DE68903046T2

DE68903046T2 - Verfahren und vorrichtung zum herabsetzen des schaeumens waehrend des fuellens von schachteln.

Info

Publication number: DE68903046T2
Application number: DE8989109705T
Authority: DE
Inventors: Donald G Corniea; Dale J Kelash
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1988-06-10
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1993-04-01
Anticipated expiration: 2009-05-31
Also published as: EP0345602A1; ATE81091T1; ES2035428T3; EP0345602B1; US4903740A; JPH07121723B2; AU3520089A; JPH02205502A; CA1315751C; DE68903046D1; AU611616B2

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf automatische Füllmaschinen, bei welcher leere Kartonpackungen längs eines Weges gefördert werden, während sie mit Flüssigkeit gefüllt und verschlossen werden, und insbesondere auf Flüssigkeitsauslaßeinheiten für solche Maschinen.
Automatische Hochleistungsfüllmaschinen, wie sie z.B. in der US- A-4,448,008 beschrieben sind, wurden zum Füllen von Kartonpackungen mit Flüssigkeiten, wie z.B. Milch und Säften, verwendet. Diese Füllmaschinen sind erforderlich, um eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge in jede Kartonverpackung abzugeben, wenn diese durch den Füllabschnitt der Maschine hindurchläuft.
Eine Art von Abgabeeinheit, die verwendet worden ist, ist eine Vorrichtung mit Doppelbälgen, wie sie z.B. in der US-A-4,402,461 beschrieben ist (welche ein Beispiel für eine Vorrichtung ist, welche die Merkmale im ersten Teil des Anspruches 1 hat). Dieses Dokument beschreibt eine Abgabeeinheit mit einem Paar von Bälgen, welche durch eine Hülse miteinander verbunden sind, die ein federnd vorgespanntes Absperrventil enthält, welches den Fluidstrom aus dem oberen Balg zum unteren Balg steuert. Eine feste Auslaßdüse ist am unteren Ende des unteren Balges angebracht, und ein bewegbares Auslaßventilelement ist durch eine Feder gegen eine geschlossene Position vorgespannt. Die Hülse ist für die hin- und hergehende Bewegung in axialer Richtung zu der festen Düse hin und von dieser fort angeordnet. Das Ende jedes Balges, der mit der Hülse verbunden ist, bewegt sich mit diesem. Die gegenüberliegenden Enden des jeweiligen Balges sind stationär gehalten, so daß die axiale Bewegung der Hülse gegen die Düse den unteren Balg zusammendrückt und den oberen Balg expandiert.
Eine Betätigungseinrichtung hebt die Hülse vertikal an, um den oberen Balg zusammenzuziehen, während gleichzeitig der untere Balg verlängert wird. Durch diese Tätigkeit wird das Absperrventil in der Hülse geöffnet, und die Flüssigkeit kann vom oberen Balg in den unteren Balg fließen. Das Absperrventil schließt, wenn die Bewegung der Hülse anhält. Die Betätigungseinrichtung senkt dann die Hülse ab, um den oberen Balg zu verlängern, während gleichzeitig der untere Balg zusammengezogen wird. Der Druckanstieg im unteren Balg überwindet die Federkraft auf das Auslaßventilelement, wodurch das Ventil öffnet, und die im unteren Balg vorhandene Flüssigkeit fließt in die Kartonverpackung. Die Folge wird dann wiederholt unter Überführen der Flüssigkeit nacheinander von einer Lieferquelle in den oberen Balg, dann in den unteren Balg und schließlich in die einzelnen Kartonverpackungen.
Weil diese Abgabeeinheiten in erster Linie für flüssige Nahrungsmittel verwendet werden, wie z.B. Milch oder andere tägliche Produkte, muß der Füllprozeß unter aseptischen oder hygienischen Bedingungen ausgeführt werden. Es darf keine Möglichkeit geben, daß eine Verschmutzung während des Füllbetriebes auftritt. Die Einheiten müssen so ausgestaltet sein, daß sie Bakterien daran hindern, während des Füllprozesses in die Kartonverpackung oder die Fülldüse einzutreten, weil dies die Bakterien veranlassen würde, in die flüssige Nahrungsmittelprodukte einzutreten und in der Kartonverpackung mit dem Produkt verpackt zu werden.
