DD156697A5

DD156697A5 - Fuellelement fuer gegendruck-fuellmaschinen

Info

Publication number: DD156697A5
Application number: DD81228054A
Authority: DD
Inventors: Egon Ahlers; Alfred Rentel
Original assignee: Seitz Werke Gmbh Maschinenfabr
Priority date: 1980-03-05
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1982-09-15
Also published as: FR2477518A1; DE3008386A1; GB2071629A; FR2477518B1; BR8101213A; IT1170754B; DK152199C; BE887753A; JPS56142189A; US4369820A; IT8147884A1; GB2071629B; SU1068022A3; NL8100677A; IT8147884A0; KR860000870B1; DK60481A; KR830005528A; DE3008386C2; DK152199B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fuellelement fuer Gegendruck-Fuellmaschinen in Ein- und Mehrkammerbauweise mit dem Ziel, die Fluessigkeit zum Einfuellen in die Flaschen oder sonstige Behaelter verlustlos einzufuellen und einen schnelleren Durchsatz zu erreichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Einsteigen von Schaum und Fluessigkeit in den oberhalb des Bereichs der Gefaessanpressung um das Fuellrohr gebildeten ringfoermigen Hohlraum wesentlich zu erschweren u. evtl. doch in diesen ringfoermigen Hohlraum eingedrungenen Schaum und Fluessigkeit beim nachfolgenden Vorspannen zu beseitigen, ohne dass dabei den ruhigen Fluessigkeitsaufstieg in dem zu fuellenden Gefaess beeintraechtigende Teile dieser Schaum- und Fluessigkeitsreste in das Gefaess gelangen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass der das Fuellrohr umgebende Hohlraum als eine ringfoermige Spanngaskammer mit nach ihrem Inneren hin gegenueber dem im Bereich der Gefaessabdichtung angeordneten Ringspalt wesentlich erweiterten Querschnitt ausgebildet ist, wobei die ringfoermige Spanngaskammer seitlich mit im wesentlichen zylindrischen Flaechen begrenzt ist und in den unteren Endbereich der Spanngaskammer mindestens ein Spanngas-Abfuehrkanal und in gleicher oder darueberliegender Ebene mindestens ein Spanngas-Einfuehrkanal im wesentlichen tangential zu den zylindrischen Begrenzungsflaechen in die Spanngaskammer einmuenden.

Description

58 75.4

Fül 1 §jh em e^_ Jm r_J3 £g e^

A η w e η α υ η α. s α e b i e t der E r f i η d u η q

Berlin., den 15» 9« 81 AP B 67 C/228 054

Die Erfindung betrifft ein Fu 11 eil em ent für Gegendruck-Füll-» maschinen in Ein- und Mehrkamaierbauweise» das zum Einführen der Flüssigkeit in ein- an einen Gefäßabdichtungsbereich am unteren Teil des Füllelementkörpers angepreßtes Gefäße ein im Füllelementkörper gehaltenes Füllrohr _£. das sich durch den Gefä&abdichtungsbereich erstreckt und von einem ringspaltförmigen Hohlraum umgeben ist _e eins Spanngaseinrichtung mil; einer von an der Füllmaschine angebrachten Einrichtungen gesteuerten Spanngss-Ventilanordnung und mit in ringspaltfor™ inigen Hohlraum mündenden Kanälen zum Einleiten und Abführen von Spanngas,, ein zumindest zum Schließen gesteuertes Flüssigkeitsventil und ein am Füllrohr angeordnetes _t bei vorba·» stimmter Füllhöhe der Flüssigkeit im Gefäß zur Beendigung dss Flussigkeitssulaufes ansprechendes Steuerelement aufweist«

Charakteristik der bekannten technischen Lösunaen

Füllelementefür Gcgenäruck-Füilmaschinen sind durch die DE-OS 1 927 82.1 bekannte. Der dort zwischen dem Füllrohr₈ UBr Füllrohrfassung _e einem Zwischenstück und d©r Zentriertulpe für das anzupressende Gefäß gebildete enge* ringspalt« formige Hohlraum ist an seinem oberen Ende über schräg nach oben geführte Bohrungen mit einem Spanngasrohr imu in geringem Abstand unterhalb der Einmündung dieser Bohrungen mit einer im wesontlichön radial gerichteten Bohrung verb u η den, ν ο η der e i η e i η s F r e i e f ü h r & π d e D r ο s s e 1 s t r β c k e a b«* zweigte Dieser zum angepreßten Gefäß mit vollem Querschnitt

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offene, das Spanngas* Rückgas und Entlastungsgas führende Ringspalt hat den Mangel» daß in ihm _B beispielsweise während der Entlastung eines gefüllten Gefäßes, Schaum und Flüssigkeit aufsteigen und zu Beginn der Vorspannung eines nachfolgenden zu füllenden Gefäßes in dieses Gefäß eingeblasen und dabei in feinste Teilchen zerstäubt und in solcher Teilchenform an der Gefäßwandung niedergeschlagen wird* Gelangt nach dem Vorspannen die durch das Füllrohr in das Gefäß einlaufende COp-haltige Flüssigkeit in Berührung mit den an der Gefäßwand niedergeschlagenen Flüssigkeitsteilchen» dann entbindet sich an diesen Teilchen spontan die Kohlensäure, und es kommt infolgedessen zu einer erheblichen Beunruhigung in der Flüssigkeit _e wodurch - insbesondere im Interesse der Einhaltung der geforderten Füllhöhe in den Gefäßen - Füll-= maschinen nur bei erheblich beeinträchtigter Durchsatzleistung betrieben werden können«

