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Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Flaschen Die Erfindung `betrifft
ein. Verfahren und eine Vorrichtung zum Füllen von Flaschen und ähnlichen Gefäßen
mit kohlensäurehaltiger Flüssigkeit. Bekanntlich wird beire Füllen von Flaschen
eine Flüssigkeitsmenge und eine dar@iberliegende Gasmenge in einer Kammer unter
Druck gehalten., aus der die Flüssigkeit unter Gegendruck den Gefäßen zugeleitet
wird. Der G,ge:nd.ruck wird dadurch erzeugt, daß das zu füllende Gefäß in Verbindung
mit dem das Gas enthaltenden Teil der Kammer gebracht wird, so daß in dem Gefäß
ein Druck entsteht, der im wesentlichen dem Gasdruck in dem oberen Teil der Kammer
entspricht. Alsdann wird die Flüssigkeit in das Gefäß geleitet, während (las in
dem Gefäß befindliche Gas in den.. Gasraum des Vorratsbehälters zurückströmt. Nach.
Beendigung der Flüssigkeitszuführung wird der Kopfraum der Flasche mit der Außenluft
in Verbindung gebracht, also, entlüftet. bevor das Gefäß von dem Füllkopf abgenommen.
wird.
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Dieses Verfahren. bzw. die zu seiner Ausführung 1),-,nutzten Einrichtungen
haben den Nachteil, daß die Einführung des Spanngases eine verhältnismäßig lange
Zeit in Anspruch nimmt. Bei den praktisch verwendeten rotierenden Fülltischen, bei
denen für den gesamten Füllvorgang etwa. 320 bis 325° einer Umdrehung zur Verfügung
stehen, beträgt der Weg, w 2 'ihr endessen das Füllkopfventil entsprechend eingestellt
und in. der Flasche der Gegendruck erzeugt wird, etwa 30°, und das Entlüften der
Flasche! benötigt weitere 30° der Bahn, so, daß für das eigentliche Einfüllen nur
noch etwa 265° zur Verfügung stehen. Hierdurch bestimmt sich in erster Linie die.
Ausbeute- an gefüllten Gefäßen.
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Da eine kohlensäurehaltige Flüssigkeit nicht zu schnell einfließen
darf, läßt sich zur Steigerung der Ausbeute die: Drehgeschwindigkeit des Fülltisches
nicht sehr steigern, und eine Vergrößerung der Anzahl der Füllköpfe; bringt eine
Vergrößerung der Maschine mit sich, wodurch, abgesehen von den erhöhten Beschaffungskosten,
auch die Raumfrage eine Rolle spielt. Man kann deswegen über einen Durchmesser von
etwa 180 cm im allgemeinen nicht hinausgehen.
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Es sind, auch schon Verfahren zum Füllen von Flaschen und dazugehörige
Vorrichtungen, bekannt, bei denen eine weitere, unter einem höheren Druck stehende!
Gasmenge als Spanngas oder Druckgas vorhanden ist, die eine gesteuerte Verbindung
mit einem in der Füllstellung befindlichen Gefäß hat. Hierbei wird als regelndes,
Mittel für die. Höhe des Vordrucks der Druck der Rückluft verwendet. Eine Beschle@unigung
des Vorspannens wird aber dadurch nicht erzielt.
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Ferner ist eine Vorrichtung zum Füllen von Flaschen bekanntgeworden,
deren Füllorgan einen Ka.na,l aufweist, der nach der Außenluft führt und zum Herstellen
des Druckausgleichs bei Beendigung des Füllvorgangs dient..
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Die Erfindung hilft nun diesem Nachteil dadurch ab, daß zuerst unter
dem höheren. Druck stehendes Gas durch für kurze Zeit zur Deckung gebrachte Öffnungen
von solcher Größe in das Gefäß fließt, daß der dadurch in dem Gefäß erzeugte Druck
den Druck oberhalb der Flüssigkeit in der Kaanmer nicht übersteigt, und daß, während
dieser Druck in dem Gefäß besteht, in an sich bekannter Weise ein Fließen. der Flüssigkeit
aus der Kammer in das Gefäß eingeleitet und Gas aus dem Gefäß in die Gasmenge in
der Kammer abg° eitet wird. Es hat sich gezeigt, daß bei einer solchen Einrichtung
der sonst übliche Weg für das Spanngasstadium von 30° der Drehbahn. auf ungefähr
7,5° herabgesetzt werden kann, so daß 22,5° für das Einfließen der Flüssigkeit frei
werden. Die Ausbeute der Maschine läßt sich dadurch bei einer Haschine mit fünfzig
Füllköpfen, um etwa drei Flaschen für jede Umdrehung des Fülltisches vergrößern.
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Die, Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Füllen von Flaschen
nach diesem Verfahren., die, aus einer Kammer für eine: Flüssigkeitsmenge, und eine
darüber befindliche Gasmenge besteht, ferner einem Träger für die mit Flüssigkeit
in der Kammer zu
füllenden Gefäße, Gas- und Luftkanälen zwischen
der Kammer und jedem in der Füllstellung befindlichen Gefäß, einem Vorratsbehälter
für eine Gasmenge mit höherem Druck als demjenigen des Gases in der Kammer und Mitteln.,
die. das unter höherem Druck stehende Gas aus dem Vorratsbehälter in das Gefäß treten
lassen, wobei gemäß der Erfindung durch eine die Verbindung des Hochdruckvorratsbehälters
mit denn Gefäß der Dauer nach beschränkende. Vorrichtung, durch die in dem Gefäß
vor dem Einfüllen der Flüssigkeit rasch ein Gegendruck von ungefähr der Höhe des
Druckes in der Kammer hergestellt wird, vorgesehen ist.
