DE3101134A1 - Abfuellmaschine fuer eine behaelterkonditionierungsanlage, insbesondere fuer flaschen zur aufnahme kohlensaeurehaltiger fluessigkeiten - Google Patents

Description

Abfüllmaschine für eine Behälterkonditionicrungsanlage, insbesondere für Flaschen zur Aufnahme kohlensäurehalti-

ger Flüssigkeiten

Die Erfindung bezieht sich auf Abfüllmaschinen, die an Konditionierungsanlagen für Flaschen oder analoge Behälter angeordnet werden, die insbesondere zur Aufnahme kohlensäurehaltiger Flüssigkeiten bestimmt sind. Diese Abfüllmaschinen umfassen im allgemeinen wenigstens ein von einem Flüssigkeitsspeicher gespeistes Ventil, eine Eintrittsvorrichtung, welche die Flaschen in vertikaler Lage bis in die Nähe des Ventils transportiert, eine Vorrichtung zum Zuführen der Flaschen in Füllstellung sowie eine Vorrichtung zum Abführen der Flaschen.

Bei bekannten Abfüllmaschinen dieser Art werden die Flaschen unter das Ventil in vertikaler Lage geführt. Hieraus resultiert eine übermäßige Belüftung der Flüssigkeit, die die Tendenz hat, an der gesamten Innenfläche der Flasche zu haften und eine relativ instabile "Flüssigkeitsglocke", eine Quelle für Turbulenzen, Oxidation und Schäumen zu bilden. Diese Phänomene sind besonders störend bei Flaschen großen Fassungsvermögens (1 1 und mehr), welche dazu bestimmt sind, kohlensäurehaltige Flüssigkeiten,wie alkoholfreie Getränke, aufzunehmen.

Vo rgosch 1 «'lj.', ο η worden soll eine Abfüllmaschine, die merklich die Belüftung der J¹M üss igl<e i t. während des Füllvorgangs vermindert. Hierfür zeichnet sich die Abfüllmaschine der eingangs genannten Art dadurch aus, daß die Zuführungsvorrichtung Mittel zur momentanen Neigung jeder Flasche umfaßt.

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Vorzugsweise folgen die lintrittsvoriichtung und die Abführvorrichtung einer horizontal bezüglich des Ventils versetzten Bahn. Dies bringt einen erlieblichen Vorteil mit sich: bereits nach Beendigung des Füllvorgangs, wenn die Flasche in die vertikale Lage zurückgeführt wird, ist der oberhalb der Flasche befindliche Raum frei. Man kann also unmittelbar hinter dem Ventil eine Vorrichtung zur endgültigen Verkapselung der Flasche, insbesondere eine Vorrichtung zum Aufbringen von Schraubkapseln, vorsehen, was die Gasverluste auf ein Minimum reduziert.

Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung sind Anlagen mit kontinuierlicher Bewegung der Flaschen, d.h. Abfüllmaschinen, bei denen das Ventil von einem zu den Eintritts- und Abführeinrichtungen tangentialen Träger getragen und synchron mit diesen drehbeweglich ist. In diesem Fall kann die Zuführvorrichtung in sehr einfacher Weise gebildet werden durch einen Gelenkmechanismus, der durch den beweglichen Träger getragen und von einer festen Nocke gesteuert ist.

Beispielsweise Ausführungsforjnen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Anlage zur Konditionierung der Flaschen mit einer Abfüllmaschine nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 in größerer Darstellung einen Längsschnitt

durch ein Ali fü 1 1 ven t i 1 ;
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch eine Einzelheit

der Abfüllmaschine;
Fig. 5 perspektivisch eine Einzelheit des Gegenstandes der Fig. 3;

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Fig. 6 schematisch das Einfließen der Flüssigkeit in die Flasche;

Fig. 7 perspektivisch eine Variante des Gelenkmechanismus der Fig. 4 und 5;

Fig. 8 die Arbeitsweise der Ausführungsvariante der Fig. 7; und

Fig. 9 schematisch eine andere Ausführungsform des Gelenkmechanismus.

