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Wolfgang Frank, Chefkonstrukteur 301 Magdeburg, Bertold-Brecht-Str.
14 Klaus Göthling, Dipl.-Ing.
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30 Magdeburg, Spielhagenstr. 57 Klaus Ueberschär, Ingenieur 30 Magdeburg,
IIegelstr, 32 Bernd Ponischowski, Konstrukteur 30 Magdeburg, Colbitzer Str. 2 Bardolf
Anker, Ingenieur 30 Magdeburg, Birkenweiler 8/8 Vorrichtung zur Steuerung von Füllorganen
an Gefäßfüllmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung von
Füllorganen an Gefäßfüllmaschinen mit heb- und senkbaren Zentriervorrichtungen sowie
Steuerkopfen flir Gas und BlUssigkeit mit Rollen Kurven und Steuerstücken ftir die
Abfüllung von gashaltigen FlUssigkeiten, vorzugsweise in Flaschen.
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Bei bekannten Abfüllorganen ist es erforderlich, den Steuerungsvorgang
zur VorDpannung der Gefäße und zur Einleitung und Beendigung der Stillung, in Abhängigkeit
des Vorhandenseins eines Gefäßes, zu steuern, Zum Zwecke der Einleitung der Steuerung
sind Abtastvorrichtungen bekannt, welche durch Elemente der Gefäßhubeinrichtungen,
der Zentriervorrichtungen für die Gefäße oder durch die Gefäße selbst betätigt werden.
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Bei Füllmaschinen, wie bekannt, werden die Flaschenteller durch Huborgane
jeweils nach oben gebracht. Befindet sich auf einem Flaschenteller eine Flasche,
dann wird die Flasche an das Füllorgan angepreßt. Die Stellung des Flaschentellers
in vertikaler Richtung ist hierbei um ein vorher festgelegtes Maß niedriger als
bei Flaschentellern, die keine Flaschen tragen und demzufolge bis in ihre obere
Endstellung gelangen.
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Es ist bereits bekannt, diesen besonderen überhub der nicht mit Flaschen
besetzten Flaschenteller mit Hilfe eines Lllckentasters zu ermitteln und zur Betätigung
eines Ventils auszunUtzen, das in einer zum Steuerbock führenden Druckluftleitullg
angeordnet ist.
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Erfolgt durch eine fehlende Flasche ein Uberhub des Flaschentellers,
so steuert dieses Ventil die pneumatische Betätigungsvorrichtung für den SteuerstiftX
der dadurch aus dem Bahnbereich der Steuerkreuze der Füllorgane gelangt. Eine Weitersteuerung
des betreffenden Steuerkreuzes in die Öffnungsstellung es Flüssigkeitseinlaufes
erfolgt nicht, da eine Flasche fehlt.
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Der BUllvorgang huber einen leer umlaufenden Flaschen teller wird
somit nicht ausgelöst. Da die Druckluftleitung zwischen dem durch den Lückentaster
betätigten Ventil und dem Zylinder des Steuerbockes verhältnismaßig lang ist, verzögert
sich bei hohen Leistungen des Stillers die Schaltbewegung der Betätigungsvorrich
tung für den Steuerstift am Steuerbock, und ein ungenaues Funktionieren ist die
Folge.
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Dieser Nachteil soll durch eine Fülimaschine behoben werden, die zum
Abfüllen kohlensäurehaltiger Geträiike mit oberhalb der Flaschen mitlaufenden Füllorganen
und außerhalb des Umlaufbereiches ortsfest angeordneten Steuerbcken mit Je einem
Steuerstift zur Drehung der Steuersterne der unlauf enden Füllorgane, mit gegen
die Füllorgane anhebbaren Flaschentellern und mit einer
den Steuerstift
des Steuerbockes mittels eines Lückentasters in der Art keine Flasche, keine Schaltung"
beeinflussenden Schalteinrichtungen, ausgerüstet ist.
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Dabei ist der Lückentaster gegen die auf der Förderbahn zwischen den
Flaschentellern und den Füllorganen angepreßten Flaschen bewegbar und einem elektrischen
Kontaktgober zugeordnet, wobei dieser über eine elektrische Impulsleitung mit der
Schaltvorrichtung für die Betätigungsvorrichtung des Steuerstiftes des Steuerbockes
verbunden ist.
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Nach einer anderen Vorrichtung ist es bekannt um die Schaltzeiten
zu verkürzen, den Lückentaster als elektromechanischen Schalter auszubilden und
die pneumatische Impulsleitung durch eine elektrische zu ersetzen und zu einem unmittelbar
am Steuerbock befindlichen Steuerorgan zu führen.
