DE10308736A1

DE10308736A1 - Tube filling machine for filling tube with paste material has mass flow sensor arranged in product line and connected via mass signal line to controller to which it sends throughflow signal

Info

Publication number: DE10308736A1
Application number: DE2003108736
Authority: DE
Inventors: Jürgen Thomas; Volker Kaiser; Friedemann Tetzner; Ralf Friedrich
Original assignee: IWK Verpackungstechnik GmbH
Current assignee: IWK Verpackungstechnik GmbH
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-09

Abstract

The machine has a filling station (10) into which a liquid or paste material can be filled, a filling element (11) with a closure element (12) to which the medium can be fed under pressure through a product line (PL) and a controller (20) for opening and closing the filling element. A mass flow sensor (17) is arranged in the product line and is connected via a mass signal line (ML) to the controller to which it sends throughflow signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tubenfüllmaschine mit einer Befüllstation, in der ein flüssiges oder pastöses Medium in eine Tube einfüllbar ist, mit einem Füllorgan, das mittels eines Verschlusselementes verschließbar ist und dem das Medium unter Druck durch eine Produktleitung zuführbar ist, und mit einer Steuervorrichtung zum Öffnen und Schließen des Füllorgans.The invention relates to a tube filling machine a filling station, in which a liquid or pasty Medium can be filled into a tube is, with a filling organ, which can be closed by means of a closure element and to which the medium can be fed under pressure through a product line, and with a control device to open and closing of the filling organ.

In einer Tubenfüllmaschine wird eine üblicherweise aus Kunststoff oder Metall bestehende Tube mit einem fließfähigen Medium, beispielsweise Zahnpasta, gefüllt und anschließend verschlossen. Zu diesem Zweck wird die Tube in einen Tubenhalter eingesetzt und mit diesem durch verschiedene Bearbeitungsstationen der Tubenfüllmaschine transportiert. In der Befüllstation taucht ein Füllorgan, insbesondere ein Füllrohr, in die offene Tube ein. In dem Füllrohr ist ein Verschlussstößel geführt, der pneumatisch oder hydraulisch zwischen einer Offenstellung und einer Sperrstellung verstellt werden kann. Mit Hilfe des Verschlussstößels wird der Austritt des Mediums aus dem Füllorgan ermöglicht oder verhindert.One is usually used in a tube filling machine tube made of plastic or metal with a flowable medium, for example toothpaste filled and subsequently locked. For this purpose the tube is placed in a tube holder and with it through different processing stations of the tube filling machine transported. In the filling station a filler dips especially a filling pipe, into the open tube. In the fill pipe is a plunger, which pneumatically or hydraulically between an open position and one Lock position can be adjusted. With the help of the locking plunger the medium can escape or escape from the filling element.

Das abzufüllende Medium wird dem Füllorgan über eine Produktleitung zugeführt, in der eine Dosiervorrichtung sitzt. Die Dosiervorrichtung umfasst einen Dosierkolben, der das Medium in eine Dosierkammer einzieht bzw. einsaugt und dann aus der Dosierkammer ausstößt, wodurch das Medium zum Füllorgan und bei geöffnetem Verschlussstößel in die Tube gelangt. Die Größe des Dosierkolbens und der Dosierkammer bestimmt dabei die Dosier- oder Füllmenge des Mediums. Auf diese Weise sind für unterschiedliche Füllmengen auch unterschiedliche Dosierkolben notwendig, was betriebswirtschaftlich ungünstig und teuer ist. Darüber hinaus erfordert die Dosiervorrichtung bei einem Produktwechsel eine aufwendige Reinigung, was zu hohen Kosten und relativ langen Stillstandszeiten der Tubenfüllmaschine führt.The medium to be filled is fed to the filling element via a Product line fed, in which a dosing device sits. The metering device comprises a dosing piston that draws the medium into a dosing chamber or sucked in and then ejects from the metering chamber, whereby the medium to the filling organ and when open Plunger into the tube arrives. The size of the dosing piston and the dosing chamber determines the dosing or filling quantity of the medium. In this way there are different filling quantities also different dosing pistons necessary, which is economically unfavorable and is expensive. About that In addition, the dosing device requires a product change elaborate cleaning, which is expensive and relatively long Downtimes of the tube filling machine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tubenfüllmaschine der genannten Art zu schaffen, die in einfacher und schneller Weise auf unterschiedliche Dosiermengen des abzufüllenden Mediums einstellbar ist.The invention has for its object a tube filling machine of the kind mentioned to create that in a simple and quick way adjustable to different dosing quantities of the medium to be filled is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Tubenfüllmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass in der Produktleitung ein Massendurchflussmesser angeordnet ist, der über eine Massensignalleitung mit der Steuervorrichtung verbunden ist und an diese ein Durchflusssignal abgibt.This object is achieved by a tube filling machine solved with the characterizing features of claim 1. there it is envisaged that a mass flow meter in the product line is arranged over a ground signal line is connected to the control device and sends a flow signal to them.