Fig. 1 zeigt den Teil einer Konditionierungsanlage für Flaschen aus Kunststoff für alkohlfreie Getränke, die zum Füllen und Verkapseln von Flaschen bestimmt ist. Dieser Teil der Anlage besteht im wesentlichen aus einer Drehabfüllmaschine mit einer Scheibe mit Einschnitten bzw. einem Eintrittssternrad 2 und einer Scheibe mit Einschnitten oder einem Austrittssternrad 3. Das Sternrad 2 wird geschweißt durch einen Eintrittsförderer 4, welcher die leeren Flaschen 5 zuführt, während das Sternrad 3 die vollen und verkapselten Flaschen 5 an einen Abführförderer 6 übergibt. Gekrümmte Führungen 7 sorgen für die korrekte Überführung der Flaschen zwischen den verschiedenen Vorrichtungen.

Eine einzige Flasche 5 ist in Fig. 1 aus Gründen der Klarheit dargestellt; tatsächlich jedoch folgen die Flaschen 5 einander ununterbrochen auf dem Förderer 4 und nehmen nacheinander sämtliche Zellen oder halbkreisförmigen Einschnitte 8 der Sternräder 2 und 3 ein. Jeder Zelle 8 entspricht eine Ab füll stat Lon 9 der Abfüllmaschine 1; die Bewegungen erfolgen synchron in Richtung der Pfeile

Wie Fig. 2 erkennen läßt, umfaßt die Abfüllmaschine 1 ein festes Gestell 10, 11, das einen Drehrahmen 13 mit — vertikaler Achse X-X trägt, der auf Wälzlagern 13, 14

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montiert ist. Der Antrieb des Gestells 12 erfolgt über einen hiermit festen Zahnkranz 15. Dieser im Cestcll 10, 11 enthaltene Zahnkranz wird von einem Ritzel 16 beaufschlagt, das mit einem Untersetzergetriebe 17 verbunden ist und nimmt selbst ein Ritzel 18 mit, das fest mit dem Ausgangssternrad 3 verbunden ist sowie ein analoges Ritzel (in den Zeichnungen nicht dargestellt), das fest mit dem Eintrittssternrad 2 verbunden ist.

in seinem oberen Teil trägt das Gestell 12 eine Wanne oder einen Speicher 19, der über eine feste Leitung von der Achse X-X mit Flüssigkeit über einen Drehanschluß 2 1 gespeist und mit geeigneten (nicht dargestellten) ^flrganen zur "Steuerung von Durchsatz und zur Regulierung des Niveaus versehen ist. Nach einer Variante kann die Wanne 19 auch von oben gespeist sein.

Jede Abfüllstation 9 umfaßt ein Ventil 22 und einen gelenkigen Flaschenträgermechanismus 23.

Das Ventil 22 (Fig. 3) umfaßt ein röhrenförmiges vertikales Gehäuse 24, dessen oberes Linde um eine Öffnung der unteren Wandung der Wanne 19 befestigt ist und dessen unteres Ende abgeschrägt ist. Bin Zwischenteil der Bohrung 26 des Gehäuses 24 bildet einen Sitz für eine koaxiale Ventilklappe 27, die durch eine nicht dargestellte Nocke gesteuert ist.

Auf dem unteren linde des Gehäuses 24 ist die plnnc und kreisförmige Basis 28 eines Kanülenkörpers 29 befestigt, der einen Stutzen 30 senkrecht zur Basis 28 aufweist und nach unten bezüglich der Achse dieser Basis versetzt ist. Gegenüber der Abfüllmaschine 1 ist der Stutzen 30 radial und nach außen orientiert und ist

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nach unten um einen erheblichen Winkel O^ gegen die Vertikale, beispielsweise in der Größenordnung von 45°, geneigt· Seine schräge Austrittsöffnung ist in etiva plan und horizontal. Das Gehäuse 29 umfaßt im übrigen eine Leitung 31 sehr geringen Durchmessers, die oberhalb des Stutzens 30 vorgesehen ist und deren oberes Ende über eine nicht dargestellte Leitung mit Unterbrecherventil mit dem oberhalb der Flüssigkeit in der Wanne 19 vorhandenen Raum verbunden ist. Das untere Ende der Leitung 31 nimmt eine abnehmbare Kanüle 32 bestimmter Länge auf. Auf den Stutzen 30 ist eine ringförmige Dichtungsgarnitur 33 aufgezogen. Im Gehäuse ist eine dritte in der Zeichnung nicht dargestellte Leitung zur Verbindung mit der Atmosphäre vorgesehen; die dritte Leitung ist ebenfalls mit einem Absperrventil ausgestattet.

