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Vorrichtung zum Einfüllen eines Treibmittels in einen bereits mit
abzugebendem Material gefüllten Aerosolbehälter Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Einfüllen eines Treibmittels in einen bereits mit abzugebendem Material gefüllten
Aerosolbehälter und zum Verschließen des Behälters mit einem ein seine obere Öffnung
einsetzbaren, das Entnahmeventil tragenden Verschlußdeckel, wobei das Einfüllen
mittels eines die Zuleitung für das Treibmittel aufweisenden, beim Einfüllvorgang
auf dem oberen Teil des Aerosolbehälters dicht aufsitzenden Füllkopfes mit einer
Längsbohrung erfolgt.
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Es ist bereits eine Vorrichtung zum Füllen von Preßgasflaschen bekannt,
bei denen das Entnahmeventil durch eine Schraubkappe abgeschlossen wird.
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Die zu füllende Flasche wird auf einer beweglichen Auflage in den
becherförmigen Füllkopf der Füllvorrichtung bewegt, in dem die Schraubkappe festgehalten
und durch eine entsprechend geformte Dichtung gegen die Außenluft abgeschirmt wird.
Um das Ventil der Preßgasflache öffnen zu können, muß, da die Schraubkappe im Füllkopf
festgehalten ist, die Flasche so weit gedreht werden, bis sich das Ventil bei gelockerter
Schraubkappe öffnen kann. Der Boden, auf den die Flasche zum Füllen gesetzt wird,
muß also nicht nur in senkrechter, sondern auch in waagerechter Richtung beweglich
sein, d. h. sich drehen können. Da alle Arbeitsgänge von Hand ausgeführt werden,
arbeitet die bekannte Vorrichtung nicht nur umständlich und zeitraubend, sondern
hat noch den weiteren Nachteil, die Preßgasflasche nur durch die Ventilöffnung,
also eine kleine Öffnung füllen zu können.
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Bei einer anderen bekannten Fülleinrichtung für Behälter mit einer
flüssigen Füllung und einem gasförmigen Treibmittel wird der Behälter mit seinem
unter Federdruck stehenden rohrförmigen Entnahmeventil in die abgedichtete Bohrung
des Füllkopfes gedrückt, in welcher ein Kolben mit einer Kolbenstange zum Öffnen
des Ventils beweglich ist. Oberhalb des Kolbens sitzt in dem Füllkopf ein Steuerschieber,
der in seiner unteren Stellung die Verbindung des Behälters über sein geöffnetes
Entnahmeventil mit einer Unterdruckquelle herstellt, in seiner oberen Stellung dagegen
das geöffnete Ventil an eine gemeinsame Leitung für Füllmittel und Treibmittel anschließt.
Die gemeinsame Leitung teilt sich in Zweige zu einem Flüssigkeits- und einem Treibmittelbehälter.
Durch handbetätigte Ventile wird die Verbindung zu dem jeweils gewünschten Vorratsbehälter
hergestellt. Nachteilig ist auch bei dieser bekannten Einrichtung nicht nur die
Handsteuerung der verschiedenen Verbindungsventile, sondern auch das Füllen der
Behälter durch die
Entnahmeventile, d. h. durch eine klein bemessene Öffnung.
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Schließlich ist noch eine Vorrichtung zum Füllen und Verschließen
von Flaschen mit Bügelverschluß unter Luftabschluß bekannt, bei der ein Greifer
für den Bügelverschluß mit dem Füllrohr so verbunden ist, daß seine Bewegung durch
eine gleichzeitige Bewegung des Füllrohres veranlaßt wird. Zu diesem Zweck wird
ein aus einem geschlitzten Schuh bestehender, um den Verschlußstöpsel fassender
Stöpselgreifer derart an das Füllrohr angelenkt, daß bei ge ringer Aufwärtsbewegung
des Füllrohres der Greifer seitwärts schwingt und den Stöpsel seitwärts von der
Flaschenöffnung hält, wobei durch die Seitwärtsbewegung des Greifers ein an ihm
befindliches und vom Füllrohr abgezweigtes Röhrchen über die Flaschenmündung tritt.