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Es ist hierbei gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in der Spanngasleitung,
die den Hochdruckvorratsbehälter und ein Füllmundstück verbindet, ein Steuerorgan
vorgesehen, durch das die Rückgasleitung hindurchgeht, die den Gas enthaltenden
Teil der Füllkammer mit dem Mundstück verbindet. Ferner führt durch das Steuerorgan
eine Flüssigkeitsleitung, die den die Flüssigkeit enthaltenden Teil der Füllkammer
mit dem Mundstück verbindet. Das Steuerorgan weist in weiterer Ausbildung der Erfindung
einen Kanal auf, der in bekannter Weise nach der Außenluft führt und bei der zuletzt
erfolgenden Öffnung der Rückgasleitung mit dieser in Verbindung gelangt.
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Die. Zeichnung zeigt als Beispiel eine Ausführungsform der Vorrichtung
gemäß der Erfindung.
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Fig. 1 ist ein radialer Schnitt durch den oberen Teil einer Getränke-Abfüllmaschine;
Fig. 2 ist eine Vorderansicht eines Füllkopfes; Fig. 3 ist ein axialer Schnitt durch
den Füllkopf nach Fig. 2 ; Fig. 4 ist ein. Querschnitt durch den Füllkopfkörper
längs der gebrochenen Linie 4-4 in Fig. 5; Fig. 5 ist eine Ansicht der Sitzfläche
des Füllkopfkörpers ; Fig. 6 ist eine Einzeldarstellung eines Querschnittes längs
der Linie 6-6 in Fig. 5; Fig. 7 ist ein Querschnitt längs der gebrochenen
Linive 7-7 in Fig. 5 ; Fig. 8, 9 und 10 sind Einzeldarstellungen von Querschnitt-en
längs der entsprechend numerierten Linien in Fig. 5 ; Fig. 11 ist eine: Vorderansicht
der Drehscheibe des Füllkopfes ; Fig. 12 his 16 sind Schnitte längs der entsprechend
numerierten Linien in Fig. 11 Fig. 17 ist ein Schnitt durch den Füllkopfkörper und
den Drehschieber, wobei der Drehschieber in einem im wesentlichen längs der Linie
17-17 von Fig. 3 verlaufenden Querschnitt gezeigt ist; die Darstellung zeigt den
Drehschieber in der neutralen oder geschlossenen Stellung: Fig. 18 ist ein Schnitt
ähnlich. Fig. 17, jedoch sind gewisse Einzelheiten dieser Figur fortgelassen.; der
Drehschieber ist hier in der Stellung für das Gegendruckstadium Fig. 19 ist ein
Schnitt ähnlich Fig. 18, zeigt jedoch den Drehschieber in der Einstellung für das
Füllstadium, und Fig. 20 ist ein Schnitt ähnlich. Fig. 18, zeigt aber den. Drehschieber
in der Stellung, die er während des Abblase.ns eines Gefäßes und beim Ausblasen
der Leitungen des Kopfes einnimmt.
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Fig. 1 zeigt eine Getränke-Abfüllmaschine bekannter Art mit einer
feststehenden Grundplatte und Lagerpfosten und einer drehbar daran angebrachten
hohlen Säule 30. Die Säule 30 trägt einen nicht dargestellten Fülltisch, der mit
einer Anzahl von Flaschentragplatten 32 versehen. ist. Die Säule und der Tisch laufen
um den Lagerpfosten um, angetrieben durch einen. Motor und ein Getriebe, z. B. ein
Kurvengetriebe, das die Gefäßtragplatten 32 senkt, um ein Gefäß C von einer Zuführvorrichtung
aufzunehmen, und dieses dann hebt, um es mit dem nach unten gerichteten Füllkopf
34 in Eingriff zu bringen, so daß der Füllarbeitsgang für das Gefäß durchgeführt
werden kann. Danach senkt sich die Tragplatte, so daß das Gefäß mittels der üblichen
Abgabevorrichtung von der Platte entfernt werden kann.
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Die Säule 30 trägt auch eine Kammer 36 mit einem waagerechten, außen
aufwärts gebogenen Flansch 38 und einen Kranz 40. Die Füllköpfe 34 sind an dem Kranz
40 in der üblichen Weise befestigt und gegenüber den entsprechenden Füllplattformen
32 in lotrechter Richtung ausgerichtet. Von dein Kranz 40 aus erstreckt sich eine
Haube 42 nach dem oberen Teil der Kammer 36, die die Rohrleitungen umschließt, die
zwischen den Füllköpfen und der Kammer umlaufen.
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Wenn die Füllmaschine zum Füllen von Flaschen oder anderen Gefäßen
mit Bier verwendet wird, wird das Bier aus einem Faß durch eine Leitung 44 zu dem
unteren Teil der Kammer 36 geleitet. Um das Bier in der Kamn ier ii, der gewünschten
Höhe und unter richtigem Druck zu halten, wird dem oberen Teil der Kaninicr 36 t-on
einer Druckduelle durch eine Leitung 46 (Fig. 1 ) Gas oder Luft zugeführt. Diese
Leitung 46, die sich mit der Säule 30 dreht, ist mit einer ortsfesten Leitung verbunden,
die von der Quelle des Druckgases nach der Grundplatte der Maschine führt.
