５０ａが備えられている。

上記測定装置の上記各タンクへの取り付けは、プレートを用いることによって行われ、上記プレートは、上記各ダクトにおける各垂直部が底面壁における各開口部１４、２４と接続するように、上記各タンクの底面壁に取り付けられる。

図２Ａによると、外部タンクの開口部１４には、上記下方開口部１６を第１吸入ダクトに接続する、管状の第１接続ダクト１５が、垂直方向に下方に延びるように設けられている。

図３Ａによると、中央タンクにおける開口部２４には、外方に向かって水平に延び、下方に向いた下方開口部２６を有する、管状の第２接続ダクト２５が設けられている。

上記下方開口部２６は、第１接続ダクト１５における開口部の水平面に基づいて配置され、上記シリンダーの軸との距離を上記下方開口部１６のものと等しい位置に構成されている。プレートがタンクに組み付けられると、吸入ダクトにおける各開口部４９ｃ、５０ｃは、それぞれ、第１接続ダクトおよび第２接続ダクトの各開口部１５、２５に面している。

図１からも分かるように、互いに同一の長さの各吸入ダクトは、排出ダクトと対向して、排出ダクトにおける水平軸のそれぞれの各側部上に対称となるように設けられる。

上記ノズルには、排出開口部６１の開閉を可能にするバルブシステムが設けられている。このバルブシステムは、充填ノズルに設けられ、空気圧式のジャック９１によって開閉を行うように制御される、封止するクラックバルブ８１を備える。

ジャックのボディ（本体）は、プレートの上方面上に設けられ、上記ジャックのロッド９１ａは、排出ダクトの垂直部４８ｂおよびノズルの軸方向通路において垂直方向に延び、クラックバルブがジャックにおける、封止の低位置と開放の高位置との間での切り換えにおいて垂直方向に移動できるように、クラックバルブ８１をその自由端部において有する。

各吸入ダクト４９、５０には、その垂直部４９ｂ、５０ｂにおける開口部４９ｃ、５０ｃを開閉するために、バルブシステムがそれぞれ設けられる。各バルブシステムは、垂直部に設けられ、空気圧式のジャック９２、９３によって開閉を行うよう制御される封止クラックバルブ８２、８３をそれぞれ備えている。

ジャックのボディ（本体）は、プレートの下方面上に垂直方向に沿って取り付けられ、上記ジャックの各ロッド９２ａ、９３ａは、上記プレートを横切り、吸入ダクトの垂直部において垂直方向に延び、クラックバルブが、封止の高位置および開放の低位置との間の切り換えにおいて垂直方向に移動できるように、各クラックバルブ８２、８３を各ロッド９２ａ、９３ａの自由端部において有している。

クラックバルブは、封止の高位置では、開口部４９ｃ、５０ｃの端部に対向してふさぐものであり、開放の低位置では上記開口部から離間されるものである。空気圧式の各ジャック９１、９２、９３は、マシンにおける制御ユニットによって制御される。

以下にて、マシンにおける充填ステーションの操作を、図面を参照して説明する。これは、外部タンクに含まれる製品Ｐ１と、中央タンクに含まれる製品Ｐ２の混合物を容器Ｒに充填する場合を示している。

第１吸入段階では、第２吸入ダクトにおける、封止するクラックバルブ８３と同様に、ノズルにおける、封止するクラックバルブ８１は、図２Ａおよび図２Ｂに示すように封止位置にあり、第１吸入ダクトにおけるクラックバルブ８２は、ジャック９２の制御によって開放位置になっている。

外部タンクから所定量の製品Ｐ１を測定チェンバー内に吸入するために、ピストン４３は、モータ７１の制御によって上方に移動される。製品Ｐ１の吸入がいったん完了すれば、直ちに、第１吸入ダクトのクラックバルブは、閉鎖位置に変位し、図３Ａおよび３Ｂに示すように、中央タンクから所定量の製品Ｐ２を吸入するために、第２吸入ダクトのクラックバルブが開放位置に変位する。吸入が一旦完了すれば、直ちに、第２吸入ダクトのクラックバルブは、封止位置に変位する。

ノズルの封止クラックバルブは、ジャック９１の制御によって開放位置に変位され、図４Ａおよび４Ｂに示すように、排出ノズルの下に位置する容器Ｒに充填するために、ピストン４３は、モータ７１の制御によって下方に移動される。図４Ａに示すピストンの位置から始まって、容器における新しい充填周期が開始される。

