DE9417044U1 - Lifting device for container carriers of a filling machine of all-round design - Google Patents
Lifting device for container carriers of a filling machine of all-round designInfo
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Description
Hubvorrichtung für Behälterträger einer FüllmaschineLifting device for container carrier of a filling machine
umlaufender Bauartcircumferential design
Die Neuerung bezieht sich auf eine Hubvorrichtung gemäß Oberbegriff Schutzanspruch 1.The innovation relates to a lifting device according to the generic term of claim 1.
Hubvorrichtungen für Behälterträger zum Anheben und Anpressen von Flaschen oder dergl. Behälter gegen ein zugehöriges Füllelement einer Füllmaschine sowie zum Absenken der Behälter nach dem Füllen sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt, wobei durch eine Koben-Zylinder-Einheit oder einen Hubzylinder unter Verwendung eines gasförmigen Druckmediums, nämlich Druckluft, der Aufwärtshub erzeugt und für den Abwärtshub der jeweilige Behälterträger über eine mit einer ortsfesten Steuerkurve zusammenwirkende Kurvenrolle gegen die Kraft der Kolben-Zylinder-Einheit nach unten bewegt wird. Durch die Vielzahl der zu jeden Zeitpunkt mit der Steuerkurve zusammenwirkenden Kurvenrollen und durch die relativ hohen Kräfte-, die zwischen diesen Kurvenrollen und der Steuerkurve wirken, ergibt sich eine hohe Belastung des umlaufenden Rotors sowie auch der Steuerkurve und des diesen tragenden Maschinenteils, und zwar insbesondere dann, wenn hohe Anpreßkräfte erforderlich sind, wie dies insbesondere beim Füllen unter Gegendruck der Fall ist. Da die Behälterträger durch die Kolben-Zylinder-Einheiten zwangsläufig angehoben werden, sobald dies der Verlauf der Steuerkurve zuläßt, ergibt sich bei einfacher Steuerung eine hohe Betriebssicherheit.Lifting devices for container carriers for lifting and pressing bottles or similar containers against an associated filling element of a filling machine and for lowering the containers after filling are known in a wide variety of designs, whereby the upward stroke is generated by a piston-cylinder unit or a lifting cylinder using a gaseous pressure medium, namely compressed air, and for the downward stroke the respective container carrier is moved downwards against the force of the piston-cylinder unit via a cam roller interacting with a fixed control cam. The large number of cam rollers interacting with the control cam at any time and the relatively high forces acting between these cam rollers and the control cam result in a high load on the rotating rotor as well as on the control cam and the machine part supporting it, particularly when high contact forces are required, as is the case when filling under counterpressure. Since the container supports are inevitably raised by the piston-cylinder units as soon as the course of the control curve allows this, a high level of operational reliability is achieved with simple control.
Aufgabe der Neuerung ist es, eine Hubvorrichtung aufzuzeigen, die unter Beibehaltung der Betriebssicherheit eine Entlastung der Steuerkurve, der diese Steuerkurve tragenden Maschinenteile und des umlaufenden Rotors ermöglicht.The aim of the innovation is to demonstrate a lifting device that allows the control cam, the machine parts supporting this control cam and the rotating rotor to be relieved while maintaining operational safety.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Hubvorrichtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Schutzanspruches 1 ausgebildet.To solve this problem, a lifting device is designed in accordance with the characterizing part of claim 1.