Die Vorrichtung ist mittels mehrerer Hand- und Fußhebel zu betätigen, um das Füllrohr
mit der Flasche zu verbinden, die Flasche zu füllen und auf die gefüllte Flasche
den Stöpsel zu drücken und zu verriegeln.
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Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung
zum Einfüllen eines Treibmittels in einen bereits mit Material gefüllten Behälter
und zum Verschließen des Behälters nach dem
Einfüllen durch Aufbringen
des Verschlußdeckels mit dem Entnahmeventil zu schaffen, die völlig selbsttätig
und mit dem geringsten Zeitaufwand arbeitet.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß in der Längsbohrung des Füllkopfes
eine verschiebbare Hülse mit einer Dichtung zur Aufnahme des Verschlußdeckels des
Behälters vorgesehen und in der Hülse eine Einrichtung zum Befestigen des Deckels
auf dem gefüllten Behälter, z. B. eine Bördeleinrichtung mit durch einen gesteuerten
Spreizkolben zu betätigenden Klemmbacken, angeordnet ist.
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Der Spreizkolben ist über eine Kolbenstange mit dem Kolben eines
Zylinders verbunden, der auf einem von einem anderen Kolben unter Steuerung durch
eine Schalteinrichtung zu verstellenden, abgefederten Arm sitzt. Der erstgenannte
Kolben des Zylinders ist dabei pneumatisch betätigbar.
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Die die Bördeleinrichtung umgebende Hülse ist vorteilhaft die Verlängerung
eines Kolbens, auf dem eine Druckfeder sitzt und der mit dem unteren Deckel des
Zylinders einen ringförmigen, mit einer Überdruckquelle zu verbindenden Hohlraum
bildet. Der zur Aufnahme der Feder dienende Raum oberhalb des Kolbens kann dann
an eine Unterdruckquelle anzuschließen sein.
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Der Deckel des Zylinders hat, um die Füllung zu beschleunigen, tangential
in seine Bohrung mündende und mit elektromagnetsich gesteuerten Ventilen versehene
Zuleitungskanäle für das Treibmittel. Beim Aufsetzen der zu füllenden Behälter auf
die Tischplatte dient eine Führung zur Ausrichtung der Behälter, und mit ihr ist
ein Schalter verbunden, der von dem aufgesetzten Behälter betätigt wird und über
elektrische Stromkreise den Arbeitsablauf der Füllvorrichtung steuert.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
wiedergegeben. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht mit den hauptsächlichsten
elektrischen Schaltvorrichtungen für die verschiedenen Arbeitsgänge, F i g. 2 einen
senkrechten Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, F i g. 3 einen Schnitt nach Linie
3-3 der F i g. 2, F i g. 4 einen Querschnitt nach Linie 4-4 der F i g. 3 und 8,
F i g. 5 bis 10 Ansichten aufeinanderfolgender Arbeitsgänge der Vorrichtung von
dem Zeitpunkt an, in dem ein Behälter in die Maschine eingeführt wird, bis zu dem
Zeitpunkt, in dem die Behälterkappe auf den Behälter aufgebracht wird, um den Füll-
und Verschluß-Arbeitsgang zu vollenden, wobei F i g. 8 eine seitliche Schnittansicht
nach der Linie 8-8 der F i g. 4 und F i g. 10 eine Schnittansicht nach der Linie
10-10 der F i g. 3 darstellt, und Fig. in ein elektrisches Schaltschema für die
in den vorstehenden Figuren gezeigte Vorrichtung.
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1 ist ein Maschinenrahmen mit einer Tischplatte 2 und einer unteren
Platte 3. Die Tischplatte 2 trägt eine senkrechte rohrförmige Führung 4, in der
ein axial beweglicher Kolben 5 gegen Drehung verkeilt ist. Der Kolben 5 trägt einen
waagerechten Arm 6, und eine senkrechte Stange 7 verläuft nach abwärts durch den
Arm 6 und den Kolben 5 hindurch und hat ein Verbindungsglied 8, mit dessen Hilfe
sie mit einer Kurbel 9 verbunden ist, die sich an einem Untersetzungsgetriebe üblicher
Art befindet. Die senkrechte Stange 7 verläuft lose durch den Arm 6
und den Kolben
5 und hat einen Kopf 11 mit einer Feder 12 zwischen dem Kopf und dem Arm 6.
