DE4243001A1 - Programmable filling machine for fluids into containers, e.g. drink bottles - Google Patents
Programmable filling machine for fluids into containers, e.g. drink bottlesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Füllmaschine für Gefäße gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a filling machine for vessels according to the preamble of claim 1.
Es ist bereits eine derartige Füllmaschine bekannt, bei der die beiden Sonden eines Füllorgans während eines Füllvorgangs gemeinsam aktiviert, d. h. im Betrieb oder eingeschaltet, sind (US-PS 3 918 475). Die Sonde für die untere Füllhöhe bewirkt ein Schließen eines zugeordneten ersten Flüssigkeitsventils und damit eine Verringerung der Füllgeschwindigkeit, während die Sonde für die obere, endgültige Füllhöhe durch Schließen eines zugeordneten zweiten Flüssigkeitsventils den Füllvorgang beendet. Auf diese Weise soll bei Gefäßen mit engem Hals, z. B. Getränkeflaschen, die Füllgenauigkeit verbessert werden.Such a filling machine is already known in which the two probes of a filling device during a Filling process activated together, d. H. in operation or are switched on (US Pat. No. 3,918,475). The probe for that lower fill level causes an assigned one to close first liquid valve and thus a reduction in Filling speed while the probe for the top, final fill level by closing an assigned one second filling valve ends the filling process. On this way should be used for vessels with a narrow neck, e.g. B. Beverage bottles that improve filling accuracy.
Die beiden Sonden sind bei der bekannten Füllmaschine auf einem den Auslaufstutzen bildenden langen Füllrohr unabhängig voneinander verstellbar festgeklemmt und können so an die Betriebsbedingungen angepaßt werden. Beim Umstellen auf eine andere Gefäßsorte mit einer anderen Füllhöhe muß daher jede Sonde für sich gelöst und neu justiert werden. Dieser Vorgang ist äußerst zeitraubend und ungenau, insbesondere bei Umstellung einer Füllmaschine mit einer Vielzahl gleichartiger Füllorgane.The two probes are on the known filling machine a long filling tube forming the outlet connection can be clamped and adjusted independently of each other can be adapted to the operating conditions. At the Switch to a different type of tube with a different one Each probe therefore has to be filled and new for the filling level be adjusted. This process is extremely time consuming and imprecise, especially when changing a filling machine with a variety of similar filling elements.
Weiter ist bereits eine Füllmaschine für Gefäße mit mehreren gleichartigen Füllorganen bekannt, bei der jedes Füllorgan eine einzige Sonde aufweist, die mittig im Auslaufstutzen bzw. einem diesen durchsetzenden Rückgasrohr angeordnet ist (DE-PS 19 27 821). Durch einen Elektromotor, ein Triebstockrad, Zahnräder und Stellspindeln können alle Sonden gemeinsam höhenmäßig verstellt werden. Diese Verstellvorrichtung ist mechanisch äußerst aufwendig und störungsanfällig.There is also a filling machine for vessels with several similar filling organs known, in which each filling organ has a single probe, which is in the center of the outlet nozzle or a return gas pipe passing through it is arranged (DE-PS 19 27 821). By an electric motor, a Triebstockrad, gears and adjusting spindles can all The probes can be adjusted in height together. This Adjustment device is mechanically extremely complex and prone to failure.
Schließlich ist eine Füllmaschine mit einer Vielzahl gleichartiger Füllorgane bekannt, bei der die als Langrohr ausgebildeten Auslaufstutzen eine als Sonde wirkende Kontaktfläche tragen (DE-PS 30 09 405). Durch eine einstellbare Verzögerungszeit zwischen dem Ansprechen einer Sonde und dem Schließen des zugehörigen Flüssigkeitsventils ist hier in gewissen Grenzen eine einfache Korrektur der Füllhöhe mittels eines Potentiometers oder dgl. möglich. Größere Nachlaufzeiten führen allerdings aufgrund der unvermeidlichen Unterschiede in der Gefäßgeometrie zu stark unterschiedlichen Füllhöhen.After all, a filling machine with a variety similar filling organs known, in which the as a long tube trained outlet socket acting as a probe Wear contact surface (DE-PS 30 09 405). By a adjustable delay time between the response of a Probe and closing the associated liquid valve Here is a simple correction of the Filling level possible using a potentiometer or the like. However, larger run-on times lead to inevitable differences in the vessel geometry too strong different filling levels.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Füllmaschine für Gefäße der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und gleichbleibender Füllgenauigkeit rasch und mühelos zwischen verschiedenen, auch stark unterschiedlichen Füllhöhen verstellt werden kann.The invention has for its object a filling machine to create for vessels of the type mentioned, which at simple construction and constant filling accuracy quickly and effortlessly between different, even strong different filling levels can be adjusted.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the in claim 1 specified features solved.