Aus DE-AS 1 217 814 ist ein Füllelement bekannt» bei dem das Füllrohr in seiner Fassung von einem Ringspalt umgeben ist, der am oberen Ende über eine sich im wesentlichen parallel zum Füllrohr erstreckende Bohrung oder Bohrungen mit.einer oder zwei Spanngasleitungen verbunden ist₉ Durch eine etwa mittig angeordnete radiale Bohrung ist ein Gasablaßventil an diesen Ringspalt angeschlossen* Auch diese bekannte Vorrichtung weist die durch die im Ringspalt nach einem Füllvorgang verbliebenen Flüssigkeitsreste in Verbindung mit der Vorspannung hervorgerufenen,, vorbeschriebe« nen Nachteile und Mängel auf*

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Es ist das Ziel, der Erfindung^ein Füllelement für Gegen«=. druck-Füllmaschinen zum Einsatz zu bringen,» ckis ein verlustloses Einfüllen der Flüssigkeit in die Flaschen oder sonsti« gen Behälter ermöglicht und weiterhin deren schnellen Durchsatz, durch die Füllmaschine gewährleistet*

DarijiQuηg. d^^^^^XI^j^j^Ex^^ndusiq

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde υ ein Füllelement für Gegendruck-Füllmaschinen in Ein- und Mehrkammerb-au!A?eise_i das zum Einführen der Flüssigkeit in ein an einen Gefäßabdichtungsbereich am unteren Toil des Füllelementkörpers angepreßtes Gefäß ein im Füllelementkörper gehaltenes Füll» rohr, das c-$ich durch den Gefäßabdichtungsbereich erstreckt und von einem ringspaltförmigen Hohlraum umgeben ist„ ein Spannga;?öystem mit einer von an der Füllmaschine angebrachten Einrichtungen gesteuerten Spanngas-Ventilanordnung und mit in den ringcpaltförrnigen Hohlraum mündenden Kanälen zum Einleiten una Abführen von Spanηgas ^ ein zumindest zum Schliefen gesteuertes Flüssigkeitsventil und ein aus Füllrohr angeordnetes j. bei vorbestimmter Füllhöhe der Flüssigkeit im Gefäß zur Beendigung dos Flüssigkeitszulaufes ansprechendes Steuerelement aufweist· _s: tu schaffen ₆ bei dem das-Einsteigen von Schaum und Flüssigkeit in den oberhalb dos Bereichs der Gefäßanpresounq um das Füllrohr Gebildeten rinqförmiqsn Hohlraum wessen ti ich erschwert ist und ovtl* doch in diesenringförmigen Hohlraum eingedrungener Schaum' und Flüssigkeit beim nachfolgenden Vorspannen beseitigt wird, ohne daß debei den ruhigen Flüssigkeitscufstieg in dem zu füllenden Gefäß beeinträchtigende Teile dieser Schaum- und Fiüssigkeitsreste in das Gefäß gelangen*

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst» daß der das Füllrohr umgebende Hohlraum als eine ringförmige Spanngaskammer mit nach ihrem Inneren hin gegenüber dem im Bereich der Gefäßabdichtung angeordneten ringspaltförmigen Ausgang wesentlich erweiterten Querschnitt ausgebildet ist„wobei diese ringförmige Spanngaskammer seitlich mit im wesentlichen zylindrischen Flächen begrenzt ist und in den unteren Endbereich der Spanngaskammer mindestens ein Spanηgas-Abfuhrkanal und in gleicher oder darüberliegender Ebene mindestens ein Spanngas-Einleitkanal im wesentlichen tangential zu den zylindrischen Begrenzungsflachen in die Spanngaskammer einmünden«, Diese ringförmige Spanngaskammer mit im wesentlichen zylindrischer Ausbildung und gegenüber dem verengten·spaltförmigen Ausgang wesentlich erweitertem Querschnitt in ihrem inneren Bereich _t verbunden mit tangentialer Einführung des Spanngases in die Spanngaskammer und Auslaß des Spanngases im unteren Endbereich der Spanngaskammer bietet bei angepreßtem zu füllendem Gefäß eine wirksame Durchspülung der Spanngaskammer bei Beginn der Spanngaseinführung _B wobei in der Spanngaskammer enthaltene Schaum- und Flüssigkeitsreste wirksam über den" Abführkanal beseitigt werden* Der enge spaltförmige Ausgang der Spanngaskamfßer im Anpreß- und Abdichtungsbereich des zu füllenden Gefäßes bewirkt, daß keine nennenswerten Mengen solcher Schaum- und Flüssigkeitsreste in das zu füllende Gefäß gelangen können* Außerdem bewirkt der verengte Querschnitt am Ausgang der Spanngaskammer, daß der Zutritt von Schaum und Flüssigkeit zur Spanngaskammer wesentlich erschwert wird»

Das wirksame Abführen von Flüssigkeitsresten und Schaumresten über den Spanngas-Abführkanal kann dadurch wesentlich verbessert werden, daß in der äußeren Umfangsflache der ring-

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förrnigen Spanngaskammer im Bereich der Einmündung des Spanngss-Abführungskanals eine sich im wesentlichen axial z.ur Spanngaskammer erstreckende Gasführungsnut angebracht ist₀ Diese Gasführungsnut kann sich von der Einmündung des Spanngss-Abführkanals nach oben und unten erstrecken« Besonders wirksam ist jedoch der sich nach oben erstreckende Teil aer Gasführungsnutc· Um ein optiaial.es Abfangen und Abführen der S_chaum« und Flüssigkeitsreste unter möglichst geringer Störung des in aer Spanngasksmmer von der tangentialen Spanngaseinführung her erzeugten

Spanngaswirbels zu erreichen,, kann man die Gasführungsnut von dar Einmündung des Spanngas-Abführungskanals her sich nach oben und ggf.-. auch nach unten verjüngend ausbilden«»