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Die Leitung 46 geht durch die: untere Wand der Kammer 36 und mündet
in einen Kanal 48, der sich durch einen Schenkel eines an dem Vorratsbehälter befestigten
Dreifußes 50 erstreckt. Der Dreifuß 50 weist eine nach oben gerichtete Säule; 52
auf, und der Kanal 48 mündet an der Oberfläche der Säule 52. Ein Schwimmer 56 gleitet
in lotrechter Richtung an. der Säule52 entsprechend dem Spiegel des Bieres in dem
Vorratsbehälter. Der Schwimmer weist eine Muffe 58 auf, die: die Säule umgibt. In
ihrem oberen. Teil trägt die :Muffe 58 ein bewegliches Ventil 60, das mit Dichtungsscheiben
62 und 64 versehen ist. Die Dichtung 62 sperrt bei ihrer Anlage an dein Kanal 48
die Gaszufuhr zu der Kammer 36 ab, wenn der Bierspiegel fällt. Wenn der Bierspiegel
ansteigt, legt sich die obere Dichtung 64 gegen eine Reihe von Öffnungen einer Kammer
66, die an dem oberen Ende eines von der Säule 52 aus nach aufwärts ragenden. Rohres
68 liegt und mit einer Bohrung des Rohres 68 in Verbindung steht. Letztere mündet
in einen Kanal 70, der durch einen anderen Schenkel des Dreifußes 50 läuft und durch
eine Auslaßleitung 72 mit der Außenluft in '\'erhindung steht.
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Der Schwimmer 56 und das Ventil 60 arbeiten in bekannter Weise und
halten den Bierspiegel in der Fiillka.mnier in einer vorbestimmten Höhe: und unter
einem vorbestimmten Druck.
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`'on der Gaszufuhrleitung 46 führt eine waagerechte Abzweigleitung
74 zu einem Hochdruckvorratsbehälter 76, der vorzugsweise an, der unteren Fläche
des Flansches 38 befestigt ist. In, der Leitung 74 können ein Druckregler 78 und
ein Manometer angeordnet sein. Ersterer dient dazu, das Gas unter einem gewünschten
Druck nach dem Vorratsbehälter 76 zu liefern, von dein aus eine Leitung 80 nach
einem ringsherum laufenden Verteiler 82 läuft, der den Füllbehälter 36 unmittelbar
an und, über denn Kranz 40 umgibt und neben den Füllköpfen 34 liegt. Von dem
Verteiler
geht eine Anzahl von Rohren 84 aus, die die einztlnen Füllköpfe 34 mit den Verteiler
82 verliindeii.
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Die Gasleitung 46 kann z. B. mit. einer Quelle von Kohlendioxydgas
verbunden sein und unter einem Druck von 2,1 atü stehen.. Wenn das Gas in dein oberen
Teil des Vorratsbehälters 36 einen Druck von 0,37 bis 0,42 atü erreichen soll, wird
der Regler 78
so eingestellt, daß er einun Druck von ungefähr 1,3 atü in.
dem Vorratsbehälter 76 und. dem Verteiler 82 hält. Auch wenn der Kanal 48 nach der
Leitung 46 und, der Druckquell-: von 1,3 atü hin offen ist, hält das durch den Schwimmer
56 des Füllbehälters betätigte Ventil 60 :lnen. Gasdruck in den Füllbehälter 36,
der dem Druck der Flüssigkeitsquelle entspricht. Wenn. beispielsweisu die Leitung
44 mit einem Bierfaß verbunden ist, das unter einem Druck steht, der das Bier init
einem Druck von 0,37 bis 0,42 atü in die Kammer 36 fördert, dann drosselt das Schwimmerventil
60 den Gastrom von dem Kanal 48 ab" um den obentrwähnten Druck von 0,37 bis 0,42
atü in dem oberen. Teil der Kammer 36 aufrechtzuerhalten.
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Daraus ergibt sich, daß das Gas in dem oberen Teil der Kammer, das
üblicherweise: auf die, Gefäße zur Erzeugung des Gasdruckes wirkt, einen normalen
Druck, aber das Gas in dem Verteiler 82, das hier zur Erzeugung df-s Gegend.ruclees
in den Gefäßen dient, einen wesentlich höheren Druck haben kann.
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Die Anardn.ung dies Gasvorratsbehälters 76 zwischen dem Druckregler
78 und dem Verteiler 82 gewährleistet, daß der Druck nicht infolge einer Drosselwirkung
an dem Druckregler sinkt.
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Ein Füllkopf 34 gemäß der Erfindung ist in Fig. 2 und 3 dargestellt.