In früheren Füllsystemen hat man gefunden, daß eine Neigung beim Befüllen von Kartonverpackungen mit Milch beispielsweise darin besteht, daß das Flüssigkeitsströmungsbild oben am Flüssigkeitsinhalt in der Kartonpackung Schaum erzeugt. Die Gegenwart von Schaum stört das Schließen und Versiegeln der Kartonpackung. Die Gegenwart von Schaum ist auch ein beschränkender Faktor bei dem Versuch, die Füllgeschwindigkeit der Kartonpackungen zu erhöhen. Das Vorhandensein von Schaum kann zu unhygienischen Füllbedingungen führen. Man hat versucht, die Schaummenge, die während des Füllbetriebes zugegen ist, zu reduzieren. Beispielsweise beschreibt die US-A-4,375,145 in Figur 10 eine Vorrichtung zum Füllen einer Kartonpackung in einer Art und Weise, bei welcher die Erzeugung von Schaum minimal gemacht wird. US- A-4,448,008 beschreibt die Verwendung von Rohren zum Abziehen jeglichen Schaumes, der zugegen sein kann (Spalte 8, Zeilen 11-16).

Zusammenfassung und Gegenstände der Erfindung

Im Hinblick auf die Nachteile der bekannten Flüssigkeitsabgabeeinheiten, insbesondere für flüssige Nahrungsmittelprodukte, ist es ein Gegenstand dieser Erfindung, eine Flüssigkeitsabgabeeinheit vorzusehen, die beim Abgeben von Flüssigkeiten genau und wirkungsvoll ist.
Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer Flüssigkeitsabgabeeinheit, bei welcher die Erzeugung von Schaum in der Kartonpackung bei ihrem Befüllen minimal gemacht wird.
Es ist weiterer Gegenstand dieser Erfindung, eine Flüssigkeitsabgabeeinheit vorzusehen, die in der Lage ist, Kartonpackungen schnell zu füllen, während hygienische Bedingungen aufrechterhalten werden.
Diese Gegenstände werden gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß eine Vorrichtung, wie sie im Anspruch 1 definiert ist, geschaffen wird. Eine solche Vorrichtung hat drei axial ausgerichtete Balganordnungen mit einem Paar von bewegbaren Hülsen, die zwischen den Bälgen angeordnet sind. Eine Auslaßdüse, die auf einer stationären Halterung angebracht ist, ist mit dem unteren Ende des unteren Balges verbunden. Ein bewegbares Auslaßventilelement ist in der unteren Bohrung der Düse aufgenommen, um die Flüssigkeitsströmung aus der Düse zu steuern. Ein Ventilschaft erstreckt sich von dem Auslaßventilelement zu der unteren bewegbaren Hülse, so daß die Verschiebung der unteren bewegbaren Hülse nach unten das Auslaßventilelement in eine offene Position verschiebt. Eine Feder in der Düsenbohrung drückt das Ventilelement gegen eine geschlossene Position. Um die Flüssigkeitsströmung aus dem oberen Balg zum mittleren Balg zu steuern, ist ein federnd vorgespanntes Absperrventil in der oberen bewegbaren Hülse vorgesehen. Das Auslaßventilelement hat einen Aufbau, welcher den Flüssigkeitsstrom nach außen führt, um auf die innere Oberfläche der Kartonpackung unter einem Winkel aufzutreffen, wodurch die Schaumbildung minimal gemacht wird.
