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DE69307463T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen von Verpackungen mit einem fliessfähigen Material - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen von Verpackungen mit einem fliessfähigen Material

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Publication number
DE69307463T2
DE69307463T2 DE69307463T DE69307463T DE69307463T2 DE 69307463 T2 DE69307463 T2 DE 69307463T2 DE 69307463 T DE69307463 T DE 69307463T DE 69307463 T DE69307463 T DE 69307463T DE 69307463 T2 DE69307463 T2 DE 69307463T2
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DE
Germany
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spring
fluid material
valve
passage
turns
Prior art date
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Application number
DE69307463T
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English (en)
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DE69307463D1 (de
Inventor
Leo Joseph Esper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elopak Systems AG
Original Assignee
Elopak Systems AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Elopak Systems AG filed Critical Elopak Systems AG
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Publication of DE69307463D1 publication Critical patent/DE69307463D1/de
Publication of DE69307463T2 publication Critical patent/DE69307463T2/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B39/00Nozzles, funnels or guides for introducing articles or materials into containers or wrappers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67CCLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22Details
    • B67C3/26Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C3/2608Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks comprising anti-dripping means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S251/00Valves and valve actuation
    • Y10S251/902Springs employed as valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Supply Of Fluid Materials To The Packaging Location (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Description

  • Diese Erfindung betrifft im allgemeinen Verpackungsvorrichtungen und -verfahren, insbesondere Fülldüsen zum Füllen von Flüssigkeitsbehältern.
  • Vorrichtungen, die verhindern sollen, daß Flüssigkeit unter Schwerkrafteinfluß aus Düsenkörpern herausfließt, wurden bereits vorher beschrieben. Zum Beispiel beschreibt US-A- 4,958,669 verschiedene in Abständen angebrachte Lochplattenkonstruktionen zur Verwendung innerhalb des Auslaßendes eines Düsenkörpers für den oben beschriebenen Zweck. Die vorgeschlagenen Platten weisen eine besondere Dicke und rechteckige, kreisförmige, dreieckige oder sechseckige Öffnungen auf, die darin ausgeformt sind und ein bestimmtes Öffnungsverhältnis zwischen dem Gesamtvolumen der Öffnungen und dem Gesamtvolumen, einschließlich der Öffnungen, der Platte haben.
  • US-A-4,119,276 beschreibt einen Laminarströmungshahnmündungsaufsatz, der in Abständen angebrachte, gelochte Platten und Zwischenwände aufweist.
  • US-A-3,415,294 beschreibt mehrere in relativ kurzen Abständen angebrachte feine Maschenwände, die durch O-Ringe getrennt sind, an der Ausflußöffnung einer Flüssigkeitsfüllmaschine zur Eliminierung oder Minimierung der Schaumbildung beim Ausguß der Flüssigkeit in Behälter.
  • Sowohl US-A-3,360,444 als auch US-A-3,730,439 beschreiben geschichtete, nach unten hemisphärische oder konkave Zwischenwände. US-A-2,643,104 und US-A-4,730,786 beschreiben nach oben hemisphärische oder konkave scheibenförmige Zwischenwände und/oder konische Zwischenwände.
  • US-A-4995431, das, wie US-A-4958669, die Merkmale des Oberbegriffs der Ansprüche 1 und 25 beschreibt, beschreibt eine Flüssigkeitsfüllmaschine, bei der die Auslaßmündung einer Fülldüse an den jeweils gegenüberliegenden Seiten über Scharniere jeweils mit Dämpfern versehen ist, die jeweils über Verbindungen mit dem unteren Ende eines vertikalen Schaftes verbunden sind. Der Schaft wird durch einen Armstern über den Dämpfern geführt, und eine schraubenförmige Kompressionsfeder wirkt zwischen dem Armstern und einem Kranz, der den Schaft an einer Position über den Dämpfern umgibt. Zwischen dem Kranz und einem Ventilverschlußteil, das den Schaft an einer Position oberhalb des Kranzes umgibt, wirkt eine zweite schraubenförmige Kompressionsfeder, die das Ventilverschlußteil nach oben in Richtung eines Widerlagers am Schaft zieht. Das Verschlußteil wirkt mit einem umgebenden Ventilsitz in der Fülldüse zusammen. Eine Vorrichtung mit Kolben und Zylinder pumpt unter Druck stehende Flüssigkeit in die Fülldüse an einer Position über dem Ventilsitz, die Flüssigkeit drückt das Verschlußteil auf und so die Dämpfer gegen die Kraft der Federn und fließt an den Federn, dem Kranz, dem Armstern, den Verbindungen und den Dämpfern vorbei nach unten in einen Behälter.
