DE1632004C3 - Füllelement für Ein- oder Mehrkammer-Gegendruckfüllmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Füllelement für Ein- oder Mehrkammer-Gegendruckfüllmaschinen mit einem Flüssigkeitsventil, einem Gasventil und einer vom Füllgut beeinflußbaren, die Schließbetätigung des Flüssigkeitsventils auslösenden elektrischen Sonde, wobei das Gasventil mit einer das Flüssigkeitsventil durchsetzenden Spann- und Rückgasführung zusammenwirkt und die Sonde im Bereich des unteren Endes der Spann- und Rückgasführung an einem Schaft angebracht und in ein Gefäß auf vorbestimmte Füllhöhe einführbar ist.

Füllelemente der vorausgesetzten Art sind durch die

US-PS 33 57 461 bekannt. Hierbei ist die vom Füllgut

■ beeinflußbare, die Schließbetätigung des Flüssigkeits-

ventils auslösende elektrische Sonde am flaschenseitigen unteren Ende eines mit einer Isolierschicht umgebenen Spann- und Rückgasrohres befestigt, das den Flüssigkeitsventilkörper mittig durchsetzt und an seinem oberen Ende mit einem Gasventil zusammenwirkt. In dieser Anordnung bildet die Sonde mit dem Gasrohr, das als Schaft dient, eine Baueinheit und ist zusammen mit dem Füllelement heb- und senkbar. Da außerdem das Gasrohr mit dem Flüssigkeitsventilkörper fest verbunden ist, macht es zusätzlich die öffnungs- und Schließbewegung des Flüssigkeitsventils mit.

Ebenfalls vom öffnungs- und Schließhub des Flüssigkeitsventils abhängig und mit diesem zwangläufig heb- und senkbar ist eine den Füllelementen der US-PS 23 77 796 zugeordnete Sonde, die zur Befüllung von Weithalsgefäßen mit stillen Flüssigkeiten außerhalb des Flüssigkeitsventils am Füllrohr gelagert ist und, von der Füllflüssigkeit beeinflußbar, die Schließbetätigung des Flüssigkeitsventils auslöst. Hierbei werden die Gefäße nicht an das Füllelement angepreßt. Es sind deshalb keine Hubelemente vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Füllelement der eingangs genannten Art eine Sonde zu schaffen, die sowohl unabhängig von der Hubbewegung des Füllelements als auch von den öffnungs- und Schließbewegungen des Flüssigkeitsventils sowie der Gasventile heb- und senkbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine heb- und senkbare Sonde mit einem Sondenschaft, der das Flüssigkeitsventil und eine den Gasraum gegen die Atmosphäre abschließende Dichtung durchsetzt und eine am Sondenschaft anschließbare Hubeinrichtung, welche durch ein bei der Gefäßanpressung betätigbares elektrisches Schaltmittel zur Vornahme der Senkbewegung der Sonde ein- oder bereitschaltbar ist. Die durch die Erfindung erzielte freie Beweglichkeit der Sonde gegenüber dem Füllelement sowie dem Flüssigkeitsventil und den Gasventilen läßt es somit zu, daß die Sonde bei umlaufender Maschine unabhängig von den öffnungs- und Schließbewegungen der Ventilkörper jederzeit in ein bereits angepreßtes Gefäß einführbar und wieder aus diesem herausnehmbar ist Es führt dies bei Füllmaschinen zu einer wesentlichen Vergrößerung des Füllwinkels. Dieser kann sich dadurch vom Einlauf- bis zum Auslaufstern der Maschine erstrecken, so daß bereits die Gefäße im Einlaufstern an die Füllelemente anpreßbar sind und Flaschenhalter entfallen. Außerdem bleibt die Sonde vor Beschädigungen durch platzende Flaschen geschützt, da sie beim Spannvorgang noch nicht in die Flasche abgesenkt ist. Des weiteren wird ein vorzeitiges Schließen des Flüssigkeitsventils durch einlaufendes Füllgut vermieden und die Sonde von Flüssigkeit frei gehalten. Umgekehrt wird durch das Herausnehmen der Sonde vor Abzug des gefüllten Gefäßes erreicht, daß sich der von der Sonde eingenommene Raum im Gefäßhals nicht mit Luft auffüllt.

Gemäß der Erfindung durchsetzt die Sonde den Flüssigkeitsventilkörper zweckmäßigerweise innerhalb einer zentrischen Durchgangsbohrung und ist darin längsbeweglich geführt Hierbei ist zwischen Durchgangsbohrung und Sondenschaft ein Ringspalt vorgesehen, der die Spann- und/oder Rückgasführung bildet. Gemäß weitergehender Erfindung durchsetzt die Sonde auch den Ventilkörper des Spanngasventils und ist darin längsbeweglich geführt. Außerdem ist die sich im Flüssigkeitsventilkörper erstreckende Durchgangsbohrung durch eine den Sondenschaft umschließende, zweckmäßigerweise am freien Ende des Spanngasventilkörpers angeordnete Dichtung gegen die Atmosphäre abgeschlossen. Gemäß weitergehender Erfindung sind die Sonde sowie das Spanngas- und das Flüssigkeitsventil in einer gemeinsamen Gehäuseführung untergebracht, weiche durch die im Bereich des Spanngasventils angebrachte Dichtung gegen die Atmosphäre abgeschlossen ist. Gemäß der Erfindung ist für die Sonde zweckmäßigerweise eine pneumatische Hubeinrichtung mit einem vom Schaltmittel beeinflußbaren