Eine hin- und hergehende Bewegung wird der oberen und unteren Hülse durch eine Nockenanordnung und durch pneumatische Plunger bzw. Stößel aufgebracht. Die Bewegung der unteren Hülse wird in einer solchen Weise gesteuert, daß der hydrostatische Druck im unteren Balg nur wenig über Atmosphärendruck erhöht wird, während gleichzeitig das Ventilelement vom Ventilsitz abgehoben wird, so daß sehr wenig Energie zur Verfügung steht, um die Flüssigkeit zu beschleunigen, wenn sie durch das Auslaßventil hindurchströmt. Die Bewegung der oberen Hülse ist mit der der unteren Hülse so koordiniert, daß der Innenraum des unteren Balges nachgefüllt wird, während das Auslaßventil geschlossen ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den anliegenden Zeichnungen veranschaulicht, bei denen zeigen:
Figur 1 eine teilweise schematische Seitenansicht unter Darstellung der Flüssigkeitsabgabeeinheit gemäß dieser Erfindung,
Figur 2 eine teilweise schematische Querschnittsansicht der Abgabeeinheit nach Figur 1,
Figur 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht der oberen Ventilhülse nach Figur 2,
Figur 4 eine Querschnittsansicht der unteren Hülse entlang der Linie 4-4 in Figur 2,
Figur 5 eine teilweise im Querschnitt wiedergegebene Einzelansicht unter Darstellung des Ventilelementes des Auslaßventils und
Figur 6 einen Graph unter Darstellung der Bewegung der oberen und unteren Ventilhülsen der Abgabeeinheit.

Ausführliche Beschreibung

Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung ist in Figur 1 gezeigt. Die Abgabeeinheit 2 ist auf einer im wesentlichen vertikalen Achse angebracht und mit einer Einlaßleitung 4 versehen, die mit Flüssigkeit aus einer Produktquelle 6 gespeist wird. Die Abgabeeinheit weist eine Auslaßventilanordnung 8 und drei Bälge 10, 12 und 14 auf. Zwischen dem oberen und mittleren Balg 10 und 12 ist eine obere Hülse 16 angebracht. Zwischen dem mittleren Balg 12 und dem unteren Balg 14 ist eine untere Hülse 18 befestigt. Die Abgabeeinheit 2 ist auf dem Maschinengestell montiert, welches schematisch bei 20 gezeigt ist. Ein Träger 21 auf dem Gestell 20 hält das Einlaßrohr für den oberen Balg 10 stationär und in axialer Flucht mit der Auslaßventilanordnung 8.
Wie in Figur 2 gezeigt ist, weist die obere Ventilhülse 16 ein bewegliches Ventilelement 22 auf, welches für eine hin- und hergehende Bewegung zu einem Ventilsitz 24 hin und von diesem fort angebracht ist, wobei der Sitz in der Hülse 16 gebildet ist. Das Ventilelement 22 ist gemäß Darstellung in Figur 3 federnd nach oben in Eingriff mit dem Sitz 24 mittels einer Feder 26 vorgespannt. Die Feder 26 wird zwischen einer Schulter 27 in der Hülse 16 und einer Rückhalteeinrichtung 28 zusammengepreßt, die auf dem Schaft des Ventilelementes 22 befestigt ist. Das Ventilelement weist eine Ausblasventilanordnung zum Säubern bzw. Entleeren von Luft aus dem mittleren und unteren Balg während des anfänglichen Füllens des Systems mit Flüssigkeit auf. Die Ausblasventilanordnung weist mehrere Entlüftungsdurchgänge 23 auf. Diese Durchgänge sind durch einen Dichtring 25 abgedeckt. Der Dichtring 25 ist durch eine Freigabefeder 26 zum Ventilelement 22 hin federnd vorgespannt, wobei die Feder 26 zwischen der Rückhalteeinrichtung 28 und dem Ventilelement 22 angebracht ist. Die Ausblasventilanordnung ist in der anhängigen Anmeldung EP-A-0.287.287 beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird, als ob sie vollständig beschrieben ist.
Die Auslaßventilanordnung 8 ist in einer festen Position auf dem Gestell 20 angebracht und weist eine Düse 29 auf mit einer Innenbohrung 30, in der ein bewegbares Ventilelement 31 aufgenommen ist (Figur 5). Das Ventilelement 31 hat eine Vielzahl von Führungen 32, die in der Düse 29 aufgenommen sind, um das Ventilelement 31 in Flucht mit der Mittelachse der Düse 29 zu stützen. Das Ventilelement 31 hat einen Ventilschaft 34, der sich nach oben durch die Düse 29 hindurch und durch den unteren Balg 14 erstreckt.