Bei der neuerungsgemäßen Hubvorrichtung wird der zweite Arbeitsraum vorzugsweise dann, wenn die Kurvenrolle mit der Steuerkurve in Eingriff steht, mit dem Druckmedium beaufschlagt, so daß sich hierdurch eine Reduzierung der den Aufwärtshub bewirkenden Gesamtkraft (Differenz zwischen der ersten und zweiten Kraft) und damit eine wesentliche Entlastung der Füllmaschine ergibt. Da bei der Neuerung aber die zweite Kraft kleiner ist als die erste Kraft, erfolgt auch bei der neuerungsgemäßen Hubvorrichtung weiterhin ein zwangsweises Anheben des Behälterträgers, so daß insoweit die Betriebssicherheit gewährleistet ist.With the new lifting device, the second working space is preferably pressurized with the pressure medium when the cam roller is in engagement with the control cam, so that this results in a reduction in the total force causing the upward stroke (difference between the first and second force) and thus a significant reduction in the load on the filling machine. However, since the second force is smaller than the first force in the new device, the container carrier is still forced to be lifted with the new lifting device, so that operational safety is guaranteed in this respect.
Sobald der jeweilige Behälter gegen das zugehörige Füllelement angehoben ist und dort anliegt, wird vor der Einleitung des Füllvorganges oder einer diesem vorausgehenden Vorbehandlung (z.B. Vorspannen) der zweite Arbeitsraum von der Druckquelle abgetrennt und entlüftet, so daß die durch den ersten Arbeitsraum erfolgte erste Kraft voll wirksam wird.As soon as the respective container is lifted against the associated filling element and rests there, the second working chamber is separated from the pressure source and vented before the filling process or any pre-treatment preceding it (e.g. pre-tensioning) is initiated, so that the first force exerted by the first working chamber becomes fully effective.
Weiterbildungen der Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche .Further developments of the innovation are the subject of the dependent claims.
Die Neuerung wird im Folgenden anhand der Figur, die in vereinfachter Darstellung und im Teilschnitt den um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotor einer Füllmaschine zusammen mit einem der Füllelemente, dem zugehörigen Behälterträger und Hubelement wiedergibt, näher erläutert.The innovation is explained in more detail below using the figure, which shows in a simplified representation and in partial section the rotor of a filling machine rotating around a vertical machine axis together with one of the filling elements, the associated container carrier and lifting element.
In der Figur ist 1 der um die vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbare Rotor einer ansonsten nicht näher dargestellten Gegendruck-Füllmaschine. Am Umfang des Rotors 1, welcher auch einen Kessel, beispielsweise einen Ringkessel für das in die Flaschen 2 abzufüllende flüssige Füllgut sowie Ringkanäle für die beim Füllen verwendeten gasförmigen Betriebsmittel, beispielsweise den Rückgaskanal 3 aufweist, sind in ebenfalls bekannter Weise mehrere Füllelemente 4 vorgesehen. Von diesen besitzt jedes ein Flüssigkeitsventil zur/gesteuerten Abgabe des flüssigen Füllgutes in die jeweilige mit ihrer Mündung 2' in Dichtlage mit dem Füll-In the figure, 1 is the rotor of a counterpressure filling machine, which is not shown in detail otherwise, which can be driven to rotate around the vertical machine axis. On the circumference of the rotor 1, which also has a tank, for example a ring tank, for the liquid filling material to be filled into the bottles 2, as well as ring channels for the gaseous operating media used during filling, for example the return gas channel 3, several filling elements 4 are also provided in a known manner. Each of these has a liquid valve for the controlled release of the liquid filling material into the respective one with its mouth 2' in a sealed position with the filling
element 4 befindliche Flasche 2. Jedem Füllelement 4 ist ein Behälterträger 5 zugeordnet, mit dem die jeweilige Flasche zum Vorspannen und Füllen gegen das Füllelement 4 angehoben und mit ihrer Mündung 2' in Dichtlage mit dem Füllelement gehalten wird und mit dem die gefüllte Flasche 2 wieder abgesenkt wird. Der Behälterträger 5 ist zu diesem Zweck in vertikaler Richtung um einen bestimmten Hub H bewegbar.element 4. Each filling element 4 is assigned a container carrier 5, with which the respective bottle is lifted against the filling element 4 for pre-tensioning and filling and is held with its mouth 2' in a sealed position with the filling element and with which the filled bottle 2 is lowered again. For this purpose, the container carrier 5 can be moved in the vertical direction by a certain stroke H.
