DE2641549A1 - Steuer- und abfuelleinrichtung fuer abfuellmaschinen - Google Patents
Steuer- und abfuelleinrichtung fuer abfuellmaschinenInfo
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Description
R 68 P 100
Anmelder: SIDNEY ROSEN, 4119-27 Fordleigh Road
Baltimore, Maryland 21215, USA
Steuer- und Abfülleinrichtung für Abfüllmaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung, insbesondere auf eine mit einem Schieber steuernde Ventilanordnung
für mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Abfüllmaschinen, die dem Füllen kleiner Behälter, Flaschen,
Phiolen oder Ampullen mit hoher Geschwindigkeit dienen.
Abfüllmaschinen dieser Art sind an sich bekannt. In der U.S.-PS 2 807 213 ist beispielsweise eine solche Abfüllmaschine
beschrieben, bei der Einlaß- und Auslaßventil als gewichtsbelastete Kugelventile ausgebildet sind.
Ein- und Auslaßventil der Ventileinheit trennen während eines Ansaugtaktes die Auslaßdüse für das Abfüllgut von
der Abfülleinheit durch Sperren der Verbindungsleitung. Während des Abfülltaktes sperren die Ventile die Verbindung
zwischen dem Speicher für das Abfüllgut und der Abfülleinheit. Solche Abfüllmaschinen arbeiten zufriedenstellend,
wenn das Abfüllgut dünnflüssig ist. Es haben sich mit ihnen jedoch Schwierigkeiten ergeben, wenn das Abfüllgut nicht
dünnflüssig ist, indem beispielsweise ein dünnflüssiges Produkt mit Feststoffen oder festen Partikeln durchsetzt ist, wie Saatgut,
Bestandteilen, die das flüssige Produkt breiförmig werden
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lassen oder Würzpartikeln. Finden beispielsweise Produkte wie Orangensaft als Abfüllgut Anwendung, der Kerne und
Fruchtfleisch enthält oder Pizzasaucen mit Gewürzen und halbfesten Bestandteilen, so setzen sich die in den
Flüssigkeiten enthaltenen Feststoffe auf den Sitzen der Ventilkörper fest und verhindern ein einwandfreies
Funktionieren der Ventilanordnungen.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wird in der U.S.-Anmeldung
mit der Serial-No. 609 541 vom 2. September 1975
ein Abfüllsystem mit einem Quetschventil mit Bügel vorgeschlagen. Bezüglich der Nachteile der Lösungen mit den gewichtsbelasteten
Kugelventilen arbeitet diese Lösung zwar zufriedenstellend, sie hat aber den Nachteil, daß sie
die Anwendung flexibler Schläuche für die Anschlüsse voraussetzt t die so widerstandsfähig sein müssen, daß sie
auch bei geschlossenem Ventil nicht aufgehen. Die Anwendung eines Anschlußschlauches verbietet auf jeden
Fall einen Druck auf der Einlaßseite des Ventiles, da die Zuführung eines unter Druck stehenden Füllgutes
den Zufuhrschlauch auf jeden Fall aufblähen würde. Ähnliche Probleme treten auch auf, wenn mit einem Ventil
gemäß der genannten Patentanmeldung viskose Materialien aus einem Speicher abgefüllt werden sollen. In jedem
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Fall würden zumindest extreme Drücke zu einem Aufweiten des nachgiebigen Materials der flexiblen Schläuche oder
Leitungen führen.