Jeder Füllkopf weist einen Körper 88 auf, der an seiner Innenseite: durch eine an.
dem Kranz 40 (Fig. 1) befestigte Platte 90 abgeschlossen ist. An jedem Körper 88
ist als Schiebeirspiegel eine ebne: Fläche 92 von kreisförmigem Umriß vorg,-s--,h,-"n,
an. der verschiedne Kanäle münden. Aus der Mitte der Sitzfläche 92 ragt ein Zapfen
94 hervor, auf dem ein. Schieber 96 drehbar angebracht ist, in dessen Fläche 98
verschiedene innerhalb des Schiebers liegende Kanäle münden, die mit verschiedenen
Kanälen, des Körpers 88 in Verbindung kommen. können, um die Ströme von Gas und
Flüssigkeit durch den Füllkopf 34 zu steuern.. Der Drehschieber 96 legt sich gegen
eine an sich bekannte" zusä.mmendrückbare und nachgiebige Scheibe; 95.
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Dr Körper 88 trägt in der üblichen Weise einen mit Gewinde versehenen.
Stutzen 100, an dem ein Paßstück 102 mittels einer Überwurfmutte:r 104 befestigt
ist. Das Füllrohr 106 des Füllkopfes ist in der glitte des Paßstückes. 102 so gelagert,
daß es nach unten nach der entsprechenden Füllplatte 32 zu gerichtet ist. Auf dem
Füllrohr 106 ist gleitbar eine: Zentrierglocke 108 für das Gefäß vorgesehen, die;
sich mit einem Dichtungsring 110 gegen das Mundstück eines Gefäßes C dicht anlegen
kann. In der an-Stellung (Fig.2 und 3) befindet sich die, Zentrierglocke 108 dicht
an einer ringförmigen Dichtung 112 an der unteren Fläche des Paßstücke@s 102. Dic
Bob,rung der Zentrierglocke ist mit einem schra,ubengangförmige:n Kanal 114 versehen,
der das Füllrohr umgibt und dessen unteres Ende- innerhalb des Dichtungsringes 110
mündet, so daß es mit dem Mundstück der Flasche in Verbindung steht. Das ol:"re
Ende. des Kanals 114 mündet in einer Vertiefung oder Kammer 115 an der unteren Fläche
des Paßstückes 102 und. innerhalb der Dichtung 112, so daß die Kammer 115 dadurch
das Füllrohr 106 umgibt. Wie am bz7sten in Fig. 20 -,rsichtlich, verlaufen zwei
Kanäle 116 und 117 schräg zur oberen Fläche des Paßstückes 102. Die Kanäle sind.
nach oben und außen geneigt und liegen in verschiedenen. radialen Ebenen.. Sie sind
an ihrem oberen Ende mit je einer Büchse versehen. Die Bohrung der Büchse.
118 des Kanals 116 hat die! gleiche- Größe wie dieser Kanal, aber die Büchse
119 des Kanals 117 hat eine engere Bohrung als der Kanal 117.
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Aus Fig. 17 ist ersichtlich, daß der Drehschieber 96 drei Kanäle
L, CP und CPR aufweist. Der Kanal L
dient für den Flüssigkeitsstrom,
der Kanal CP für den Gegendruckstrom und. der Kanal CPR sowohl für den. Rückstrom
als auch zum Entlüften und Ausblasen. Die, Kanäle L und. CP (Fig. 13 und
16-) sind U-förmig und liegen in zur Achse des Drehschiebers parallelen Ebenen.
Wie: aus Fig. 17 ersichtlich, ist der Kanal CPR winkelförmig und liegt in einer
radialen Ebene, tr weist sowohl an; dün Enden eine Mündung nach der Sitzfläche zu
auf als auch eine dazwischen in dem Scheitel seines Winkels liegende- Öffnung.
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Fig.17 bis 20 zeigen den Drehschieber in den Stellungen., die, er
während der verschiedenen Stadien des Kreislaufes einnimmt. Bei diesen. Figuren.
ist Fig. 17 ein genauer Schnitt in einer radialen Ebene, bei den Fig. 18 bis 20
dagegen sind gewisse: Einzelheiten fortgelassen. Wenn. eine Öffnung des Drehschiebers
sich mit. einer Öffnung des Spiegels überdeckt, ist die Öffnung des Spiegels schematisch
durch Einen Kreis geringerer Größe angedeutet, so daß die. Übereinstimmung der beiden.
Öffnungen deutlicher wird. Die verschiedenen Kanäle des Körpers 88 sind am bersten
im einzelnen in Fig. -1 bis 10, die Kanäle des Dre:lischi.ebers 96 besonders in
Fig. 11 bis 16 gezeigt. Neutrales Stadium Während des neutralen Stadiums des Füllkreislaufes
eines Füllkopfes 34 sind. die Kanäle des Drehschiebers 96 gegenüber den Kanälen
des Körpers 88 so angeordnet, daß kein Gas und keine Flüssigkeit durch den Füllkopf
34 strömen. (Fig. 17 ). Obwohl eine Öffnung 120 des Flüssigkeitskanals L des Drehschiebers
sich mit der Öffnung 124 der Flüssigkeitsleitung 126 (Fig.4) des Körpers überdeckt,
befindet sich die andere, Öffnung 128 des Kanals L gegenüber einem glatten Teil
der Sitzfläche des Körpers oder gegenüber der Dichtung 95, es strömt daher keine
Flüssigkeit durch den. Füllkopf. Keine der Öffnungen der Gasstromkanäle CP oder
CPR deckt sich während des neutralen Stadiums mit irgendeinem Gaskanal des Körpers.