Erfindungsgemäß wird von der Grundüberlegung ausgegangen, die Dosiermenge des abzufüllenden Mediums nicht über einen herkömmlichen Dosierkolben zu bestimmen, sondern mittels des Massendurchflussmessers diejenige Menge zu erfassen, die in der Produktleitung dem Füllorgan zuströmt. Diese Menge entspricht der Menge, die gleichzeitig aus dem Füllorgan austritt.According to the basic consideration assumed that the dosing quantity of the medium to be filled did not exceed conventional dosing piston to determine, but by means of the mass flow meter To record the amount in the product line to the filling element flows in. This amount corresponds to the amount that comes from the filling element at the same time exit.

Zu Beginn des Füllvorganges wird das Füllorgan durch ein Signal der Steuervorrichtung geöffnet, woraufhin das abzufüllende Medium, das in der Produktleitung unter Druck ansteht, in die Tube einfließt und gleichzeitig durch die Produktleitung und den Massendurchflussmesser zu dem Füllorgan nachfließt. Der Massendurchflussmesser erfasst dabei den Massendurchfluss des abzufüllenden Mediums und gibt entsprechende Massensignale an die Steuervorrichtung. Sobald die Steuervorrichtung feststellt, dass die Menge an abzufüllendem Medium, die den Massendurchflussmesser durchströmt hat, einer vorgegebenen Soll-Menge, d.h. der gewünschten Dosiermenge entspricht, gibt sie ein Schließsignal an das Füllorgan, woraufhin dieses geschlossen und der Abfüllvorgang beendet wird. Auf diese Weise ist es möglich, bei einer Änderung der Dosiermenge lediglich die Soll-Werte in der Steuervorrichtung neu einzugeben, ohne die Befüllvorrichtung umbauen zu müssen. Darüber hinaus erlaubt der Massendurchflussmesser eine einfache Reinigung der Produktleitung bei einem Wechsel des abzufüllenden Mediums.At the beginning of the filling process, the filling element opened by a signal from the control device, whereupon the medium to be filled, that is under pressure in the product line, flows into the tube and at the same time flows through the product line and the mass flow meter to the filling element. The Mass flow meter records the mass flow of the material to be filled Medium and gives appropriate mass signals to the control device. Once the control device determines that the amount to be filled Medium that has flowed through the mass flow meter, a predetermined Target quantity, i.e. the desired one Dosing quantity, it sends a closing signal to the filling element, whereupon this is closed and the filling process is ended. On this way it is possible in the event of a change the metered quantity only the target values in the control device re-enter without the filling device to have to rebuild. About that the mass flow meter also allows easy cleaning the product line when changing the medium to be filled.