  • DE-A-518623 beschreibt ein Ventil in Form einer Feder, die so gewickelt ist, daß ihre Form teilweise sphärisch ist. Die Windungen der Feder bilden die Verschlußoberflächen und werden durch den Druck des Fluids, das sie regulieren, auseinanderbewegt. Das Ventil wird hauptsächlich für Kompressoren, Pumpen und vergleichbare Maschinen verwendet und ist vor allem bei hohen Umdrehungszahlen pro Minute geeignet.
  • US-A-3957083 beschreibt ein drucksensitives Regulationsventil in Form einer Schraubenfeder, die in einer Leitung angebracht ist, in der der Fluß des Fluids reguliert werden soll, im Bereich der Raketentechnik oder einem anderen Bereich, in dem sehr unterschiedliche Drücke auftreten. Die Feder ist an beiden Enden offen, obwohl das stromaufwärts gelegene offene Ende durch eine konvexe Ablenkplatte mit harter Wandung geschlossen werden kann. Die Spulen der Feder sind zueinander beabstandet, und der Fluß des Fluids wird durch die auf Fluiddruck reagierende, axiale Kontraktion und Expansion der Feder reguliert, um den Durchflußbereich des Ventils einzustellen.
  • JP-A-58/91978 beschreibt ein Ventil in Form eines spiralförmigen, elastischen Körpers, der Öffnungen und Zwischenräume aufweist. Wenn die Feder ihre Form ändert, kann entweder Fluid durch die Löcher fließen oder der Fluß des Fluids verhindert werden. Wenn die Feder sich dreht, gibt sie ein Signal ab.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verpackungsvorrichtung zum Verpacken von Fluidmaterial mittels Füllbeschickung vorgesehen ist, mit einem Durchlaß, durch den das Fluidmaterial strömt, einer Pumpeneinrichtung, die das Fluidmaterial durch den Durchlaß drückt, und einem zu öffnenden Ventil, das ein Strömen des Fluidmaterials durch den Durchlaß hindurch verhindert, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Ventil eine Schraubenfeder aufweist, mehrere Windungen der Schraubenfeder das in dem Durchlaß befindliche Fluidmaterial direkt kontaktieren, die Windungen den Durchlaß gegenüber dem Strom des Fluidmaterials öffnungsfähig dichtend schließen und beim Öffnen ein Hindurchströmen des Fluidmaterials durch die zwischen den Windungen ausgebildeten Zwischenräume zulassen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verpackungsverfahren, bei dem Fluidmaterial durch ein zu öffnendes Ventil gedrückt wird, das andernfalls ein Hindurchströmen von Fluidmaterial verhindert, und bei dem mit dem durch das Ventil gedrückten Fluidmaterial ein Füllbeschickungs-Verpackungsvorgang durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Hindurchdrücken des Fluidmaterials die Wicklungen einer das Ventil bildenden Feder auseinandergedrückt werden, um zwischen den Wicklungen, die andernfalls gegenüber einem Hindurchtreten des Fluidmaterials dichtend geschlossen sind, Zwischenräume zu erzeugen.
  • Dank der vorliegenden Erfindung ist es möglich, für eine Fluidmaterialverpackungsmaschine ein Ventil vorzusehen, das sehr einfach gebaut ist und leicht und effizient vor Ort gereinigt und sterilisiert werden kann.
  • Das Ventil kann sich am Ausflußende einer Fülldüse befinden, um zu verhindern, daß durch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit oder durch vollständigen Verschluß der Windungen Flüssigkeit unter Schwerkrafteinfluß aus der Düsenvorrichtung fließt.
  • Es ist möglich, mehrere verschieden geformte Zugfedern vorzusehen, die als Ventile für das Ausflußende der Düsenvorrichtung dienen, um die oben beschriebene Funktion zu erfüllen.