Jeder Gelenkmechanismus 23 besteht aus einem doppelarmigen L-förmigen Hebel, der im Winkel um eine horizontale vom beweglichen Gestell 32 getragene Achse schwingt. Ein Arm dieses Hebels trägt an seinem Ende eine Rolle 35, die auf einer festen Umfangsnocke 36 abläuft, welche sich auf dem Führungsschwenkzapfen des Gehäuses 12 befindet. Diese Necke umfaßt einen Bereich 36 kleinen Radius, die sich zwischen den beiden Sternrädern erstreckt, einen Bereich 36^* mit großem Radius, der sich fast über dreiviertel einer Umdrehung erstreckt, einen Bereich zunehmenden Radius 36^C und einen Bereich abnehmenden Radius 36^cl · IHm- niulore Arm des Hebels trägt einerseits eine in etwa horizontale Gabel 37 und andererseits eine in etwa vertikale Wandung 38, die nach unten führt und geringfügig konkav ausgebildet ist, beispielsweise mit stark aufgeweitetem V-Querschnitt.

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Wie die Figuren 4 und 5 erkennen lassen, bildet die Gabel 37 eine Nut mit parallelen Seiten und halbkreisförmigem Boden; um diese ist in die Oberseite eine kreisförmige Ausnehmung oder Wölbung 39 eingearbeitet.

Jedes Sternrad 2, 3 umfaßt eine Flaschenträgerscheibe mit einem abfallenden Rand 41. Die Drchwelle für das Abführsternrad 3 trägt im übrigen oberhalb dessen eine Kapselungsvorrichtung 4 2, die schematisch dargestellt ist und mit einem Kapselungs- oder Verschlußorgan 43 am Ort jeder Zelle 8 dieses Sternrads versehen ist.

Die Abfüllmaschine 1 ist dazu bestimmt, die Flaschen 5 mit einer kohlensäurehaltigen Flüssigkeit, beispielsweise einem alkoholfreien Getränk, zu füllen, das unter geeignetem Druck sich in der Wanne 19 befindet. Es handelt sich um Flaschen großen Fassungsvermögens aus Kunststoff und halbkugelförmigen Boden; sie weisen nahe ihres Halses einen Wulst oder Rund 44 auf, der über einem zylindrischen Hals 45 vorgesehen ist, dessen Höhe größer als die Dicke der Gabeln 37 ist.

Die Arbeitsweise ist die folgende.

Jede leere Flasche 5 kommt an ihrem Wulst 44 vertikal aufgehängt an und wird durch den Förderer 4 auf der Scheibe 40 des Sternrads 2 in eine Zelle 8 hiervon abgelegt. Nach Drehen um eine halbe Umdrehung ungefähr greift die Flasche in den Boden der entsprechenden Gabel 37, die dann horizontal ist. Dies führt den Wulst 4Ί über die Gabel 37 (strichpunktiert in Fig. 4 dargestellt) senkrecht über die Ausnehmung 39, deren Durchmesser etwas größer ist. Dann bewegt sich die Flasche 5 radial nach außen bezogen auf die Scheibe 40 und geht darum auf den Rand 4 1 tier Scheibe nach unten, was sie in die in

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ausgezogenen Linien in Pig. 4 gezeigte Stellung führt, wo sie an ihrem Wulst 44 aufgehängt wird.

Die Rolle 55, die bisher auf dem Bereich 36^a der Nocke abrollte, geht in diesem Augenblick auf den Bereich über, was den Hebel 23 verkippen läßt und den Hals der Flasche koaxial in dichte Abstützung gegen die Dichtungsanordnung 33 des entsprechenden Ventils (Fig. 3) führt. Dies wird begünstigt durch den relativ großen Durchmesser des Halses der Flaschen aus Kunststoff.

Es ergibt sich dann dank einer nicht dargestellten geeigneten Steuereinrichtung für die Absperrventile die folgende bekannte Arbeitsfolge:

- Luft vom Druck der Wanne 19 wird Ln die Flasche über die Leitung 31 eingeführt;

- ist die Isobarometrie von Flasche 5 - Wanne 19 hergestellt, so öffnet die Ventilklappe 27, die Flüssigkeit fließt aus; überflüssige Luft entweicht über die Leitung 31 und gelangt in die Wanne;

- wenn das Flüssigkeitsniveau in der Leitung 31 das Freiniveau der Wanne 19 erreicht, wird die Strömung

unterbrochen;
fs

- die Ventilklappe 27 schließt unter der Wirkung ihrer

Nocke;

- die Flasche wird auf atmosphärischen Druck über die Leitung zur Verbindung mit der Atmosphäre rückgeführt.

