WO2012139684A1 - Verfahren sowie füllmaschine zum freistrahlfüllen von flaschen oder dergleichen behältern - Google Patents

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WO2012139684A1
WO2012139684A1 PCT/EP2012/000912 EP2012000912W WO2012139684A1 WO 2012139684 A1 WO2012139684 A1 WO 2012139684A1 EP 2012000912 W EP2012000912 W EP 2012000912W WO 2012139684 A1 WO2012139684 A1 WO 2012139684A1
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filling
container
rotor
filling element
opening
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PCT/EP2012/000912
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Inventor
Jürgen VORWERK
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Khs Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/04—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus without applying pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a filling machine according to the preamble of claim 5.
  • a certain disadvantage with free-jet filling is that when the rotor of the filling machine is rotating due to the centrifugal or centrifugal forces exerted on the free filling jet, the filling jet is directed outwards relative to the machine axis. is deflected away from this machine axis.
  • the diameter of the filling jet can thus not be optimally adapted to the diameter of the container opening, but the diameter of the filling jet has always been chosen to be significantly smaller than the cross section of the container opening, which leads to a reduction or limitation of the performance (number of filled containers per time unit). the relevant filling machine leads.
  • the object of the invention is to provide a method which avoids this disadvantage and allows, inter alia, an increase in the performance of a filling machine.
  • a method according to claim 1 is formed.
  • a filling machine is the subject of patent claim 5.
  • the centrifugal force compensation inter alia, an increase in the ratio filling volume / time unit achieved by improved utilization of the cross-section of the container openings and thus the performance of the respective filling machine, over the entire speed range of this machine, or it is at the same power of a filling machine a clear Reduction of the necessary filling stations possible.
  • the centrifugal force compensation takes place in principle by a controlled relative movement between the filling element of the respective filling station or the discharge opening having part of the filling element and the container, for example, characterized in that the filling element rotates controlled by at least one tangentially to the direction of rotation of the rotor and thus perpendicular to the centrifugal force oriented axis - or is pivotable.
  • the discharge opening of the filling element With increasing rotational speed of the rotor and increasing centrifugal force, the discharge opening of the filling element is inclined towards the machine axis.
  • the exit velocity of the filling jet counteracts the centrifugal force when exiting the discharge opening.
  • the angle of inclination is adjusted in accordance with the respective centrifugal force in such a way that the free filling jet in the region of the container opening hits it again centrically or substantially centrically.
  • the centrifugal force compensation or the corresponding adjustment of the filling element and / or the container carrier takes place for example by at least one for each filling station independently provided actuator or servo drive, but preferably by an adjusting device which is provided for all filling stations of the filling machine together and that at the for Fill unused angular range (blind spot) of the rotational movement of the rotor between the container outlet and a container inlet.
  • an adjusting device which is provided for all filling stations of the filling machine together and that at the for Fill unused angular range (blind spot) of the rotational movement of the rotor between the container outlet and a container inlet.
  • the respective setting made for the centrifugal force compensation is then fixed until the corresponding filling station again reaches the blind spot.
  • FIG. 2 shows a view of the filling station of FIG. 1 in a viewing direction radial machine axis MA
  • FIGS. 1 and 2 representations as in FIGS. 1 and 2 in a further embodiment of the invention.
  • Figures 1 and 2 1 is a filling element of a filling machine of the rotary type for free jet filling of containers in the form of bottles 2 with a liquid product.
  • the latter are held suspended on a container carrier 3, in such a way that the respective bottle 2 with its bottle axis in the vertical direction and parallel to a machine axis MA of the filling machine is oriented with its bottle mouth or opening 2.1 below the filling element 1 and at a distance of this filling element or from a dispensing opening formed at the lower end of the filling element 1.1 1.1, so that during filling the filling material is introduced as a free filling jet 4 controlled by the bottle opening 2.1 in the bottle 2.