  • Damit die Figur klar verstanden und leicht umgesetzt werden kann, wird im folgenden, als Beispiel, auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
  • die Figuren 1A und 1B Querschnittsansichten des Füllmechanismus zeigen;
  • Figur 2 eine vergrößerte Querschnittsteilansicht des Mechanismus aus Figur 1 gemäß der Erfindung zeigt;
  • Figur 3 eine vergrößerte Querschnittsteilansicht einer alternativen Ausführungsform der Struktur aus Figur 2 zeigt;
  • Figur 4 eine Querschnittsansicht, die die Struktur aus Figur 3 in Betrieb darstellt, zeigt;
  • die Figuren 5-7 perspektivische Ansichten alternativer Ausführungsformen zeigen;
  • die Figuren 8, 10 und 12-14 Querschnittsansichten von sieben weiteren alternativen Ausführungsformen zeigen und
  • die Figuren 9 und 11 Querschnittsansichten zeigen, die jeweils die Strukturen der Figuren 8 und 10 bei Betätigung darstellen.
  • Im folgenden wird detaillierter auf die Zeichnungen Bezug genommen, wobei die Figuren 1A und 1B eine Füllvorrichtung 10 zeigen, die einen Füllkörper 12 aufweist, der eine Kammer 14 zur Aufnahme eines vorbestimmten Volumens einer Flüssigkeit aus einem darüber vorgesehenen Tank, dargestellt als 16, über einen vertikalen Durchfluß 18 aufweist. Ein erstes Absperrventil 20 wirkt mit einem Sitz 22 zusammen, der im Hals am oberen Ende der Kammer 14 ausgebildet ist. Ein Ventilschaft 26 erstreckt sich vom Ventil 20 nach oben durch den Hals 24 und ist am oberen Ende 28 mit einer Feder 30 verbunden, die am unteren Ende an einem festen gelochten Teil 32 so angebracht ist, daß sie das Ventil 20 gegen den Sitz 22 nach oben treibt.
  • Ein Kolben 34, der einen O-Ring 36 aufweist, der in einer Nut 38, die um den Rand herum ausgebildet ist, angebracht ist, ist gleitbar in der Kammer 14 angebracht. Ein sich vom Kolben 34 nach unten erstreckender Schaft 40 ist mit einer Zylindervorrichtung (nicht abgebildet) verbindbar. Eine Auslaßöffnung 44 ist im Körper 12 ausgebildet und führt in ein nach unten abfallendes Kniestück 46 zu einer Düsenvorrichtung 48. Ein Kammerteil 50 am unteren Ende des Kniestücks 46 ist mit entsprechenden Halterungen, dargestellt als 51, am Hauptdüsenkörper 48 befestigt.
  • Der Düsenkörper 48 weist ein Ventilsitzteil 52 und ein Gehäuse 54 auf, die mit entsprechenden Halterungen, dargestellt als 55, aneinander befestigt sind. Ein zweites Absperrventil 56, das einen darauf angebrachten O-Ring 58 aufweist, wirkt mit einem Sitz 60 zusammen, der in dem Körper 48 am unteren Ende des Ventilsitzteils 52 angebracht ist. Eine Feder 62 ist mit einem Schaft 64 verbunden, der sich vom Ventil 56 nach oben erstreckt. Die Feder 62 ist an ihrem unteren Ende auf einem festen, gelochten Teil 66 so angebracht, daß sie das Ventil 56 und den O-Ring 58 nach oben gegen den Sitz 60 treiben kann.
  • Das Gehäuse 54 weist unter dem Ventil 56 eine untere Kammer 68 auf, die in einer Ausflußöffnung 70 endet.
  • Figur 2 zeigt eine flache Schraubenfeder 72 in ihrem normalen geschlossenen Zustand. In diesem Zustand kann die Feder 72 so gewickelt werden, daß aneinandergrenzende Windungen 74 sich entweder leicht berühren, derart, daß sie nicht festkeilen, oder mit kleinen Zwischenräumen so beabstandet, daß die Oberflächenspannung der Flüssigkeit dazu dient, den flüssigen Inhalt in der Kammer 68 zurückzuhalten, ohne daß er durch die kleinen Zwischenräume dringt. Es wird vorgeschlagen, diesen Aufbau bei Füllprozessen des sogenannten Typs "Boden nach oben" einzusetzen, d.h., wenn entweder der Behälter abgesenkt oder das Düsengehäuse angehoben wird, um den Behälter bei einer relativen Rückzugsbewegung zwischen Behälter und Düsengehäuse zu füllen.