Dieses Aufweiten des Schlauchwerkstoffes würde nicht
nur das Betriebsverhalten der Anlage beeinflussen, sondern auch zu Ermüdungserscheinungen des Schlauchmateriales
führen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die vorstehend erläuterten Probleme der bekannten Lösungen zu eliminieren
und eine Abfüllmaschine zu schaffen, die für die verschiedenartigsten Produkte geeignet ist und insbesondere
für die Handhabung von mit Peststoffen oder halbfesten Stoffen durchsetzten Flüssigkeiten ebenso geeignet ist
wie für die Zufuhr bzw. Verteilung von unter hohem Druck stehenden relativ viskosen Stoffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Anwendung
eines neuartigen Ventilsystems mit einem druckluftbetätigten Steuerschieber und einer Abfülleinheit,
die derart miteinander gekoppelt sind, daß bei einem Ansaugtakt der Abfülleinheit deren das Abfüllgut aufnehmender
Zylinderraum mit einem Speicher für das Abfüll-
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gut verbunden und von der Auslaßdüse abgesperrt ist, während der Zylinderraum während eines Abgabetaktes von
dem Speicher getrennt und mit der Auslaßdüse verbunden ist. Der Steuerschieber gemäß der Erfindung wird dabei
von Druckluft gesteuert, die von einem Solenoidventil
gesteuert wird, das von der Hauptwelle oder dergleichen der Abfüllmaschine betätigt wird, beispielsweise mittels
eines von einem Nocken betätigten Mikroschalters.
Feste oder halbfeste Bestandteile eines Abfüllgutes, die die Funktion der Kugelventile gemäß der U.S.-PS
2 807 213 behindern würden, behindern die Funktion des Steuerschiebers gemäß der Erfindung nicht. Darüber hinaus
wird die ordnungsgemäße Funktion des erfindungsgemäßen Steuerschiebers auch bei Vorliegen eines hohen Druckes
auf der Einlaßseite oder der Abgabeseite und bei Anwendung relativ hochviskoser Stoffe nicht beeinträchtigt. Gegenüber
Kugelventilen mit öffnen und Schließen unter der Wirkung der Schwerkraft erbringt ein Steuerschieber gemäß
der Erfindung den Vorteil eines exakteren Öffnens und Schließens. Schließlich hat die Lösung gemäß der Erfindung
den Vorteil großer Lebensdauer ohne die Notwendigkeiten regelmäßiger Wartung und/oder Auswechselns von Verschleißteilen.
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Bei einer besonders vorteilhaften Lösung gemäß der Erfindung besteht der Steuerschieber aus zwei Schiebergehäusen,
die durch ein Kupplungsstück miteinander verbunden
sind, das Teil des Zylinderkopfes der Abfülleinheit ist. Hierdurch ist eine besonders einfache Bauweise
aufgezeigt, die einfach zu montieren, zu demontieren und zu warten ist, sofern eine Wartung in Ausnahmefällen
nötig sein sollte.
Die Verstellung des Steuerschiebers der Ventileinheit mit der Druckluft und unter Vermittlung des energiebetätigten
Solenoidventils erfolgt in der Weise, daß die Druckluft dem jeweiligen Ende der Schiebergehäuse zugeführt
wird, wobei die Schiebergehäuse nach ihrer Verbindung durch das Kupplungsstück Teilgehäuse eines aus
diesen beiden Teilgehäusen und dem Kupplungsstück gebildeten Schiebergehäuses sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Ventileinheit mit dem nach der Art eines Kolbens ausgebildeten
Steuerschieber einen eigenen Luftzylinder für den Steuerschieber auf, in dessen eines bzw. anderes Ende zum Verstellen
des Steuerschiebers Druckluft in Abhängigkeit von der Zuführung von Energie zu dem Solenoidventil bzw»
von der Unterbrechung der Energiezufuhr zu dem Solenoid-
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ventil zugeführt wird. Diese Lösung ermöglicht die vollständige Trennung der Luft von dem durch die Abfülleinheit
abzugebenden Produkt, wie es bei manchen Produkten gefordert wird.
Die Erfindung ermöglicht ein robustes Ventilsystem, das aus relativ wenigen, einfach und in kurzer Zeit zu ferti
genden, zu montierenden und zu demontierenden Teilen besteht. Darüber hinaus ist das Steuersystem einfach und
zuverlässig, und es gewährleistet bei der Produktabgabe eine hohe Genauigkeit.