ίο Magnetventil vorgesehen. Vorteilhafterweise kann das das Magnetventil der Hubeinrichtung beeinflussende elektrische Schaltmittel aus einem Näherungsschalter bestehen, der im Zuge der Flaschenanpressung durch einen dem Füllelement zugeordneten, die Flasche aufwärts fördernden Hubzylinder beeinflußbar ist. Gemäß der Erfindung sind schließlich Einstellmittel vorgesehen, welche die Hub- und Senkbewegungen der Sondenhubeinrichtung auf die im angepreßten Gefäß gewünschte Füllhöhe einstellbar begrenzen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen sowie der Beschreibung mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Es zeigt
F i g. 1 ein Füllelement für Einkammer-Gegendruck-Flaschenfüllmaschinen im Längsschnitt,

Fig.2 das Flüssigkeitsventil des Füllemements gemäß F i g. 1 mit Sondenunterteil,

F i g. 3 eine Einzelheit des Flüssigkeitsventils nach F i g. 2, Schnitt A-B,

F i g. 4 ein Füllelement für Mehrkammer-Gegendruckfüllmaschinen im Längsschnitt,

F i g. 5 eine Entlastungs- und Evakuierungseinrichtung für das Füllelement nach F i g. 1 im Längsschnitt, F i g. 6 eine Entlastungs-, Evakuierungs- und Inertgasnachfülleinrichtung für das Füllelement nach F i g. 1 im Längsschnitt,

F i g. 7 eine Schnittansicht der Einrichtung nach der Linie C-Dder Fig.6.
In der Zeichnung sind von der nicht näher gezeigten Gegendruck-Flaschenfüllmaschine umlaufender Bauart nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauteile dargestellt. So ist der Füllbehälter mit 10 und der Flaschentisch mit 11 bezeichnet Am Umfang trägt der Tisch 11 üblicherweise mehrere an Druckluftleitungen 12 angeschlossene Huborgane 13 mit jeweils einem höhenbeweglichen Zylinder 14, dessen ebene Fläche zum Abstellen der Flaschen dient Am Zylindermantel ist eine an einer Kurve 15 angreifende Rolle 16 angebracht. Der Zylindermantel 14 weist außerdem einen Ansatz 17 auf, dem ein Schaltorgan 18, zweckmäßigerweise in Form eines Näherungsschalters, mit der Leitung a gegenübersteht. Das Schaltorgan 18 ist auf einem unter Federeinwirkung 19 stehenden und am Flaschentisch 11 schwenkbar angebrachten Hebel 20 befestigt Den Hebel 20 beeinflußt eine am nicht dargestellten Maschinengestell angeordnete Kurvenbahn 21. S ie ist derart ausgebildet, daß sie in einem Teilbereich des Füllerumlaufs den Hebel 20 mit dem Schaltorgan 18 aus der Kontaktlage mit dem Ansatz 17 verschwenkt

Jedem Huborgan 14 steht ein am Füllerbehälter 10 befestigtes Füllelement gegenüber. In der Ausführungsform der F i g. 1 bis 3 ist es mit 23 und in der Ausführungsform der F i g. 4 mit 24 bezeichnet Beide Elemente besitzen ein im wesentlichen gleichartiges Gehäuse mit je einem Gas- und Flüssigkeitszugang 25 und 26. Mit diesen öffnunden sind sie an entsprechende Ausgänge des Füllerbehälters 10 angeschlossen. Hierbei ist

der'gasseitige Anschluß 25 zweckmäßigerweise nach Art einer mit einem abdichtbaren Rohransatz des Gehäuses in den Behälterausgang eingreifenden Steckverbindung und der flüssigkeitsseitige Anschluß 26 in Form einer Schraubverbindung ausgeführt. Diese Befestigungsart erfordert lediglich zwei Schrauben und gewährleistet ein schnelles Entfernen der Füllelemente 23 und 24 vom Füllberhälter 10. Beide Füllemement sind ferner mit einer an der Gehäuseunterseite fest angebrachten Zentriertulpe 27 versehen. Sie besitzt eine Anpreßdichtung 28 und umgibt einen trichterförmig ausgebildeten Flüssigkeitsauslauf 29, der von einer Kammer 30 abwärts führt, in die der Flüssigkeitszugang 26 mündet Nach oben schließt sich an die Kammer 30 eine Gehäuseführung 31 an.

Bei beiden Füllelementen 23 und 24 umgibt die Kammer 30 einen der Schräge des Flüssigkeitsauslaufs 29 angepaßten Ventilkörper 32 eines Flüssigkeitsventils. Der Ventilkörper 32 trägt einen in der Führung 31 eingesetzten Schaft 33. Durch beide erstreckt sich eine Bohrung 34, die als Spann- und Rückgaskanal dient Der Kanal endet im Bereich der Dichtung 28. Bei angepreßter gefüllter Flasche steht er lediglich mit dem Gasraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in Verbindung. Der Ventilkörper 32 ist üblicherweise mit einer Dichtung 35 und, wie die F i g. 2 und 3 zeigen, außerdem mit einem Ring 36 versehen, der mehrere gewundene Flächen 37 zur radialen Umlenkung des Flüssigkeitsstromes besitzt Der Ring 36 ist auswechselbar in die Führung 31 eingesetzt und umschließt lose den Ventilkörper 32.