  • the filling element 1 and the container carrier 3 form a filling point 5, which is arranged with a plurality of similar filling points 5 on the circumference of a rotor 5, at least filled with the filling with the filling and with the Filling element 1 connected, not shown boiler and has been driven circumferentially during filling around the machine axis MA.
  • the highest possible speed for the rotor 6 and also the largest possible diameter of the free filling jet 4 is sought. Due to the centrifugal or centrifugal force generated by the rotational movement of the rotor 6 u.a. Also, the filling jet 4 with increasing distance from the filling element 1 increasingly radially outwards, i. deflected away from the machine axis.
  • a controlled movement of at least the lower end, which has the discharge opening 1.1 takes place to compensate for the deflection of the medium jet 4 or for centrifugal force compensation of the filling element 1 with respect to the machine axis MA radially inwardly, namely in the embodiment shown in Figures 1 and 2 by controlled pivoting or tilting of the filling element 1 about an above the discharge opening arranged pivot axis 7 tangential to the direction of rotation of the rotor 6, namely at an angle a.
  • the pivoting of the filling element 1 is effected by an adjusting device 8, which in turn is controlled by a control and evaluation electronics, for example by the control computer 9 of the filling machine, in particular as a function of the rotational speed of the rotor 6.
  • the pivot angle ⁇ is a function the rotational speed of the rotor 6 in such a way that it increases with increasing rotational speed and thereby reduces the radial distance of the discharge opening of the filling element 1 from the machine axis with increasing rotational speed of the rotor 6.
  • the rotational speed of the rotor 5 is detected.
  • the centrifugal force compensation preferably also other parameters are taken into account, u.a. Shape and size of the respective bottle 2 and thus the distance of the bottle opening 2.1 from the bottom of the filling element or the local discharge opening 1.1, type of contents, etc.
  • the product can be supplied via the pivot axis (7) to the filling valve or the filling element.
  • the pivot axis (7) can be formed, for example, comparable to the rotary feedthrough for fluids, which is known to the person skilled in the art from the central media feed line of the continuous filling machines.
  • the adjusting device 8 can be realized in different ways, for example in the form of one or more actuators.
  • the adjusting device 8 can also be designed so that in the unused for filling angular range of rotation of the rotor 6 between the container outlet, where the filled bottles 2 are removed from the filling stations 5, and the container inlet, where the empty bottles each be transferred to a filling station 5, the setting of the inclination angle ⁇ of the filling elements 1, for example, by a control curve and then the affected setting of each filling element 1 is locked or fixed until this filling element 1 with the rotating rotor 6 again not for filling used angle range has reached where then ggs. a re-setting or correcting the inclination angle ⁇ takes place.
  • FIG. 3 and 4 show, as a further embodiment, a filling station 5a, which in turn is provided with a multiplicity of identical filling stations on the circumference of the rotor 6, which is driven in rotation around the vertical machine axis MA during filling.
  • the centrifugal force compensation ie the compensation of the deflection of the free Artgutstrahls 4 by the centrifugal or centrifugal force takes place in this embodiment by a controlled movement of the container carrier 3 and thus held on this bottle 2 relative to the machine axis MA radially outward (arrow B 3), with the adjusting device 8 and in turn at least as a function of the rotational speed of the rotor 6 and controlled by the control computer 9 of the filling machine.
  • the invention has been described above by means of exemplary embodiments. It is understood that changes and modifications are possible without thereby departing from the inventive concept underlying the invention.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut unter Verwendung einer Füllmaschine umlaufender Bauart, bei der an einem um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Rotor (6) Füllstationen (5, 5a) mit jeweils einem Füllelement (1) und einem Behälterträger (3) gebildet sind, an dem der jeweilige Behälter (3) mit seiner Behälteröffnung (2.1) mit Abstand unter einer Abgabeöffnung (1.1) des Füllelementes (1) gehalten ist, so dass das von den Füllelement (1) gesteuert abgegebene Füllgut während des Füllens der Behälteröffnung (2.1) in einem freien Füllstrahl (4) zufließt. Zur Kompensation einer Ablenkung des Füllstrahls (4) durch die einwirkende Fliehkraft erfolgt eine gesteuerte Relativbewegung zwischen dem Füllelement (1) und dem Behälter (2).