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Ein Elektromotor 13 mit konstanter Geschwindigkeit ist auf der unteren
Platte 3 angeordnet. Von dem Motor verläuft ein Treibriemen zu einer Antriebsscheibe
14, die durch eine dazwischengeschaltete Kupplungs- und Bremsvorrichtung 15 üblicher
Form mit dem Untersetzungsgetriebe 10 verbunden ist.
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Diese Kupplungs- und Bremsvorrichtung dient dazu, die Antriebsscheibe
14 mit dem Untersetzungsgetriebe zu verbinden, um das letztere zur richtigen Zeit
anzutreiben und das Untersetzungsgetriebe in anderen Zeitpunkten abzubremsen. Das
Untersetzungsgetriebe treibt zwei Nockenscheiben 16 und 17, die auf Kleinschalter
18 und 19 einwirken, um elektrische Stromkreise zu steuern.
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Auf dem Arm 6 ist starr ein Arbeitskopf angeordnet, der aus einem
Paar Zylindern, nämlich einem oberen Zylinder 20 und einem unteren Zylinder 21.
besteht. Der Zylinder 21 hat einen oberen Deckel 22 (Fig.3), der mit einer senkrechten
rohrförmigen Stange 23 versehen ist, die sich nach oben durch eine Öffnung in den
Arm 6 erstreckt. Die rohrförmige Stange 23 ist außen mit einem Gewinde oberhalb
des Armes versehen, um eine Klemmutter 24 aufzunehmen, welche die Stange starr mit
dem Arm verbindet und den unteren Zylinder starr auf dem Arm festlegt.
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Das obere Ende der rohrförmigen Stange 23 ist innen mit Gewinde versehen,
um einen sich abwärts erstreckenden Teil 25 aufzunehmen, der am unteren Zylinderkopf
26 des oberen Zylinders 20 ausgebildet ist, wodurch der obere Zylinder 20 ebenfalls
starr mit dem Arm 6 verbunden ist. Das untere Ende des unteren Zylinders 21 wird
durch einen Deckel 27 rohrförmiger Bauart geschlossen (Fig.3), und in dem Zylinder
21 befindet sich zwischen den Deckeln 22 und 27 der Kolben 28 mit einer zylindrischen
Hülse 29. Die untere Kante der zylindrischen Hülse 29 ist mit einer Nut zur Aufnahme
einer Gummidichtung30 versehen. Die obere Fläche des unteren Deckels 27 ist so ausgeschnitten,
daß sich ein Raum 31 zwischen ihm und dem Kolben 28 befindet, wenn dieser auf dem
unteren Deckel aufliegt (s.
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Fig. 3).
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Der Kolben 28 hat eine Kammer 32 zur Aufnahme eines verdickten Kopfes
33 einer rohrförmigen Bördeleinrichtung 34, die in am Umfang verteilten Abständen
geschlitzt ist, so daß der untere Teil der Einrichtung in Klemmbacken 35 unterteilt
wird, die äußere Wülste 36 haben.
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Innerhalb des oberen Zylinders 20 befindet sich ein Kolben 37 (F
i g. 2), mit einer Kolbenstange 38, auf der ein Spreizkolben 39 zum Betätigen der
Backen angeordnet ist (Fig.3). Dieser Kolben ist an seinem unteren Ende abgeschrägt.
Wenn der Kolben 39 sich in gehobener Stellung befindet, dann ziehen sich die Backen
radial zusammen, wenn jedoch der Kolben nach abwärts gegen die nach innen zusammenlaufenden
Flächen der Backen gedrückt wird, dann werden diese in radialer Richtung auseinandergepreßt,
um eine Kappe auf einen Behälter aufzupressen, wie das nachstehend beschrieben wird.