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Der Drehschiebeir 96 ist mit zwei radial verlaufenden Armen 130 und
132 versehen. Die- Stellung dieser Arme während des neutralen Stadiums ist durch
ausgezogene, Linien in. Fig. 2 gezeigt, aus der ersichtlich ist, da.ß der Arm 130
in einer im wesentlichen lotrechten Ebene nach unten gerichtet ist, während sich
der Arm 132 nach oben erstreckt.
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Während sich der Drehschieber eines Füllkopfes in der neutralen Stellung
befindet, wird ein zu füllendes Gefäß C durch eine Zuführvorrichtung auf die entsprechende
Füllplattform 32 gebracht, alsdann hebt die Füllplattform das Gefäß in die in Fig.2
und 3 gez-cigte Stellung, wobei sein Mundstück mit dem Dichtungsring 110 der Zentrierglocke
108 in Eingriff kommt und die Zentricrglocke längs des Flüssigkeits.rolires 106
nach oben gleitest, bis die obere Fläche der Zentrierglocke an der Dichtung 112
an dem unteren Ende des Paßstückes 102 anliegt. Mim
dies geschieht,
ist der Behälter C gegenüber dem Füllkopf abgedichtet.
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Vorspannstadium Wenn sich der Fülltisch und der Vorratsbehälter der
Maschine in Uhrzeigerrichtung drehen und die Füllköpfe in. Richtung des Pfeiles-4
in Fig. 2 und 17 bis 20 mitnehmen, kommt der untere Arm 130 eines Drehschiebers
96 mit einer Gegendruckklinke in Berührung, so. daß sich der Drehschieber 96 in.
Richtung des Pfeiles R (Fig. 2), d. h.. entgegen der Uhrzeigerrichtung, um den Zapfen
94 in die in gestrichelten Linien gezeichnete, dem Vorspannstadium entsprechende
Stellung (Fig.2) dreht. Die Stellung, die die; Drebschieberkanäle während des Vorspannstadiums
gegenüber dein Kanälen des Körpers einnehmen, ist in Fig. 18 gezeigt. Während dieser
Drehung geht der Kanal CPR durch. die in Fig. 20 gezeigte: Stellung hindurch, die,
später unter der überschrift »Abblasstadium« behandelt wird. Während des Vorbeiganges
herrschen aber in dem Kanal CPR und. in dem Behälter kein Überdruck, so daß die
Deckung der Kanäle keine Wirkung hat.
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Wie in Fig. 18 gezeigt, bringt die Drehung des Drehschiebers 96 in
die Stellung für das Vorspannstadium die Öffnung 120 des Flüssigkeitskanals L außer
Deckung mit der Flüssigkeitszuführöffn.ung 124. des Körpers 88, reicht aber nicht
aus, um die andere Öffnung 128 des Kanals L mit der Öffnung 124 zur Deckung zu bringen.
Der Gegendruc:kkana.l CP in dem Drehschieber 96 wird mit den. Öffnungen des Körpers
zur Deckung gebracht, so daß das Gas aus dem HochdruclLverteife:r 82 in folgender
Weise zu dem Gefäß C strömt: von dem Verteiler 82 durch das Rohr 84 zu einer Aussparung
138 (Fig. 9) an der hinteren Fläche des Körpers 88 und von hier durch einen Kanal
140, der durch den Körper hindurchgeht, zu dessen Sitzfläche 92. Die: Mündung des
Kanals 140 (Fig. 18) ist durch einen. Kreis geringerer Größe in Deckung mit der
Öffnung 142 des Drehschieberkanals CP angedeutet; das Gas fließt aus dem Verteiler
82 in diesen Drebschieberkanal. Die. andere Öffnung 144 des Kanals CP deckt sieh
mit der Öffnung 145 des winkelförmigen Kanals 146 (Fig. 7) des Körpers 88, wobei
der Kanal 146 nach unten gerichtet ist (Fig. 18) und sich mit einem Kanal 116 des
Paßstückes 102 deckt, der in die Aussparung 115 an dem unteren Ende des Paß.stückes.
mündet. `Fenn die Zen.trierglocke und das Gefäß gegenüber dem Paßstück 102 abgedichtet
sind, strömt das Gas aus dem Verteiler 82 über die. Aussparung 115 und durch dein
schraubengangförmigen Kanal 114 in das Gefäß.
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Der b@eschrieb.ene- @,#Te:g des Vorspann:Gasstromes ist nur für eine
äußerst kurze Zeitspanne offen. Wenn z. D. die Füllmaschine fünfzig Füllköpfe und
Flaschentragplatten aufweist und der Fülltisch sich mit einer solchen Geschwindigkeit
dreht, daß 250 bis 340 Flaschen Pro -L\.Iinute gefüllt werden. und. wenn der Druck
in dein Verteiler 82 ungefähr 1,3 atü beträgt, braucht das Vorspannstadium narr
ungefähr 1/4 Sekunde zu bestehen, um einen Gegendruck von etwa 0,28 atü in der Flasche,
C zu erzeugen. Wenn der über der Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter 36 vorhandenc
Druck 0,37 bis 0,42 atü beträgt, Bewirkt ein Gegendruck von 0,28 atü in der Flasche
C während des folgenden Füllstadiums einen Flüssigkeitsfluß, der etwas schneller
ist, als «renn er allein durch die Schweirkra:ft hervorgerufen würde.. Ein Fließen
der Flüssigkeit infolge der Schwerkraft allein ist zwar weniger geeignet, eine Schaumbildung
hervorzurufen, aber auch wenn der verminderte Druck in dem Gefäß C ein etwas schnelleres
Fließen bewirkt, tritt keine Schparnbildung auf, oder sie ist so gering, daß sie
nicht ins Gewicht fällt.