パラメータ化が可能な制御ユニットを介して、ジャックの適切な制御によるピストン４３の移動、およびパラメータ化が可能な制御ユニットによるモータの移動を変えることによって、各混合物における製品Ｐ１および製品Ｐ２の量を容易に変更することができるということが理解できるであろう。さらに、各充填ステーションは、互いに独立して構成することができる。マシンは、製品Ｐ１のみを有する容器と、製品Ｐ２のみを有する容器とを満たすために特に用いられ得る。

特定の実施形態と連係して本発明を説明してきたが、これは何ら限定するものではなく、説明した手段と技術的に等価なもの全てが、それらの組み合わせと同様に、本発明の範囲内において含まれることはもちろん明らかである。

Claims (7)

1. ２つの充填製品の収容のための少なくとも２つのタンクと、充填用ノズルおよび容量測定システムを有する少なくとも１つの充填ステーションを含む容器に充填するためのマシンあって、
   上記容量測定システムは、
   測定チェンバーを規定し、第１作動手段によって駆動される吸入・排出ピストンが設けられ、下方部において、第１吸入ダクトによって第１収容タンクに接続される第１吸入開口部と、第２吸入ダクトによって第２タンクに接続される第２入口開口部と、排出ダクトによって充填用ノズルに接続される排出開口部とが設けられるシリンダーと、
   測定チェンバーが選択的に、第１タンク、第２タンク、および充填用ノズルの少なくとも１つと液体連絡するように、第２作動手段によって駆動されることが可能な各バルブシステムとを備え、
   上記各バルブシステムは、第１吸入ダクト（４９）に設けられる第１バルブシステム（８２）と、第２吸入ダクト（５０）に設けられる第２バルブシステム（８３）と、充填用ノズル（６）に設けられる第３バルブシステム（８１）とを含み、
   上記各バルブシステムは、それぞれ、マシンにおけるパラメータ化が可能な制御ユニットに接続される個別の空気圧式および電気式の少なくとも一方の第２作動手段（９１、９２、９３）によって、開閉を行うように駆動され、上記吸入・排出ピストン（４３）は、上記制御ユニットに接続される、電気式または空気圧式の作動手段（７）によって駆動されることを特徴とする、マシン。
2. 上記マシンは、回転型であり、互いに同心状の中央タンク（２）および環状タンク（１）と、複数の各充填ステーション（３）とを備え、
   上記各充填ステーションのそれぞれにおける上記各吸入ダクト（４９、５０）は、上記同心状の各タンク（１、２）の底面壁（１３、２３）における開口部（１４、２４）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のマシン。
3. 上記各バルブシステムは、それぞれ、封止位置と開放位置との間で上記クラックバルブを移動させるために、ジャック（９１、９２、９３）のロッド（９１ａ、９２ａ、９３ａ）の自由端部に取り付けられたクラックバルブ（８１、８２、８３）から形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のマシン。
4. 上記各吸入ダクト（４９、５０）内に取り付けられた各クラックバルブ（８２、８３）の各ジャック（９２、９３）は、上記同心状の各タンク（１、２）の下に垂直方向に配置され、
   上記各クラックバルブは、それらの封止位置において、吸入ダクトを同心状の各タンクに接続する上方開口部（４９ｃ、５０ｃ）を封止し、それらの開放位置において、上記上方開口部から離間するものであることを特徴とする、請求項２および３に記載のマシン。
5. 上記容量測定システムは、上記シリンダー（４１）の下方部を形成するプレート（５１）を備え、
   上記シリンダー（４１）の下方部では、吸入ダクト（４９、５０）および排出ダクト（４７）が形成され、
   上記吸入ダクト（４９、５０）および排出ダクト（４７）の上には、各ジャック（９１、９２、９３）と分配ノズル（６）とが取り付けられ、
   上記プレートは、上記各ダクトの垂直部分が、上記各底面壁における各開口部（１４、２４）に接続するように、上記同心状の各タンク（１、２）の底面壁（１３、２３）に取り付けられていることを特徴とする、請求項４に記載のマシン。
6. 上記各吸入ダクト（４９、５０）は、各接続ダクト（１５、２５）を介して、上記同心状の各タンクの各底面壁（１４、２４）の各開口部に接続されていることを特徴とする、請求項４または５に記載のマシン。
7. 上記各吸入ダクト（４９、５０）は、同一の長さを有し、上記各吸入ダクト（４９、５０）の上方開口部（４９ｃ、５０ｃ）は、測定チェンバー（４３）から実質的に等しい距離にて配置されていることを特徴とする、請求項６に記載のマシン。

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