  • Figur 3 zeigt eine Federdüse, wobei die Feder 72a nach oben offen und in ihrer normalen geschlossenen Lage konisch ist, wobei sich angrenzende Windungen berühren. Figur 4 zeigt die Feder 72a in ihrer ausgedehnten Lage unter dem von oben kommenden Druck eines Fluids, wie weiter unten erläutert wird. Dieser Aufbau wird bei Füllprozessen eines Typs "Kopf nach unten" als geeigneter betrachtet, d.h., wenn zwischen dem Behälter und dem Düsengehäuse 54 keine relative Bewegung stattfindet. Der Grund dafür ist, daß die Komponente der horizontalen Geschwindigkeit, in Figur 4 als h dargestellt, dazu dient, die vertikale nach unten gerichtete Geschwindigkeit der Flüssigkeit aus der Düse zu reduzieren, um eine stärker auseinanderstrebenden Flußcharakteristik zu erreichen, die durch die Pfeile in Figur 4 dargestellt wird. Dadurch wird das Spritzen auf dem Boden des Behälters reduziert, indem ein Teil des Flusses an den Wänden des Behälters herab stattfindet und so die Schaumbildung verringert wird.
  • Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Feder 72b, die der Feder 72a in Figur 3 gleicht. Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Feder 72c in einer alternativen pyramidenförmigen Ausführungsform, die zur typischen vierseitigen Behälteröffnung paßt und so die vertikale Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit minimiert.
  • Figur 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Feder 72d als Variation der Ausführungsform in Figur 6, wobei zwei gegenüberliegende Seiten 76 der Feder 72d derart ausgebildet sind, daß sie einwärts konvergieren, um eine Form anzunehmen, die im wesentlichen der oberen Öffnung eines Pappkarton gleicht, bei der typische giebelartige Seitenwände entlang konvergierender Kerblinien vor dem Füllvorgang vorgebrochen sind. Nach Füllung des Kartons werden die Wände vollständig verschlossen und versiegelt.
  • Figur 8 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform einer Feder 72e, die Figur 3 gleicht, jedoch in einer im wesentlichen parabolischen Form ausgebildet ist. So dehnen sich die Windungen 74 unter dem von oben kommenden Druck eines Fluids am oberen äußeren Teil stärker aus als am unteren mittleren Teil, wie Figur 9 zeigt. Als Ergebnis erhält das durchfließende Fluid etwas von einer auseinanderstrebenden Flußcharakteristik, die für Füllanwendungen mit nach unten gerichtetem Kopf geeignet ist.
  • Progressiv gewickelte Federn, d.h., Federn, bei denen die Feder entlang ihrer Länge ihre Federkonstante verändert, gestatten die Auswahl aus verschiedenen Eigenschaften.
  • Figur 10 zeigt noch eine weitere alternative Ausführungsform einer Feder 72f, wobei die Windungen 74 mit einer nach innen gebogenen Querschnittskontur relativ zur konischen Form der Ausführungsformen in den Figuren 3 und 5 ausgebildet sind. So spreizen sich die Windungen 74 unter dem von oben kommenden Druck eines Fluids am unteren mittleren Teil stärker auseinander als am oberen äußeren Teil, wie Figur 11 zeigt. Als Ergebnis erhält das durchfließende Fluid eine im wesentlichen vertikale Flußcharakteristik, die für Füllanwendungen mit nach oben gerichtetem Boden geeignet ist.
  • Die Figuren 12A, 12B und 12C zeigen, daß die Windungen 74a einer Feder 72g, 72h und 72i jeweils mit einer vierseitigen Querschnittsform statt mit einer runden oder ovalen Querschnittsform ausgebildet sein können. Derartige vierseitige Windungsformen können an jede der Federn 72, 72a, 72b, 72c und 72d angepaßt werden. Die vierseitige Querschnittsform ist vorzugsweise rechteckig. So sind die Windungen 74a in einer im allgemeinen konischen Anordnung ringförmig gestaffelt, wobei die langen Seiten (1) horizontal angeordnet (Figur 12A) oder (2) diagonal angeordnet (Figur 12B) oder vertikal angeordnet (Figur 12 C) sein können.