Bei einer erfindungsgemäßen Füllmaschine wird somit jede vorgegebene Füllhöhe durch eine eigene Sonde gleichbleibend exakt definiert, so daß im Umstellungsfall lediglich von einer Sonde auf eine andere "umgeschaltet" werden muß. Dies lädt sich schaltungstechnisch auf einfachste Weise realisieren und erfordert nur wenig mechanischen Aufwand.In a filling machine according to the invention, each The specified filling level remains constant with its own probe exactly defined, so that in the case of conversion only from one probe must be "switched" to another. This technically, it loads in the simplest way realize and requires little mechanical effort.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in the Subclaims specified.
Im nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The following is an embodiment of the invention described with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 den senkrechten Teilschnitt durch eine Füllmaschine im Bereich eines Füllorgans mit integriertem Blockschaltbild der Füllorgansteuerung, Fig. 1 shows the vertical part section through a filling machine in the region of a filling element with integrated block diagram of the Füllorgansteuerung
Fig. 2 den Schnitt A-B gemäß Fig. 1. Fig. 2 shows the section AB of FIG. 1.
Die Füllmaschine nach Fig. 1 und 2 ist zum Füllen von Gefäßen 1 in Form von Getränkedosen eingerichtet. Sie weist einen um eine senkrechte Drehachse umlaufenden Rotor 16 mit einem Flüssigkeitskanal 17, einem Spanngaskanal 18 und einem Rückgaskanal 19 auf, an dessen Umfang gleichmäßig verteilt eine Vielzahl von gleichartigen Füllorganen 2 befestigt ist. Jedes Füllorgan 2 besitzt ein blockförmiges Gehäuse 20, an dessen unterem Ende ein rohrartiger Auslaufstutzen 3 mit zylindrischer Außenfläche ausgebildet ist. Der Auslaufstutzen 3 ist über Bohrungen im Gehäuse 20 mit dem Flüssigkeitskanal 17 verbunden.The filling machine according to Fig. 1 and 2 is adapted for filling containers 1 in the form of beverage cans. It has a rotor 16 rotating around a vertical axis of rotation with a liquid channel 17 , a clamping gas channel 18 and a return gas channel 19 , on the circumference of which a plurality of similar filling elements 2 are fastened in an evenly distributed manner. Each filling element 2 has a block-shaped housing 20 , at the lower end of which a tubular outlet nozzle 3 with a cylindrical outer surface is formed. The outlet connection 3 is connected to the liquid channel 17 via bores in the housing 20 .
Am unteren, inneren Ende des Auslaufstutzens 3 ist eine ringförmige Verdickung 21 ausgebildet, die oben und unten mit konisch auseinanderlaufenden Ringflächen versehen ist. Die obere Ringfläche formt einen Ventilsitz, der zusammen mit einem höhenbeweglich im Auslaufstutzen 3 geführten Ventilkörper 22 ein Flüssigkeitsventil 6 bildet. Das verlängerte obere Ende des Ventilkörpers 22 ist gasdicht aus dem Gehäuse 20 des Füllorgans 2 herausgeführt und mit einem Stellmotor 23 verbunden, der auf dem Gehäuse 20 befestigt ist. Durch den Stellmotor 23 kann der Ventilkörper 22 wahlweise nach unten gegen die Verdickung 21 gedrückt werden, wodurch das Flüssigkeitsventil 6 geschlossen wird, oder für eine ungehinderte Hubbewegung freigegeben werden. Die Hubbewegung selbst wird dann in der bei Gegendruck- Füllmaschinen üblichen Weise durch den Spanngasdruck im Gefäße 1 in Verbindung mit einer nicht gezeigten Feder bewirkt.At the lower, inner end of the outlet nozzle 3 , an annular thickening 21 is formed, which is provided with conically diverging ring surfaces at the top and bottom. The upper ring surface forms a valve seat which, together with a valve body 22 which is guided in a height-adjustable manner in the outlet connection 3 , forms a liquid valve 6 . The elongated upper end of the valve body 22 is led gas-tight out of the housing 20 of the filling element 2 and connected to an actuator 23 which is fastened on the housing 20 . By means of the servomotor 23 , the valve body 22 can optionally be pressed downward against the thickening 21 , as a result of which the liquid valve 6 is closed, or released for an unimpeded lifting movement. The lifting movement itself is then effected in the manner customary in back-pressure filling machines by the clamping gas pressure in the vessel 1 in connection with a spring, not shown.