Steuerschieber als solche sind bekannt. Die Anwendung eines Steuerschiebers bei mit hoher Geschwindigkeit
arbeitenden Abfüllmaschinen, wie sie bei der Erfindung vorausgesetzt sind, löst jedoch nicht nur Probleme beim
Abfüllen viskoser Produkte oder von flüssigen Produkten mit in ihnen enthaltenen kleinen festen Partikeln oder
halbfesten Partikeln unter relativ hohem Druck. Sie erhöht vielmehr darüber hinaus in überraschender Weise
die Abfüllgenauigkeit, ohne daß der Abfülldruck oder die Viskosität des abzufüllenden Produktes vermindert
werden müßten. Die Abfüllgenauigkeit bei der Lösung der Erfindung liegt bei etwa - 0, 1 % bis - 0,5 % abhängig
-T-
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von dem abzufüllenden Produkt. Diese Abfüllgenauigkeit liegt erheblich über der Abfüllgenauigkeit, wie sie
mit Lösungen gemäß der "J.S.-PS 2 807 213 erzielbar ist und beträgt das zwei- bis zehnfache und mehr der mit der
bekannten Lösung erzielbaren Genauigkeit.
Entsprechend ergibt die Erfindung ein Abfüllventilsystem für mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Abfüllmaschinen,
das in einfacher Weise die Wachteile der bekannten Lösungen vermeidet. Ein weiterer Vorteil der Erfindung
besteht darin, daß das Abfüllen der verschiedenartigsten Abfüllprodukte mit festen oder halbfesten darin enthaltenden
Bestandteilen ohne die Gefahr von Funktionsstörungen der Ventile sowie ohne die Gefahr des Nachtropfens der
Auslaßdüsen möglich ist. Ferner ergibt die Erfindung für mit hohen Geschwindigkeiten arbeitende Abfüllmaschinen
den Vorteil einer einfachen Schiebersteuerung, die zuverlässig
im Betrieb, einfach zu montieren und zu demontieren ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist widerstandsfähig,
sie benötigt wenige, relativ einfache Teile, kann einfach hergestellt, bedient und gewartet werden.
Schließlich ergibt die Erfindung den Vorteil, daß für mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Abfüllmaschinen
ohne die bisher benötigten teueren Meßeinrichtungen eine
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große Abfüllgenauigkeit erzielt wird und daß die Investitions-
und Unterhaltungskosten niedrig sind.
Die Erfindung, ihre Bedeutung, ihre Merkmale und die durch sie erzielten Vorteile sind in der nachfolgenden
Beschreibung der beiden in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 in einer leicht schematisierten Darstellung ein Abfüllventilsystem gemäß der Erfindung,
wobei die Abfülleinheit und die Ventileinheit im Schnitt, die übrigen Steuerteile in Ansicht
dargestellt sind und
Fig. 2 in einer ähnlichen Anordnung und in entsprechender Darstellung ein modifiziertes System gemäß
der Erfindung.
In beiden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Unter zunächst vorzugsweiser Bezugnahme
auf Fig. 1 ist mit 10 eine Abfülleinheit bezeichnet, die in üblicher Weise ausgebildet sein kann. In dem ge-
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wählten Äusführungsbeispiel weist die Abfülleinheit 10 ein zylindrisches Gehäuse 11 auf, das am oberen Ende durch
einen Zylinderdeckel 12 verschlossen ist. Der Zylinderdeckel 12 ist auf das obere Ende des Gehäuses 11 aufgeschraubt.
In entsprechender Weise ist das Gehäuse 11 am unteren Ende durch einen Zylinderboden 13 verschlossen.
Mit dem Zylinderdeckel 12 ist mittels eines Gelenkbolzens 15 ein oberes Lager 14 gelenkig verbunden. Mit dem Lager
ist der Zylinder 11, 12, 13 unter Zuhilfenahme einer Klemmschraube
16 an einem geeigneten Maschinenelement zu lagern. In dem Zylinder ist ein Kolben 20 angeordnet, der im
wesentlichen in einem Stück aus der Kolbenstange 21 und dem Kolbengrundkörper 22 besteht. Zwischen dem Kolbengrundkörper
22 und einem Kolbenteller 23 sind die Kolbenringe 24 angeordnet. Der Kolbenteller 23 ist am oberen
Ende einer die Kolbenstange 21 umgebenden Hülse 25 angeordnet. Die Hülse 25 ist am unteren Ende als Bund 26
mit Innengewinde ausgebildet und mit dem Innengewinde des Bundes 26 arbeitet die Kolbenstange 21 in der Weise
zusammen, daß Hülse 25 und Kolbenstange 21 axial gegeneinander verstellbar sind. Um Hülse 25 und Kolbenstange
21 axial gegeneinander verstellen zu können, ist der Bund 26 beispielsweise mit einem Justierbolzen, der in
ein entsprechendes Loch des Bundes 26 eingreift, drehbar.