Bei der dargestellten Ausführungsform weist die beispielsweise aus Kunststoff hergestellten Flaschen 2 (PET-Flaschen) unterhalb der Mündung 2'einen radial wegstehenden Rand oder Flansch 2'' auf, der von dem gabelartig ausgebildeten Behälterträger 5 hintergriffen wird.In the embodiment shown, the bottles 2 (PET bottles), for example made of plastic, have a radially projecting edge or flange 2'' below the mouth 2', which is gripped by the fork-shaped container carrier 5.
Für den vorgenannten Hub H ist der Behälterträger 5 an dem unteren Ende einer mit ihrer Achse in vertikaler Richtung, d.h. parallel zur Maschinenachse angeordneten Hubstange 6 befestigt, die in einer Führung 7 im Rotor 1 axial verschiebbar ist.For the aforementioned stroke H, the container carrier 5 is attached to the lower end of a lifting rod 6 which is arranged with its axis in the vertical direction, i.e. parallel to the machine axis, and which is axially displaceable in a guide 7 in the rotor 1.
Das obere, in der Figur nicht wiedergegebene Ende der Hubstange ist an einer Platte oder Traverse 8 befestigt, an der auch eine Kurvenrolle 9 frei drehbar gelagert ist, und zwar an der bezogen auf die Maschinenachse radial außenliegenden Seite dieser Traverse 8 um eine horizontale, radial zur Maschinenachse verlaufenden Achse. Weiterhin ist an der Traverse 8 das obere Ende einer Kolbenstange 10 befestigt, die mit ihrer Achse parallel zur Achse der Hubstange 6 liegt und Bestandteil eines doppeltwirkenden Hubzylinders bzw. einer doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Einheit 11 ist, die bei der dargestellten Ausführungsform oberhalb des jeweiligen Füllelementes 4 und Behälterträgers 5 sowie unterhalb der Traverse 8 vorgesehen ist und den Zylinder 12 sowie Kolben umfaßt, der in vertikaler Richtung im Zylinder 12 verschiebbar vorgesehen ist.The upper end of the lifting rod, not shown in the figure, is attached to a plate or cross member 8, on which a cam roller 9 is also mounted so as to be freely rotatable, namely on the side of this cross member 8 which is radially outer in relation to the machine axis about a horizontal axis running radially to the machine axis. The upper end of a piston rod 10 is also attached to the cross member 8, which lies with its axis parallel to the axis of the lifting rod 6 and is part of a double-acting lifting cylinder or a double-acting piston-cylinder unit 11, which in the embodiment shown is provided above the respective filling element 4 and container carrier 5 and below the cross member 8 and comprises the cylinder 12 and the piston, which is provided so as to be displaceable in the vertical direction in the cylinder 12.
Im Inneren des Zylinders 12 sind zwei durch den Kolben 13 getrennte Zylinder- bzw. Arbeitsräume gebildet, und zwar der obere, die Kolbenstange 10 umschließende Arbeitsraum 14 mit der kleineren ringförmigen Kolbenfläche und der untere Arbeitsraum 15 mit der größeren kreisförmigen Kolbenfläche.Inside the cylinder 12, two cylinder or working chambers are formed, separated by the piston 13, namely the upper working chamber 14 surrounding the piston rod 10 with the smaller annular piston surface and the lower working chamber 15 with the larger circular piston surface.