An der Außenseite des Auslaufstutzens 3 ist eine Zentrierhülse 8 höhenbeweglich geführt. Diese besitzt am unteren Ende eine konische Zentrieröffnung und im Anschluß daran eine ringförmige elastische Dichtung 7 für den Rand des zu füllenden Gefäßes 1. Im Inneren der Zentrierhülse 8 ist ein rotationssymmetrischer, nach oben und unten hin konisch abgeflachter Haltering 12 befestigt, der mit seiner Bohrung auf der zylindrischen Außenfläche des Auslaufstutzens 3 gasdicht gleitet. Die obere Außenfläche der Zentrierhülse 8 gleitet ferner im Inneren eines rohrförmigen Ansatzes 24 an der Unterseite des Gehäuses 20 und bildet so zusammen mit dem Auslaufstutzen 3 eine Differenzdruckkammer 11. Diese ist über eine nicht gezeigte Bohrung mit dem Inneren eines an die Dichtung 7 angepreßten Gefäßes 1 verbunden.On the outside of the outlet nozzle 3 , a centering sleeve 8 is guided in a vertically movable manner. This has a conical centering opening at the lower end and then an annular elastic seal 7 for the edge of the vessel 1 to be filled. In the interior of the centering sleeve 8 , a rotationally symmetrical, upwardly and downwardly flattened retaining ring 12 is attached, which slides in a gas-tight manner with its bore on the cylindrical outer surface of the outlet connection 3 . The upper outer surface of the centering sleeve 8 also slides inside a tubular extension 24 on the underside of the housing 20 and thus forms a differential pressure chamber 11 together with the outlet connection 3 . This is connected via a bore, not shown, to the interior of a vessel 1 pressed against the seal 7 .
Die Zentrierhülse 8 ist mittels einer seitlich an ihr drehbar gelagerten Rolle 25 und einer ortsfesten Steuerkurve 26 gesteuert heb- und senkbar und liegt anfänglich unter dem Druck ihres Eigengewichts auf einem Gefäß 1 auf. Dieser Druck kann erforderlichenfalls durch einen nicht gezeigten Druckluftzylinder oder eine nicht gezeigte Feder erhöht werden. Der Hub ist ausreichend groß, daß die Zentrierhülse 8 im Einlauf der Füllmaschine soweit angehoben werden kann, daß die Gefäße 1 ungehindert unter ein Füllorgan 2 transportiert werden können und im Auslauf entsprechend ungehindert wieder vom Füllorgan 2 entfernt werden können. Der Transport der Gefäße 1 während des Füllens erfolgt durch einen zusammen mit dem Rotor 16 umlaufenden Tisch 27 ohne Höhenbewegung der Dosen 1. Höhenbeweglich ist allein die Zentrierhülse 8.The centering sleeve 8 can be raised and lowered in a controlled manner by means of a roller 25 which is rotatably mounted on its side and a fixed control cam 26 and initially rests on a vessel 1 under the pressure of its own weight. If necessary, this pressure can be increased by an air cylinder (not shown) or a spring (not shown). The stroke is sufficiently large that the centering sleeve 8 can be raised in the inlet of the filling machine to such an extent that the vessels 1 can be transported unhindered under a filling element 2 and can be removed from the filling element 2 in the outlet accordingly unhindered. The containers 1 are transported during filling by means of a table 27 which rotates together with the rotor 16 without the cans 1 moving vertically. Only the centering sleeve 8 can move in height.