Diese Wirkungsfolge findet während des Abwälzen^ der Rolle 35 auf dein Teil 36 der Nocke 3(> statt, wobei der Schaft der -Flasche sich gegen die Wandung 38 des Mechanismus 23 abstützt. Sobald sie beendet ist, läuft die Rolle gegen die abfallende Rampe 36 , was die Gabel 37 in horizontale Lage und die Flasche 5 selbst in vertikale Stellung zurückführt. Die volle Flasche 5

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ι -

geht auf der Scheibe 40 des Austrittssternrads 3 nach oben, was ihren IJalswulst 55 von der Ausnehmung 39 freigibt und lagert sich in einer Zelle 8 dieses Sternrads und wird von diesem mitgenommen. Während des Aufenthalts i in Sternrad Z nimmt die Hasche eine geeignete Kapsel auf, um Widerstand gegen den Druck des Kohlcnsäuregases zu leisten, und zwar beispielsweise eine Schraubkapsel aus dem über ihr befindlichen Kapsclungsorgan 43. Die freigegebene Cancl 37 verschiebt sich gegen das I! in t ri ttsstcrn rad 2 und nimmt eine neue leere !'lasche 5 auf.

Die Abfüllmaschine 1 zeitigt zahlreiche Vorteile:

Während des Füllvorgangs (Fig. 6) befindet sich der Stutzen 30 unter der Kanüle 32. Flüssigkeit strömt frei nach unten und trifft bei geringer Höhe auf die geneigte Innenwand der Flasche und bildet eine mehr oder weniger kompakte Ader, die sich über einen kleinen Teil des Um fangs der Flasche ausbreitet. Die Belüftung der Flüssigkeit ist somit minimal; Schaumbildung und Oxidation ebenfalls; die Bahn der Flüssigkeit hat bezüglich dem freien Ende der Kanüle 32 keine störenden Wirkungen: also keine Gefahr von dessen Eingeschlossenwerden .

Ebenfalls während des Füllvorgangs erleidet der Wulst 44 jede dichte Anpreßkraft des Halses gegen die Dichtungsgarnitur 33. Somit besteht keine Gefahr einer Verformung des Flaschcnkörpers.

Die Neigung der Stutzen 30 und der Flaschen 5 ermöglicht es, dem Durchmesser der Wanne I S) einen Wert zu verleihen, der kleiner als der Durchmesser des Verschiebungskreises der nicht geneigten Flaschen (Fig. 1) ist, wobei es sich

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um den Hingriffsgrundkreis der Abfüllmaschine 1 mit den Sternrädern 2 und 3 handelt. Hierdurch wird der Kaum oberhall) dieser S torn räder völlig freigegeben; insbesondere wird es möglich, oberhalb des Sternrads Kapselorgane großer Höhe anzuordnen, die in der Lage sind, einen druckfesten Verschluß vorzunehmen, insbesondere um Schraubkapseln zu setzen. Hs wird so möglich, jede Flasche sehr kurze Zeit nach Beendigung des Füllvorgangs zu verschließen, was einen minimalen Druckverlust an Kohlensäuregas bedeutet.

Nach der schematisch dargestellten Variante der Figuren 7 und 8 wird die steife Flaschenträgeranordnung des Gelenkmechanismus 23^a, bestehend aus der Gabel 37 und der Wandung 38 mit dem beweglichen Gestell 12 durch zwei Lenker 46 verbunden, die um horizontale parallele Achsen gelenkig sind, die sich auf der Rückseite der Wandung 38 nahe jedem oberen und unteren Ende hiervon befinden. Das andere Ende jedes Lenkers 46 ist über eine Achse 47 an einem festen Punkt des Gestells 12 gelenkig. Die beiden Lenker tragen jeweils eine durch eine nicht dargestellte Nocke betätigte Rolle, um der Flasche die komplexe Bewegung zu verleihen (Kombination von zwei Drehungen im Uhrzeigersinn um zwei Achsen 47), wie schematisch in Fig. 8 dargestellt, wo die Kurve C mit parabolförmigem Verlauf, die dann durch die Mitte des Halses geht, dargestellt ist, wodurch das koaxiale Aufschieben auf den Stutzen 30 möglich wird.