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Die Längenverstellung zwischen Hülse 25 und Kolbenstange 21 ist damit von außerhalb der Abfülleinheit möglich. Am unteren
Ende 27 der Kolbenstange 21 ist mit einem Querbolzen 28 der untere Lagerkörper 29 schwenkbar gelagert. Auch der untere
Lagerkörper ist mit einer Klemmschraube 30 versehen, mit der ein zugehöriges Maschinenteil im Lagerkörper 29
zu befestigen ist. Die Oberseite des Kolbengrundkörpers 22, die Seitenwand des Gehäuses 11 im oberen Teil und der
Zylinderdeckel 12 begrenzen den veränderlichen Pumpenraum 35. Der Pumpenraum 35 wird beim Ansaughub größer, wenn der
Kolben 20 sich nach unten bewegt (Fig. 1). Beim Ausstoßhub des Kolbens 20 bewegt sich dieser nach oben und verkleinert
den Pumpenraum 35. Der Zylinderdeckel 12 ist mit einem Kupplungsstück 37 versehen, das eine quer zur Längsachse
des Zylinders 11 verlaufende Querbohrung 36' und
eine achsparallel zur Längsachse des Zylinders 11 verlaufende
Längsbohrung mit Innengewinde 38 aufweist. Die Längsbohrung 38 steht über die Querbohrung 36' in einem
Halsstück 36 des KupplungsStückes 37 mit dem Pumpenraum 35 in leitungsmäßiger Verbindung. In der Längsbohrung 38 ist
die Ventileinheit 40 gelagert. Die Ventileinheit 40 weist ein oberes Ventilgehäuseteil 41 und ein unteres
Ventilgehäuseteil 42 auf. Sowohl das obere Gehäuseteil 41
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als auch das untere Gehäuseteil 42 weist einen Endzapfen auf, und mit diesen Endzapfen sind die Gehäuseteile 41,42
in die mit einem Innengewinde versehene Längsbohrung 38 des KupplungsStückes 37 eingeschraubt. Das obere Gehäuseteil
weist einen kurzen Anschlußstutzen 43 auf, mit dem und
einem Rohr oder einem Schlauch das Ventil an den Behälter zur Aufbewahrung des abzufüllenden Gutes anschließbar ist.
Das untere Gehäuseteil 42 weist einen kurzen Anschlußstutzen 44 auf, mit dem und einem Rohr oder Schlauch das
Ventil an eine Auslaßdüse oder an mehrere solcher Düsen anschließbar ist. Innerhalb des Gehäuses 41, 42 der
Ventileinheit ist das Ventilglied 45 axial verstellbar. Das Ventilglied weist eine Kolbenstange mit zwei Kolbenstangenabschnitten
46a und 46b von geringerem Durchmesser und drei Kolben 47a, 47b und 47c auf, von denen
jeweils einer am oberen, unteren und mittleren Teil, der Kolbenstange 46a, 46b angeordnet ist. In.die äußeren,
mit Bohrungen mit Innengewinden versehenen Enden der Gehäuseteile 41 und 42 sind winkelförmige Anschlußstutzen
48, 49 eingeschraubt. Mittels einer Daumenschraube 50 ist eine zur Bohrung 36' koaxiale Bohrung verschlossen,
durch die bei herausgedrehter Daumenschraube das Innere der Ventilanordnung für Wartungsarbeiten zugänglich ist.
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Die Zylinderabschnitte zv/ischen den Kolben 47a, 47b und
47c sind durch Dichtungsringe 51 in Ringnuten der Kolben zuverlässig gegeneinander gedichtet. Mittels eines weiteren
Dichtungsringes 52 unter dem Kopf der Daumenschraube ist das Innere der Ventilanordnung gegen die Umgebung
in der durch die Daumenschraube 50 verschlossenen öffnung abgedichtet.