Die untere Hülse 18 hat eine Mittelnabe 36 und mehrere Axialdurchgänge 38, welche der Flüssigkeit erlauben, zwischen dem mittleren Balg 12 und dem unteren Balg 14 zu strömen. Eine Feder 40 in der Düse 29 wird zwischen der Rückhalteeinrichtung 33 auf dem Ventilschaft 34 und einer Schulter 35 im Inneren der Düse 29 zusammengedrückt. Die Feder 40 drückt das Ventilelement 31 nach oben gegen den Ventilsitz 42 am unteren Ende der Düse 29. Ein wichtiges Merkmal dieser Anordnung besteht darin, daß der Ventilschaft 34 mit der Nabe 36 so in Eingriff tritt, daß die Abwärtsbewegung der Nabe das Ventilelement 31 zum Öffnen zwingt. Während der Aufwärtsbewegung der Nabe 36 hält die Feder den Ventilschaft 34 in Eingriff mit der Nabe 36. Um sicherzustellen, daß das Ventilelement 31 mit dem Ventilsitz 42 in Eingriff tritt, bewegt sich die Hülse 18 nach oben um einen etwas größeren Abstand als notwendig ist, um dem Element 31 zu erlauben, mit dem Ventilsitz 42 in Eingriff zu treten. Wenn somit das Element 31 vollständig geschlossen ist, gibt es einen kleinen Spalt zwischen der Nabe und dem Ende des Ventilschaftes 34. Wie in Figur 5 gezeigt ist, ist der Ventilsitz 42 vorzugsweise konisch, und die Eingriffsoberfläche 43 des Elementes 31 hat eine entsprechende Gestaltung.
Die Bewegungen der oberen Hülse 16 und der unteren Hülse 18 steuern den Flüssigkeitsstrom aus dem Auslaßventil 8 heraus und in eine Kartonpackung 44 hinein (Figur 1), die unter der Ventilanordnung 8 positioniert ist. Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, ist ein vertikaler Ständer 46 auf dem Gestell 20 parallel zu den Bälgen 10, 12, 14 und den Hülsen 16, 18 angebracht. Der Ständer 46 dient als Führung für die hin- und hergehenden Luftzylinder 48 und 50. Der obere Luftzylinder 48 ist an der Hülse 16 durch einen starren Arm 52 befestigt. In ähnlicher Weise ist der untere Luftzylinder 50 an der unteren Hülsen 18 durch einen starren Arm 54 angebracht.
Ein Nockenantriebsmotor 56 (Figur 1) ist auf dem Maschinengestell 20 neben den Luftzylindern 48 bzw. 50 angebracht. Der Motor 56 dreht eine Zwischenwelle 58 mittels einer Antriebskette 59. Eine obere Welle 60 wird auch vom Motor 56 mittels einer Antriebskette 62 zwischen der Welle 58 und der Welle 60 angetrieben. Die obere Welle 60 hat einen Nocken 64, der mit einem Nockenfolger 66 zusammenwirkt, welcher auf einem Arm 48 angebracht ist, der sich vom Luftzylinder 48 nach auswärts erstreckt. Die untere Welle 48 hat auch einen Nocken 70, der sich in Position befindet, um mit einem Nockenfolger 72 in Eingriff zu treten, der auf einem Arm 74 angebracht ist, welcher sich von dem unteren Luftzylinder 50 nach auswärts erstreckt. Der Betrieb der Luftzylinder 48 und 50 wird durch ein herkömmliches pneumatisches Steuersystem 76 gesteuert, welches Luft zu den jeweiligen Enden der Luftzylinder 48 und 50 zuführt, um die Zylinder 48 und 50 wahlweise nach oben und unten längs des Ständers 46 zu verschieben. Das pneumatische Steuersystem hält den Luftdruck in den Zylindern 48 und 50 aufrecht, um die Folger 66 und 72 in Eingriff mit den Nocken 64 und 70 zu drücken. Anschläge 71 und 73 sind auf dem Ständer 46 angebracht, um die Bewegung des jeweiligen Zylinders 48 und 50 zu begrenzen.