Description

Verfahren sowie Füllmaschine zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder dergleichen Behältern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Füllmaschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 5.
Das Freistrahlfüllen von Flaschen oder Behältern ist bekannt. Ein gewisser Nachteil besteht beim Freistrahlfüllen darin, dass bei umlaufendem Rotor der Füllmaschine bedingt durch die auf den freien Füllstrahl ausgeübten Zentrifugal- oder Fliehkräfte der Füllstrahl bezogen auf die Maschinenachse nach außen, d.h. von dieser Maschinenachse weg abgelenkt wird. Diese Ablenkung, die insbesondere bei kleinem Durchmesser des Rotors und/oder bei hohen Drehgeschwindigkeiten des Rotors besonders ausgeprägt ist, muss bisher bei der Wahl des Durchmessers des freien Füllstrahles berücksichtigt werden, und zwar auch in Abhängigkeit von dem Durchmesser der Behälteröffnung oder Behältermündung der zu füllenden Behälter, um trotz der durch die Fliehkraft bedingten Ablenkung sicher zu stellen, dass der Füllstrahl vollständig durch die jeweilige Behälteröffnung in den zu füllenden Behälter gelangt und damit Füllgutverluste und Verunreinigungen der Behälter an ihrer Außenfläche vermieden sind. Der Durchmesser des Füllstrahles kann somit nicht optimal an den Durchmesser der Behälteröffnung angepasst werden, vielmehr muss der Durchmesser des Füllstrahles bisher stets deutlich kleiner als der Querschnitt der Behälteröffnung gewählt werden, was zu einer Reduzierung oder Beschränkung der Leistung (Anzahl der gefüllten Behälter je Zeiteinheit) der betreffenden Füllmaschine führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches diesen Nachteil vermeidet und u.a. eine Erhöhung der Leistung einer Füllmaschine ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Füllmaschine ist Gegenstand des Patentanspruchs 5. Durch die Fliehkraft-Kompensation ist u.a. eine Vergrößerung des Verhältnisses Füllvolumen/Zeiteinheit durch verbesserte Ausnutzung des Querschnittes der Behälteröffnungen und damit der Leistung der betreffenden Füllmaschine erreicht, und zwar über den gesamten Drehzahlbereich dieser Maschine, oder aber es ist bei gleicher Leistung einer Füllmaschine eine deutliche Reduzierung der notwendigen Füllstellen möglich.
Die Fliehkraftkompensation erfolgt grundsätzlich durch eine gesteuerte Relativbewegung zwischen dem Füllelement der jeweiligen Füllstation bzw. dem die Abgabeöffnung aufweisenden Teil des Füllelementes und dem Behälter, beispielsweise dadurch, dass das Füllelement um wenigstens eine tangential zur Drehrichtung des Rotors und damit senkrecht zur Fliehkraftwirkung orientierte Achse gesteuert dreh- oder schwenkbar ist. Bei zunehmender Drehgeschwindigkeit des Rotors und zunehmender Fliehkraft wird die Abgabeöffnung des Füllelementes zur Maschinenachse hin geneigt. Dadurch wirkt die Austrittsgeschwindigkeit des Füllstrahles beim Austritt aus der Abgabeöffnung der Fliehkraft entgegen. Der Neigungswinkel wird der jeweiligen Fliehkraft entsprechend so gesteuert angepasst, dass der freie Füllstrahl im Bereich der Behälteröffnung diese wieder zentrisch oder im Wesentlichen zentrisch trifft.