Eine andere besonders wirksame Möglichkeit zum Auffangen und Abführen von Schaum«« und Flüssigkeitsresten aus dem in der Öpanngasksiiimer erzeugten Spanngaswirbel besteht darin „ daß in der äußeren Umfangsflache der ringförmigen Spsnngaskarnmer im Bereich der Einmündung des Spanngas-Abführkanals ein© sich im wesentlichen spiralförmig erstreckende Gasführungsrippe ausgebildet ist« In dem Spanngaswirbel mitgeführte Schaum- und Flüssigkeitsteilehen schlagen sich an dieser Gasführungsrippe nieder und werden von dort zu dem Spanngas«= Abführkanal geleitete Diese Wirkung läßt sich dadurch optimal gestalten j, daß man die Gasführungsrippe in Umlauf richtung eines in der Spanngaskammer von der tangential gerichteten !Einmündung des Spanngss-Einleitkanals her erzeugten Spanngaswirbels schraubenförmig nach unten hinter der Einmündung des Spanngas-Abführkanals vorbei führt« Die Gasführ u η g s r χ ρ ρ e k aηη m it ein e r de r Um1a u f richt υ η g eines in der Spanngaskammer von der tangential gerichteten Einmünduno

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des Spanngas-Einleitkanals her erzeugten Spanngaswirbels entgegenstehenden steilen Flanke und einer rückwärtigen flachen Flanke ausgebildet sein«, Dabei kann die Gasführungsrippe mit ihrer steilen Flanke dicht hinter der Einmündung des Spanngas-Abführkanals vorbeigeführt sein.

Um zu gewährleisten _B daß der gewünschte Spülvorgang in der Spanngaskammer bei Beginn der Spanngaszufuhr abläuft und dabei möglichst keine Schaum« und Flüssigkeitsteilchen in das angepreßte Gefäß gelangen, kann man im Spanngas-Abführkanal ein bei Beginn der Spanngas-Zufuhr bei angepreßtem Gefäß kurzzeitig in Offenstellung steuerbares, ins Freie führendes Spanngas-Ablaßventil vorsehen« Hiermit erreicht man, daß das evtl* mit Flüssigkeitsteilchen und Schaumteilchen beladene Spanngas bei Beginn der Spanngaszufuhr praktisch vollständig ins Freie geblasen wird, wozu eine kurze Zeitspanne ausreicht. Allerdings wird hierfür eine besondere Steuerung am Spanngas-Ablaßventil erforderlich,,

Es ist eine Anwendungsform der Erfindung, daß das über eine enge Düse ins Freie führende Spanngasauslaß für das Abführen der mittels des Spanngaswirbels aus der Spanngaskammer gespülten Schaum- und Flüssigkeitsteilchen ausreicht, obwohl dieser über eine Düse ins Freie führende Spanngas- Ablaß nur dazu vorgesehen war,, zu Beginn der Flüssigkeitszufuhr ein nur langsames Einführen und Aufsteigen der Flüssigkeit im angepreßten Gefäß zuzulassen« Ein dann in einem Zweigkanal des Spanngas~Abführkanals angeordnetes Spanngas-Ablaßventil kann dann anderen beim Füllvorgang notwendigen Funktionen vorbehalten bleiben«

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Die Erfindung läßt sich bei mechanisch gesteuerten Füllelementen wie auch bei Füllolementen mit elektrischer Schließ·» steuerung für das Flüseigkeitsventil vorteilhaft anwenden^- Wenn ein Füllelement mit einem ein elektrisches Schließ-Steuersignal für das Füssigkeitöventi.t erzeugenden Schaltorgan ausgestattet isty. empfiehlt es sicn_f? das Schaltorgan als gegenüber dem Füllrohr und der« Füllelementkörper elektrisch ibol:lörten_e, auf der Außenfläche das Füllrohres angebrachten elektrischen Leiter auszubilden,, der sich bis in die ringförmige Spanngaskammer' erstreckte wobei Teile für den 'elektrischen Anschluß des Sehaltorgans im Inneren der ringförmigen S ρ a η ηga ska mme r a π geordnet se i η kö η η e η_β Bθ i s ρi e1sweise kann der elektrische Anschluß für das Schaltorgan einen gegenüber dem F ti 11 β 1 & m e η t k ö r ρ e r e 1 β k t r i s c h i s ο 1 i e r t en K ο η t a k t s t i f t en t halten-, der sich im wosentlichon radial durch die Ringkammer erstreckt und federnd gegen das Schaltorgan am Füllrohr gedrückt* 3,St₁S,

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Die Erfindung soll anhand eines AusfuhrυngsbeiSpieles näher erläutert werden_e In der zugehörigen Zeichnung zeigen;

Fige 1: ein Füllelement für eine Mehrkammorauaführung in Rüheste;llung im Schnitt;

FiQ₃. 2s eine vergrößerte Darstellung der Spanngaskammeri Fig,? 3ϊ den Schnitt 3-3 in FIg₆, 2?

Fig,j. 4s eine Teildarstellung der Fig^ 2 in abgewandelter Ausführung

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Fig«, 5? den Schnitt 5-5 nach Fig« A-i Fig_e 6j den Teilschnitt 6-6 nach Fig. 4«,

In dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Fülleletnent für Gegendruck-Flaschenfüllmaschinen in Mehrkammerausführung«, Solche Füllelemente der nicht näher dargestellten, umlaufenden Füllmaschinen sind an einer ringförmigen Flüssigkeitskammer 21 angesetzt, die an ihrer Unterseite einen Spanngas-Ringkanal 22 und einen Entlüfiungs-Ringkanal 23 mit ständig offenen, ins Freie führenden Auslässen 24 trägt» Das Füllelement weist einen Füllelementkörper 25 mit einem Ventilgehäuse 26 und einem aus elektrisch isolierendem Kunststoff bestehenden Spanngaskarnmer-Gehäuse 27 auf« Im Inneren des Ventilgehäuses 26 ist ein unter Einwirkung einer Öffnerfeder 29 stehendes_s vertikales Flüssigkeitsventil 28 vorgesehen. Auf den sich auf einen Ventilsitz im Gehäuse aufstützenden Ventilkörper des Flüssigkeitsventils 28 wirkt mittels eines Stößels 30 eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 31 ein_f Wirksam geschaltet drückt sie den Ventilkörper entgegen der Wirkung der Öffnerfeder 29 auf den Ventilsitz und stellt dadurch die Schließlage des Flüssigkeitsventils 28 her*