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Bei einer Füllmaschine, die die oben. aufgeführten Merkmale und die:
oben.erwähnt:e Leistung hat und bei der der Gegendruck in dem Behälter unmittelbar
von dem Gas über der Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter 36 erzeugt wird und ungefähr
0,37 bis 0,42 atü beträgt, muß das Vorspannstadium annähernd 1 Sekunde aufrechterhalten
«-erden, d. h. claß sich ein Füllkopf dabei ungefähr 45 cm mit dem Fülltisch bewegt.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung bewegt sich der Füllkopf während des Vorsparrnstadiums
nur ungefälir 10 crn mit dein Fülltisch.
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Der so durch das Gegendrucksystem gemäß der Erfindung eingesparte
Weg und die Zeit können für das Einfließen der Flüssigkeit verwendet werden. 111it
anderen `'orten. die Drehgeschwindigkeit der 1,rlaschine kann gesteigert werden.
und die Gefäße können beim Füllen üh; r einen längeren Bogen mit höherer linearer
Geschwindigkeit als bisher bewegt werden, so daß eine größere Stundelileistung erzielt
wird. Einflußstadiurn der Flüssigkeit Wenn sich eil' Füllkopf ungefähr 10 cm mit
einem Vorratsbehälter in. Richtung des Pfeiles A (Fig. 2) bewegt hat, berührt der
untere Arrii 130 des Drehschiehers eine zweite Klinke, die das Ventil
96 um den Zapfen 94 in Richtung des Pfeiles R weiterdreht und dadurch die
Kanäle, des Ventils 96 gegenüber den Kanälen des Körpers in die in Fig. 19 gezeigte.
Stellung bewegt. Wie in Fig. 19 gezeigt, wird der Gegendruckga.skanal CP des Drehschiebers
jetzt an beiden Enden verschlossen, cl. 1i., die Uffnting 142 kommt außer Deckung
mit der Spanngasleitung 138, die von dein Verteiler 82 kommt, und die Öffnung 144
deckt sich nicht mehr mit der Öffnung 145 der Spanngasleitung 146, die nach dein
Gefäß C führt.
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Die Mündung 128 des Flüssigkeitskanals I_ des Drelisc.hi,eliers deckt
sich nun mit cler Öffnung 124 der Flüssigkeitsleitung 126 und seine andere Mündung
120 mit der Öffnung 150 einer winke,lförrnigen Flüssigkeitsleitung 152 (Fig. 7)
in dein Körper 88. Der Kanal 152 verläuft abwärts nach dem Flüssigkeitsrohr 106.
Die Flüssigkeitsleitung 126 (Fig. 6) erweitc.rt sich an ihrem hinteren Ende und
nimmt entsprechend der üblichen Ausführung ein Kugelventil 154 auf. Sie ist mit
einem Rohr 156 verbunden, das sich nach dein unteren Teil der Kammer 36 erstreckt.
Die Flüssigkeit fließt daher durch das Rohr 156 und dann durch die Leitung 126 des
Körpers in den U-förmigen Flüssigkeitskanal L des Drehschiebers und von hier nach
unten. durch dein Kanal 150 und das Füllrohr 106 in, die Flasche. C. Da, der Gegendruck
irr der Flasche im wesentlichen dem Druck über der Flüssigkeit in dein Vorratsbehälter
36 entspricht, fließt die Flüssigkeit nicht so schnell in die Flasche, daß Schaum
entstehen könnte.
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Während die Flüssigkeit in das Gefäß C fließt, geh; n das Gegeadruckgas
und die Luft in dem Gefäß C auf folgende Weise nach dein oberen Teil der Kammer
36 zurück: durch den schraubengangförmigen Kanal 114 zu der Aussparung 115, dann
durch den Ka.na:l 117 (Fig. 3 und 20) in den Paßstück 102. Die enge Bohrung der
Muffe 119 in dein Kanal 117 beengt diesen Rückstrom wie üblich. Die: Muffe 119 mündet
in einen winkelförmigen Kanal 164 in dem Körper 88. Die Form des Kanals 164 ist
auch' in
Fig. 8 gezeigt, aus der auch ersichtlich ist, daß er durch
eine Öffnung 166 nach der Sitzfläche 92 des Körpers zu mündet. Das aus dem Kanal
164 und der Mündung 166 ausströmende Gas dringt in, eine Öffnung 168 an. dem .einen
Ende des Drehschieberkanals CPR ein und verläßt diesen durch eine Öffnung 172 in
dem Kanal CPR, die sich mit einer Öffnung 174 des im Körper 88 angeordneten Kanals
176 deckt. Der Kanal 176 erstreckt sich zur hinteren Fläche des Körpers (Fig.
7) hin. und, steht mit einem Rohr 178 in Verbindung, das von dem Füllkopf
zu dem oberen, Gas enthaltenden Teil des Vorratsbehälters 36 führt. Diese. Rückgasleitung
178 mündet in einen Ringraum 180, der mit dem Vorratsbehälter in Verbindung steht,
um zu verhüten, da.ß Schaum den Teil der Kammer neb°n. der Kanalmündung versperrt.