  • Figur 13 zeigt einen Ventilsitz 78, der in der unteren Kammer 68 ausgebildet ist. Ein Ventil 80 ist an einem Ende eines Ventilschaftes 82 befestigt, um mit dem Ventilsitz 78 zur Erzeugung eines gegenseitigen Sitzeingriffes zusammenzuwirken. Das andere Ende des Ventilschaftes 82 ist z.B. am Mittelpunkt der Feder 72a befestigt, die das Ventil 80 in einen Sitzeingriff mit dem Ventilsitz 78 treibt. Bei diesem Aufbau treten, da die Flüssigkeit aus der Kammer 68 zuerst das Ventil 80 aus dem Sitz 78 bewegen und dann radial nach außen und dann nach unten fließen muß und da der Zwischenraum zwischen dem Ventil 80 und dem Sitz 78 progressiv zunimmt, niedrigere Füllgeschwindigkeiten auf, und ein anfängliches Herausspritzen oder Sprühen durch die Windungen 74 wird vermieden. Wenn gewünscht, können die Windungen sich vollständig schließen, wobei das Ventil 80 kurz vor dem Verschluß mit dem Sitz zurückgehalten wird.
  • Figur 14 zeigt bei diesem Aufbau einen Kolben 84, der einen O- Ring 86 aufweist, der um die äußere Peripherie angebracht ist, wobei dieser Kolben in der Kammer 50 beweglich angebracht ist. Ein Stab 88 erstreckt sich durch eine Öffnung 90 nach oben, wobei am äußeren Ende ein Griff 92 ausgebildet ist. Eine Schraubenfeder 94 wird zwischen dem Kolben 84 und einem Sitz 96 an der oberen Oberfläche der Kammer 50 zusammengepreßt.
  • Ein Ventilschaft 98 erstreckt sich vom Kolben nach unten zu einem Absperrventil 100. Das Ventil 100 wird durch die Schraubenfeder 94 nach unten auf den Ventilsitz 102 getrieben. Ein erster Verlängerungsschaft 104 erstreckt sich vom Ventil 100 in der Kammer 68 nach unten. Ein zweiter Verlängerungsschaft 106 ist über einen Paßstift 108 mit dem ersten Verlängerungsschaft 104 verbunden und erstreckt sich zu einer Feder 110 am Ausflußende des Gehäuses 54. Die Feder 110 ist in der Form eines umgedrehten Kegels gewickelt und in ihrem betriebslosen Zustand, d.h., wenn das Ventil 100 sich auf dem Sitz 102 befindet, geschlossen.
  • Bei diesem Aufbau findet der Fluß durch die Feder 110, wenn das Ventil 100 vom Sitz 102 abgehoben wird, in einer konvergierenden Weise statt, was für eine Füllanwendung mit nach oben gerichtetem Boden günstiger ist.
  • Wenn es zwischen den Windungen bei einzelnen der oben beschriebenen Ausführungsformen der Federn im Flüssigkeitsrückhaltezustand Zwischenräume gibt, haben die einzelnen Zwischenräume sowie die Zwischenräume zusammen eine solche Fläche relativ zur Gesamtfläche der Feder, daß als Ergebnis die Oberflächenspannung der Flüssigkeit über den Federwindungen verhindert, daß die Flüssigkeit unter Schwerkrafteinfluß durch die Zwischenräume fließt.
  • Der Gesamtbetrieb der Füllanlage 10 ist konventionell, d.h., die Füllanlage wird zuerst so vorbereitet, daß die Kammer 14 und die Kammern 50 und 68 des Düsenkörpers 48 mit einem ausgewählten flüssigen Produkt befüllt werden. Die Anlage ist dann für den Produktionslauf bereit. Wenn der Zyklus läuft, bewegt sich der Kolben 34 nach oben und treibt so eine vorbestimmte, abgemessene Menge Flüssigkeit aus der Kammer 14 durch die Ausflußöffnung 44 und das Kniestück 46 und anschließend in das Ventilsitzteil 52, wobei das Absperrventil 56 (Figur 1B) abgesenkt oder das Absperrventil 100 (Figur 14) angehoben wird. Dadurch wird wiederum die entsprechende Menge Flüssigkeit aus der unteren Kammer 68 durch die Zwischenräume zwischen den Federwindungen in einen Karton einer ausgewählten Größe, der in Figur 1B als 112 dargestellt ist und durch die übliche schrittweise arbeitende Beförderungsvorrichtung und/oder Hebevorrichtung (nicht dargestellt) darunter gestellt wurde. Konventionelle externe Vorrichtungen können verwendet werden, um den Karton 112 für Füllanwendungen mit nach oben gerichtetem Boden relativ zum Düsengehäuse 54 zu heben und zu senken.