Im Haltering 12 der Zentrierhülse 8 stecken zwei stabförmige Sonden 4, 5, die unterschiedlich weit gegenüber der Dichtung 7 aus der Zentrierhülse 8 nach unten hin überstehen. Die Sonden 4, 5 sind parallel zueinander und zur Längsachse des Auslaufstutzens 3 ausgerichtet und bestehen im wesentlichen aus einem drahtförmigen elektrischen Leiter, der mit Ausnahme seines unteren Endes elektrisch isoliert ist. Die oberen Enden der Sonden 4, 5 sind abgewinkelt und, elektrisch isoliert, durch die Wandung der metallischen Zentrierhülse 8 nach außen geführt, wo sie an elektrische Leitungen 13, 14 angeschlossen sind.In the retaining ring 12 of the centering sleeve 8 there are two rod-shaped probes 4 , 5 , which protrude from the centering sleeve 8 at different distances from the seal 7 . The probes 4 , 5 are aligned parallel to one another and to the longitudinal axis of the outlet connection 3 and essentially consist of a wire-shaped electrical conductor which is electrically insulated with the exception of its lower end. The upper ends of the probes 4 , 5 are angled and, electrically insulated, passed through the wall of the metallic centering sleeve 8 to the outside, where they are connected to electrical lines 13 , 14 .
Wie die Fig. 2 zeigt, liegen die beiden Sonden 4, 5 diametral gegenüber auf einem Kreis 28 um die Mittelachse des Auslaufstutzens 3 und gleichzeitig auf einem Kreis 29 um die Drehachse des Rotors 16. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß sich die im Betrieb unweigerlich einstellenden Schrägstellungen des Füllspiegels auf beide Sonden 4, 5 gleich gering auswirken.As shown in FIG. 2, the two probes 4 , 5 lie diametrically opposite on a circle 28 around the central axis of the outlet nozzle 3 and at the same time on a circle 29 around the axis of rotation of the rotor 16 . In this way it is ensured that the inclined positions of the filling level, which inevitably set during operation, have the same small effect on both probes 4 , 5 .
Die beiden unterschiedliche Füllhöhen definierenden Sonden 4, 5 sind über ihre Leitungen 13, 14 an einen Umschalter 30 angeschlossen, der seinerseits mit der Steuereinrichtung 15 des Füllorgans 2 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 15 steuert neben dem Stellmotor 23 in der bei Drei-Kammer- Gegendruck-Füllmaschinen üblichen Weise ein Spanngasventil 31, ein Rückgasventil 32 und ein Entlastungsventil 33. Die Steuereinheit 15 wird außer von einer der beiden Sonden 4, 5 durch eine für alle Füllorgane 2 der Füllmaschine gemeinsame Kommandoeinheit 34 beeinflußt, welche an der vorbestimmten Stelle der kreisförmigen Umlaufbahn, nachdem die Zentrierhülse 8 auf ein Gefäß 1 aufgesetzt worden ist, das Startsignal für einen Füllvorgang liefert. Durch die Kommandoeinheit 34 können außerdem alle Umschalter 30 gemeinsam in einen ersten Zustand, in dem alle "langen" Sonden 4 mit der Steuereinheit 15 verbunden sind, oder in einen zweiten Zustand, in dem alle "kurzen" Sonden 5 mit der Steuereinheit 15 verbunden sind, geschaltet werden. Die Füllmaschine kann daher sozusagen mit einem Handgriff an der Kommandoeinheit 34 von einer Füllhöhe auf die andere umgestellt werden.The two probes 4 , 5 defining different filling levels are connected via their lines 13 , 14 to a changeover switch 30 , which in turn is connected to the control device 15 of the filling member 2 . In addition to the servomotor 23 , the control device 15 controls a tensioning gas valve 31 , a return gas valve 32 and a relief valve 33 in the manner customary in three-chamber counterpressure filling machines. The control unit 15 is influenced by one of the two probes 4 , 5 by a command unit 34 common to all filling elements 2 of the filling machine, which at the predetermined point in the circular orbit after the centering sleeve 8 has been placed on a vessel 1 , the start signal for provides a filling process. The command unit 34 can also switch all of the changeover switches 30 jointly to a first state in which all the "long" probes 4 are connected to the control unit 15 or to a second state in which all the "short" probes 5 are connected to the control unit 15 , are switched. The filling machine can therefore be switched from one filling level to the other, so to speak, with one hand on the command unit 34 .