Die Fliehkraftkompensation bzw. die entsprechende Verstellung des Füllelementes und/oder des Behälterträgers erfolgt beispielsweise durch wenigstens einen für jede Füllstation eigenständig vorgesehenen Stell- oder Servoantrieb, bevorzugt aber durch eine Stelleinrichtung, die für sämtliche Füllstationen der Füllmaschine gemeinsam vorgesehen ist und zwar an dem für das Füllen nicht genutzten Winkelbereich (Totwinkel) der Drehbewegung des Rotors zwischen dem Behälterauslauf und einem Behältereinlauf. Durch Mittel, beispielsweise durch Klemmmittel wird dann die jeweilige für die Fliehkraft-Kompensation getroffene Einstellung solange fixiert, bis die entsprechende Füllstation erneut den Totwinkel erreicht.
Der Ausdruck„im Wesentlichen" bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen von jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen. Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Füllstation mit Füllelement einer Füllmaschine umlaufender Bauart zum Freistrahlfüllen von Behältern in Form von Flaschen, in einer Blickrichtung tangential zur Bewegungsbahn des Füllelementes um eine vertikale Maschinenachse MA;
2 eine Ansicht der Füllstation der Figur 1 in einer Blickrichtung radial Maschinenachse MA;
3 und 4 Darstellungen wie Figur 1 und 2 bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren 1 und 2 ist 1 ein Füllelement einer Füllmaschine umlaufender Bauart zum Freistrahlfüllen von Behältern in Form von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut. Letztere sind hierfür an einem Behälterträger 3 hängend gehalten, und zwar derart, dass die jeweilige Flasche 2 mit ihrer Flaschenachse in vertikaler Richtung und parallel zu einer Maschinenachse MA der Füllmaschine orientiert sich mit ihrer Flaschenmündung oder -Öffnung 2.1 unterhalb des Füllelementes 1 und mit Abstand von diesem Füllelement bzw. von einer an dem unteren Ende des Füllelementes gebildeten Abgabeöffnung 1.1 befindet, sodass während des Füllens das Füllgut als freier Füllstrahl 4 durch die Flaschenöffnung 2.1 in die Flasche 2 gesteuert eingebracht wird. Das Füllelement 1 und der Behälterträger 3 bilden eine Füllstelle 5, die mit einer Vielzahl gleichartiger Füllstellen 5 am Umfang eines Rotors 5 angeordnet ist, der zumindest den beim Füllen mit dem Füllgut gefüllten und mit dem Füllelement 1 verbundenen, nicht dargestellten Kessel aufweist und während des Füllens um die Maschinenachse MA umlaufend angetrieben ist.
Zur Erzielung einer möglichst hohen Leistung der Füllmaschine (Anzahl der gefüllten Flaschen 2 je Zeiteinheit) wird eine möglichst hohe Drehzahl für den Rotor 6 sowie auch ein möglichst großer Durchmessers des freien Füllstrahls 4 angestrebt. Aufgrund der durch die Rotationsbewegung des Rotors 6 erzeugten Zentrifugal- oder Fliehkraft wird u.a. auch der Füllstrahl 4 mit zunehmendem Abstand vom Füllelement 1 zunehmend radial nach außen, d.h. von der Maschinenachse weg abgelenkt. Um dennoch sicher zu stellen, dass der Füllstrahl 4 vollständig bzw. zentrisch oder im Wesentlichen zentrisch in die Flaschenöffnung 2.1 eintritt, erfolgt zur Kompensation der Ablenkung des Füllgutstrahles 4 bzw. zur Fliehkraft-Kompensation ein gesteuertes Bewegen zumindest des unteren, die Abgabeöffnung 1.1 aufweisenden Endes des Füllelementes 1 in Bezug auf die Maschinenachse MA radial nach innen, und zwar bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform durch gesteuertes Schwenken oder Kippen des Füllelementes 1 um eine oberhalb der Abgabeöffnung angeordnete Schwenkachse 7 tangential zur Drehrichtung des Rotors 6, und zwar um einen Winkel a. Das Schwenken des Füllelementes 1 wird durch eine Stelleinrichtung 8 bewirkt, die ihrerseits durch eine Steuer- und Auswertelektronik, beispielsweise durch den Steuerrechner 9 der Füllmaschine angesteuert wird, und zwar insbesondere in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Rotors 6. Der Schwenkwinkel α ist dabei eine Funktion der Drehgeschwindigkeit des Rotors 6 in der Weise, dass er mit zunehmender Drehgeschwindigkeit zunimmt und sich dadurch der radiale Abstand der Abgabeöffnung des Füllelementes 1 von der Maschinenachse mit zunehmender Drehgeschwindigkeit des Rotor 6 verringert. Mit Hilfe wenigstens eines mit dem Steuerrechner 9 verbundenen Sensors 10 wird die Drehgeschwindigkeit des Rotors 5 erfasst. Weiterhin werden bei der Flieh-Kraftkompensation bevorzugt auch weitere Parameter berücksichtigt, und zwar u.a. Form und Größe der jeweiligen Flasche 2 und damit der Abstandes der Flaschenöffnung 2.1 von der Unterseite des Füllelementes bzw. der dortigen Abgabeöffnung 1.1 , Art des Füllgutes usw.