Der Betrieb der Abgabeeinheit wird durch die Nocken 64 und 70 und die Luftzylinder 48 und 50 gesteuert, um den Flüssigkeitsstrom durch die Bälge so einzustellen, daß bei der Bewegung des Ventilelementes 31 vom Ventilsitz 42 fort, um das Füllen einer Kartonpackung zu beginnen, der Flüssigkeitsdruckunterschied zwischen dem Inneren der Düse 29 und der Atmosphäre außerhalb der Düse relativ gering ist. Durch Beibehalten einer niedrigen Druckdifferenz an der Düse 29 beschleunigt sich die Flüssigkeit nicht schnell (Herausspritzen, stoßweise Sprudeln) in die Kartonpackung hinein, wodurch, falls dies passieren würde, sich Schaum bilden würde. Wie in Figur 5 gezeigt ist, ist es auch wichtig, daß die Eingriffsfläche 43 des Ventilelementes und der Ventilsitz 42 die Flüssigkeit schräg gegen die Seitenwand der Kartonpackung richten. Die Neigung der Oberfläche wird durch den Winkel A bestimmt, und man hat gefunden, daß dieser Winkel vorzugsweise zwischen 20º und 60º liegt, um die Schaumbildung bei Milch minimal zu machen, je nach der Größe der Kartonpackung. Weil der Ventilsitz 42 und die Eingrifffläche 43 im wesentlichen parallel sind, bleibt, sobald das Ventilelement 31 sich vom Ventilsitz 42 fortbewegt, die Querschnittsfläche des Strömungsdurchganges für die Flüssigkeit im wesentlichen konstant, sobald die Flüssigkeit nach außen zwischen der Oberfläche 43 und dem Sitz 42 strömt. Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform hat der Ventilsitz 42 einen Winkel A von 45º, und die Eingrifffläche 43 des Ventilelementes hat einen Winkel A von 46º. Diese schwache Winkeldifferenz veranlaßt eine Konvergenz der Flächen an der äußersten Kante, wenn die Oberflächen in Eingriff miteinander stehen. Im Ergebnis wird eine gute Abdichtung gebildet, und es gibt keine Leckage.
Wie bezüglich herkömmlicher Füllsysteme erläutert wurde, bei denen das Auslaßventil geöffnet wurde als Antwort auf einen Druckanstieg im unteren Balg, veranlaßt die Druckdifferenz auf das Öffnen des Auslaßventiles hin die Flüssigkeit, zur Wand der Kartonpackung beschleunigt zu werden, wodurch Schaum gebildet wird, wenn der Flüssigkeitsstrom auf die Wand auftrifft. Das Füllsystem dieser Erfindung vermeidet dieses Problem dadurch, daß der Druck im unteren Balg etwa bei Atmosphärendruck gehalten wird, wenn das Ventil 31 öffnet. Dies erfordert eine koordinierte Bewegung der Bälge und des Auslaßventils.
Man hat gefunden, daß das Auslaßventil offen sein muß, bevor der Füllhub beginnt, und der Füllhub beendet sein muß, bevor das Auslaßventil sich zu schließen beginnt. Das Ventil muß so langsam wie möglich schließen, es muß aber vollständig dann geschlossen sein, wenn der Nachladehub beginnt. Das Verhältnis zwischen der Öffnungs- und Schließbewegung des Ventilelementes 31 und der Verschiebung der Hülsen 16 und 18, welche die Bälge expandieren und zusammenziehen, ist graphisch in Figur 6 dargestellt. Der volle Hub beginnt bei 76 auf dem Ventilverschiebegraph dadurch, daß sich die Hülse 18 (Figur 2) nach unten zu bewegen beginnt. Diese Bewegung verschiebt das Ventilelement 31 nach unten zu der vollständig offenen Position. Nach einem kurzen Intervall beginnt die Hülse 16, sich nach unten zu bewegen, wie bei 78 in Figur 6 gezeigt ist. Da das Flüssigkeitsprodukt frei durch die Hülse 18 fließt, wird die Flüssigkeit aus dem Mittelbalg 12 in den unteren Balg 14 übertragen, ohne daß der Flüssigkeitsdruck im mittleren Balg wesentlich erhöht wird. Da das Auslaßventilelement 31 auch eine kurze Zeit lang vollständig offen ist, nachdem der obere Balg seinen Hub beginnt, gibt es keinen wesentlichen Druckanstieg im unteren Balg.