Ein Solenoidventil 60 üblicher Bauart weist eine kurze Leitungsverbindung 61 für die Luftzufuhr unter Druck auf,
wobei die Luftzufuhr durch den Ventilteil 62 geregelt wird, der seinerseits durch den Solenoidteil 63 gesteuert wird,
der elektromagentisch betrieben wird. Der Ventilteil 62 läßt die Luft unter Druck entweder in einen Anschlußstutzen
64 oder in einen Anschlußstutzen 65 eintreten, um die Druckluft abhängig vom erregten oder energielos
gemachten Solenoid 63 entweder über eine Leitung 66 oder über eine Leitung 67 in den oberen oder unteren
Teil des Ventiles 40 eintreten zu lassen.
Die Pumpenwelle oder Hauptwelle 70 rotiert entsprechend der Pumpe oder der Abfülleinheit und weist eine Nockensteuerung
71 zur Betätigung eines Mikroschalters 72 auf,
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um die Schaltkreise 73 und 73a zu schließen oder zu öffnen, um das Solenoidventil 60 abhängig von der Stellung
der Welle 70 zu erregen oder energielos zu machen.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
folgende:
Es wird unterstellt, daß die Maschine am Ende eines Abfülltaktes stillgesetzt wurde. Hat anschließend der
Nocken 71 beim Drehen der Welle 70 eine Stellung erreicht, die dem Beginn des Ansaugtaktes der Pumpe in der Abfülleinheit
entspricht, dann öffnet der Nocken 71 den Mikroschalter 72. Das öffnen des Mikroschalters 72 trennt
den Schaltkreis 73 vom Schaltkreis 73a, wodurch das Solenoidventil 60 energielos wird, um Druckluft in den
Anschlußstutzen 65 gelangen zu lassen und von dort aus durch die Leitung 67 in den oberen Gehäuseteil 41 der
Ventilanordnung 40, wodurch der Ventilkolben 46a, 46b, 47a, 47b und 47c in die in Fig. 1 dargestellte Stellung
gebracht wird. Als Ergebnis hiervon ist der Speicher über die Leitungsverbindung 43 und den zwischen den
beiden Ventilkolbenabschnitten 47a und 47b befindlichen Zylinderraum sowie über die Bohrung 36' mit dem veränder-
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lichen Pumpenraum 35 verbunden. Dadurch wird der Kolben 20 nach unten bewegt und das abzufüllende Produkt gelangt in
den Pumpenraum 35. Hat sich der Nocken 71 um etwa 180°
gedreht, wird der Mikroschalter 72 erneut geschlossen, und die beiden Stromkreise 73 und 73a werden miteinander verbunden, das Solenoidventil 60 wird erregt und Druckluft
gelangt nunmehr in den Anschlußstutzen 64 sowie über die
Leitung 66 in den unteren Gehäuseteil 42. Dadurch wird der Kolben 46a, 46b, 47a, 47b und 47c in Fig. 1 in seine obere Stellung gebracht, in der der Kolbenteil 47a an dem
oberen Deckel des Gehäuseteiles 41 zur Anlage kommt.
Dadurch wird der Einlaß 43 von dem Pumpenraum 35 abgesperrt, während der Auslaß 44 über die Bohrung 36' und
den Bereich zwischen den Teilkolben 47b und 47c mit dem
Pumpenraum 35 in Verbindung kommt. Da dabei der Kolben 20
im Arbeitstakt sich nach oben bewegt, wird das abzufüllende Produkt aus dem Pumpenraum 35 herausgebracht und gelangt
über die Bohrung 36' und den Auslaß 44 zur Abfülldüse oder zu den Abfülldüsen, die nicht gezeichnet sind. Nach Beendigung des Abfüllvorganges, d.h. nachdem sich die Hauptwelle etwa um weitere 180° gedreht hat, wird der Mikroschalter erneut geöffnet, das Solenoidventil 60 wird energielos und der Kolben 20 beginnt erneut mit dem Ansaugtakt, der Arbeitszyklus beginnt erneut.