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Der Kolben 39 wird von dem Kolben 37 in dem Zylinder 20 betätigt,
und dieser Kolben wird seinerseits durch Druckluft betätigt, die in die Einlaßstutzen
40 und 41 eingeführt wird. Luft wird wahlweise an den beiden gegenüberliegenden
Seiten des Kolbens 37 durch ein Vierwege-Solenoidventil 42
eingeführt,
das in Fig. 1 gezeigt ist und durch einen Schalter 43 gesteuert wird.
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Der untere Kolben 28 ist normalerweise durch eine Feder 44 abwärts
gedrückt, wird jedoch durch Saugen und durch Druckluft betätigt, wobei ein Saugstutzen
45 im Zylinder oberhalb des Kolbens und ein Drucklufteinlaßstutzen 46 unterhalb
des Kolbens vorhanden ist.
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Der untere Deckel 27 des unteren Zylinders hat unterhalb der Wandung
des Zylinders 21 Zuleitungskanäle für das Treibmittel, die tangential zur inneren
zylindrischen Oberfläche des Deckels angeordnet sind, wie Fig.4 zeigt. Das Treibmittel
wird unter Druck durch die Einlaßstutzen 48 ( F i g.1) den Solenoidventilen49 zugeführt,
die von üblicher Art sein können. Die Solenoidventile 49 dichten normalerweise die
Kanäle 47 ab, jedoch können sie, wenn die Spulen der Solenoide erregt werden, die
Kanäle47 freigeben, so daß das Treibmittel in den Behälter eintreten kann. Aus den
Fig.1 und 8 geht hervor, daß beim Einführen des Treibmittels in das Innere des unteren
Zylinderkopfes der Einlaß tangential ohne Wirbelbildung erfolgt.
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Die zu füllenden und abzudichtenden Behälter werden gegen eine Führung
50 auf die Tischplatte 2 aufgesetzt. Wenn ein Behälter (Fig.1) in diese vorher bestimmte
Stellung gebracht wird, dann wirkt. er auf einen Kleinschalter 51 ein, schließt
einen Stromkreis und bewirkt auf diese Weise den Ablauf der Arbeitsgänge der Maschine.
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Beim Antrieb der Maschine arbeiten ihre verschiedenen Teile in einer
vorher bestimmten Reihenfolge, da die verschiedenen Mechanismen elektrisch gesteuert
werden.
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Zu diesem Zweck wird ein übliches ZeitmeßinstrumentT für den Ablauf
der Arbeitsgänge verwendet. Dieses Zeitmeßinstrument ist durch elektrische Stromkreise
mit den verschiedenen Kleinschaltern verbunden und arbeitet in üblicher Weise, um
die verschiedenen Kleinschalter zu betätigen, welche die Arbeitsgänge in der richtigen
Reihenfolge einleiten.
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F i g. 11 zeigt das Schaltbild der verschiedenen in F i g. 1 gezeigten
Kleinschalter. Die konstruktiven Einzelheiten eines Zeitmeßinstrumentes sind hier
nicht beschrieben, da viele handelsübliche Arten solcher Instrumente bekannt sind
und demgemäß eine Beschreibung überflüssig ist.
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Die Maschine arbeitet wie folgt: Ein Metallbehälters mit einer oberen
Öffnung wird zunächst mit einer gewissen Menge des abzugebenden Materials gefüllt.
Ein DeckelX mit einer Ventilvorrichtung Y, einem Sprühknopf und einem Tauchrohr
(s. Fig. 6 bis 10) wird dann lose in die obere Öffnung des Behälters eingeführt.