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Wie in Fig. 19 gezeigt, liegt ein Schenkel 182 des winkelförmigen.
Kanals CPR beim Rückfluß des Gegendruckes außerhalb, der Strömungsbahn, so daß di.e
Öffnung 184 an dem freien Ende dieses Schenkels einem vollen Teil der Dichtung 95
gegenüberliegt.
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Der einzige Teil des Rückweges für das Rückgas, der auch als Spanngasleitung
verwendet wird, ist der schra.ubengangförmige Kanal 114 der Zentrierglocke 108 und
die Aussparung 115 an dem unteren. Ende des Paß;tückes 102. Mit anderen Worten,
der Gegendruck dringt in die Aussparung durch den Kanal 116 ein, während -er aus
der Aussparung durch den Kanal 117 zurückgeht.
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Die Flüssigkeit fließt so lange in das Gefäß und das Gas strömt so
lange: aus dem Gefäß in die Kammer 36, bis das Gefäß vollständig mit der Flüssigkeit
gefüllt ist, wobei dann auch das Flüssigkeitsrohr 106 mit Flüssigkeit gefüllt ist.
Die nächste Klinke zur Drehung des Schiebers liegt gegenüber der Drehbahn des Fülltisches
so, da.ß der Drehschieber 96 nach e-incm möglichst langen Weg in die: neutrale Stellung
zurückgebracht wird. Das kann zur Folge haben, daß sich etwas Flüssigkeit in den.
unteren Teil der Rückgasleitung der Füllköpfe mit schnellerem Fluß hineinbewegt;
aber dieser Möglichkeit wird, wie spät-:r beschrieben. Rechnung getragen. Abblasstadium
Wenn der Flüssigkeitsstrom abgesperrt -,,werden soll, wird der Drehschieber 96 in
Uhrzeigerrichtung aus der in Fig.2 in strichpunktierten Linien gezeigten, dem Füllstadium
entsprechenden. Stellung, bei der die
Kanäle sich in der in Fig. 19 gezeigten.
Weise decken, in die in Fig. 2 in ausgezogenen. Linien und mit »Neutrales Stadium«
bezeichnete: Stellung gedreht, in der die Kanäle die in Fig. 17 gezeigte Decklage
haben. Diese: Rückbewegung `,wird dadurch erreicht, daß der obere Arm. 132 des Drehschiebers
96 mit einer Entlüftungsklinke in Berührung kommt, die ungefähr 2871!_° von der
Füllklinke entfernt ist, nicht, wie sonst üblich, 265°.
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Nachdem sich der Drehschieber 96 um ungefähr 60° aus der Stellung
nach Fig. 19 in Uhrzeigerrichtung (Pfeil RR in Fig. 19) gedreht hat, geht er durch
die in Fig. 20 gezeigte Stellung hindurch und ermöglicht ein Abblasen des Gases
aus dem Gefäß zur Außenluft. Die Stellung der Arme 130 und 132 der Ventilscheibe
in diesem Augenblick ist in Fig.2 in strichpunktierten Linien gezeigt.
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Wenn der winkelförmige Kanal CPR durch die Stellung nach Fig.20 geht,
wird Druck von dem Bfhälter nach der Außenluft abgeblasen, wie durch den. Pfeil
S in Fig. 20 gezeigt. Das Gas bewegt sich von der Aussparung 115 des Paßstückes
nach oben durch die Kanäle 117 und 164 und durch die Öffnung 166 in die Drehschieberöffnung
172 und strömt dann nach unten in den Kanal CPR zur Öffnung 168 und dringt. in eine
Öffnung 188 ein, die in den nach der Außenluft führenden Kanal 190 des Körpers mündet.
Die Form dee. Kanals 190 ist am besten. in. Fig.5 und 10 gezeigt, aus denen, ersichtlich
ist., daß zwar die Öffnung 188 des Kanals 190 in der gleichen Querebene liegt wie
die Rückgasleitung 164, der ganze Kanal 190 aber dichter an der Sitzfläche 92 angeordnet
ist als der größere Teil der Leitung 164.
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Obwohl die erwähnte Deckung der Kanäle nur von äußerst kurzer Dauer
ist, ergibt doch die Tatsache, daß das Gas in dem Gefäß C und den Kanälen unter
Oberdruck steht, daß es nach außen, strömt. Dieses Abströmen oder Abblasen vermindert
dein. Druck innerhalb des Gefäßes so weit, daß der Gefäßinhalt nicht schäumt, wenn,
sich das. Gefäß nun von dem Füllkopf fortbewegt und seine. Mündung zur Außenluft
geöffnet ist. -Aus Fig. 20 geht hervor, daß in. dem Augenblick, in dem das Gefäß
C mit der Außenluft in Verbindung gebracht wird, auch die Spanngasleitung 178, die
in den Ringraum 180 mündet, mit der Außenluft in Verbindung steht, da: sich die
Öffnung 184 an dem hinteren Ende des Kanals CPR mit der Öffnung 174 des Körpers
deckt, die zu dem Rohr 178 führt. Das verhältnismäßig große Gasvolumen in der Kammer
36 wird durch diese kurze Deckung nicht wesentlich verkleinert, wogegen der Drucknachlaß
von den verhältnismäßig kleinen Füllkopfkanälen neben dem Gefäß C eine starke Wirkung
auf den Druck in dem Gefäß ausübt.