den Pumpenraum 35. Hat sich der Nocken 71 um etwa 180°
gedreht, wird der Mikroschalter 72 erneut geschlossen, und die beiden Stromkreise 73 und 73a werden miteinander verbunden, das Solenoidventil 60 wird erregt und Druckluft
gelangt nunmehr in den Anschlußstutzen 64 sowie über die
Leitung 66 in den unteren Gehäuseteil 42. Dadurch wird der Kolben 46a, 46b, 47a, 47b und 47c in Fig. 1 in seine obere Stellung gebracht, in der der Kolbenteil 47a an dem
oberen Deckel des Gehäuseteiles 41 zur Anlage kommt.
Dadurch wird der Einlaß 43 von dem Pumpenraum 35 abgesperrt, während der Auslaß 44 über die Bohrung 36' und
den Bereich zwischen den Teilkolben 47b und 47c mit dem
Pumpenraum 35 in Verbindung kommt. Da dabei der Kolben 20
im Arbeitstakt sich nach oben bewegt, wird das abzufüllende Produkt aus dem Pumpenraum 35 herausgebracht und gelangt
über die Bohrung 36' und den Auslaß 44 zur Abfülldüse oder zu den Abfülldüsen, die nicht gezeichnet sind. Nach Beendigung des Abfüllvorganges, d.h. nachdem sich die Hauptwelle etwa um weitere 180° gedreht hat, wird der Mikroschalter erneut geöffnet, das Solenoidventil 60 wird energielos und der Kolben 20 beginnt erneut mit dem Ansaugtakt, der Arbeitszyklus beginnt erneut.
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Aus dem Vorhergesagtan ergibt sich, daß sich die gesamte
Steuerung des Äbfüllgutes im Inneren der aus rostfreiem Stahl hergestellten Zylindereinheit 12, 37 und dem damit
verbundenen Gehäuse 41, 42 abspielt. Die Lösung kann im Gegensatz zu bereits vorgeschlagenen Lösungen mit starren
Leitungen und Leitungsanschlüssen arbeiten, so daß die Gefahr des Aufblühens elastischer Verbindungsleitungen
nicht besteht, selbst wenn auf der Einlaßseite 43 Druck liegt oder viskose Materialien angewendet werden sollen.
Auf den Innenseiten der Enden des Gehäuses 41, 42 können
Dämpfungsscheiben 53 angebracht sein, um das Anschlagen
des Steuerschiebers zu dämpfen, wodurch Arbeitsweise und Lebensdauer der Ventileinheit 40 verbessert werden.
Der Lösung nach Fig. 2 liegt der Wunsch zugrunde, die den Steuerschieber betätigende Luft und das Abfüllprodukt
völlig voneinander zu trennen. Nachfolgend sollen lediglich die Unterschiede, nicht aber die Übereinstimmungen zwischen
den beiden Lösungen beschrieben werden.
Bei der Lösung nach Fig. 2 ist dem Zylinder der Ventileinheit eine Steuereinheit 100 zugeordnet, deren Gehäuse
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am unteren Ende des Gehäuseteiles 42 gelagert ist. Zu diesem Zweck ist der Gehäuseteil 42 am unteren Ende mit
einer Bohrung mit Innengewinde versehen, in die das Gehäuse 101 mit einem Gewindezapfen 101' einzuschrauben
ist. In dem Gehäuse 101' ist ein Kolben 103 axial verstellbar gelagert, dessen Kolbenstange 102 mit einem
Gewinde an ihrem oberen Ende in eine entsprechende Gewindebohrung des untersten Abschnittes 47c des Steuerschiebers
der Ventileinheit 40 eingeschraubt ist. Die Leitungen 66 und 67, die wiederum als Rohre oder Schläuche
ausgebildet sein können, sind mit Winkelanschlüssen 148 am oberen bzw. unteren Ende des Gehäuses 101 angeschlossen.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist analog der Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit der
Ausnahme, daß die Betätigung des Steuerschiebers 46a, 46b, 47a, 47b, 47c der Ventileinheit 40 nicht mehr durch
Druckluft unmittelbar sondern über den Kolben 103 verstellt wird, der seinerseits wieder durch die Druckluftzufuhr
zum oberen und unteren Ende des Gehäuses 101 verstellt wird. Hierdurch erfolgt eine völlige Trennung
zwischen Verstell-Druckluft und Abfüllgut, was beispielsweise bei empfindlichem Abfüllgut, wie Lebensmitteln und
anderen entsprechenden Gütern zweckmäßig oder gar notwendig sein kann.