Der Behälter wird dann in die in F i g. 1 gezeigte Stellung gebracht, und während
er sich gegen die Führung 50 anlegt, schließt er den Kleinschalter 51. Dadurch wird
das Zeitmeßinstrument T in Betrieb gesetzt, das den Stromkreis zur Antriebsvorrichtung
52 schließt, um die Brems-und Kupplungsvorrichtung 15 zu steuern. Demgemäß wird
der mit konstanter Geschwindigkeit umlaufende Motor 13 mit dem Untersetzungsgetriebe
10 verbunden, um die Kurbel 9 aus ihrer oberen, in F i g. 1 gezeigten Totpunktlage
in die untere Totpunktlage zu bringen. Wenn dieser Arbeitsgang vollendet ist, dann
wirkt die Nockenscheibe 16 des Untersetzungsgetriebes 10 auf den Kleinschalter 18
ein, um die
Kupplung zu lösen und die Bremse der Kupplung zur Wirkung zu bringen
und die Bremsvorrichtung 15 zu veranlassen, die Kurbel am unteren Totpunkt festzuhalten.
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Bei der Bewegung der Kurbel 9 von ihrer oberen Totpunktlage zur unteren
Totpunktlage zieht sie den Arm 6 und den unteren Zylinder 21 so nach unten, daß
der untere Deckel 27 den Behälter C angreift und ihn fest auf die Tischplatte aufpreßt,
während sich eine federnde Dichtung 53 gegen den oberen Teil des Behälters legt
und auf diese Weise eine Abdichtung herstellt (s. F i g. 3 und 6). Die Feder 12
ermöglicht es dem Arm6, nachgiebig gesenkt zu werden, um dadurch die Höhe von Behältern
auszugleichen, die in der Höhe leicht voneinander abweichen. Der Kolben 28 bewegt
sich ebenfalls. Die Feder 44 in dem Zylinder drückt die untere Kante der zylindrischen
Hülse 29 gegen die nach oben stehende Kante des Deckels X, so daß die Dichtung 30
in der unteren Kante der Hülse ebenfalls eine luftdichte Abdichtung mit dem Deckel
X bildet.
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Das Zeitmeßinstrument T wirkt dann auf das Solenoidventil 54 ein
(Fig. 1 und 11), um den Saugstutzen 45 der F i g. 3 unter Vakuum zu bringen und
dadurch den Teil des Zylinders 21 oberhalb des unteren Kolbens 28 luftleer zu machen.
Das Vakuum wird dann durch einen Kanal 55 mit dem Inneren der Hülse 29 verbunden
und wirkt dahingehend, daß der Deckel X an dem unteren Ende der Hülse 29 festgelegt
wird. Dieses Vakuum ist jedoch ungenügend, um die Spannung der Feder 44 zu überwinden,
und so bleibt der Kolben 28 in seiner gesenkten Stellung nach F i g. 3.
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Während das Vakuum aufrechterhalten bleibt, um den Deckel an der
Hülse 29 zu halten, setzt das Zeitmeßinstrument das Solenoidventil 56 (Fig.1 und
11) unter Strom, so daß Preßluft durch den Einlaßstutzen 46 (Fig. 3) in den Raum
31 unter den Kolben 28 einströmt. Als Ergebnis wird der Kolben angehoben, um den
Deckel aus der oberen Öffnung des Behälters herauszuheben, wie in Fig.7 gezeigt
ist.
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Während der Kolben auf diese Weise angehoben ist, setzt das Zeitmeßinstrument
die Doppel-Solenoidventile 49 unter Strom, und das Treibmittel wird durch die Kanäle47
der Fig.4 und 8 in den Behälter hineingeleitet.
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Dieses Hineinleiten kann zeitlich abgestimmt sein oder das Treibmittel
kann durch ein Meßventil hindurchgeleitet werden. Sowie genug Treibmittel zugeführt
worden ist, macht das Zeitmeßinstrument T das Doppel-Solenoidventil 49 stromlos.