Das in den Bereich des Gaszuganges 25 ragende Schaftende 33 des Flüssigkeitsventils 29, 32 trägt bei beiden Füllelementen 23 und 24 einen topfförmigen Ventilsitz 38 für ein Gasventil. Sein Ventilkörper ist mit

39 bezeichnet und im Ventilsitz 38 mit einem Ringspalt

40 eingesetzt Der Ventilsitz 38 des Gasventils 38,39 ist zweckmäßigerweise auf dem Schaftende 33 aufgeschraubt und weist eine auf der öffnung der Bohrung 34 angebrachte, dem Körper 39 gegenüberstehende Dichtung 41 auf. Die Unterseite des Ventilsitzes 38 besitzt einen Bund 42, der mit einem gegenüberstehenden Ansatz 43 der Gehäuseführung 31 die Gegenlager für eine auf das Füllventil 29,32 einwirkende Federkraft 44 bildet. Das obere, ebenfalls bundförmig ausgebildete Ende 45 des Ventilsitzes 38, dem ein weiteres im Elementengehäuse angebrachtes elektrisches Schaltorgan 46, ebenfalls in Form eines Näherungsschalters, mit der Leitung b gegenübersteht, liegt an einer Steuerstange 47 an. Das freie Stangenende ist in einer Buchse 48 geführt und mit einem Flansch 49 versehen. Zwischen der Flanschunterseite und der gegenüberliegenden Führungsbuchse 48 ist eine Feder 50 angeordnet, die über die Stange 47 und den Ventilsitz 38 auf den Ventilkörper 32 des Flüssigkeitsventils 29, 32 einwirkt Hierbei begrenzt ein auf der Stange 47 angebrachter und an der Buchse 48 zur Anlage gelangender Bund 51 die Öffnungsweite des Ventils 29,32. Auf den Flansch 49 selbst wirkt der Kolben 52 eines an die Luftleitung I angeschlossenen pneumatischen Huborgans 53 ein, das von einem Magnetventil 54 mit der Leitung c gesteuert wird.

Der Ventilkörper 39 ist bei dem Füllelement 23 in einer weiteren, die Gehäuseführung 31 fortsetzenden Führung 55 gelagert und am oberen Ende mit einer Ringdichtung 56 versehen. Am Ventilkörper 39 greift der gabelförmige Arm eines im Punkt 58 des Elementengehäuses gelagerten Hebels 57 an. Der Hebel 58 steht mit der Kolbenstange 59 eines an die Luftleitung II angeschlossenen pneumatischen Huborgans 60 in Antriebsverbindung, dem ebenfalls ein Magnetventil 65 mit der Leitung d vorgeschaltet ist. Der Zylinder 60 des Huborgans 59, 60 sitzt beim Füllelement 23 in einem gabelförmigen Lager 63, das mittels einer Feder 62 auf einer Konsole 61 des Elementengehäuses aufgestützt ist Hierbei durchsetzt das Lager 63 eine Führung 64 der Konsole 61 und trägt an einem als Anschlag wirkenden Arm 66 einen Schaltstift 67. Das freie Stiftende ragt in einen Gehäuseansatz 68, der mit einem zum Flüssigkeitsauslauf 29 führenden Entlastungskanal 69 versehen ist Das dem Kanalausgang gegenüberstehende Ende des Stiftes 67 besitzt eine Längsnut 70 sowie zu beiden Seiten der Nut angeordnete Ringdichtungen 71. In einer Endlage des Stiftes 67, zweckmäßigerweise bei Anlage des Armes 66 an der Führung 64, ist der Kanalausgang 69 verschlossen und in einer anderen Endlage durch den Austritt der Nut 70 aus der Gehäusebegrenzung geöffnet.

In den Führungen 31 und 55 des Elementengehäuses erstreckt sich ferner ein mit der Leitung e versehenes Tastorgan 75 in Form einer Sonde. Sie durchsetzt den Ventilkörper 39 und die Bohrung 34 des Schaftes 33 des Flüssigkeitsventils 29, 32 und ist mit einem abgesetzten, in einer Spitze auslaufenden Ende in einem mit mehreren Bohrungen 76 umgebenden Lager 77 des Ventilkörpers 32 geführt (F i g. 2 und 3). Den Rückgasweg 34 sowie die Durchgangsbohrung im Ventilkörper 39 schließt hierbei die Dichtung 56, welche die Sonde 75 umgibt, gegen die Atmosphäre ab. Bei dem Tastorgan 75 ist die Spitze 88 elektrisch leitend ausgebildet und mittels eines Isolierstückes 89 von dem übrigen stangenförmigen Teil sowie gegenübber dem Lager 77 isoliert. An die zweipolige Leitung e ist mit einem Pol die Sondenspitze 88 und mit dem anderen Pol der Sondenschaft 75 angeschlossen. An dem der Sondenspitze 88 gegenüberstehenden Ende greift ein im Drehpunkt 78 des Elementengehäuses schwenkbar angeordneter Hebel 79 mit einem gabelförmigen Arm an der Sonde 75 an. Das andere Hebelende ist mit der Kolbenstange 80 eines weiteren, an die Leitung III angeschlossenen pneumatischen Huborgans 80, 81 verbunden. Sein Zylinder 81 ruht auf einem Arm 82 der Konsole 61. Auch diesem Huborgan 80,81 ist ein Magnetventil 83 mit der Leitung /zugeordnet