In einer vorteilhaften, aber nicht näher dargestellten Variante, kann das Produkt über die Schwenkachse (7) dem Füllventil bzw. dem Füllelement zugeführt werden. Der Vorteil besteht darin, dass bei einer derartigen Lösung, auf flexible oder verstellbare Produktleitungen verzichtet werden kann. Die Schwenkachse (7) kann hierfür beispielsweise vergleichbar mit der Drehdurchführung für Fluide ausgeformt sein, welche dem Fachmann von der zentralen Medienzuleitung der rundlaufenden Füllmaschinen bekannt ist.
Da während des laufenden Füllbetriebes von einer konstanten oder im Wesentlichen konstanten Drehgeschwindigkeit des Rotors 6 auszugehen ist, erfolgt die Ablenkung des Füllgutstrahles 4 tangential zur Drehbewegung des Rotors 6 grundsätzlich nicht, wie dies in der Figur 2 dargestellt ist.
Die Stelleinrichtung 8 kann in unterschiedlicher Weise realisiert sein, beispielsweise in Form eines oder mehrerer Stellantriebe. Insbesondere kann die Stelleinrichtung 8 auch so ausgeführt sein, dass in dem für das Füllen nicht genutzten Winkelbereich der Drehbewegung des Rotors 6 zwischen dem Behälterauslauf, an dem die gefüllten Flaschen 2 den Füllstationen 5 entnommen werden, und den Behältereinlauf, an dem die leeren Flaschen jeweils an eine Füllstation 5 übergeben werden, die Einstellung des Neigungswinkels α der Füllelemente 1 , beispielsweise durch eine Steuerkurve erfolgt und dann die betroffene Einstellung jedes Füllelementes 1 solange gesperrt oder fixiert wird, bis dieses Füllelement 1 mit dem umlaufenden Rotor 6 erneut den für das Füllen nicht genutzten Winkelbereich erreicht hat, wo dann ggs. ein erneutes Einstellen oder ein Korrigieren des Neigungswinkels α erfolgt. Die Figur 3 und 4 zeigen als weitere Ausführungsform eine Füllstation 5a, die wiederum mit einer Vielzahl gleichartiger Füllstationen am Umfang des während des Füllens um die vertikale Maschinenachse MA umlaufend angetriebenen Rotors 6 vorgesehen sind. Die Fliehkraft-Kompensation, d.h. die Kompensation der Ablenkung des freien Füllgutstrahls 4 durch die Zentrifugal- oder Fliehkraft erfolgt bei dieser Ausführungsform durch eine gesteuerte Bewegung des Behälterträgers 3 und damit der an diesem gehaltenen Flasche 2 bezogen auf die Maschinenachse MA radial nach außen (Pfeil B der Figur 3), und zwar mit der Stelleinrichtung 8 und wiederum zumindest in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Rotors 6 und gesteuert durch den Steuerrechner 9 der Füllmaschine. Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
So wurde vorstehend davon ausgegangen, dass zur Kompensation der Ablenkung des freien Füllstrahls 4 durch Zentrifugal- oder Fliehkräfte das Füllelement 1 bzw. der die Abgabeöffnung aufweisende Teil dieses Füllelementes relativ zu Flaschenöffnung 2.1 in Bezug auf die Maschinenachse M radial nach innen, und zwar bei der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 durch Schwenken, bzw. die jeweilige Flasche 2 relativ zum Füllelement 1 in Bezug auf die Maschinenachse MA radial nach außen bewegt werden. Auch andere Bewegungen des jeweiligen Füllelementes 1 und/oder der jeweiligen Flasche 2 sind zur Fliehkraft-Kompensation möglich, beispielsweise bei für die Fliehkraft-Kompensation nicht bewegtem Füllelement 1 eine Schwenkbewegung des Behälterträgers 3 und damit der an diesem gehaltenen Flasche 2 um wenigstens eine Achse tangential zur Drehrichtung des Rotors 6. Diese Schwenkbewegung erfolgt dann bevorzugt gesteuert derart, dass der freie Füllgutstrahl 4 nicht nur vollständig durch die Flaschenöffnung 2.1 in die Flasche 2 eintritt, sondern die Achse, die der freie Füllgutstrahl 4 an der Flaschenöffnung 2.1 aufweist, zugleich auch die Flaschenachse ist. Dieser Zustand ist grundsätzlich auch durch eine entsprechende, gesteuerte Bewegung des jeweiligen Füllelementes 1 relativ zu der Flasche 2 erreichbar.