Das abzufüllende Medium wird dem Füllorgan unter Druck zugeführt. In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dieser Druck mittels einer Pumpe erzeugt wird, die in der Produktleitung stromauf des Massendurchflussmessers angeordnet ist.The medium to be filled becomes the filling element fed under pressure. In one possible Embodiment of the invention provides that this pressure by means of a pump is generated that is upstream of the product line Mass flow meter is arranged.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann in der Produktleitung stromauf des Massendurchflussmessers ein Druckspeicher für das abzufüllende Medium vorgesehen sein. Vorzugs ist der Druckspeicher in der Produktleitung zwischen der Pumpe und dem Massendurchflussmesser angeordnet. Mittels der Pumpe kann dann das Medium in den Druckspeicher befördert und dort zwischengelagert werden. Der Druckspeicher steht unter einem vorbestimmten Innendruck insbesondere durch Zuführung von Druckluft oder einem anderen geeigneten Druckgas, wobei der Innendruck des Druckspeichers für die Förderung des abzufüllenden Mediums durch den Massendurchflussmesser zu dem Füllorgan sorgt.Alternatively or in addition can be in the product line upstream of the mass flow meter a pressure accumulator for the one to be filled Medium should be provided. The pressure accumulator in the product line is preferred arranged between the pump and the mass flow meter. through the pump can then convey the medium into the pressure accumulator and be temporarily stored there. The pressure accumulator is under one predetermined internal pressure in particular by supplying compressed air or a other suitable compressed gas, the internal pressure of the pressure accumulator for the advancement of the to be filled Medium through the mass flow meter to the filler provides.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Druckspeicher mehrere Füllstandssensoren zugeordnet sind, die über eine Füllstandsleitung mit der Steuervorrichtung verbunden sind. Mittels der Füllstandssensoren und der Steuervorrichtung wird der Füllstand des Druckspeichers überwacht. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass einerseits immer eine ausreichende Menge des abzufüllenden Mediums in dem Druckspeicher vorhanden ist und andererseits eine übermäßige Befüllung des Druckspeichers mit dem abzufüllenden Medium vermieden wird.In a preferred embodiment of the The invention provides that the pressure accumulator has several fill level sensors are assigned that over a level line are connected to the control device. Using the level sensors and the control device monitors the fill level of the pressure accumulator. In this way it can be ensured that on the one hand always a sufficient amount of the medium to be filled in the pressure accumulator is present and on the other hand an excessive filling of the pressure accumulator the one to be filled Medium is avoided.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:Further details and features of the invention are from the following description of an embodiment with reference to the drawing. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Befüllstation einer Tubenfüllmaschine und 1 a schematic representation of a filling station of a tube filling machine and

2 eine Abwandlung der Befüllstation gemäß 1. 2 a modification of the filling station according to 1 ,

1 zeigt eine Befüllstation 10, mittels der ein flüssiges oder pastöses Medium aus einem Vorratsbehälter 18 über eine Produktleitung PL in eine Tube 13 eingefüllt werden kann. Dabei ist ein Füllorgan 11 in Form eines Füllrohrs mit Düse vorgesehen, die in die Tube 13 eintaucht. Im Inneren des Füllorgans 11 ist ein Verschlusselement 12 in Form eines Verschlussstößels verschieblich geführt, wie durch den Doppelpfeil V angedeutet ist. Das Verschlusselement 12 kann mittels einer Antriebsvorrichtung 16 zwischen einer Offenstellung und einer Sperrstellung verstellt werden. Die Antriebsvorrichtung 16 steht über eine Druckluftleitung DL1 mit einer Druckluftquelle 14 in Verbindung. In der Druckluftleitung DL1 ist ein Ventil 15 angeordnet, dass über eine Ventilsteuerleitung VSL mit einer Steuervorrichtung 20 in Verbindung steht. Die Steuervorrichtung 20 kann das Ventil 15 verstellen und damit das Verschlusselement 12 des Füllorgans 11 verschieben, so dass das Füllorgan 11 wahlweise verschlossen oder geöffnet ist. 1 shows a filling station 10 , by means of a liquid or pasty medium from a storage container 18 via a product line PL into a tube 13 can be filled. There is a filler 11 provided in the form of a filling tube with nozzle that goes into the tube 13 dips. Inside the filler 11 is a closure element 12 Slidably guided in the form of a plunger, as indicated by the double arrow V. The closure element 12 can by means of a drive device 16 can be adjusted between an open position and a locked position. The drive device 16 stands via a compressed air line DL1 with a compressed air source 14 in connection. There is a valve in the compressed air line DL1 15 arranged that via a valve control line VSL with a control device 20 communicates. The control device 20 can the valve 15 adjust and thus the closure element 12 of the filling organ 11 move so that the filler 11 is either closed or open.

In der Produktleitung PL ist eine Pumpe 19 angeordnet, mit der das abzufüllende Medium durch die Produktleitung PL gefördert wird. Stromab der Pumpe, d.h. auf der dem Vorratsbehälter 18 abgewandten Seite der Pumpe 19 ist in der Produktleitung PL ein erstes Absperrventil 21 vorgesehen, das über eine Steuerleitung SL mit der Steuervorrichtung 20 verbunden ist. Die Steuervorrichtung 20 kann das erste Steuerventil 21 wahlweise öffnen oder schließen.There is a pump in the PL product line 19 arranged with which the medium to be filled is conveyed through the product line PL. Downstream of the pump, ie on that of the reservoir 18 opposite side of the pump 19 is a first shut-off valve in the PL product line 21 provided that via a control line SL with the control device 20 connected is. The control device 20 can be the first control valve 21 either open or close.