I η der abgeänderten Aus füll rungs form dei" Fig. 0 ruht die Flaschenträgeranordnung 37 - 38 des GeJcnkmechanisiiius 23 auf einer zweiten Nocke 48 vermittels einer Rolle 49 und gleitet in eine in etwa vertikalen Gleitschiene 50. Diese ist an ihrer Basis gelenkig um eine horizontale Achse 51 des Gestells 12 und wird in ihrem

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oberen Teil mittels einer Rolle 52 betätigt, die mit einer dcsmodromischen Nocke 53 zusammenwirkt. Der Aufbau ist derart, daß dann, wenn die Flasche 5 an der CaI)CL 37 hängt, sich zunächst ein Verkippen a - b, dann ein Nachobengehcn '> - c J;inj;s dor Achse tics Stutzens 30 einstellt.

Selbstverständlich können auch andere Cc Lenkmechanismen Verwendung finden, um die Flaschen aus der vertikalen unteren Ausgangsstellung in die obere geneigte Füllstellung und umgekehrt zu überführen.

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Claims (9)

54000 NANCY, Frankreich Abfüllmaschine für eine Behälterkonditionierungsanlage, insbesondere für Flaschen zur Aufnahme kohlensäurehaltiger Flüssigkeiten PATENTANSP ROCHF,

1. Abfüllmaschine für Konditionierungsanlagen für Flaschen oder analoge Behälter, insbesondere zur Aufnahme kohlensäurchaltiger Flüssigkeiten, mit wenigstens einem von einem Flüssigkeitsspeicher gespeisten Ventil, einer Eintrittseinrichtung, welche -Flaschen in vertikale Lage bis in die Nähe des Ventils transportiert, einer Vorrichtung zur Zuführung der Flaschen in Pullstcllung und cine)· Vorrichtung zum Al) füll con όνν Flaschen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsvorrichtung (23) Hinrichtungen (."SS - ."Sn; 46; 52 - 53) aufweist, welche momentan jede Flasche (5) neigen.

2. Abfüllmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet , daß die Eintrittseinrichtitng

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(2) und die Abzugsvorrichtung (3) einer horizontal bezüglich des Ventils (22) versetzten Bahn folgen.

3.· Abfüllmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das Ventil durch einen zu den Eintritts- und Abführvorrichtungen tangentialen Träger getragen ist, der mit diesen synchron drehbeweglich ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuführungsvorrichtung ein Gelenkmechanismus (23; 23^a; 23 ) ist, der vom beweglichen Träger (12) getragen und durch eine feste Nockc (36; 53) gesteuert ist.

4. Abfüllmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkmechanismus (23; 23^a; 23^b) eine Gabel (37) zur Aufhängung der Flasche (5) an einem Wulst (44) ihres Halses aufweist, wobei die Gabel fest mit einer Wandung (38) des seitlichen Trägers für den Flaschcnkörper verbunden ist.

5. Abfüllmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Gabel (37) eine kreisförmige Wölbung (39) zur Positionierung des Wulstes (44) umfaßt und daß die Eintritts- (2) und Abführein-

"-¹ richtungen (3) Mittel (40) zum Anheben der Flaschen

(5) auf eine Höhe umfassen, die wenigstens gleich der Tiefe dieser Ausnehmung ist.

6. Abfüllmaschine nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch g c k e η η ζ e i c h η c t , daß diese Gabel (37) und diese Wandung (3H) mit dem beweg Liehen Träger (12) über zwei Lenker (46) verbunden sind, von denen der eine durch die feste Nockc betätigbar ist.

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7. Abfüllmaschine nach einem ucr Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Gabel (37) sowie die Wandung (38) in einer von der festen Nocke (53) betätigten geneigten Gleitschiene (50) gelagert sind und sich über eine zweite Rolle (49) gegen eine die Gleitschienein geneigte Stellung anhebende Nocke (48) abstützen.

8. Abfüllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil (22) geneigt ist und einen unter einer Luftleitung (31) angeordneten Strömungsstutzen (30) aufweist.

9. Abfüllmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Abführvorrichtung (3) eine Kapseleinrichtung (42) für Schraubkapseln aufweist, die über dieser angeordnet und so ausgebildet ist, daß die Flasche (5) sobald sie sich auf der Abführvorrichtung befindet, verschlossen wird.

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