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Es ist auch bereits bekannt, unmittelbar die angepreßten Flaschen
anstelle des Gefäßträgers abzutasten, wodurch die Lückenabtastung vereinfacht wird.
Ersichtlich ist jedoch, daß eine solche Lückenabtastung nicht durchführbar ist,
da während des Anhebens der Flaschen bis zum Füllorgan diese weitgehend frei auf
dem GeSEßträger stehen. Grundsätzlich. ist dementsprechend auch frUhestens, nachdem.
die Flasche fest am Füllorgan angepreßt ist, e-ine Lückenabtastung und Weiterschaltung
des Füllorganes in eine Behandlungsphase möglich Es ist auch bereits bekannt geworden,
die Flaschen schon wShrendmihres Anhebens, also noch bevor sie am Füllorgan angepreßt
sind, mit einem inerten Gas auszublasens wozu das Füllorgan über der noch nicht.
angepreßten und noch auf dem Wege nach oben zum Füllorgan befindlichen Flasche in
eine besondere Vorschaltstellung gebracht werden muß.
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Hierzu. ist es üblich, einen Steuerbock schon soweit in der Nahe des
Einlaufes der Gefäße in die Füllmaschine anzuordnen, daß die Steuerung des Füllorganes
in die Ausblasstellung schon erSolgt- wenn die Flasche nach oben angehoben wird.
Eine Steuerung dieser Vorsteuerböcke
nach Maßgabe keine Flasche,
keine Schaltung" ist jedoch in diesem Falle unmöglich, weil schaltbare Steuerböcke
erst vorgesehen sein können, nachdem die Flaschen fest am Füllorgan angepreßt sind
und durch Bückentaster feststellbar ist, ob eine Flasche auf dem Gefäßträger vorhanden
ist oder nicht.
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Soweit die Flaschen bereits während ihres Anhebens ausgeblasen werden,
mußte also auf einen schaltbaren Vorsteuerbock verzichtet und dafür Sorge getragen
werden, daß in der Flaschenzufuhr keine Bücke entsteht. Erreicht wird dieses, indem
Bedienungspersonal vorhanden ists das dafUr sorgt, daß keine Bücken auftreten oder
daß die Füllmaschine stillgesetzt wird.
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Füllmaschinen hoher Leistung sollen aber nicht stillgesetzt werden.
Das ständige Abschalten der Maschine wegen Lücken in der Flasohenzufuhr wäre fülltechnisch
sehr unzweckmäßig. Andererseits wird durch eine nicht durch eine Steuerung keine
Flaschen, keine Schaltung" wahrgenommene und also unberücksichtigt durchlaufende
Lücke ein meist untragbarer Verlust an Flüssigkeit und/oder Spann- und Ausblasmittel
verursacht. Vermieden soll dieses werden, durch ein Arbeitsverfahren, bei dem Bücken
in der GefäßzuBuhr als Bückenimpulse um eine Zeitspanne T1 im Vergleich zu dem Schaltzeitpunkt
des den Füllvorgang einleitenden Steuerbockes verfrüht festgestellt, gespeichert
und um eine Speicherzeit von T2 < T1 verzögert als Rückholimpulse an den ersten
schaltbaren Steuerbock weitergeleitet werden.
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Weiterhin ist eine Zentriervorrichtung für FlaschenfUllmaschinen bekannt,
die darin besteht, daß ein die Zentriertulpe tragender Arm in seiner Auf- und Abwärtsbewegung
durch Auflaufen auf eine Kurvenbahn derart steuerbar ist, daß die Zentriertulpe
sich vor Verlassen des Einlauf sterns auf die Flaschenmündung senkt und sich beim
Erreichen der zwangläufigen PUhriuig zwischen Auslaufstern und Führlmgsbócren abhebt.
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Bei dieser Ausführung hat die Zentriertulpe eine doppelte Funktion.
XIm Bereich der Tulpenführung wird die Flasche einmal zentriert und zweitens durch
das Gewicht der Tulpe gegebenenfalls mit zusätlicher Federkraft auf den Flaschenträgerteller
gedrückt.
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Während die Tulpe die Auf- und Abwärtsbçwegung der Flasche in üblicher
Weise mitmacht, muß sie in dem Bereich zwischen Abtransport stern und Antransportstern
durch die Kurvenbahn kurz angehoben werden, um die gefüllte Flasche freizugeben
und um wieder eine leere Flasche erfassen zu können.