An der Unterseite des Ventilgehäuses 26 ist von unten her ein Füllrohr 32 mit seinem Füllrohrkopf 33 eingesteckt. Das Füllrohr 32 erstreckt sich durch das Spanngaskammer-Gehäuse 27 und den an ihm gebildeten Andrückbereich bzw, Abdichtungsbereich für das zu füllende Gefäß. Zwischen dem Andrückbereich bzw, Abdichtungsbereich für das zu füllende Gefäß und dem Füllrohr 32 ist ein enger Ringspalt 74 gebil™

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detp der den Ausgang der oberhalb dieses Ringspaltes 74 im Spanngaskammer-Gehäüse 27 gebildeten, das Füllrohr 32 umgebenden Spanngaskarnmer 32 darstellt« Diese ringförmige Spanngaskammer 34 hat gegenüber dem Ringspalt 74 wesentlich verorößerten Querschnitte

Seitlich an das Ventilgehäuse 26 ist eine Spanngas-Ventilanordnung 35 als ein Teil der Spanngaseinrichtung angesetzte in deren Gehäuse 37 eine Ventilscheibe 36 in Form einer Steuerscheibe mittels eines Trägers 38 drehbar angeordnet iste Der Träger 38 besitzt an seinem freien, aus dem Gehäuse 36 herausragenden Ende einen Betätigungshebel 39 _t öüf mit an einem Gestell der Füllmaschine abstandsvveise in unterschiedlichen Ebenen angebrachten Steuerelementen _t beispielsweise Steuerkurven oder Steuernocken, bei Maschine ηumlauf zusammenwirkt* um die Ventilscheibe 37 in die jeweils gewünschte Betriebsstellung entsprechend den Kanälen 41ί 42? 43 zu schwenken _e

Im Gehäuse 35 tier Spanngas-Ventilanordnung 35 ist außerdem ein elektrischer Steuerschalter 45 eingesetzt, der mit einem Abtaster 46 auf der als Steuernocken ausgebildeten Umfangsflache öer Ventilscheibe 37 bzw« des Ventilscheiben=· trägers 38 angreift und auf diese Weise Schaltstellungen des Steuerschalters 45 in Abhängigkeit von cle-r Stellung der Ventilöcheibe 36 hervorruft«

Zur Steuerung des Flüssigkeitsventils 28 ist ein Schsltorgan 55 dadurch gebildet „ daß auf der Außenseite des aus elektrisch leitfähigem Materials insbesondere Metall_ff bestehenden Füllrohres 32 ein elektrisch isolierender Belag

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angebracht ist, aer sich vom mittleren Teil des eigentlichen Füllrohrabschnittes nach oben bis an den in das Ventilgehäuse 26 einzusteckenden Teil des Füllrohrkopfes 33 erstreckt« Der elektrisch isolierende Belag 53 erstreckt sich weiter über eine zwischen dem eigentlichen Füllrohrabschnitt und dem Füllrohrkopf 33 ausgebildeten, nach unten gerichtete Schulter 54* die innerhalb der Spanngaskammer 34 angeordnet ist₀ Auf den elektrisch isolierenden Belag 53 ist ein ringförmiger elektrischer Leiter 55a aufgelegt, vorzugsweise in Form eines dünnen aufgepreßten Edelmetallbleches» beispielsweise Goldbleches oder mit Goldbelag versehenen Metallbleches» öieser elektrische Leiter 55a erstreckt sich von der Schulter 54 entlang aer äußeren Umfangsflache des Füllrohres 32 nach unten, aus der Spanngaskammer 34 heraus bis unterhalb einer Höhe/die der gewünschten Füllhöhe der Behälter entspricht«

Der elektrische Anschluß des Schaltorgans 55 erfolgt durch einen in das elektrisch isolierende Spanngaskammer-Gehäuse eingesetzten, sich radial durch die Spanngaskammer 34 erstreckenden Kontaktstift 56 _e aer mittels einer Feder 57 gegen den elektrischen Leiter 55a gedrückt wird und dabei gleichzeitig unter die Schulter 54 greift und dadurch das Füllrohr 32 in seiner in das Ventilgehäuse 26 eingesteckten Lage -festhält* Um den Kontaktstift 56 vom elektrischen Leiter 55a abzuheben und aus dem Bereich der Schulter 54 zurückzuziehen, ist auf das nach außen stehende Ende des Kontaktstiftes 56 ein Drehkeil 58 mit Schwenkhebel 59 aufgesetzt, der an einem entsprechenden_t am Spanngaskammer-Gehäuse 27 angebrachten Gegendrehkeil abläuft.

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Das Ventilgehäuse '26 weist ferner einen Entlüftungskanal auf, der zum Entlüftungs-Ringkanal 23 an der Unterseite der ringförmigen Flüssigkeitskammer 21 führt* An den Entlüftungskanal 6:1 ist die Spanngaskammer 34 über einen im Kammergehäuse 27 vom unteren Endbereich der ringförmigen Spanngaskamraer 34 abgehenden. Abführkanal 62 angeschlossen«, Der Äbführkanal 62 steht über eine enge Düse 65 in ständig offener Verbindung mit dem Entlüftungskanal 6I_£>. Ein am Abfuhr« kanal 62 unterhalb dar Düse 65 angeschlossener Zweigkanal 64 führt über eine Düse. 66 in eine mit dem Entlüftungskanal 61 in Verbindung stehende Vent!!kammer eines die Verbin« dung öffnenden und verschließenden Gasablaßventils 67₍ das mit einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 68 versehen ist_e