  • Nachdem der Pumpschritt vollzogen ist, treibt die Feder 62 (Figur 1B) das Ventil 56 und den O-Ring 58 nach oben in Kontakt mit dem Sitz, wobei die Kammer 68 voll bleibt. Bei der Ausführungsform in Figur 14 treibt die Feder 94, nachdem der Pumpschritt vollzogen wurde, das Ventil 100 nach unten, jedoch nur so kurz vor dem Angreifen an dem Sitz 102, daß die Federdüse 110 sicher ganz geschlossen wird. Die Retraktion des Kolbens 34 (Figur 1A) nach unten in die Kammer 14 zieht das Ventil 20 von dem Sitz 22 weg, um die Kammer 14 mit der ausgewählten Flüssigkeitsmenge zu befüllen, worauf die Feder 30 das Ventil 20 in Kontakt mit dem Sitz 22 treibt, und die Anlage für den nächsten Lauf bereit ist.
  • An diesem Punkt dienen die Federwindungen dazu, die Flüssigkeit in der Düsenkammer 68 zu halten, entweder, indem sie einander berühren und so einen Abschluß bilden, oder durch die Oberflächenspannung der an die Windungen angrenzenden Flüssigkeit.
  • Bei solchen Federn, deren Windungen sich berühren und so einen Verschluß bilden, kann eine derartige Feder stromauf vom Auslaßende einer Fluidlinie als federförmiges Rückhalteventil dienen.
  • Die Flüssigkeitsrückhaltefedern können aus rostfreiem Stahl, Gummi, Plastik oder Glas sein.
  • Die Federkonstanten der Flüssigkeitsrückhaltefedern sind niedrig, wie auch jeweils die Vorspannung, um bei der Befüllung Ausflußströme mit hoher Geschwindigkeit zu vermeiden. Mit niedriger Federkonstante ist weniger als 200N/m gemeint, vorzugsweise zwischen 150N/m und 130N/m.
  • Die Flüssigkeitsrückhaltefedern haben die Vorteile, daß sie weniger leicht durch z.B. Produktflocken oder Butterfett verstopfen können als konventionelle Zwischenwände, und daß mit ihnen gute Diffusions-, Laminarströmungs- und Verschlußeigenschaften erzielt werden können.
  • Somit ist deutlich, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen einen verbesserten Düsenaufbau für eine Füllvorrichtung aufweisen, die effizient Flüssigkeit zurückhält und für eine gründliche Reinigung im allgemeinen nicht auseinandergenommen und autoklaviert werden muß.
  • Ferner ist erkennbar, daß die Federdüsenformen variiert werden können, um an Füllanwendungen angepaßt zu werden, die entweder mit nach oben gerichtetem Boden oder nach unten gerichtetem Kopf erfolgen, und daß die Windungen mit verschiedenen Querschnittsformen ausgebildet sein können.