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Diese bekannten Vorrichtungen haben die verschiedensten Mängel. Als
besonderer Nachteil ergibt sich, daß ein relativ langer Übertragungsweg zwischen
Impulsgeber und Abtastelement ist und bei hohen Leistungen eine Abtastung an den
Gefäßen durch Maßunterschiede und Festigkeit der Gefäße schwierig ist und vor allem
bei hohen Leistungen durch Trägheit des Steuerungssystems Fehlschaltungen eintreten
können.
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Wird das Abtasten der Lücken auf elektrischem Wege durchgeführt, ist
entsprechend der bekannten Vorrichtung ein großer Realisierungsaufwand notwendig.
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Zweck der Erfindung ist es., die als Nachteile der bekannten Vorrichtung
aufgeführten Mängel zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung von Füllorganen
zu schaffen, die in Abhängigkeit vom Vorhandensein von Flaschen mit kürzester Impulsgeberstrecke
zwangsweise den Füllvorgang einleitet.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einer Zentriervorrichtung
Schaltelemente zugeordnet
sind,- die mit einem schwenkbaren Steuerglied
im Bereich des Gefäßeinlaufes der Püllmaschine in Verbindung stehen und diese Steuerglieder
sich jeweils im Falle des Vorhandenseins von Flaschen im Schaltbereich der Füllorgane
befinden. Die Schaltelemente weisen die Form von Rollen auf und sind an Brücken
von zwei die Zentriervorrichtung führenden Führungsstangen angeordnet, wobei die
Brücken vorzugsweise am Verbindungsstück geführt werden. Das Steuerglied ist am
feststehenden Tragrahmen der Füllmaschine schwenkbar und durch einstellbare Anschläge
in seinem Schwenkbereich begrenzt angeordnet sowie keil- oder kurvenförmig ausgebildet
und ist in seinen Berhrungsbahnen zwischen zwei Rollen bzw. zwischen zwei Steuersternen
länger als eine Teilung und kürzer als zwei Teilungen, bezogen auf die Füllorgane
ausgebildet und vorzugsweise unterhalb der Seuersterne angeordnet.
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Damit das Steuerglied leicht bewegbar und auch in kürzester Zeit bei
verschiedenen Flaschenhöhen auswechselbar ist, ist es in geringer Masse, vorzugsweise
aus geeignetem Plastwerkstoffs ausgeführt und leicht austauschbar äm Tragrahmen
angebracht. Es ist weiterhin durch Federn in eine etwa horizontale Lage zurückschwenkbar.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Schaltelemente mit Zentriervorrichtungen
durch am Tragrahmen befindliche entsprechende Kurven zwangsweise axial bewegbar.
Die Schaltelemente können auch als Ansteuerelemente für einkpneumati3ches hydraulische
oder elektrische Steuerung der Steuer sterne vorgesehen sein Der Vorteil der Erfindung
besteht darin, daß durch die A-bringung von Schaltelementen an den Zentriereinrichtungen
und die Anordnung von Steuergliedern
eine zwangsläufige und direkte
Schaltung der Füllorgane durch die Steuersterne erreicht wird, wenn sich jeweils
eine Flasche unter dem Füllorgan befindet. Fehlerquellen durch'zu lange Impulsgeberstrecken
treten bei der Erfindung nicht auf. Außerdem wird die erBindungsgemäße Steuerung
durch einfache und kostengünstige Elemente erreicht. Desweiteren werden gleichzeitig
kurvengesteuert die Schaltelemente noch zur Vorzentrierung und zum Abziehen der
Gefäße benutzt.
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Die- Erfindung soll nachstehend an einem Ausftthrungsbeispiel näher
erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: ein am Ringkessel
einer Gefäßfüllmaschine angeschlossenes Füllorgan mit Steuervorrichtung als Schnitt
A-A der Fig. 2 Fig. 2: Füllorgan und Steuervorrichtung in der Vorderansicht Fig.
3: die Schaltstellung von Schaltelement, Steuerstern und Steuerglied bei nicht unterbrochenem
Flaschenstrom Fig. 4: die Schaltstellung von Schaltelement, Steuerstern und Steuerglied
bei unterbrochenem Flaschenstrom.