Zwischen dem ersten Steuerventil 21 und dem Füllorgan 11 ist nahe dem Füllorgan 11 ein Massendurchflussmesser 17 in der Produktleitung PL angeordnet. Der Massendurchflussmesser 17 ermittelt die Menge an abzufüllendem Medium, die durch ihn hindurchströmt, und gibt ein entsprechendes Massensignal über eine Massensignalleitung ML an die Steuervorrichtung 20 ab.Between the first control valve 21 and the filler 11 is near the filling organ 11 a mass flow meter 17 arranged in the product line PL. The mass flow meter 17 determines the amount of medium to be filled that flows through it and sends a corresponding mass signal to the control device via a mass signal line ML 20 from.

Auf der stromab der Pumpe 19 gelegenen Seite der Produktleitung PL und stromauf des ersten Steuerventils 21 zweigt eine Bypassleitung BL ab, die zu einem stromauf der Pumpe 19 gelegenen Abschnitt der Produktleitung PL zurückführt und dort in diese mündet. In der Bypassleitung BL ist ein zweites Steuerventil 22 vorgesehen, das über die Steuerleitung SL ebenfalls mit der Steuervorrichtung 20 verbunden ist. Wenn das Füllorgan 11 und/oder das erste Steuerventil 21 geschlossen sind und die Pumpe 19 weiterhin in Betrieb ist, kann das Medium über die Bypassleitung zirkulieren, wie es durch die Pfeile M angedeutet ist, ohne dass es zu einem übermäßigen Druckaufbau oder einer Beschädigung der Pumpe 19 kommt.On the downstream of the pump 19 located side of the product line PL and upstream of the first control valve 21 branches off a bypass line BL leading to an upstream of the pump 19 leads located section of the product line PL and flows into it there. A second control valve is in the bypass line BL 22 provided that also via the control line SL with the control device 20 connected is. If the filler 11 and / or the first control valve 21 are closed and the pump 19 continues to operate, the medium can circulate via the bypass line, as indicated by the arrows M, without causing excessive pressure build-up or damage to the pump 19 comes.

Zum Befüllen der Tube 13 gibt die Steuervorrichtung 20 über die Ventilsteuerleitung VSL ein Signal an das Ventil 15, wodurch das Verschlusselement 12 bzw. der Verschlussstößel in seine geöffnete Stellung verfährt. Die Pumpe 19 ist aktiviert und das erste Steuerventil 21 ist geöffnet, so dass das Medium in der Produktleitung PL strömt und über das Füllorgan 11 in die Tube 13 eintritt. Die den Massendurchflussmesser 17 durchströmende Menge an abzufüllendem Medium wird erfasst und der Massendurchflussmesser 17 gibt entsprechende Massensignale über die Massensignalleitung ML an die Steuervorrichtung. In der Steuervorrichtung 20 ist ein Wert für eine Soll-Menge bzw. die gewünschte Dosiermenge gespeichert. Wenn die Steuervorrichtung 20 feststellen, dass die durch den Massendurchflussmesser 17 geströmte Mediumenge dem Wert der Soll-Menge entspricht, wird über die Ventilsteuerleitung VSL ein Signal an das Ventil 15 gegeben, so dass das Füllorgan 11 geschlossen ist. Die gefüllte Tube 13 wird vom Füllorgan 11 abgezogen und es wird eine neue Tube zugeführt, die dann in vorgenannter Weise befüllt wird.For filling the tube 13 gives the control device 20 A signal to the valve via the VSL valve control line 15 , causing the closure element 12 or the plunger moves into its open position. The pump 19 is activated and the first control valve 21 is opened so that the medium flows in the product line PL and over the filling element 11 into the tube 13 entry. The the mass flow meter 17 The amount of medium to be filled flowing through is recorded and the mass flow meter 17 outputs corresponding mass signals to the control device via the mass signal line ML. In the control device 20 a value for a target quantity or the desired dosing quantity is saved. If the control device 20 notice that by the mass flow meter 17 flow of medium corresponds to the value of the target quantity, a signal is sent to the valve via the valve control line VSL 15 given so that the filling organ 11 closed is. The filled tube 13 is from the filler 11 withdrawn and a new tube is fed, which is then filled in the aforementioned manner.