Die Leitungen b, c, d, e und /"der vorerwähnten elektrischen Schalt- und Steuermittel führen zu einem am Gehäuse des Füllelements befestigten Schaltkasten 85, der über die Leitungen g an eine dem Füllelement zugeordnete und zweckmäßigerweise auf dem Füllbehälter 10 befestigte Kontaktleiste 86 angeschlossen ist. Auf die Kontaktleiste 86 ist auch die Leitung a des Schaltmittels 18 gelegt Sämtliche den Füllelementen 23 zugeordneten Kontaktleisten 86 sind an ein gemeinsames, an der nicht näher dargestellten Maschinensäule angeordnetes Netzteil angeschlossen. Dieses weist im wesentlichen Transformatoren für die Steuerspannung der Magnetventile 54, 65, 83 und Schaltorgane 18, 46 sowie für die Meßspannung der Sonde 75 auf. Vorgesehen ist außerdem ein für alle Füllelemente 23 gemeinsames Potentiometer, um die Sondenspannung auf die Leitfähigkeit des jeweiligen Füllgutes einzustellen. Die Stromzufuhr zum Netzteil erfolgt mittels Schleifringen oder induktiv.

Die den Schaltorganen 18, 46 zugeordneten Transistoren und sonstige elektrische oder elektronische Schaltmittel sowie die den Magnetventilen 53, 65, 83

zugewiesenen Thyristoren und die für die Auswertung der Sondenspannung erforderlichen Schaltmittel sind zu einer elektrischen Baueinheit zusammengefaßt, die zweckmäßigerweise nach Art einer Steckkarte 87 ausgebildet und auf der Kontaktleiste 86 auswechselbar aufgesteckt ist.

Eine mit den Füllelementen 23 ausgerüstete rotierende Füllmaschine arbeitet in folgender Weise: Von dem der Füllmaschine zugeordneten Transportband gelangen die Flaschen mittels eines üblichen Einschubsternes auf die durch die Abziehkurve 15 in die untere Endstellung abgesenkten Hubzylinder 14. In dieser Stellung vor der Abfüllung steht der Ansatz 17 jedes Zylinders 14 unterhalb des in die Wirklage eingeschwenkten Schaltorgans 18. Bei dem Füllelement 23 ist das Flüssigkeitsventil 29,32 sowie das Gasventil 38,39 geschlossen und die Sonde 75 eingefahren sowie der Entlastungskanal 69 geöffnet. Die Steuerstange 47 liegt unter der Federwirkung 50 mit dem Bund 51 an der Buchse 48 an.

Unter dem Einfluß der nunmehr über die Leitung 12 zugeführten Druckluft führt der Zylinder 14 einen kurzen Aufwärtshub aus und bewegt nach Ablauf von der Kurve 15 die Mündung der abgestellten Flasche unter die Zentriertulpe 27 des Füllelements 23 und preßt sie an die Dichtung 28 an. Im Zuge dieser Hubbewegung gelangt der Zylinderansatz 17 in den Bereich des Schaltorgans 18, dessen eingestellter Grundwert sich durch die Annäherung des Ansatzes 17 verändert. Der an die elektronische Baueinheit 87 gehende Steuerimpuls erregt das Magnetventil 65, das die Hubeinrichtung 59,60 betätigt. Hierdurch wird der Entlastungskanal 69 geschlossen, das Gasventil 38, 39 geöffnet und das Flüssigkeitsventil 29,32 freigegeben. Über den Anschluß 25, den Ventilspalt 40 und die Bohrungen 34 und 76 strömt nunmehr das Gas aus dem Füllerbehälter 10 in die Flasche, die vorgespannt wird (F i g. 1).

Soll die Flasche bereits im oder erst außerhalb des Einschubsternes der Füllmaschine vorgespannt werden, so ist der Impuls des Schaltorgans 18 früher oder verzögert auszulösen. Erreicht wird dies durch besondere Gestaltung der Kurve 21, die entweder das Schaltorgan 18 mit dem Anpressen der Flasche oder erst eine kurze Zeit danach in den Bereich des Ansatzes 17 bringt. Bei fehlender Flasche bewegt ein beim Hubzylinder 13 vorgesehener Überhub den Ansatz 17 über das Schaltorgan 18 hinaus. Der vom Schaltorgan 18 ausgelöste Steuerimpuls wird dadurch nicht aufrechterhalten, so daß sich das kurzzeitig geöffnete Gasventil 38,39 wieder schließt.