Bei den beschriebenen_e elektrischen Elementen sind das Schaltorgan 55 und die elektromagnet fische Betätigungsein™ richtung 31 des Flüssigkeitsventils 2.8 unter.Zwischenschaltung einer elektrischen Steuereinrichtung 70 über einen Stromkreis miteinander verbunden« Diesen durch Fiüssigkeits« k ο η takt se hließb a r en.Str οmkreis b i1d eη aus g eh end νon dem Schaltorgan 55 und dem damit in Verbindung stehenden Kontaktstift 56 die mit zwischengeschalteter Steuereinrichtung 70 und.angeschlossener Stromquelle a zur elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 31 führende Leitung b_e der Flüssigkeitsbehälter 2.1. _s das Ventilgehäuse 26 des Füilelemantkörpers 25 und das Füll rohr 32ο An diesen Stromkreis in die Leitung b parallel angeschaltet ist: der Steuerschalter 45_e Die sn die Stromquelle a zur Versorgung dar Stromkreise angeschlossene Steuereinrichtung 70 besitzt elektrische Schaltmittel zur Steuerung der Betätigungseinrichtung 31

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für das Flüssigkeitsventil 28 und kann - wie angedeutet auf der Oberseite oder im lichten Raum des Innenumfangs der ringförmigen Flüssigkeitskammer 21 angeordnet werden_e An weiteren, in der Steuereinrichtung 70 angebrachten Steuereinrichtungen ist das Gasablaßventil 67 mit einem elektromagnetisch betätigten Ventil 68 über die Leitung c ange·» schlossen,,

Wie aus den Fig_ö 2 bis 5 deutlicher ersichtlich, ist die Spanngaskammer 34 mit einer äußeren, im wesentlichen zylindrischen Umfangsflache 71^ abgegrenzt, die im Inneren des Spanngaskammer-Gehäuses 27 ausgebildet ist« Nach oben ist die Spanngaskammer 34 durch die untere Stirnfläche 72 des Ventilgehäuses 26 abgegrenzt und nach unten durch eine Dichtungsplatte 73» an welche die zu füllenden Behälter angedrückt werden* Die innere Begrenzungsfläche der Spanngaskammer 34 wird durch die im wesentlichen zylindrische Umfangsfläche des Füllrohres 32 bzw** des auf dieses gelegten elektrischen Leiters 55a und des Füllrohrkopfes 33.bzw_β des auf diesem angebrachten, elektrischen isolierenden Belages 53 gebildet» Die Dichtungsplatte 73 ragt mit ihrem mittleren Bereich dicht an die Oberfläche des Füllrohres 32 bzw., des elektrischen Leiters 55a heran und bildet mit dem Füllrohr 32 nur einen engen Ringspalt 74, der ausreicht _e um beim Vorspannen das Spanngas aus der Spanngaskammer 34 in das angepreßte Gefäß übertreten zu lassen und beim Füllen des Gefäßes das Spanngas aus dem Gefäß in die Spanngaskammer 34 zurücktreten zu lassen« Der Strömungswiderstand soll bei dem zurückströmenden Spanngas im wesentlichen durch die Düse 65 bestimmt werden.

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Zur besseren Klarstellung gegenüber der im wesentlichen schematischen Darstellung der FIg₀ 1 ist in den Fig* 2 bis 5 ver« deutlicht, OaB ein Spanngas-Einführkanal 43 im Ventilgehäuse 26 so geführt ist, daß er bei oer Einmündung 75 an der unte« ren Stirnfläche des Ventilgehäuses 26 etwa tangential zur Innenwandfläche 41 oberhalb des Abganges des Spanngas-Abführkonals 62 in die Spanngaskammer 34 mündete Zur besseren Verdeutlichung ist deshalb in den Fig* 2 und 4 der Füllrohrkopf 33 in seinem oberen Teil abgebrochen dargestellt*

Durch die im wesentlichen tangentiale Anordnung dar Einmündung 75 des Spanngas-Einleitkanals 43 wird das unter Druck eingeführte Spanngas in einer Kreisbewegung um den Füll rohr» kopf 33 und den oberen Teil des eigentlichen Füllrohres 32 herum in einer zirkulierenden Gasströmung bzw« einem Wirbel geführte Diese Spanngasströmung wird zu einem Teil über den Spanngaa-Abführkansl 62 und die Düse 65 ins Freie entlassen» Bei geöffnetem Spanngasablaßventil 67 kann auch die Spanngasströmung weitgehend über den Zweigkanal 64,, die Düse 66 und das Gas-Ablaßventil 67 ins Freie entlassen werden»

Um das Auffangen und Abführen von durch den Ringspalt 74 evtlo in die Spanngasksmmer 34 gelangten Schaum- und Flüssig« keitsteilchen zu erleichtern und sy verbessern _e ist im Bereich- der Einmündung des Spanngas-Abführkanals 62 eine sich im wesentlichen axial erstreckende Gasführungsnut 63 in der äußeren Umfangswand 71 der Spsnngsskammer 34.angebrachte Diese Gasführungsnut 63 hat im dargestellten Beispiel einen sich oberhalb der Einmündung des Spanrsgas-Abführkanals 62 bis zur unteren Stirnfläche des Ventilgehäuses 26 verjüngenden Teil und einen unteren,, unterhalb derEinmündung des

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Spanngas-Ablaßkanals 62 liegenden Teil, der sich nach unten hin bis zu der oberen Fläche der Dichtungsplatte 73 verjüngt.