Claims (25)

1. Verpackungsvorrichtung zum Verpacken von Fluidmaterial mittels Füllbeschickung, mit einem Durchlaß (68), durch den das Fluidmaterial strömt, einer Pumpeneinrichtung (34), die das Fluidmaterial durch den Durchlaß (68) drückt, und einem zu öffnenden Ventil (72;110), das ein Strömen des Fluidmaterials durch den Durchlaß (68) hindurch verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (72;110) eine Schraubenfeder (72;110) aufweist, mehrere Windungen (74) der Schraubenfeder (72;110) das in dem Durchlaß (68) befindliche Fluidmaterial direkt kontaktieren, die Windungen (74) den Durchlaß (68) gegenüber dem Strom des Fluidmaterials öffnungsfähig dichtend schließen und beim Öffnen ein Hindurchströmen des Fluidmaterials durch die zwischen den Windungen (74) ausgebildeten Zwischenräume zulassen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (68) als Düse (54) endet, an der die Windungen (74) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einwirkung der Pumpeneinrichtung (34) auf das Fluidmaterial die Windungen (74) auseinandergedrückt werden, um die genannten Zwischenräume zu erzeugen.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (72) flach ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einander benachbarte Windungen (74) der Feder (72;110) in ihrem Fluidrückhaltezustand derart positioniert sind, daß zwischen ihnen vorbestimmte Abstände entstehen, und daß die einzelnen Flächen sowie die Gesamtflächen der Abstandsräume derart beschaffen sind, daß die Oberflächenspannung des in dem Durchlaß (68) befindlichen Fluidmaterials ein Hindurchtreten des Fluidmaterials durch die Zwischenräume unter Schwerkrafteinfluß verhindert.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (72;110) eine schalenförmige Gestalt aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (72b) im betriebslosen Zustand eine konische Gestalt aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (72c) im betriebslosen Zustand eine pyramidenförmige Gestalt aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (72d) zwei parallele Seiten und zwei einander gegenüberliegende einwärts konvergierende Seiten (76) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (72e) in axialer Schnittansicht betrachtet parabolisch ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (72f) in axialer Schnittansicht betrachtet kuppenförmig ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Feder (110) im betriebslosen Zustand in einer stromabwärtigen Richtung offen ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen (74) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen (74) im Querschnitt vierseitig ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen (74a) eine längliche rechteckige Form aufweisen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Seiten der Querschnitte der Windungen (74a) im wesentlichen rechtwinklig zu einer Längsachse des Durchlasses (68) positioniert sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Seiten der Querschnitte der Windungen (74a) schräg zu einer Längsachse des Durchlasses (68) positioniert sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Seiten der Querschnitte der Windungen (74a) parallel zu einer Längsachse des Durchlasses (68) positioniert sind.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Durchlaß (68) ein Ventilsitz (78;102) ausgebildet ist, ein Ventilschaft (82;104- 108) mit einem Ende am Mittelpunkt der Feder (72;110) befestigt ist und an dem anderen Ende des Schaftes (82; 104-108) ein Ventilteil (80;100) derart befestigt ist, daß das Ventilteil (80;100) mit dem Ventilsitz (78;102) zur Erzeugung eines gegenseitigen Sitzeingriffs zusammenwirkt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 19 als Ergänzung zu Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (72;110) an dem Rand der Austrittsmündung (70) der Düse (54) befestigt ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20 als Ergänzung zu Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (78;102) um einen vorbestimmten Abstand stromaufwärts von der Austrittsmündung (70) ausgebildet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 als Ergänzung zu Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Feder (72a) im betriebsiosen Zustand in einer stromabwärtigen Richtung offen ist, die Feder (72a) das Ventilteil (80) gegen den Ventilsitz (78) drückt, und daß das Fluidmaterial unter Druckeinwirkung das Ventilteil (80) zu der Feder (72a) hin drückt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 als Ergänzung zu Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidmaterial unter Druckeinwirkung das Ventilteil (100) von der Feder (110) weg drückt.
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Feder (72,110) eine Rate von weniger als 200 N/m aufweist.
25. Verpackungsverfahren, bei dem Fluidmaterial durch ein zu öffnendes Ventil (72;110) gedrückt wird, das andernfalls ein Hindurchströmen von Fluidmaterial verhindert, und bei dem mit dem durch das Ventil (72;110) gedrückten Fluidmaterial ein Füllbeschickungs-Verpackungsvorgang durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Hindurchdrücken des Fluidmaterials die Wicklungen (74) einer das Ventil (72,110) bildenden Feder (72,110) auseinandergedrückt werden, um zwischen den Wicklungen (74), die andernfalls gegenüber einem Hindurchtreten des Fluidmaterials dichtend geschlossen sind, Zwischenräume zu erzeugen.
DE69307463T 1992-11-05 1993-11-04 Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen von Verpackungen mit einem fliessfähigen Material Expired - Fee Related DE69307463T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/971,570 US5335862A (en) 1992-11-05 1992-11-05 Discharge nozzle for a liquid filling assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69307463D1 DE69307463D1 (de) 1997-02-27
DE69307463T2 true DE69307463T2 (de) 1997-07-10

Family

ID=25518556

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