Sobald der Füllhub der Hülse 16 endet, wie bei 80 in Figur 6 gezeigt ist, beginnt das Auslaßventilelement 31 sich zu schließen, wie bei 82 gezeigt ist. Der Schließhub des Ventilelementes 31 erfolgt mit schneller Geschwindigkeit während des ersten Teils des Hubes, und das Ventilelement wird abgebremst auf eine niedrigere Geschwindigkeit, bis das Ventilelement auf den Sitz gelangt, wie bei 84 angezeigt ist. Kurze Zeit nach dem Aufsetzen des Ventils beginnt die Hülse 16 bei 86 mit ihrem Aufwärtshub, um die Produktflüssigkeit in den Bälgen 12 und 14 nachzuladen. Wenn die Hülse 16 die Oberseite ihres Hubes erreicht, siehe bei 88, ist das System bereit, den nächsten Füllzyklus zu beginnen.
Als Beispiel beginnt der Zyklus bei 78 mit einem Spalt von 0,508 cm (0,200 Zoll) oder mehr zwischen der Oberfläche 43 und dem Ventilsitz 42. Der volle Hub beginnt dann. Sobald der Füllhub endet, siehe 80, beginnt das Ventil 82 zu schließen. Wenn die Ventiloberfläche 43 vollständig auf den Ventilsitz 42 gelangt ist, siehe bei 84, beginnt der Nachladehub, siehe 86. Während des Schließens des Ventiles wird es vorzugsweise auf eine sehr hohe Geschwindigkeit beschleunigt, näherungsweise 1143 cm (450 Zoll) pro Sekunde, und dann abgebremst auf eine niedrige Geschwindigkeit, näherungsweise 33,02 cm (3 Zoll) pro Sekunde, bis das Ventil aufsetzt.
Ein anderes bevorzugtes Merkmal der Erfindung für die Verringerung des Schaumniveaus in der Kartonpackung ist die Anzahl und Gestalt der Führungen 32 auf dem Ventilelement 31. Obwohl in den Zeichnungen vier Führungen 32 veranschaulicht sind, kann man auch nur eine Führung vorsehen. Einer der Zwecke der Führung ist es, es der Luft zu ermöglichen, aus der Kartonpackung durch die Flüssigkeitsströmung zu entweichen. Jede Führung bricht den Strom auf und sorgt für eine Lücke oder einen Spalt, durch welchen die Luft zur Atmosphäre hin entweichen kann. Um einen gleichmäßigen Produktstrom zu erreichen, ist der Querschnitt der Führungen dadurch reduziert, daß man einen scharfen Winkel auf der Rückseite der Führungen vorsieht, ähnlich einer Messerkante mit einem eingeschlossenen Winkel von 60º. Hierdurch wird die Gestalt des Produktstromes, der auf jede Wand der Kartonpakkung aufprallt, breiter und weniger zerbrochen. Der Produktstrom wird an die Wände der Kartonpackung dadurch geführt, daß die Stege mit den Ecken der Kartonpackung in Flucht gelangen. Der Radius an der Basis der Stege ist sehr klein, um den Strom weniger zu zerbrechen bzw. zu zerreißen oder auseinanderzureißen, und ist bei der Verringerung des Schaumes bedeutsam.