Der untere Arbeitsraum 15 ist über eine Leitung 16 ständig mit einem Versorgungskanal 17 verbunden, der an eine Quelle für ein unter Druck stehendes gasförmiges Druckmedium, nämlich Druckluft angeschlossen ist. Der obere Arbeitsraum ist über eine Leitung 18 und ein in dieser Leitung vorgesehenes, elektrisch steuerbares Steuerventil 19 ebenfalls an den Versorgungskanal 17 angeschlossen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Steuerventil 19 ein elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wege-Ventil, welches in der in der Figur dargestellten Grundstellung eine Verbindung zwischen den Versorgungskanal 17 und dem Arbeitsraum 14 herstellt und in der Arbeitsstellung den Arbeitsraum 14 zur Atmosphäre hin entlüftet und gleichzeitig den vom Versorgungskanal 17 an das Steuerventil 19 führenden Teil der Leitung 18 sperrt.The lower working chamber 15 is permanently connected via a line 16 to a supply channel 17, which is connected to a source of a pressurized gaseous pressure medium, namely compressed air. The upper working chamber is also connected to the supply channel 17 via a line 18 and an electrically controllable control valve 19 provided in this line. In the embodiment shown, the control valve 19 is an electromagnetically actuated 3/2-way valve, which in the basic position shown in the figure establishes a connection between the supply channel 17 and the working chamber 14 and in the working position vents the working chamber 14 to the atmosphere and at the same time blocks the part of the line 18 leading from the supply channel 17 to the control valve 19.
Es versteht sich, daß für jedes Füllelement 4 ein Behälterträger 5 mit dem Hubzylinder 11 sowie auch ein Steuerventil 19 gesondert vorgesehen sind, während der Versorgungskanal für sömtliche Füllelemente 4 bzw. für sämtliche von diesen gebildete Füllpositionen gemeinsam am umlaufenden Rotor 1 vorgesehen ist.It is understood that a container carrier 5 with the lifting cylinder 11 as well as a control valve 19 are provided separately for each filling element 4, while the supply channel for all filling elements 4 or for all filling positions formed by them is provided jointly on the rotating rotor 1.
Den Kurvenrollen 9 sämtlicher Hubvorrichtungen ist eine mit dem Rotor 1 nicht mitumlaufende Steuerkurve 20 zugeordnet, die in bekannter Weise in Drehrichtung des Rotors 1 vor dem Flaschenauslauf dort beginnt, wo jeweils das Absenken der gefüllten Flaschen 2 erfolgt, und nach dem Flascheneinlauf dort endet, wo jeweils die Flaschen in Dichtlage gegen das zugehörige Füllelement 4 angepreßt anliegen.The cam rollers 9 of all lifting devices are assigned a control cam 20 that does not rotate with the rotor 1, which begins in a known manner in the direction of rotation of the rotor 1 before the bottle outlet where the lowering of the filled bottles 2 takes place, and ends after the bottle inlet where the bottles are pressed in a sealing position against the associated filling element 4.
Der Behälterträger 5, der zugehörige Hubzylinder 11, die zugehörige Kurvenrolle 9 sowie das von einer Steuereinrichtung 21 gesteuerte Steuerventil 19 sind Bestandteil der Hubvorrichtung.The container carrier 5, the associated lifting cylinder 11, the associated cam roller 9 and the control valve 19 controlled by a control device 21 are part of the lifting device.
Mit der beschriebenen Hubvorrichtung ist folgende Arbeitsweise möglich:The following operation is possible with the lifting device described:
Während des Vorspannens und Füllens jeder Flasche 2, d.h. während des hierfür vorgesehenen Winkelbereichs der Drehbewegung des Rotors, in welchem (Winkelbereich) die jeweilige Flasche 2 mit ihrer Mündung 2' in Dichtlage gegen das zugehörige Füllelement 4 angepreßt ist, befindet sich das Steuerventil 19 in der Arbeitsstellung, d.h. der obere Arbeitsraum 14 ist entlüftet, so daß der im unteren Arbeitsraum 15 wirkende Druck als nach oben wirkende Kraft Kl voll wirksam wird und damit die jeweilige Flasche 2 in der erforderlichen Weise fest gegen das Füllelement 4 anpreßt.During the pre-tensioning and filling of each bottle 2, i.e. during the angular range of the rotary movement of the rotor provided for this purpose, in which (angular range) the respective bottle 2 is pressed with its mouth 2' in a sealing position against the associated filling element 4, the control valve 19 is in the working position, i.e. the upper working chamber 14 is vented so that the pressure acting in the lower working chamber 15 becomes fully effective as an upward force Kl and thus presses the respective bottle 2 firmly against the filling element 4 in the required manner.