Bezugszeichenliste
1 Füllelement
1.1 Abgabeöffnung des Füllelementes
2 Flasche
2.1 Flaschenöffnung
3 Behälterträger
4 freier Füllgutstrahl
5, 5a Füllstation
6 Rotor
7 Schwenkachse
8 Stelleinrichtung
9 Steuerrechner
10 Sensor
A Schwenkbewegung des Füllelementes zur
Fliehkraftkompensation
B Verstellbewegung der Flasche bzw. des Behälterträgers 3 zur Fliehkraftkompensation

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut unter Verwendung einer Füllmaschine umlaufender Bauart, bei der an einem um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Rotor (6) Füllstationen (5, 5a) mit jeweils einem Füllelement (1) und einem Behälterträger (3) gebildet sind, an dem der jeweilige Behälter (2) mit seiner Behälteröffnung (2.1) mit Abstand unter einer Abgabeöffnung (1.1) des Füllelementes (1) gehalten ist, so dass das von den Füllelement (1) gesteuert abgegebene Füllgut während des Füllens der Behälteröffnung (2.1) in einem freien Füllstrahl (4) zufließt,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Kompensation einer Ablenkung des Füllstrahls (4) durch die auf diesen bei umlaufendem Rotor (6) einwirkende Fliehkraft eine gesteuerte Relativbewegung zwischen dem Füllelement (1) oder dem die Abgabeöffnung (1.1) aufweisenden Teil des Füllelementes (1), einerseits und dem Behälter (2) oder der Behälteröffnung (2.1), andererseits in der Weise erfolgt, dass durch diese Fliehkraft-Kompensation der freie Füllgutstrahl (4) vollständig und/oder zentrisch oder im Wesentlichen zentrisch durch die Behälteröffnung (2.1) in den Behälter (2) eintritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Fliehkraft- Kompensation das Füllelement (1) oder der die Abgabeöffnung (1.1) aufweisende Teil des Füllelementes (1) zumindest in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Rotors (6) radial in Richtung auf die Maschinenachse (MA) bewegt wird, beispielsweise durch eine gesteuerte radiale Bewegung des Füllelementes (1) und/oder durch gesteuertes Kippen oder Schwenken des Füllelementes (1) um wenigstens eine tangential zur Drehrichtung des Rotors 6 orientierte und oberhalb der Abgabeöffnung (1.1)angeordnete Schwenkachse (7), und zwar in der Weise, dass der radiale Abstand der Abgabeöffnung (1.1) des Füllelementes (1) von der Maschinenachse (MA) mit zunehmender Drehgeschwindigkeit des Rotors (6) abnimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fliehkraft-Kompensation der jeweilige Behälter (2) radial zur Maschinenachse (MA) gesteuert bewegt und/oder um wenigstens eine Achse tangential zur Drehrichtung des Rotors (6) gesteuert bezogen auf die Maschinenachse (MA) nach außen gekippt oder geschwenkt wird, und zwar derart, der radiale Abstand des Behälters (2) oder der Behälteröffnung (2.1) von der Maschinenachse (MA) und/oder der Schwenkwinkel des Behälters (2) mit zunehmender Drehgeschwindigkeit des Rotors (6) zunehmen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fliehkraft-Kompensation das Füllelement (1) und/oder der Behälter (2) in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Rotors (6) gesteuert derart bewegt werden, dass die Achsrichtung des freien Füllstrahls (4) beim Eintritt in die Behälteröffnung (2.1) parallel oder im Wesentlichen parallel zur Achse der Behälteröffnung (2.1) orientiert ist.