Im Beispiel der Fig« 4 bis 6 ist der Aufbau der Spanngaskammer 34 und des Spanngaskammer-Gehäuses 27 grundsätzlich der gleiche» Dedoch ist anstelle der in die Fläche der Um~ fangswand 71 eingelassenen Gasführungsnut 63 eine gegenüber der Fläche der Umfangsflache 71 nach dem Inneren der Spanngaskammer 34 vorstehende Gasführungsrippe 76 vorgesehen« Diese Gasführungsrippe 76 ist spiralförmig oder schrauben« förraig geführt, und zwar in dem gleichen Umlaufsinn wie ein durch die tangentiale Einmündung 75 in der Spanngaskammer erzeugter Spanngaswirbel« Fig₀ 4 bis 6 zeigen ferner, daß die Gasführungsrippe 76 eine steile ggf<> sogar radial liegende Flanke 76a aufweist«

Diese steile Flanke 76a steht der durch den Pfeil in Fig«, 5 angedeuteten Strömungsrichtung des Spanngaswirbels entgegen„ Die im Sinne dieser durch Pfeil angedeuteten Strömungsrichtung des Spanngaswirbels rückwärtige Flanke der Gasführungsrippe 76 ist dagegen flach verlaufend ausgebildet,, Die Gasführungsrippe 76 ist derart angeordnet, daß sie mit der steilen Flanke 76a im Strömungssinne des Druckgaswirbels unmittelbar hinter der Einmündung des Spanngas-Abführkanals vorbeiläuft«» Durch den im Inneren der Druckgaskammer 34 gebildeten Wirbel werden dort evtl«, vorhandene Schaum- und Flüssigkeitsteilchen in den äußeren Bereich des Wirbels _s also die Nähe der Umfangsflache 71 geschleudert und prallen dadurch gegen die steile Flanke 76a der Gasführungsrippe 76 _g von wo sie dann unter der Wirkung des über diese steile Flanke 76a gleitenden Gasstromes in die Einmündung des Abführungskanals 62 geführt werden« Eine Verstärkung dieser

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Wirkung läßt sich noch erreichen_e wenn die Gasführungsrippe unterhalb der Einmündung des Spanngas-Abführkanals entgegengesetzt spiralig oder schraubenförmig ausgebildet_s wie dies in Fig_;, 6 angedeutet: wurde, ist«

Die Arbeitsweise des Füllelements in der dargestellten Ausfuhr u π g s f ο r m i s ΐ w 1 e f ο 1 g t %

In Ruhestellung ist das Flüssigkeitsventil. 28 geschlossen und die Spanngas-'Ventilanordnung 35 ebenfalls für die drei darüber geführten Kanäle, nämlich den Spanngaszuführkanal Al_s den Ausgleichskanal 42 und den Spanngaseinführkanal 43 _s geschlossen« Das Gassblsßventi.l 67 ist ebenfalls geschlossene

Durch die Drehbewegung der Abfüllmaschine gelangt das in Fig« 1 dargestellte Füllelement in den Bereich eines am Maschinenrahmen angebrachten Steuerelements für den Betätigung; hebel 29 _e wodurch die Spanngas-Ventilanprdnung 35 in Spannstellung gebracht wird* d, h_e eine Betriebsstellung _e in aer ein zu füllendes Gefäß von unten her mittels eines Huborgans an das Füllelement 20 angepreßt und die Ventilscheibe in eine Stellung eingestellt wird, in welcher der Spanngaszuführkanal 41 mit dem Spanngaoexnführkanal 43 verbunden ist_e. Gleichzeitig ist der Steuerschalter 45 zum Einschalten der Betätigungseinrichtung 31 des Flüssigkeitsventils 28 betätigt worden« Nunmehr strömt das Spanngas bei aer Einmündung 75 in den oberen Teil der Spanngaskammer 34 ein und bildet ein© den Füllrohrkopf 33 und den oberen Teil des Füllrohres 32 umkreisende Wirbelströmung₅ die evtl* im In-

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neren der Spanngaskammer 34 vorhandene Schaumteilchen und Flüssigkeitsteilchen in Richtung der äußeren Umfangsflache 71 der Spanngaskammer 34 schleudert« Dadurch werden solche Schaumteilchen und Flüssigkeitsteilchen an aer Gasführungsnut 63 bzw«, der Gasführungsrippe 76 abgefangen_e

Überraschend hat es sich herausgestellt, daß auch bei diesem Betriebsstadium noch geschlossenem Gasablaßventil 67 die . durch die Düse 65 im Gasabführkanal 62 zum Entlüftungskanal 61 strömende Spanngasmenge ausreicht» um in die Spanngaskammer 34 gelangte Schaumteilchen und Flüssigkeitsteilchen abzuführen und daran zu hindern, in das zu füllende Gefäß zu gelangen. Hierbei erfolgt ein wirksames Durchspülen der Spanngaskammer 34» um sämtliche dort vorhandenen Schaum- und Flüssigkeitsreste wirksam zu entfernen* Dies ist zurückzuführen auf das Zusammenwirken des im oberen Teil der Spanngaskammer 34 gebildeten, den Füllrohrkopf 33 und den oberen Teil des Füllrohres 32 umkreisenden Spanngasvvirbels in Verbindung mit der engen Ausbildung des Ringspaltes 74 am unteren Ausgang aer Spanngaskammer 34 und der Gasführungsnut 63 bzw«, Gasführungsrippe 76«

Wenn besondere Anforderungen gestellt werden, insbesondere Flüssigkeiten abzufüllen sind, die stärker dazu neigen j als Schaum- oder Flüssigkeitsreste in die Spanngaskammer einzudringen ι und auch stärker dazu neigen* sich dort festzusetzen, kann in besonderer Ausbildung der Erfindung die Spann« gas~Ventilanordnung 35 bzw« die Steuereinrichtung 70 dazu ausgebildet sein, das Gasablaßventil 67 kurzzeitig bei Beginn der Spanngaszufuhr zur Spanngaskammer 34 zu öffnen,. Der dann über ,die Düse 66 gebildete wesentlich erweiterte Gasauslaß ins Freie läßt dann einen wesentlich stärkeren Soann-

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gaswirbel in der Spanngaskammer 34 entstehen, sowie eine wesentlich verstärkte Spanngasströmung im Gasabführkanal 62 und im Zweigkanal 64* Ein solcher verstärkter Spülvorgang ist aber nur kurzzeitig auszuführen* Durch einen in der Steuereinrichtung 70 enthaltenen Zeitschalter wird dann die Betätigungsvorrichtung 68 des Gassblaßventils 67 umgesteuert _f so daß nach Ablauf eines solchen kurzzeitigen verstärkten Spülvorgangs dann die normale Einführung des Spanngases in das angepreßte Gefäß einsetzen kann,, bis dort die gewünschte Vorspannung eingestellt ist*