Nach Beendigung des FüllVorganges, auf jeden Fall aber dann, wenn das jeweilige Füllelement 4 den für den Füllvorgang (einschließlich einer evtl. Entlastung oder Vorentlastung) vorgesehenen Winkelbereich verläßt, und bevor die Kurvenrolle 9 mit der Steuerkurve 20 in Eingriff kommt, wird das Steuerventil 19 in seine Ruhestellung zurückgeschaltet, womit auch im Oberen Arbeitsraum 14 der Druck der Druckluft wirksam wird, allerdings auf der kleineren Kolbenfläche und kleinerer resultiernden Kraft K2, so daß die Kolben-Zylinder-Einheit zwar weiterhin eine den Behälterträger 5 anhebende, allerdings stark reduzierte Hubkraft (Kl - K2) erzeugt. Gegen diese reduzierte Hubkraft wird dann über die gegen die Steuerkurve 20 von unten her anliegende Kurvenrolle 9 der Flaschenträger 5 zum Absenken der Flasche 2 vom Füllelement zunehmend nach unten in die untere Hubstellung gedrückt, die am Flaschenauslauf erreicht ist, an dem die gefüllten Flaschen 2 jeweils abgeführt werden. Durch den Verlauf der Steuerkurve 20 verbleibt der Behälterträger 5 in dieser unteren Hubstellung, bis am Flascheneinlauf eine neue, zu füllende Flasche 2 an den Behälterträger 5 gelangt ist, derAfter the filling process has ended, but in any case when the respective filling element 4 leaves the angle range intended for the filling process (including any relief or pre-relief) and before the cam roller 9 engages with the control cam 20, the control valve 19 is switched back to its rest position, whereby the pressure of the compressed air also becomes effective in the upper working chamber 14, but on the smaller piston surface and with a smaller resulting force K2, so that the piston-cylinder unit continues to generate a lifting force (Kl - K2) that lifts the container carrier 5, but at a greatly reduced level. Against this reduced lifting force, the bottle carrier 5 is then increasingly pressed downwards by the filling element into the lower lifting position to lower the bottle 2 via the cam roller 9 that rests against the control cam 20 from below. This position is reached at the bottle outlet, where the filled bottles 2 are discharged. Due to the course of the control curve 20, the container carrier 5 remains in this lower stroke position until a new bottle 2 to be filled has reached the container carrier 5 at the bottle inlet, which
dann zusammen mit der Flasche 2 an dem anschließenden, schrägen Teil der Steuerkurve 20 gegen das Füllelement 4 angehoben wird.is then lifted together with the bottle 2 against the filling element 4 on the adjacent, inclined part of the control curve 20.
Sobald der Anfang des für den eigentlichen Füllvorgang vorgesehenen Winkelbereichs der Drehbewegung des Rotors 1 erreicht ist und sich die Kurvenrolle 9 der jeweiligen Hubvorrichtung die Steuerkurve 20 verlassen hat, wird das zugehörige Steuerventil 19 in die Arbeitsstellung geschaltet, womit wiederum der obere Arbeitsraum 14 entlüftet ist und die vom unteren Arbeitsraum 15 erzeugte Kraft Kl als Hubkraft voll wirksam ist.As soon as the beginning of the angular range of the rotary movement of the rotor 1 intended for the actual filling process is reached and the cam roller 9 of the respective lifting device has left the control cam 20, the associated control valve 19 is switched to the working position, whereby the upper working chamber 14 is again vented and the force Kl generated by the lower working chamber 15 is fully effective as a lifting force.