Gleichzeitig mit dem Magnetventil 65 erregt der Steuerimpuls des Schaltorgans 18 auch das Magnetventil 83, das die Luftzufuhr zur Hubeinrichtung 80,81 freigibt. Die Erregung ist allerdings verzögert und durch ein innerhalb der Steckkarte 87 angeordnetes Zeitglied derart bemessen, daß die Verzögerungszeit die Zeit zum Vorspannen der Flasche sowie eine Sicherheitszeit einschließt.

Ist die in Anpreßstellung befindliche Flasche nunmehr vorgespannt und Gleichdruck zwischen Flasche und Füllerbehälter 10 hergestellt, dann öffnet noch innerhalb der Verzögerungszeit der Hubeinrichtung 80, 81 die Feder 44 das Flüssigkeitsventil 29, 32, dessen Ventilkörper 32, 33 sich vom Ventilsitz 29 abhebt. Im Verlauf dieser Öffnungsbewegung gelangt das bundförmig ausgebildete Ende 45 des Ventilsitzes 38 des Spanngasventils 38,39 in den Bereich des Schaltorgans 46. Der vom Schaltorgan 46 ausgelöste Impuls an die Steckkarte 87 beendet die vom Schaltorgan 18 verzögert eingeleitete Erregung des Magnetventils 83 der Hubeinheit 80, 81 und erregt dieses erneut Auch diese Erregung kann den Betriebsbedingungen entsprechend verzögert sein. Nach Ablauf der Verzögerungszeit, während der bereits der Einlauf des Füllgutes in die Flasche und die Rückgasabfuhr über den Kanal 76,34, 40, 25 in den Füllerbehälter 10 begonnen haben, fährt die Sonde 75 so weit in die Flasche ein, bis ein der Hubeinheit 80, 81 zugeordneter Höhenanschlag wirksam wird. Dieser besteht zweckmäßigerweise aus einem auf dem Bund 101 der Kolbenstange 80 angebrachten auswechselbaren Zwischenstück 100, das am Gehäuse 81 der Hubeinrichtung 80, 81 zur Anlage gelangt und entspricht der gewünschten Füllhöhe.

Nimmt das Flüssigkeitsventil 29, 32 nicht die Öffnungsstellung ein, beispielsweise bei einer beschädigten und nicht ordnungsgemäß vorgespannten Flasche, dann ergeht kein Steuerimpuls durch das Schaltorgan 46. Nach Ablauf der Verzögerungszeit erlischt in der elektronischen Baueinheit 87 der vom Schaltorgan 18 eingeleitete Impuls, worauf das stromlose Magnetventil 65 die Hubeinrichtung 59,60 zu einer das Gasventil 38,39 in die Schließstellung führenden Bewegung zwingt

Mit dem Impuls des Schaltorgans 46 an das Magnetventil 83 der Hubeinheit 80, 81 wird auch das Magnetventil 54 der Hubeinrichtung 52,53 über ein einstellbares Zeitglied erregt. Die Charakteristik des in der Steckkarte 87 angeordneten Zeitgliedes ist zweckmäßigerweise derart gewählt, daß das Magnetventil 54 kurz vor dem Eintritt der Flüssigkeit in den Flaschenhals die Hubeinheit 52,53 einschaltet. Über die Steuerstange 47 und den Bund 45 wird dann gegen den Druck der Feder 44 der Austritt 29 des Flüssigkeitsventils 29, 32 stufenweise so weit verengt, daß die der Flasche zugeführte restliche Flüssigkeit gedrosselt einläuft Selbstverständlich kann auch bereits zu Beginn des Flüssigkeitseinlaufs eine Drosselung erfolgen, die danach aufgehoben wird und vor Beendigung des Flüssigkeitseinlaufs wieder einsetzt. Sobald die in der Flasche aufsteigende Flüssigkeit die Sondenspitze 88 im Flaschenhals erreicht hat und über das Isolierstück 89 bis zum Sondenschaft 75 angestiegen ist, schließt sich der Sondenstromkreis. Durch ein die Sondenspannung auswertendes Schaltmittel der elektronischen Baueinheit 87 werden nunmehr die Magnetventile 65 und 83 stromlos geschaltet. Sie steuern die Hubeinrichtungen 59, 60 und 80, 81 in die Ausgangsstellung zurück. Infolge dieser Bewegungen verschließt der von der Kolbenstange 59 abwärts auf den Sitz 41 bewegte Ventilkörper 39 das Gasventil 38,39 und im Verlauf dieser Hubbewegung auch das Flüssigkeitsventil 29, 32 entgegen der Federkraft 44. Bei der weiteren nunmehr von dem Gehäuse 60 entgegen der Federkraft 62 fortgesetzten Hubbewegung gibt der Schaltstift 67 den Kanalausgang 69 frei, so daß die Druckentlastung der Flasche erfolgt. Gleichzeitig wird die Sonde 75 aus dem Flaschenhals in die obere Endlage zurückbewegt Im restlichen Teil des Umlaufes der Füllmaschine verstellt die Kurve 21 durch den Angriff auf den Hebel 20 das Schaltorgan 18 aus dem Bereich des Vorsprunges 17. Beim öffnen dieses Kontaktes wird auch das Magnetventil 54 stromlos. Die unwirksam geschaltete Hubeinrichtung 52, 53 gestattet die Rückkehr der Steuerstange 47 in die Ausgangslage. Im Bereich des nicht gezeigten Ausschubsternes der Maschine zwingt schließlich die Kurve 15 das Huborgan 14 zu einer Abwärtsbewegung. Die vom Füllelement 23 abgezogene gefüllte Flasche wird anschließend vom Ausschubstern übernommen und einem