- 17 -
709851/0635
Auf der anderen Seite ist die Lösung gemäß Fig. 1 kompakter als die Lösung nach Fig. 2, und ihr wird
bei entsprechend unempfindlichen Abfüllprodukten deshalb der Vorzug zu geben sein, beispielsweise bei verschiedenen
Chemikalien, Lösungen, flüssigen Wachsen oder kosmetischen Produkten.
Beide erfindungsgemäßen Ausführungen zeichnen sich durch
einfache Bauweise, einfachen Zusammenbau und einfache Demontage sowie große Genauigkeit und Zuverlässigkeit
aus. Jede Vorrichtung besteht aus relativ wenigen Teilen, die preisgünstig gefertigt werden können. Andererseits
ermöglicht eine gemäß der Erfindung ausgerüstete Abfülleinheit die Anwendung jeglicher Art von Druckschläuchen
oder -rohren, die mit der Abfülleinheit verbindbar sind, ohne dabei die bei bekannten Lösungen vorhandenen Kachteile
in Kauf nehmen zu müssen.
Schließlich ist die erfindungsgemäße Lösung mit der Verstellung des Steuerschiebers der Ventileinheit 40
mit Druckluft in beiden Richtungen funktionstechnisch den Lösungen überlegen, bei denen Ventilkörper nur in
einer Richtung, insbesondere unter einem öffnungsdruck
- 18 -
709851/063S
aktiv verstellt und in der Gegenrichtung von der Wirkung beispielsweise einer Rückstellfeder zurückgestellt werden.
Aus der Erläuterung der Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen ergibt sich die Abwandlungsfähigkeit des Grundgedankens
der Erfindung, der sich insbesondere aus den Patentansprüchen ergibt, in weiten Grenzen.
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Si
Leerseite
Claims (15)
1. Regel- und Äbfüllsystem für mit hohen Geschwindigkeiten
arbeitende Abfüllmaschinen für strömendes Abfüllgut mit einer nach der Art einer Pumpe arbeitenden Abfülleinheit und einer Ventileinheit zwischen
der Abfülleinheit, einerseits und einem Speicher für
das Abfüllgut sowie einer Abgabedüsenanordnung andererseits, mit der die Abfülleinheit entweder an
den Speicher oder an die Düsenanordnung anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfülleinheit (10)
eine Baueinheit mit Kolben (22 - 24) und Zylinder (11-13) und die Ventileinheit (40) ein in einem
Schiebergehäuse (41 , 42) verstellbarer Schieber (45) ist, wobei Zylinder und Gehäuse ständig miteinander
verbunden sind und das Gehäuse Anschlüsse (43, 44) zum Speicher und zur Düsenanordnung sowie Mittel
zum pneumatischen Verstellen des Schiebers aufweist, während das Abgabegut durch die Verbindung (36')
zwischen Gehäuse und Zylinder in zwei einander entgegengesetzten Richtungen während des Ansaugbzw
. Abgabetaktes der Abfülleinheit strömt.
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2. Regel- und Abfüllsystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Steuerschieber der Ventileinheit (40) als ein Bauteil zwischen zwei Endstellungen
verstellbar ist, um in der einen Endstellung den Aufnahmeraum (35) der Abfülleinheit (10)
für das Abfüllgut mit dem Speicher zu verbinden und von der Düsenanordnung zu trennen oder in der
anderen Endstellung den Aufnahmeraum vom Speicher zu trennen und mit der Düsenanordnung zu verbinden.
3. Regel- und Abfüllsystem nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der pneumatischen Steuerung des Steuerschiebers (45) mittels
eines Solenoidventiles (60) erfolgt, dessen Schaltkreis von einem Schalter (72) in Abhängigkeit von
der Drehbewegung einer entsprechend der Arbeitsgeschwindigkeit der Abfüllmaschine umlaufenden
Welle, beispielsweise der Maschinenhauptwelle (70)
betätigt wird.