5. Füllmaschine umlaufender Bauart zum Freistrahlfüllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2), mit an einem um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Rotor (6) vorgesehenen Füllstationen (5, 5a) mit jeweils einem Füllelement (1) und einem Behälterträger (3), an dem der jeweilige Behälter (2) mit seiner Behälteröffnung (2.1) mit Abstand unter einer Abgabeöffnung (1.1) des Füllelementes (1) gehalten ist, so dass das von den Füllelement (1) gesteuert abgegebene Füllgut während des Füllens der Behälteröffnung (2.1) in einem freien Füllstrahl (4) zufließt,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Kompensation der Ablenkung des freien Füllstrahls (4), die durch die Rotation des Rotors (6) bedingten Fliehkräfte verursacht ist, das jeweilige Füllelement (1) und/oder jeweilige Behälterträger (3) und damit der an dem Behälterträger (3) gehaltenen Behälter (2) oder dessen Behälteröffnung (2.1) in Abhängigkeit zumindest von der Drehgeschwindigkeit des Rotors (6) radial zur Maschinenachse (MA) gesteuert bewegbar ist (Fliehkraft-Kompensation), beispielsweise durch eine den Abstand des Füllelementes (1) oder der Abgabeöffnung (1.1) und/oder den Abstand des Behälterträgers (3) von der Maschinenachse (M) verändernden Stellbewegung mit wenigstens einer in Bezug auf die Maschinenachse (MA) radialen Bewegungskomponente und/oder durch eine Kipp- oder Schwenkbewegung des Füllelementes (1) und/oder des Behälterträgers (3) um wenigstens eine tangential oder im Wesentlichen tangential zur Drehrichtung des Rotors (6) orientierte Schwenkachse (7).
6. Füllmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllelemente (1) über flexible, teleskopierbare, S-förmige und/oder U-förmige Leitungen (11) zumindest mit einer Quelle oder mit einem Vorratstank für das flüssige Füllgut verbunden sind.
7. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Stelleinrichtung zum Einstellen der Fliehkraft-Kompensation der Füllelemente (1) und/oder der Behälterträger (3), wobei die vorzugsweise für sämtliche Füllelemente (1) und/oder für sämtliche Behälterträger (3) der Füllmaschine gemeinsame Stelleinrichtung (8) an einem für as Füllen der Behälter (2) nicht genutzten Winkelbereich der Drehbewegung des Rotors (6) zwischen einem Behälterauslauf und einem Behältereinlauf die Fliehkraftkompensation wirkt, und wobei an den Füllstationen (5, 5a) Mittel vorgesehen sind, die die getroffene Einstellung der Fliehkraft-Kompensation an jeder Füllstation (5, 5a) fixieren oder verriegeln bis die betreffende Füllstation (5, 5a) bei umlaufenden Rotor (6) erneut den für das Füllen nicht genutzten Winkelbereich der Drehbewegung des Rotors erreicht.
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