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Abförderband übergeben. Auf dem restlichen Teil des Füllerumlaufes bis zum erneuten Flascheneinlauf gibt die Kurve 21 den Hebel 20 wieder frei, der unter der Einwirkung der Feder 19 das Schaltorgan 18 wieder in die Bewegungsbahn des Ansatzes 17 verstellt, das damit für die Abfüllung einer nunmehr folgenden Flasche bereitsteht

Wird bei einer nur teilweise gefüllten Flasche oder infolge Unterbrechung der Flüssigkeits- oder Spanngaszufuhr der Sondenstromkreis nicht geschlossen und löst die Sonde 75 dadurch keinen Impuls aus, so werden nunmehr durch die Kontaktöffnung des Schaltorgans 18 mit dem Ansatz 17 die Magnetventile 65 und 83 stromlos geschaltet, so daß das Spanngas- und Flüssigkeitsventil 38,39 und 29,32 geschlossen und die Sonde 75 aus dem Flaschenhals herausbewegt wird.

Von der beschriebenen Ausbildung und Wirkungsweise des Füllelements 23 weicht das Füllelement 24 nur geringfügig ab. Bei ihm handelt es sich um eine Ausführungsform, bei der das Rückgas nicht in den Füllerbehälter 10 zurückgeführt, sondern in die Atmosphäre oder in einen mit Druckdifferenz zum Füllerbehälter stehenden weiteren Behälter abgelassen wird. Für dieses nach dem Prinzip der Druckdifferenzfüllung arbeitende Verfahren ist für das Rückgas und das Spanngas jeweils ein separater Leitungsweg vorgesehen. Zu diesem Zweck ist der Ventilkörper 39 des Gasventils 38, 39 mit einer Hülse 90 versehen, die sich innerhalb der Bohrung 34 des Flüssigkeitsventils 29,32 bis zu dessen unterem Ende erstreckt und die Sonde 75 mit einem Ringspalt 91 umgibt Außerdem ist die Gehäuseführung 55 im Bereich des Spanngaszuganges 25 durch Dichtungen 99 nach oben verschlossen. Dadurch dient die Bohrung 34 als Leitungsweg für das aus dem Füllerbehälter 10 über das Gasventil 38,39 austretende Spanngas und der Ringspalt 91 zwischen Hülse 90 und Sonde 75 als Leitungsweg für das durch den Einlauf der Flüssigkeit aus der Flasche verdrängte Rückgas. Dieses gelangt durch eine öffnung 92 in der Gehäuseführung 55 in eine Gehäusekammer 93 und entweicht über ein dort angeordnetes einstellbares Drosselglied 94 oder ein sonstiges steuerbares Ventil ins Freie oder in den zusätzlichen Behälter. Infolge dieses ständig aufrechterhaltenen und geöffneten Rückgasweges 91, 92, 93, 94 bedarf das Füllelement 24 keiner Druckentlastung, so daß die hierfür beim Füllelement 23 vorgesehene Einrichtung entfallen kann und der Zylinder 60 des Huborgans 59, 60 unmittelbar in der Konsole 61 schwenkbar gelagert ist

Das Füllelement 23 ist durch geringfügige Änderungen bereits vorhandener oder Anbringung zusätzlicher Einrichtungen zur Erfüllung weiterer Aufgabe geeignet. So verschließt beim Füllelement 23 nach F j g. 5 ein magnetgesteuertes Ventil 95 den Entlastungskanal 69. Sein Magnet ist mit der Leitung h an die Steckkarte 87 angeschlossen und wird durch die Sonde 75 erregt Im umgebenden Gehäuse 96 der Entlastungseinrichtung, in das der Kanal 69 mündet und sich erweitert, kann ein weiteres magnetgesteuertes Ventil 97 mit einer zu der Steckkarte 87 führenden Leitung j angeordnet sein. Das Ventil 97 verschließt einen in den Kanal 69 mündenden und zu einem nicht dargestellten Vakuumerzeuger führenden Kanal 98. Bei geöffnetem Ventil 97 ist der Vakuumerzeuger über den Kanal 98 mit dem Kanal 69 verbunden, so daß die angepreßte Flasche vor dem Flüssigkeitseinlauf evakuiert und nach beendetem FIüssigkeitseinlauf und geschlossenem Ventil 97 über den gleichen Kanal 69 und das geöffnete Ventil 95 ins Freie entlastet wird. Das öffnen des Evakuierungsventils 97 erfolgt durch das Schaltorgan 18, dessen bei der Gefäßanpressung ausgelöster Impuls über die Steckkarte 98 den Ventilmagneten 97 erregt. Nach einer für die Evakuation der Flasche ausreichenden und von einem Zeitglied vorbestimmten Zeitspanne wird der Magnet wieder stromlos, und das Ventil 97 schließt sich. Der nunmehr einsetzende Füllvorgang, den der vom Zeitglied weitergeleitete Impuls auslöst, vollzieht sich in der für das Füllelement 23 beschriebenen Art und Weise. Die anschließende Entlastung bewirkt der von der Sonde 75 ausgelöste Impuls, der über ein Zeitglied der Steckkarte 87 den Magneten des Ventils 95 verzögert erregt, so daß dieses sich öffnet, danach schließt und anschließend wieder öffnet Nachfolgend wird der Ventilmagnet 95, wie bereits beschrieben, durch die Kontaktunterbrechung zwischen dem Schaltorgan 18 und dem Ansatz 17 stromlos, so daß sich das Ventil 95 unter der Federwirkung endgültig schließt.