Sofort danach setzt das Zeitmeßinstrument T durch Solenoid gesteuerte Ventile 57
(F i g. 1 und 11) unter Strom, um sowohl den oberen als auch den unteren Teil des
unteren Zylinders 21 zu entlüften. Die Feder 44 drückt sofort den Kolben 27 dieses
Zylinders nach unten, um den Verschlußdeckel X in die Öffnung des Behälters hineinzudrücken
(s. F i g. 9). Nachdem der Deckel an Ort und Stelle gebracht ist, schließt das Zeitmeßinstrument
einen Kleinschalter 58, der seinerseits den Schalter 43 schließt, um ein Vierwege-Solenoidventil
42 (Fig. 1) unter Strom zu setzen und Preßluft in den oberen Zylinder 20 oberhalb
des Kolbens 37 (F i g. 2) einzuführen. Dieser Kolben wird auf diese Weise nach unten
gedrückt und nimmt den die Klemmbacken betätigenden Spreizkolben 39 mit sich, der
die Klemmbacken 35 auseinanderdrückt. Der Teil des Deckels X oberhalb der
Lippe
der Öffnung in dem Behälter wird radial von den Klemmbacken nach außen gedrückt
und in enge abdichtende Verbindung mit dem Rand der Behälteröffnung gebracht.
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Während dieser Arbeitsgang vollendet wird, wirkt die Abwärtsbewegung
des Kolbens 37 auf den verdickten Kopf 59 (F i g. 2) eines einen Schalter steuernden
Stiftes 60 ein, um ihn abwärts zu drücken und den Stromkreis an dem Kleinschalter
58 zu unterbrechen, so daß das Vierwegeventil 42 die obere Kammer des Zylinders
20 entlüftet und Preßluft über den Stutzen 41 in den unteren Teil des Zylinders
einführt. Der Kolben 37 wird auf diese Weise gehoben und führt den Spreizkolben
39 in die in F i g. 2 gezeigte Stellung zurück. Das Zeitmeßinstrument setzt danach
den Antrieb 52 unter Strom, um die Bremse zu lösen und die Kupplung der Bremsvorrichtung
15 eirzukuppeln. Danach treibt der Motor 13 das Untersetzungsgetriebe 10, um die
Kurbel 9 aus der unteren Totpunktlage in die anfängliche obere Totpunktlage der
F i g. 1 zurückzubringen. Der Arm 6 und die dazugehörigen Teile des Kopfes werden
auf diese Weise von dem gefüllten und abgedichteten Behälter abgehoben. Sobald die
Kurbel 9 die obere Totpunktlage erreicht hat, schaltet die Nockenscheibe 17 (F i
g. 1) den Kleinschalter 19 so, daß die Bremse eingeschaltet und die Kupplung freigegeben
wird, so daß alle Teile, mit Ausnahme des Motors, in ihrer anfänglichen Stellung
zur Ruhe kommen. Der Bedienende kann dann den Behälter herausnehmen und einen anderen
zu bearbeitenden Behälter einlegen, so daß die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge
erneut ablaufen.
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Bei der in den Zeichnungen gezeigten Maschine wird der Behälter auf
eine Unterlage gestellt, die einen Teil der Tischplatte 2 bildet. Die Unterlage
sowohl als auch die übrige Tischplatte sind stationär, und der Betätigungskopf wird
gehoben und gesenkt, um mit dem Behälter in Eingriff zu kommen. Dies geschieht durch
die Arbeit des Kolbens 5. Insofern als der Hauptzweck dieser Anordnung der ist,
das Angreifen und Lösen infolge der relativen Bewegung zwischen dem Behälter und
dem Kopf zu erreichen, ist es gleichwertig, den Arm 6 starr in der Führung 4 anzuordnen,
so daß der Kopf starr mit dem Tisch verbunden ist, und die Unterlage auf und ab
zu bewegen, um den Behälter mit dem Kopf in und außer Eingriff zu bringen. Zu diesem
Zweck kann der Teil des Tisches, der die Unterlage darstellt und die Führund 50
trägt, eine bewegliche Plattform bilden, die senkrecht verstellbar angeordnet ist
und von dem Untersetzungsgetriebe 10 durch die Verbindungsstange 8 in der gleichen
Weise betätigt wird, wie vorstehend beschrieben, so daß die Unterlage in richtigem
zeitlichen Verhältnis zu den anderen Teilen der Maschine auf und ab bewegt wird.