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Die. Bi,v,gung des Drehschiebers 96 setzt sich über die in Fig. 20
gezeigte, Stellung hinaus fort, bis sie die in Fig. 17 gezeigte neutrale, Stellung
erreicht: hat, und zu dieser Zeit sind. alle durch den Drehschieber verlaufenden
Kanäle geschlossen,. Dann bewegen sich der Füllkopf und das Gefäß um ungefähr 15°
mit den Fülltisch, bevor sieh das Gefäß von dem Füllkopf absenkt, so daß nach einer
weiteren Drehung des Fülltisches um 15° das Gefäß von der Abgabevorrichtung ergriffen
und von der Füllplatte 32 entfernt wird. Die Zeitspanne zwischen dem Abblasen nach
Fig. 20 und dein Absenken des Gefäßes von. dem Füllkopf ermöglicht es denn Gefäßinhalt,
zur Ruhe zu kommen, wodurch w.iterhin die. Möglichkeit einer Schaumbildung verringert
wird, wenn das Gefäß von dem Füllkopf abgesenkt wird. Ausblasstadium -Nachdem sich
das Gefäß C von dem Füllkopf abgesenkt hat und bevor ein anderes Gefäß durch
die Zuführvorrichtung unter diesen Kopf gebracht wird. kann der Drehschieber 96
in die Stellung gemäß Fig. 20 zurückgedreht werden, so daß die, Füllkopfkanäle ausgeblasen
werden. Diese Bewegung des Drehschiebers 96 kann dadurch erzielt werden, daß in
der Bewegungsbahn des Füllkopfes eine Klinke vorgesehen, ist, die, mit dem unteren
Arm 130 in Eingriff kommt und ihn, in die in strichpunktierten Linien. gezeichnete,
das Ausblasstadium darstellende Stellung (Fig.2) bewegt. In dieser Lage nehmen die
Dre.hschieb-erkan.äle wieder die Stellung nach. Fig. 20 ein. Daher kann das Gas
von dem oberen Teil der Kammer 36 durch die Leitung 178 und durch den. Kanal 176
des Körpers und von hier durch den oberen Teil 182 des winkelförmigen Kanals CPR,
durch dessen Mittel-
Öffnung 172 und die Öffnung 166 des Kanals
164 und den Kanal 117 zu der Aussparung 115 des Paßstückes 102 strömen. Da die Zentrierglocke
108 jetzt von dem Paßstück 102 abgesenkt ist, strömt das Gas aus dein Kanal 117
unmittelbar zur Außenluft. Dieser Gasstrom aus der Kammer 36 durch die Rückgasleitung
stößt alle Flüssigkeit und allen Schaum au> dieser heraus, so daß sie für den Rückstrom
des Gases während des Füllens des folgenden Gefäßes frei sind. Da die untere Öffnung
168 des winkelförmigen Kanals CPR sich mit dem nach außen führenden Kanal 190 deckt,
wird Flüssigkeit oder Schaum, die während des vorangegangenen. Füllstadiums in diesen
Teil des Kanals gekommen sind. durch den Kanal 190 in die Außenluft geblasen.
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Das Ausblasstadium ist äußerst kurz, um einen merklichen Gasverlust
aus der Kammer 36 zu verhüten. Daher kommt, unmittelbar nachdem sich der Drehschieber
96 in die Ausblasstellung bewegt hat, der obere Arm 132 mit. einer Klinke in Berührung,
die die Scheibe in Uhrzeigerrichtung dreht und. sie in die neutrale Stellung zurückbringt.
Die weitere Drehung des Fülltisches bringt dann die Füllplatte in gleiche Richtung
mit der Zuführvorrichtung, so daß ein weiteres leeres Gefäß unter den. Füllkopf
gebracht und der beschriebene Füllkreislauf mit diesem Gefäß durchgeführt werden
kann.
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Alle Gaskanüle durch die Füllköpfe 34 können einen Durchmesser von
ungefähr 4 mm aufweisen, mit Ausnahme der Bohrung der :Muffe 119 in dem Kanal 164.
deren. Durchmesser ungefähr 0,8 mm beträgt. Diese Einengung verhütet einen zu starken
Druckstrom von dem Gefäß während des Abblasens und verhindert auch ein Ansteigen
der Flüssigkeit in dem Kanal 164 während des Füll- und Abblasesta.diums.
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Wenn der Druck in der Kammer 36 vergrößert wird, ist es gewöhnlich
wünschenswert, auch den Druck in dem Verteiler 82 zu steigern. Die Einstellung a)
des Druckes in dem Verteiler 82, b) der Drehgeschwindigkeit des Fülltisches oder
c) des Abstandes zwischen der Klinke für das Vorspannstadium und der Klinke für
das Füllstadium bestimmt den Gegendruck, der in einem Gefäß C erzeugt wird. Diese
drei Faktoren können in beliebiger Kombination verändert werden, wobei eine Vergrößerung
der Faktoren a) oder c) den Gefäßgegendruck steigert und eine @'e;rgröße.rurig des
Faktors b) den Gegendruck vermindert.
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Die Füllhöhe eines Gefäßes C kann nach Belieben durch die Höhenlage
einer Rückgasöffnung an dein Füllrohr gesteuert werden. Bei der beschriebenen Anordnung
wird die endgültige Füllhöhe durch die Verschiebung des Füllrohres eingestellt.