Mit dem gleichen Evakuierungs- und Entlastungsventil 95,97 ist auch das Füllelement 23 gemäß den F i g. 6 und 7 ausgerüstet Darüber hinaus ist dieses Füllelement noch mit einer Einrichtung zum Nachfüllen von Inertgas, beispielsweise Kohlensäure, in den Hals der angepreßten Flasche versehen. Diese Einrichtung ist ebenfalls im Gehäuse % untergebracht und besteht im wesentlichen aus einem in den erweiterten Kanal 69 führenden Kanal 103, einem diesen Kanal verschließenden Ventil 104, das durch einen mit der Leitung k an die Steckkarte 87 angeschlossenen Magneten steuerbar ist sowie einer in die Ventilkammer 104 mündenden und zu einer Gasquelle führenden Gasleitung 105. Für die Nachfülleinrichtung ist außerdem, wie in F i g. 7 gezeigt, der Ventilkörper 39 des Spanngasventils 38, 39 mit einem Austrittskanal 106 versehen. Er mündet in den Rückgasweg 34 und ist am gegenüberstehenden Ende durch ein Überströmventil verschlossen, von dem der Ventilsitz mit 107 und der von einer Federkraft 109 beeinflußte Ventilkörper mit 108 bezeichnet ist. Die Feder 109 stützt sich gegen ein mit einem Ausgang 111 versehenes Federlager 110 ab. Der Ausgang 111 führt in das Elementengehäuse 23.

In Übereinstimmung mit dem Füllelement nach F ί g. 5 löst auch beim Füllelement 23 nach den F i g. 6 und 7 mit magnetgesteuerten Evakuierungs-, Gasnachfüll- und Entlastungsventilen das Schaltorgan 18 nach Anpressen einer einwandfreien Flasche den Evakuierungsvorgang aus, so daß über die Steckkarte 87 der Magnet des Evakuierungsventils 97 erregt und dieses geöffnet wird. Nach dem Füllvorgang, der in der vorbeschriebenen Weise einsetzt und abläuft, erregt der vom Abfüllgut ausgelöste Sondenimpuls über das Zeitglied der Steckkarte 87 den Magneten des Nachfüllventils 104, das für kurze Zeit geöffnet wird. Bei geschlossenen Ventilen 95 und 97 ergeht von der an die Leitung 105 angeschlossenen Gasquelle ein Druckgasstoß über den Kanal 103 und den Kanal 69 in die angepreßte Flasche. Der Druckgasstoß zum Anreichern des Leerraumes im Flaschenhals mit dem inerten Gas kann seiner Stärke nach so bemessen sein, daß das über dem Flüssigkeitsspiegel im Flaschenhals stehende Spanngas über den Rückgasweg 34, den Kanal 106, das Ventil 107,108, den Ausgang 111 in den Spanngasraum des Füllelementes 23 und den Füllbehälter 10 verdrängt wird. Die Stärke und die Zeitdauer des Gasstoßes können aber auch so bemessen sein, daß über den gleichen Leitungsweg eine erhöhte Zufuhr von inertem Gas in den Füllerbehälter 10 erfolgt, um dort eine konstante Gaskonzentration

aufrechtzuerhalten. Nach Schließen des Gasventils 104 leitet der stromlos geschaltete Magnet die Entlastung der weiterhin angepreßten Flasche durch Öffnen des Ventils 95 ein, dessen Magnet nunmehr erregt wird. Nach dem Schaltintervall: öffnen, Schließen, öffnen, zum Zwecke einer gestuften Entlastung, wird der Ventilmagnet 95 durch Lösen des Kontaktes zwischen Schalter 18 und Ansatz 17 beim Absenken des Huborgans 13 stromlos. Unter der Federwirkung schließt sich das Ventil 95 nunmehr endgültig, so daß die Einrich-