Im Betrieb wird eine Kartonpackung 44 unter die Auslaßventilanordnung 8 angeordnet, wenn sich das Ventilelement 31 mit dem Ventilsitz 42 in Eingriff befindet, so daß keine Flüssigkeit in die Kartonpackung fließt. Der Luftzylinder 50 ist an seinem oberen Bewegungsende, so daß die Hülse 18 sich in der oberen Position befindet, entsprechend Position 76 in Figur 6. Der Luftdruck im oberen Ende des Zylinders 50 drückt den Nockenfolger 72 nach unten in Eingriff mit dem Nocken 70. Sobald der Nocken 70 dreht, wird die Hülse 18 nach unten gedrückt, um das Ventilelement 31 nach unten und vom Sitz 42 fort zu verschieben. Kurze Zeit später, wie in Figur 6 bei 78 gezeigt ist, verschiebt der Nocken 64 den Luftzylinder 48 und die Hülse 16 nach unten, wodurch das Volumen der Bälge 12 und 14 verringert wird, um die Flüssigkeit in die Kartonverpackung 44 strömen zu lassen.
Am Ende des Kartonpackungsfüllhubes, wie in Figur 6 bei 80 und 82 gezeigt ist, läßt der Nocken 70 die Hülse 18 sich nach oben bewegen, bis die Position 64 erreicht ist. Eine kurze Zeit danach steht das Ventilelement 31 in Eingriff mit dem Ventilsitz 42, der Nachladehub beginnt (86 in Figur 6), wenn der Nocken 64 den oberen Luftzylinder 48 veranlaßt, die obere Hülse 16 nach oben zu verschieben, bis der Fluiddruck im Mittelbalg 12 und im unteren Balg 14 ausreichend abfällt, um die Kraft der Feder 26 zu überwinden.
Hierdurch öffnet das Absperrventil 22, wodurch die Produktflüssigkeit in das Innere der Bälge 12 und 14 nachgeladen wird. Wenn die Aufwärtsbewegung des Luftzylinders 48 anhält (88 in Figur 6), steigt der Flüssigkeitsdruck im Balg 10 an, und die Feder 26 zwingt das Ventilelement 22 zu schließen. Der Druck im Balg 10 bleibt im wesentlichen konstant, da über das Produktzufuhrsystem eine im wesentlichen konstante Fluidhöhe aufrechterhalten wird.
Wenn der Betrieb der Abgabeeinheit abgeschlossen ist, wird Flüssigkeit von der Einheit dadurch abtropfen gelassen, daß die Einheit betätigt wird, ohne daß man zusätzliche Flüssigkeit durch die Leitung 4 zuführt. Wenn das Flüssigkeitsniveau unter dem Ventil 22 ist, wird die Steuerung 75 betätigt, um den unteren Zylinder 50 gegen den Anschlag 73 nach unten zu verschieben. Diese Bewegung läßt die Hülse 18 sich nach unten bewegen, wodurch der Ventilschaft 34 nach unten zum unteren Ventilelement 31 vom Ventilsitz 42 fort verschoben wird. Dann wird die Flüssigkeit von den Bälgen 12 und 14 abtropfen gelassen und wird durch die Ventilanordnung 8 entleert.
Um das Innere der Abgabeeinheit zureinigen, wird die Einheit zuerst geleert und dann mit einer Reinigungslösung gefüllt. Durch Betreiben der Einheit in der vorstehend beschriebenen Weise für das Füllen von Kartonpackungen läuft die Reinigungslösung durch die Einheit. Nach einer ausreichenden Zeit wird das verbleibende Reinigungsfluid aus der Einheit abgezogen.