Im weiteren Umlauf der Füllmaschine gelangt das Füllelement in den Bereich eines weiteren Steuerelements am Maschinenrahmen j das den Steuerhebel 39 und die Ventilscheibe 37 in die Ruhestellung zurückschwenkt,. In dieser Füllstellung mit aufgehobener Verbindung zwischen den Kanälen 41? 43 sowie unterbrochenem Stromkreis am Steuerschalter 45 wird die Erregung des Elektromagneten in der Betätigungseinrichtung 31 aufgehoben_f so daß die Öffnerfeder 29 den Ventilkörper des Flüssigkeitsventils 28 vorn Ventilsitz aufwärtsheivegt und die Flüssigkeit über das Füllrohr 32 in das zu füllende Gefäß einlauf to Ober den Abführkanal 6Z₆. die Düse 65, den Entlüftungskanal 61 strömt das von der einlaufenden Flüssigkeit verdrängte Gas in den Entlüftungsringkanal 23 und von dort über die Auslässe ins Freie» Mit der Unterbrechung des Stromkreises am Schalter 45 wird wiederum ein in der Steuereinrichtung 70 enthaltenes Zeitverzögerungsglied in Gang gesetzt j das nach Ablauf einer vorher bestimmten Zeit die Betätigungseinrichtung 68 des Gasablaßventils 67 umschaltet», so daß dann das GasablaSventil 67 geöffnet wird und das von der einfließenden Flüssigkeit verdrängte Spanngas^über die.

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Düse 66 und das Gasablaßventil 67 nach außen strömen kann. Die Düse 66 ist so ausgelegt, daß sie ausreichend Spanngas abströmen läßt, um ein relativ schnelles Füllen des Gefäßes zuzulassen* Oedoch ist die Düse 66 noch ausreichend eng, um ausreichend Druck im Inneren des zu füllenden Gefäßes aufrecht zu erhalten, um den auf dem Flüssigkeitsventil 28 lastenden Flüssigkeitsdruck auszugleichen und das Flüssigkeitsventil 28 unter der Wirkung der Öffnerfeder 29 sicher in Offenstellung zu halten* Zugleich ist die Düse 66 auch so bemessen, daß sie während des oben beschriebenen Spül-Vorganges ein ausreichend schnelles Abströmen des Spanngases nach außen erlaubt, um ein wirksames Durchspülen der Spanngaskammer 34 zu gewährleisten und andererseits auch den Übertritt von Spanngas in das Gefäß während des Spülvorganges zu vermeiden«

Der Füllvorgang läuft so lange* bis die Standhöhe der Flüssigkeit das Schaltorgan 55 erreicht hat,«, Da die Flüssigkeit elektrisch leitfähig ist, stellt sie den Kontakt mit dem Schaltorgan 55 her, so daß über den durch Flüssigkeitskontakt hergestellten Stromkreis ein Schließ-Steuer-Signal zur Steuereinrichtung 70 geleitet wird, das die Schaltmittel der Steuereinrichtung 70 derart beeinflußt, daß'der Elektromagnet der Betätigungsvorrichtung 31 erregt wird und das Flüssigkeitsventil 28 die Schließstellung einnimmt* Bei fortgesetztem Umlauf des Füllelements und erneutem Anlauf des Betätigungshebels 39 an einem weiteren Steuerelement wird die Ventilscheibe 37 sodann in Ausgleichsstellung geschwenkt«. In dieser Stellung sind die Kontakte am Steuerschalter 45 geöffnet und eine Verbindung zwischen dem Spanngaseinleitkanal 43 und dem Ausgleichskanal 42 hergestellt«

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Hierdurch können sich die Standhöhen aer Flüssigkeit im Füllrohrinneren und in dem gefüllten Gefäß gegenseitig angleichen« Gleichzeitig wird der Überdruck, der noch im Gasraum des Gefäßes und in den mit diesem Gasraum im Gefäß über die Kanäle 42;43 in Verbindung stehenden Sys temteilen vorhanden ist* über den Kanal 62, die Düse 65_f den Kanal 61 und den Entlüftungsringkanal 23 abgebaut* In dieser Be- triebsstellung _e in welcher der parallele Stromkreis am Steuerschalter 45 offen ist, bleibt der durch Flüssigkeiten kontakt hörgestellte Stromkreis am Steuerorgan 55 geschlossen und hält das Flüssigkeitsventil 28 in der Schließlage»

Beim weitergehenden Umlauf des Füllelements wird die Flasche durch Absenken vom Füllelement abgenommen« Hierbei wird der durch Flüssigkeitskontakt hergestellte Stromkreis unterbrochen,, so daß der Elektromagnet aer Betätigungseinrichtung 31 st rom frei wird_c- Die Schließlage des Flüssigkeitsventils 28 wird nunmehr durch den einwirkenden Druck aer in der Flüssigkeitskammer befindlichen Flüssigkeit auf rechterhalten*'Die Ventilscheibe 37 ihrerseits kann durch erneuten Anlauf· an ain Steuerelement am Maschinengestell in die Ruhestellung zurückgeschwenkt werden*

Bei Ausführungen von Füllelementen „ deren Füllrohre 32 beispielsweise ohne Füllrohrkopf 33 gehalten werden, kann die / Anordnung von Spanngas-Einleitkanal 43 und Spanngas-Abführkanal 62i 64 in der Weise getroffen werden, daß der Spanngas-Einführkanal 43 in der Ebene der im unteren Endbereich liegenden Mündung des Spanngas-Abführkanals 62; 64 in die Spanngaskammer 34 mündet, wodurch die Höhe der Spanngaskammer 34 verringert wird_e Auch die Form der Spanngsskammer 34 ist nicht an eine zylindrische Ausbildung gebunden, sie