tung für die Evakuation der folgenden Flasche bereitsteht

Des weiteren kann das Füllelement 23 mit einem Entlastungsventil 95 und einem Gasnachfüllventil 104 mit Gaszuleitung 105 und Kanal 103 ausgerüstet sein. Diese nicht näher dargestellte Einrichtung käme im Aufbau etwa der Einrichtung nach F i g. 5 gleich, deren Gaskanal 98 dann an die Inertgasquelle anstatt an den Vakuumerzeuger anzuschließen wäre.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Füllelement für Ein- und Mehrkammer-Gegendruckfüllmaschinen mit einem Flüssigkeitsventil, einem Gasventil und einer vom Füllgut beeinflußbaren, die Schließbetätigung des Flüssigkeitsventils auslösenden elektrischen Sonde, wobei das Gasventil mit einer das Flüssigkeitsventil durchsetzenden Spann- und Rückgasführung zusammenwirkt und die Sonde im Bereich des unteren Endes der Spann- und Rückgasführung an einem Schaft angebracht und in ein Gefäß auf vorbestimmte Füllhöhe einführbar ist, gekennzeichnet durch eine heb- und senkbare Sonde (75, 88) mit einem Sondenschaft (75), der das Flüssigkeitsventil (29,32) und eine den Gasraum gegen die Atmosphäre abschließende Dichtung (56) durchsetzt und eine am Sondenschaft anschließbare Hubeinrichtung (80, 81), welche durch ein bei der Gefäßanpressung betätigbares elektrisches Schaltmittel (18) zur Vornahme der Senkbewegung der Sonde ein- oder bereitschaltbar ist.

2. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (75,88) den Flüssigkeitsventilkörper (32) innerhalb einer zentrischen Durchgangsbohrung (34) durchsetzt und darin längsbeweglich geführt ist und daß zwischen Durchgangsbohrung und Sondenschaft (75) ein Ringspalt vorgesehen ist, der die Spann- und/oder Rückgasführung bildet

3. Füllelement nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (75, 88) den Ventilkörper (39) des Spanngasventils (38, 39) durchsetzt und darin längsbeweglich geführt ist und daß die Bohrung (34) durch eine den Sondenschaft (75) umschließende, vorzugsweise am freien Ende des Spanngasventilkörpers angeordnete Dichtung (56) gegen die Atmosphäre abgedichtet ist.

4. Füllelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (75,88) sowie das Spanngas- und das Flüssigkeitsventil (38,39; 29,32) in einer gemeinsamen Gehäuseführung (31, 55) untergebracht sind, welche durch die im Bereich des Spanngasventils (38, 39) angebrachte Dichtung (56) gegen die Atmosphäre abgeschlossen ist.

5. Füllelement mit einer Rückgasableitung ins Freie oder in einen Auffangbehälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Ringspaltes zwischen der Bohrung (34) des Flüssigkeitsventilkörpers (32) und des Sondenschaftes (75) eine mit dem Spanngasventilkörper (39) verbundene, sich bis zum unteren Ende des Flüssigkeitsventilkörpers erstreckende und die Sonde (75,88) umgebende Hülse (90) eingesetzt ist, derart, daß der Ringspalt zwischen der Sonde und der Hülse den ins Freie oder in einen Auffangbehälter führenden Rückgasweg, der Ringspalt zwischen der Hülse und der Bohrung den mit einer Dichtung (99) gegen die Atmosphäre abgeschlossenen Spanngasweg bildet.

6. Füllelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Sonde (75, 88) eine pneumatische Hubeinrichtung (80, 81) mit einem vom Schaltmittel (18) beeinflußbaren Magnetventil (83) vorgesehen ist.

7. Füllelement nach Anspruch 6, dadurch gekenn-

zeichnet, daß das das Magnetventil (83) der Hubeinrichtung (80, 81) beeinflussende elektrische Schaltmittel (18) aus einem Näherungsschalter besteht, der im Zuge der Flaschenanpressung durch einen dem Füllelement zugeordneten, die Flasche aufwärtsfördernden Hubzylinder (14) beeinflußbar ist.

8. Füllelement nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubzylinder (14) einen das elektrische Schaltmittel (18) beeinflussenden Ansatz (17) aufweist, der bei angepreßter Flasche dem elektrischen Schaltmittel unmittelbar gegenübersteht.

9. Füllelement nach den Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubzylinder (14) einen Überhub besitzt, der bei fehlender Flasche den Ansatz (17) aus dem Bereich des Schaltmittels (18) verstellt.

10. Füllelement nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Schaltmittel (18) auf einem im Bereich des Huborgans (13) unter Federeinwirkung (19) stehenden schwenkbaren und durch eine Kurvenbahn (21) beeinflußbaren Hebel (20) befestigt ist.

11. Füllelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenbahn (21) derart ausgebildet ist, daß während oder im Anschluß an die den Füllvorgang abschließende Entlastung das elektrische Schaltmittel (18) aus dem Kontaktbereich des Ansatzes (17) entfernt und vor Beginn eines Evakuierungs- oder des Spannvorganges wieder in die Ausgangslage gestellt wird.

12. Füllelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch Anschlagmittel (100), welche die Hub- und Senkbewegungen der Sondenhubeinrichtung (80, 81) auf die im angepreßten Gefäß gewünschte Füllhöhe einstellbar begrenzen.

13. Füllelement nach Anspruch 1, mit einem bei der Gefäßanpressung betätigbaren elektrischen Schaltmittel, das die Hubeinrichtung zur Vornahme der Senkbewegung der Sonde bereitschaltet, gekennzeichnet durch ein von der Öffnungsbewegung des Flüssigkeitsventils (29, 32) beeinflußbares elektrisches Schaltmittel (46), das die bereitgeschaltete Hubeinrichtung (80, 81) zur Vornahme der Sondensenkbewegung auslöst.

14. Füllelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Schaltmittel (46) aus einem Näherungsschalter besteht, der vom Flüssigkeitsventilkörper (32, 33) bei Ventilöffnung beeinflußbar ist.