Zwar ist diese Erfindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht und beschrieben, es versteht sich aber, daß Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne aus dem Schutzbereich dieser Erfindung herauszufallen, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Vorrichtung für die Abgabe von Flüssigkeiten, mit einer festen Auslaßdüse (29) und kompressiblen Mehrfachbälgen (10, 12, 14), welche mit einem Auslaßventil (8) in der Düse zusammenwirken, um eine bestimmte Flüssigkeitsmenge während vorbestimmter Zeitintervalle durch die Düse zu pumpen, gekennzeichnet durch ein Paar von Hülsen (16, 18), die koaxial zum Schaft (34) des Auslaßventils angeordnet sind, eine Anordnung (52, 54) zur Befestigung der Hülsen für die axiale, hin- und hergehende Bewegung relativ zur Auslaßdüse (29), einen ersten Balg (14) zwischen der Düse und der ersten Hülse (18) und einen zweiten Balg (12) zwischen der ersten Hülse (18) und der zweiten Hülse (16), einen dritten Balg (10), der zwischen der zweiten Hülse (16) und einem festen Rahmen (21) verbunden ist, wobei die erste Hülse (18) so angeordnet ist, daß sie mit dem Ventilschaft des Auslaßventils in Eingriff kommt, um dem Ventilschaft eine hin- und hergehende Bewegung auf die axiale Bewegung der ersten Hülse (18) zur Auslaßdüse hin mitzuteilen, wobei die zweite Hülse (16) ein Steuerventilelement (22) in einer Position hat, um mit der zweiten Hülse (16) zusammenzuwirken, um in Abhängigkeit von einem höheren Flüssigkeitsdruck im dritten Balg (10) als im zweiten Balg (12) zu öffnen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit Haltemitteln (32) für die Anbringung des Ventilschaftes (34), wobei die Achse im wesentlichen vertikal ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Antriebsmittel (56), um der ersten und zweiten Hülse entsprechend einem bestimmten Zeit- und Verschiebeprogramm eine hin- und hergehende Bewegung mitzuteilen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Antriebsanordnung erste und zweite Luftzylinder (48, 50) aufweist, die fur die hin- und hergehende Bewegung auf einem gemeinsamen Ständer (46) angebracht sind, der erste Luftzylinder (50) an der ersten Hülse (18) befestigt ist und der zweite Luftzylinder (48) an der zweiten Hülse (16) befestigt ist, und mit einer Drehnockenanordnung (64, 70) für das wahlweise Verschieben des ersten und zweiten Luftzylinders entsprechend einem bestimmten Zeit- und Verschiebeprogramm.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Auslaßventilelement (31) eine Eingriffsoberfläche (43) aufweist, die mit einem Ventilsitz (42) auf der Düse in Eingriff tritt, wenn der Ventilschaft relativ zur Düse angehoben wird, wobei die Eingriffsoberfläche des Ventilelementes eine Schräge von etwa 45º relativ zur Ventilschaftachse hat, und der Ventilsitz etwa dieselbe Neigung wie die Eingriffsoberfläche hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Eingriffsoberfläche (43) des Auslaßventilelementes und der Ventilsitz (42) etwas unterschiedliche Neigungen haben, die zum äußeren Umfang des Ventilelementes hin konvergieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die erste Hülse (18) eine Mittelnabe (36) für den Eingriff mit dem Ventilschaft hat für das Verschieben des Auslaßventilelementes vom Ventilsitz fort nach Verschiebung der ersten Hülse zur Auslaßdüse hin, und die erste Hülse Flüssigkeitsstromdurchgänge (38) aufweist, die zwischen dem ersten und zweiten Balg Verbindung vorsehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, mit einer Feder (40), um das Auslaßventilelement (31) zum Ventilsitz (42) hin zu drücken.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuerventilelement (22) einen Ventilschaft und eine Feder (26) hat, die mit dem Ventilschaft zusammenwirkt, um das Element gegen eine geschlossene Position zu drücken.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Steuerventilelement Ausblasventilmittel (23, 25) aufweist, um es Luft zu ermöglichen, aus dem zweiten Balg (12) in den dritten Balg (10) hinein entleert zu werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Steuerventilelement Ausblasventilmittel (23, 25) aufweist, um der Luft zu erlauben, aus dem zweiten Balg (12) in den dritten Balg (10) entleert zu werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Auslaßventilelement eine Eingriffsoberfläche (43) in einer Position aufweist, um mit dem Düsenventilsitz (42) in Eingriff zu kommen, wobei die Eingriffsoberfläche und der Ventilsitz im wesentlichen konisch und zur Mittelachse konzentrisch sind.