Der Aufbau der Befüllstation gemäß 2 stellt eine Weiterbildung der Füllstation gemäß 1 dar, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hinsichtlich der Erläuterung dieser Bauteile wird auf die Beschreibung der 1 verwiesen.The construction of the filling station according to 2 represents a further development of the filling station 1 represents, the same components are provided with the same reference numerals. With regard to the explanation of these components, reference is made to the description of 1 directed.

Die Befüllstation 10 gemäß 2 unterscheidet sich von der Befüllstation gemäß 1 dadurch, dass in der Pro duktleitung PL zwischen dem ersten Steuerventil 21 und dem Massendurchflussmesser 17 ein Druckspeicher 23 für das abzufüllende Medium vorgesehen ist. Der Druckspeicher 23 steht über eine weitere Druckluftleitung DL2 mit der Druckluftquelle 14 in Verbindung. In der weiteren Druckluftleitung DL2 ist ein Druckregelventil 24 angeordnet, das über eine Regelleitung RL mit der Steuervorrichtung 20 verbunden ist. Das Medium wird mittels der Pumpe 19 aus dem Vorratsbehälter 18 in den Druckspeicher 23 gefördert. Dieser steht unter innerem Überdruck, der bewirkt, dass das Medium bei dem bereits erläuterten Füllvorgang aus dem Druckspeicher 23 durch den Massendurchflussmesser 17 über die Produktleitung PL in das Füllorgan 11 und von diesem in die Tube 13 gelangt.The filling station 10 according to 2 differs from the filling station according to 1 in that in the product line PL between the first control valve 21 and the mass flow meter 17 a pressure accumulator 23 is provided for the medium to be filled. The accumulator 23 is connected to the compressed air source via another compressed air line DL2 14 in connection. A pressure control valve is located in the further compressed air line DL2 24 arranged, via a control line RL with the control device 20 connected is. The medium is pumped 19 from the reservoir 18 in the pressure accumulator 23 promoted. This is under internal pressure, which causes the medium from the pressure accumulator during the filling process already explained 23 through the mass flow meter 17 via the product line PL into the filling element 11 and from this into the tube 13 arrives.

Dem Druckspeicher 23 sind mehrere, auf verschiedenen Höhenniveaus angeordnete Füllstandssensoren 25 zugeordnet, die über eine Füllstandsleitung FL mit der Steuervorrichtung 20 verbunden sind. Mit den Füllstandssensoren 25 kann das Über- bzw. Unterschreiten von bestimmten Füllständen erfasst werden. Die Steuervorrichtung 20 überprüft, dass der Füllstand nicht unterhalb eines Mindestniveaus und nicht überhalb eines Maximalniveaus liegt, da die Abfüllstation 10 ansonsten abgeschaltet wird.The accumulator 23 are several level sensors arranged at different height levels 25 assigned to the control device via a fill line FL 20 are connected. With the level sensors 25 the exceeding or falling below certain filling levels can be detected. The control device 20 checks that the filling level is not below a minimum level and not above a maximum level, since the filling station 10 otherwise abge is switched.

Claims

Tube filling machine with a filling station ( 10 ) in which a liquid or pasty medium is placed in a tube ( 13 ) can be filled with a filling element ( 11 ), which by means of a closure element ( 12 ) can be closed and to which the medium can be fed under pressure through a product line (PL), and with a control device ( 20 ) for opening and closing the filling element ( 11 ), characterized in that in the product line (PL) a mass flow meter ( 17 ) is arranged, which via a mass signal line (ML) with the control device ( 20 ) is connected and sends a flow signal to it.

Tube filling machine according to claim 1, characterized in that in the product line (PL) upstream of the mass flow meter ( 17 ) a pump ( 19 ) is arranged.

Tube filling machine according to claim 1 or 2, characterized in that in the product line (PL) upstream of the mass flow meter ( 17 ) a pressure accumulator ( 23 ) is arranged for the medium to be filled.

Tube filling machine according to claim 3, characterized in that the pressure accumulator ( 23 ) in the product line (PL) between the pump ( 19 ) and the mass flow meter ( 17 ) is arranged.

Tube filling machine according to claim 3 or 4, characterized in that the pressure accumulator ( 23 ) several level sensors ( 25 ) are assigned to the control device (FL) via a fill level line (FL) 20 ) are connected.