Claims

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E rf indungsansp.rucjl

i» Füllelement für Gegendruck-Füllmaschinen in Ein- und Mehrkammerbauweise, das zum Einführen der Flüssigkeit in ein an einen Gefäßabdichtungsbereich am unteren Teil des Füllelementkörpers angepreßtes Gefäß ein im Füllelementkörper gehaltenes Füllrohr, das sich durch den Gefäßabdichtungsbereich erstreckt und von einem ringspaltförmigen Hohlraum umgeben ist, ein Spanngassystem mit einer von an der Füllmaschine angebrachten Einrichtungen gesteuerten Spanngas-Ventilanordnung und mit in aerx ringspaltförmigen Hohlraum mündenden Kanälen zum Einleiten und Abführen von Spanngas, ein zumindest zum Schließen gesteuertes Flüssigkeitsventil und ein am Füllrohr angeordnetes, bei vorbestimmter Füllhöhe der Flüssigkeit im Gefäß zur Beendigung des Flüssigkeitszulaufes ansprechendes Steuerelement aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß aer das Füllrohr (32) umgebende Hohlraum als eine ringförmige SpanngaskasTimer (34) mit nach ihrem Inneren hin gegenüber dem im Bereich der Gsfäßabdichtung angeordneten Ringspalt (74) wesentlich erweiterten Querschnitt ausgebildet ist, wobei die ringförmige Spanngaskammer (34) seitlich mit im wesentlichen zylindrischen Flächen begrenzt ist und in den unteren Endbereich der Spanngaskammer (34) mindestens ein Spanngas-Abführkanal und in gleicher oder darüberliegender Ebene mindestens ein Spanngas-Einführkanal (43) im wesentlichen tangential zu den zylindrischen Begrenzungsflächen in die Spanngaskammer (34) einmünden*

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2, Füllelement nach Punkt .1« gekennzeichnet dadurch_β daß in der äußeren Urafangsfiäche der ringförmigen Spanngaskammer (34) im Bereich der Einmündung das Spanngas-Abführkanals (62) eine sich im wesentlichen axial zur Spanngaskammer (34) erstreckende Gasführungsnut (63) angeordnet ist«

3e Fülj.eXement nach Punkt 2_f gekennzeichnet dadurch, daS eine sich oberhalb der Einmündung des Spanngss-Abfuhrkanals (62) nach oben erstreckende Gasführungsnut (63) vorgesehen isto

At Füllelement nach den Punkten 2 und 3_ff gekennzeichnet dadurch, daß die Gasführungsnut (63) von der Einmündung des Spenngae~Abführkanals (62) her sich nach oben und ggfβ auch nach unten verjüngend ausgebildet istc

Füllelement nach Punkt 1 „ gekennzeichnet 'dadurch, daß in der äußeren Umfangsflache (71) der ringförmigen Spanngsskammer (34) im Bereich der Einmündung des Spanngas-Abführkanals (62) eine sich im wesentlichen spiralförmig erstreckende Gasführungsrippe (76) ausgebildet ist,, ,

6» Füllelement nach Punkt 5_$. gekennzeichnet dadurch« daß die Gasführungsrippe (76) in Umlauf richtung eines in der Spanngaskammer (34) von der tangential gerichteten Einmündung des Spanngas-Einführkanals (43) her erzeugten Spanngaswirbels schraubenförmig nach unten hinter der Einmündung des Spanngas-Abführkansls (62; 64) vorbei geführt ist»

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7, Füllelement nach Punkt 5 oder 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Gasführungsrippe (76) mit einer der Umlaufrichtung eines in der Spanngaskammer (34) von der tangential gerichteten Einmündung des Spanngas-Einführkanals (43)' her erzeugten Spanngaswirbels entgegenstehenden stellen Flanke (76a) und einer rückwärtigen flachen Flanke ausgebildet ist*

8« Füllelement nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Gasführungsrippe (76) mit ihrer steilen Flanke (76a) dicht hinter der Einmündung des Spanngas-Abführkanals (621 64) vorbeigeführt ist»

9» Füllelement nach einem öer Punkte 1 bis 8_f gekennzeichnet dadurch, daß der Spanngas-Abführkanal (62) ein bei Beginn der Spanngas-Zufuhr bei angepreßtem Gefäß kurzzeitig in Offenstellung steuerbares, ins Freie führendes Spanngas-Ablaßventil (67) enthalte

10« Füllelement nach einem öer Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß der Spanngas-Abführkanal (62) über eine enge Düse (65) in an sich bekannter W_eise ständig nach dem Freien offen ist, und zugleich einen Zweigkanal (64) mit wesentlich größerem, wirksameiuDurchlaßquerschnitt aufweist, der ein in Offenstellung steuerbares, ins Freie führendes Spanngas-Ablaßventil (67) enthält»

11« Füllelement nach Punkt 1 mit einem ein elektrisches Schließ-Steuersignal für das Flüssigkeitsventil erzeugenden Schaltorgan, gekennzeichnet dadurch_s daß das

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Schaltorgan (55) als gegenüber dem Füllrohr (32) und dem Füllelementkörper (25) elektrisch isolierter, auf der Außenfläche des Füllrohres (32) angebrachter elektrischer Leiter ausgebildet ist_f und sich bis in die ringförmige Spanngasksrnmer (34) erstreckt und daß Teile für den elektrischen Anschluß des Schaltorgans (55) im Inneren der ringförmigen Spanngaskammer (34) angeordnet sind,,

12e Füllelement nach Punkt 11 _f gekennzeichnet dadurch, ά&?$ der elektrische Anschluß für das Schaltorgan (55) einen gegenüber dem Füllelementkörper (25) elektrisch isolierten Kontaktstift (56) enthält,, der sich im wesentlichen radial durch die ringförmige Spanngaskammer (34) erstreckt und federnd gegen das Schaltorgan (55) am Füllrohr (32) gedruckt ist*

Dazu 3 Blatt Zeichnungen