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Am Umfang eines Ringkessels 1 einer nicht näher dargestellten GeSaßfüllmaschine
sind mehrere, an sich bekannte Füllorgane, so angeordnet, daß der Steuerkopf 2 gasseitig
und das Füllorgangehäuse 3 flüssigkeitsseitig mit dem Ringkesselinnenraum verbunden
sind. Im
Steuerkopf 2 des Füllorganes ist eine Schaltwelle 4 gelagert,
auf deren einem freien Ende der Steuerstern 5 befestigt ist. Durch Drehung des Steuersternes
5 werden die Zuführung von Spanngas bzw. Flüssigkeit in das Gefäß 6 geöffnet und
nach Abschluß der Füllung durch Zurückdrehen des Steuersternes 5 wieder verschlossen.
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Die Einleitung des Vorspanngases in das Gefäß 6 und Öffnung des Flüssigkeitsweges
darf aber nur erfolgen, wenn sich ein Gefäß 6 unter dem Füllorgan befindet.
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Bei den genannten Gefäßiüllmaschinen werden die Gefäße 6 durch geeignete
Hubeinrichtungen angehoben, von der Zentriervorrichtung 7 des Füllorganes ausgerichtet
und über das Abdichtelement 8 abdiohtend an die Ausflußöffnung angepreßt. Dabei
sind die an sich bekannten Führungsstangen 9 der Zentriervorrichtung7 durch eine
auf dem Verbindungsstück 10 von Füllorgangehäuse 3 und Steuerkopf 2 verschiebbar
geführte Brücke 11 verbunden.
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Diese Brücke 11 ist so ausgebildet, daß daran einmal der Schaltnocken
in Form einer Rolle 12 befestigt ist und zum anderen die Zentriervorrichtung eine
kantungsfreie und verschleißarme Verschiebung in der Parallelführung 9 ausführen
kann trotz Eingriff der Rolle 12.
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Diese Rolle 12 hat mehrere Funktionen, Einmal dient sie zum Zentrieren
der Gefäße 6 und zum zwangsweisen Abdrücken der Zentriervorrichtung. Erreicht wird
dieses, indem am Tragrahmen 14 sich eine nicht dargestellte Kurve befindet, durch
welche im Abeugsbereich der Gefäße über die Rollen 12 und Ftlhrungsstangen 9 die
Zentriervorrichtung 7 abgesenkt wird und eine andere ebenfalls nicht dargestellte
Kurve zwischen Aus- und Einlauf der Füllmaschine angeordnet istt durch welche im
Bereich des Ubergabesterns die Zentriervorrichtung 7 zur Vorzentrierung angehoben
wird.
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Die andere Funktion besteht darin, daß die Rolle 12 die gleiche Hubbewegung
ausführt, wie das zu füllende Gefäß 6 und damit der Impulsgeber für eine Schaltung
der Füllorgane ist.
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Wird der Gefäßfüllmaschine ein kontinuierlicherGefäßstrom zugeführt,
so bilden die Rollen 12 die untere Auflage für ein Steuerglied 13. Dieses ist keil-
oder kurvenförmig gestaltet, in seiner Längenabmessung länger als eine Teilung und
kUrzer als zwei Teilungen bezogen auf die Füllorgane ausgebildet und am feststehenden
Tragrahmen 14, der nicht näher dargestellten Gefäßfüllmaschine, vorzugsweise schwenkbar
gelagert. Bei der Rotation des Ringkessels 1 wird das Steuerglied 13 zwischen Rollen
12 und Steuersternen 5 eingeführt, durch die Keilform eine Drehbewegung der Steuersterne
5 bewirkt und damit die Vorspannung und Füllung der Gefäße 6 eingeleitet. Die Bewegung
des Steuergliedes 13 wird dabei durch Anschläge 15 einstellbar begrenzt. Treten
Lücken im Gefäßstrom auf, werden einige Füflorgane nicht mit Gefäßen 6 besetzt,es
bleibt diejenige Rolle 12 in Ausgangslage und entfällt als Auflage für das Steuerglied
13, welches aus der Steuerlage in die Ruhelage fällt bzw.
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durch geeignete Hilfsmittel z. B. Federn verschoben wird. Zum Zwecke
der Verringerung der Trägheit ist es vorteilhaft, das Steuerglied von geringer Masse,
beispielsweise aus einem geeigneten.Plastwerkstoff, anzufertigen Ein weiterer Vorteil
der Verwendung des Plantwerkstoffen ist seine geräuschmindernde Eigenschaft bei
hohen Schaltgeschwindigkeiten. Aus seiner Rhelage kann das Steuerglied 13 den Steuerstern
5 nicht im Sinne der Einleitung des Füllvorganges in Drehung vorsetzen und somit
erfolgt keine Füllung, wenn keine Flasche vorhanden ist.