Die beschriebene Ausbildung der Hubvorrichtung hat insbesondere den Vorteil, daß bei hoher Betriebssicherheit der Hubvorrichtungen eine wesentliche Reduzierung der auf die Steuerkurve 20 und den Rotor 1 einwirkenden Kräfte und damit eine wesentliche Entlastung der Maschine erreicht wird. Weiterhin wird auch der Verschleiß insbesondere der Kurvenrollen 9 und deren Lagerung reduziert.The described design of the lifting device has the particular advantage that, with high operational reliability of the lifting devices, a significant reduction in the forces acting on the control cam 20 and the rotor 1 is achieved, thus significantly reducing the load on the machine. Furthermore, wear, in particular on the cam rollers 9 and their bearings, is also reduced.
Die Neuerung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es versteht sich, daß zahlreiche Abwandlungen möglich sind. So ist es beispielsweise möglich, die beschriebene Hubvorrichtung in gleicher oder sehr ähnlicher Weise auch für solche Behälterträger auszubilden, die eine Ständfläche für den Boden der Behälter bzw. Flaschen 2 bilden und üblicherweise als Flaschenteller bezeichnet werden, wobei die Kolben-Zylinder-Einheit 11 dann auch jeweils unterhalb des jeweiligen Füllelementes 4 vorgesehen ist.The innovation was explained above using an example. It goes without saying that numerous modifications are possible. For example, it is possible to design the lifting device described in the same or very similar way for container carriers that form a standing surface for the base of the containers or bottles 2 and are usually referred to as bottle plates, with the piston-cylinder unit 11 then also being provided below the respective filling element 4.
Weiterhin ist es möglich, den doppeltwirkenden Hubzylinder mit einer durchgehenden Kolbenstange auszubilden, wobei die beidseitig von dem Kolben vorgesehenen Abschnitte der Kolbenstangen dann einen gleichen, bevorzugt aber unterschiedliche Durchmesser aufweisen, um auf diese Weise Arbeitsräume mit unterschiedlicher Kolbenfläche in besonders einfacher Weise zu realisieren.Furthermore, it is possible to design the double-acting lifting cylinder with a continuous piston rod, whereby the sections of the piston rods provided on both sides of the piston then have the same, but preferably different, diameter in order to realize working spaces with different piston areas in a particularly simple manner.
Schließlich ist es auch möglich, anstelle einer einzigen, doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit 11 mehrere Zylinder oder Kolben-Zylinder-Einheiten vorzusehen, die dann auf einen gemeinsamen Behälterträger einwirken und von denen wenigstens eine Kolben-Zylinder-Einheit zur Reduzierung der Hubkraft dient.Finally, it is also possible to provide several cylinders or piston-cylinder units instead of a single, double-acting piston-cylinder unit 11, which then act on a common container carrier and of which at least one piston-cylinder unit serves to reduce the lifting force.
Die speziell in der Figur dargestellte Ausführung mit dem doppeltwirkenden Hubzylinder 11 mit einseitiger Kolbenstange 10 hat den Vorteil, daß mit geringem Aufwand und kleiner Baugröße eine hohe Anpreßkraft beim Füllen sowie eine wirksame Reduzierung der Hubkraft bei mit der Steuerkurve 20 zusammenwirkender Kurvenrolle 9 erreicht wird.The design specifically shown in the figure with the double-acting lifting cylinder 11 with one-sided piston rod 10 has the advantage that with little effort and small size a high contact pressure during filling as well as an effective reduction of the lifting force when the cam roller 9 interacts with the control cam 20 is achieved.
Die Steuereinrichtung 21, die beispielsweise jeweils für ein Füllelement 4 bzw. eine Füllstelle oder aber für eine Gruppe solcher Füllstellen vorgesehen ist, steuert das Steuerventil 19 in Abhängigkeit von der Drehstellung des Rotors 1.The control device 21, which is provided for example for a filling element 4 or a filling point or for a group of such filling points, controls the control valve 19 depending on the rotational position of the rotor 1.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
Claims (12)
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DE9417044U Expired - Lifetime DE9417044U1 (en) | 1994-10-22 | 1994-10-22 | Lifting device for container carriers of a filling machine of all-round design |
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1994
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