4. Regel- und Abfüllsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Solenoidventil (60) zwei Druckmittelauslässe (64, 65) für das der Ver-
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- a-t- -
stellung des Steuerschiebers (45) in beiden Richtungen
dienende pneumatische Druckmittel aufweist.
5. Regel- und Abfüllsystem nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebergehäuse aus zwei achsgleichen, miteinander lösbar
verbundenen Teilgehäusen (41 , 42) besteht, wobei das eine Teilgehäuse (41) einen Anschluß (43)
zum Speicher und das andere Teilgehäuse (42) einen Anschluß (44) zur Ventilanordnung aufweist und der
Steuerschieber (45) axial gegeneinander versetzte Kolbenteile aufweist, von denen ein Kolbenpaar
in der einen Endstellung des Schiebers die Verbindung zwischen Speicher und Aufnahmeraum (35),
ein zweites Kolbenpaar in der anderen Endstellung des Schiebers die Verbindung zwischen Düsenanordnung
und Aufnahmeraum zwischen sich begrenzt.
6. Regel- und Abfüllsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten
Kolben der beiden Kolbenpaare zu einem Kolben zusammengefaßt sind, der in jeder Endstellung des
Steuerschiebers (45) die Verbindung zwischen Aufnahmeraum (35) und Speicher bzw. Düsenanordnung sperrt.
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7. Regel- und Abfüllsystem nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Räume des Steuerschiebers (45) jeweils mit einem der beiden
Druckmittelauslässe (64, 65) des Solenoidventiles (60) verbunden sind (Leitungen 65, 67).
3. Regel- und Abfüllsystem nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Solenoidventil (60)
mit einem gemeinsamen Druckluftbehälter und mit den äußeren Räumen des Steuerschiebers (45) über getrennte
Leitungen (61, 65, 67) verbunden ist und zur Verstellung des Steuerschiebers der Druckluftbehälter
durch die Stellung des Solenoidventiles mit jeweils einem der beiden äußeren Räume des
Steuerschiebers verbindbar ist.
9. Regel- und Abfüllsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Teilgehäuse (41, 42) des Steuerschiebergehäuses durch ein Kupplungsstück (37) miteinander verbunden
sind, das Teil des Deckels (12) des Gehäuses (11 - 13) der Abfülleinheit (10) ist.
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10. Regel- und Abfüllsystem nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück (37)
seitlich parallel zur Längsachse der Abfülleinheit (10) versetzt eine Lagerhülse aufweist, die mit zwei
entgegengesetzt steigenden Gewindeabschnitten versehen ist und in die die beiden Teilgehäuse (41, 42)
mit ihren inneren Enden eingeschraubt sind.
11. Regel- und Abfüllsystem nach einem der Ansprüche
1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverbindungen zumindest zum Teil Druckschläuche sind.
12. Regel- und Abfüllsystem nach einem der Ansprüche
1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Steuerschiebers (40) nur für den Durchgang
des Abfüllgutes bestimmt ist und zum Verstellen des Steuerschiebers mittels Druckluft dieser einen
aus dem Schiebergehäuse herausragenden Steuerkolben (103) in einem Steuergehäuse (101) aufweist, dessen
Gehäuseteile zu beiden Seiten des Steuerkolbens wechselweise mit Druckmittel beaufschlagbar sind.
13. Regel- und Abfüllsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergehäuse (104) an dem
Gehäuse (41, 42) der Ventileinheit (40) befestigt ist.
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14. Regel- und Äbfüllsystem nach den Ansprüchen 12 und
13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (102) des Steuerkolbens (103) in den Steuerschieber
(45) und ein Zapfen des Steuergehäuses (104) in das Gehäuse (41, 42) des Steuerschiebers eingeschraubt
ist.
15. Regel- und Äbfüllsystem nach den Ansprüchen 12 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (102) des Steuerkolbens (103) durch den Befestigungszapfen (101') des Steuergehäuses (104) hindurchgeführt
ist.
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