Die jeweils eingeschaltete Sonde 4 oder 5 erzeugt beim Anstieg der Füllflüssigkeit im Gefäß 1 bis zum abisolierten unteren Ende ein Signal, indem Strom über die Sonde 4 oder 5 und die Füllflüssigkeit zum metallischen Auslaufstutzen 3 fließt, der an Masse geschaltet ist. Voraussetzung hierfür ist eine ausreichende Leitfähigkeit der Füllflüssigkeit. Während des Einlaufens der Füllflüssigkeit entweicht das Spanngas durch eine Rückgasleitung 36 im Ventilkörper 22 und das geöffnete Rückgasventil 32 in den Rückgasbehälter 19.The respectively switched on probe 4 or 5 generates a signal when the filling liquid in the vessel 1 rises up to the stripped lower end, in that current flows via the probe 4 or 5 and the filling liquid to the metallic outlet nozzle 3 , which is connected to ground. A prerequisite for this is sufficient conductivity of the filling liquid. During the inflow of the filling liquid, the tension gas escapes through a return gas line 36 in the valve body 22 and the open return gas valve 32 into the return gas container 19 .
Damit die Sonden 4, 5 nicht zu früh schalten, ist ihnen eine stegförmige Abschirmung 10 vorgeschaltet, die die Füllflüssigkeit an ihnen vorbeileitet. Die beiden Abschirmungen 10 sind radial angeordnet und münden in die untere konische Ringfläche der Verdickung 21 im Auslaufstutzen 3 ein. Die Abschirmungen 10 liegen diametral gegenüber und dienen gleichzeitig als Halterung für einen ringförmigen Strömungskörper 35 am unteren Ende des Auslaufstutzens 3, der zusammen mit der unteren Fläche der Verdickung 21 den eigentlichen Flüssigkeitsauslauf definiert. An diesen schließt sich in Strömungsrichtung eine sich konisch erweiternde Leitfläche 9 an, die durch die untere Ringfläche des Halterings 12 gebildet wird. Die beiden Sonden 4, 5 durchdringen diese Leitfläche 9. Die Füllflüssigkeit läuft somit bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 6 durch den Ringspalt zwischen der Verdickung 21 und dem Strömungskörper 35 hindurch, weiter an der konischen Leitfläche 9 entlang und schließlich an der Innenwand des Gefäßes 1 nach unten. Durch die beiden Abschirmungen 10 werden dabei die beiden Sonden 4, 5 "trocken" gehalten.So that the probes 4 , 5 do not switch too early, they are preceded by a web-shaped shield 10 , which guides the filling liquid past them. The two shields 10 are arranged radially and open into the lower conical annular surface of the thickening 21 in the outlet nozzle 3 . The shields 10 are diametrically opposite and at the same time serve as a holder for an annular flow body 35 at the lower end of the outlet nozzle 3 , which together with the lower surface of the thickening 21 defines the actual liquid outlet. This is followed in the flow direction by a conically widening guide surface 9 , which is formed by the lower ring surface of the retaining ring 12 . The two probes 4 , 5 penetrate this guide surface 9 . When the liquid valve 6 is open, the filling liquid thus runs through the annular gap between the thickening 21 and the flow body 35 , further along the conical guide surface 9 and finally downwards on the inner wall of the vessel 1 . The two shields 10 keep the two probes 4 , 5 "dry".
Selbstverständlich sind auch andere Sondenformen einsetzbar, z. B. kapazitive oder pneumatische Sonden, wenn nicht leitende Füllflüssigkeiten verarbeitet werden sollen. Auch können mehr als zwei Sonden eingesetzt werden, wobei die Schrägstellung des Flüssigkeitsspiegels zu berücksichtigen ist. Auch können die Sonden an der Innen- oder Außenseite des Auslaufstutzens befestigt werden.Of course, other probe shapes can also be used, e.g. B. capacitive or pneumatic probes, if not conductive filling liquids are to be processed. Also more than two probes can be used, the Inclination of the liquid level must be taken into account is. The probes can also be on the inside or outside of the spout are attached.
Die Steuereinrichtung 15, die Umschalter 30 und die Kommandoeinheit 34 werden zweckmäßigerweise unter Verwendung von Mikroprozessoren realisiert.The control device 15 , the changeover switch 30 and the command unit 34 are expediently implemented using microprocessors.
Um beide Sonden 4, 5 zeigen zu können, sind diese in Fig. 1 um 180 Grad verdreht dargestellt.In order to be able to show both probes 4 , 5 , these are shown rotated by 180 degrees in FIG. 1.
Claims (16)
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1992
- 1992-12-18 DE DE19924243001 patent/DE4243001A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KRONES AG, 93073 NEUTRAUBLING, DE |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |