DE9215047U1

DE9215047U1 - Füllorgan für Gefäßfüllmaschinen

Info

Publication number: DE9215047U1
Application number: DE9215047U
Authority: DE
Original assignee: Krones AG; Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik
Current assignee: Krones AG
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1992-11-05
Publication date: 1992-12-09
Anticipated expiration: 2002-11-06

Description

KRONES AG pat-ha-jo/555-DE

Hermann Kronseder 2. November 1992

Maschinenfabrik
8402 Neutraubling

Füllorgan für Gefäßfüllmaschinen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Füllorgan für Gefäßfüllmaschinen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bereits ein derartiges Füllorgan mit einer
höhenbeweglichen Stabsonde bekannt, deren Elektrode die Form eines spitzen Kegels hat und durch einen profilierten Ring
aus Isolationsmaterial vom stumpfen unteren Ende des
metallischen Rohres getrennt ist (DE-OS 16 32 004). Die
Stabsonde dieses bekannten Füllorgans ist aufgrund ihres
glatten, stabilen und kompakten Aufbaus bei einer Wahl
geeigneter Werkstoffe durchaus den rauhen
Betriebsbedingungen von Gefäßfüllmaschinen gewachsen, wo
bekanntlich neben den verschiedensten Füllflüssigkeiten auch Dampf, Heißwasser und Reinigungsmittel auf die Füllorgane
einwirken. Hinzu kommen evtl. mechanische Beanspruchungen,
wenn die Stabsonde während des Füllvorgangs aus dem Gasrohr
ausgefahren und daher ungeschützt ist.

Ungünstig ist jedoch, daß mit diesem bekannten Füllorgan die Gefäße nur bis zu einer einzigen, vorbestimmten Höhe gefüllt

werden können, nachdem die Stabsonde einen höhenmäßig unveränderlichen Schaltpunkt aufweist,definiert durch die Stelle des ersten Kontakts zwischen der Füllflüssigkeit und dem unteren Ende des als Masse dienenden Rohres. Eine Änderung der Füllhöhe macht daher ein zeitraubendes Auswechseln oder eine aufwendige Höhenverstellung der Stabsonde erforderlich.

Andererseits ist bereits ein Füllorgan für Gefäßfüllmaschinen bekannt, bei welchem in das aus Isolationsmaterial bestehende Gasrohr an diametral gegenüberliegenden Stellen zwei parallele Drähte eingesetzt sind, die nach unten hin ein beträchtliches Stück freistehend aus dem Gasrohr herausragen (US-PS 4 530 384). Die beiden Drähte bilden sozusagen eine "Drahtsonde", mit der über einen bestimmten Bereich eine exakte Füllstandsmessung in dem an das Füllorgan angepreßten Gefäß vorgenommen werden kann. Durch einen einfachen Eingriff in die Auswertungselektronik mit Hilfe eines Potentiometers kann der Schaltpunkt verstellt werden, so daß ohne Austausch oder Höhenverstellung der Drahtsonde jederzeit eine Veränderung der Füllhöhe möglich ist, auch bei laufendem Betrieb der Gefäßfüllmaschine.

Ungünstig ist jedoch die große Gefahr des Beschädigens der Drahtsonde, insbesondere beim Einführen in die Gefäßmündung. Bereits ein leichtes Verbiegen der Drähte führt zu starken Verfälschungen des Messergebnisses und damit zu Fehlfüllungen. Für die hohen Anforderungen in modernen Gefäßfüllmaschinen ist dieses bekannte Füllorgan daher nicht geeignet. Ungünstig ist ferner der direkte, kurze

Strompfad zwischen den beiden Drähten, der Verfälschungen durch den beim Füllen bestimmter Flüssigkeiten entstehenden Schaum stark begünstigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Füllorgan für Gefäßfüllmaschinen der eingangs genannten Art unter Beibehaltung des robusten und kompakten Aufbaus dahingehend zu verbessern, daß in einem bestimmten Bereich eine echte Füllstandsmessung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einem erfindungsgemäßen Füllorgan sind somit an der Stabsonde zwei längliche Kontaktzonen vorhanden, die durch die Zwischenlage aus Isolationsmaterial dauerhaft voneinander getrennt und zusätzlich gegenseitig stabilisiert sind. Da außerdem eine der beiden Kontaktflächen durch eine Verlängerung des metallischen Sondenrohres gebildet wird, ergibt sich ein besonders glatter und robuster Aufbau. Trotzdem ist in einem bestimmten Bereich, in etwa über die Länge bzw. Höhe der ersten Kontaktfläche, eine echte Füllstandsmessung möglich. Da der Strom um den Isolierkörper herum von einer Kontaktfläche zur anderen fließen muß, wird die Länge des Strompfades und damit die Unempfindlichkeit gegen Schaumeinflüsse stark vergrößert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, die alle zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe beitragen, sind in den Unteransprüchen enthalten.

Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den teilweisen Längsschnitt durch ein Füllorgan mit Stabsonde

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch die Stabsonde des Füllorgans nach Fig. 1

Fig. 3 die Ansicht Z nach Fig. 2
Fig. 4 den Schnitt A B nach Fig. 2
Fig. 5 den Schnitt C D nach Fig. 2.

Das Füllorgan nach Fig. 1 ist in eine nicht weiter dargestellte Rotations-Gegendruckfüllmaschine zum Füllen von Flaschen 18 mit einem CO^-haltigen Getränk integriert. Es weist ein blockförmiges Gehäuse 9 auf, an dessen unterem Ende ein rotationssymmetrischer Füllstutzen 14 ausgebildet ist. An diesen schließt sich nach oben hin ein konischer Ventilsitz 16 an, der mit einem höhenbeweglich im Gehäuse 9 gelagerten rotationssymmetrischen Ventilkörper 17 zusammenwirkt. Durch das so gebildete Flüssigkeitsventil wird der Auslauf des durch eine nicht gezeigte Leitung dem Gehäuse 9 zugeführten Getränks in die Flasche 18 gesteuert. Die Hubbewegung des Ventilkörpers 17 erfolgt durch einen nicht gezeigten Stellmotor, der am oberen Ende des Gehäuses 9 befestigt ist.

In einer Bohrung des Ventilkörpers 17 ist ein zylindrisches Gasrohr 8 befestigt, durch das in herkömmlicher Weise die zu

füllende Flasche 18 mit Spanngas beaufschlagt und während des Einlaufens der Flüssigkeit das Spanngas aus der Flasche 18 abgeleitet wird. Das Gasrohr 8 ist konzentrisch zum Füllstutzen 14 angeordnet und ragt nach unten aus diesem heraus. Ferner ist eine höhenbeweglich gelagerte Zentrierglocke 13 mit einem Dichtring 15 vorhanden, die für eine exakte Zentrierung der Flaschenmündung während des Einführens des Gasrohres 8 ins Flascheninnere durch Anheben der Flasche 18 und außerdem während des Füllvorgangs für eine gute Abdichtung zwischen der an das Füllorgan angepreßten Flasche 18 und dem Füllstutzen 14 sorgt.

Im Inneren des Gasrohres 8 ist konzentrisch zu diesem eine Stabsonde 4 angeordnet. Diese ist nach oben hin aus dem Gasrohr 8 und aus dem Ventilkörper 17 bzw. dem Gehäuse 9 herausgeführt und über eine Leitung 19 mit einer nicht gezeigten Auswertungselektronik verbunden, die unter anderem den Stellmotor für den Ventilkörper 17 steuert. Die Stabsonde 4 ragt nach unten hin aus dem Gasrohr 8 heraus, derart, daß sie bei gegen das Füllorgan angepreßter Flasche 18 in deren Innenraum eintaucht. Sobald während eines Füllvorgangs der Spiegel des in die Flasche 18 einlaufenden Getränks die Stabsonde 4 erreicht, werden durch diese im Höhenbereich zweier Kontaktflächen 5 und 7 die Ist-Werte der momentanen Füllhöhe erfaßt und an die Auswertungselektronik weitergeleitet. Diese Werte werden beispielsweise mit Sollwerten verglichen und es wird dementsprechend der Ablauf des Füllvorgangs gesteuert, bis die gewünschte Füllhöhe erreicht ist.

Wie insbesondere die Fig. 2 bis 5 zeigen, weist die Stabsonde 4 ein längliches, im wesentlichen zylindrisches Rohr 1 aus rostfreiem Stahl mit einem Außendurchmesser von 6 mm auf. Das Rohr 1 ist an seinem unteren Ende, d.h. am Meßende der Stabsonde 4 mit einem zungenförmigen Ansatz 6 versehen, der einen V-förmigen Querschnitt aufweist. Entlang des Ansatzes 1 erstreckt sich mit konstantem Abstand eine längliche Elektrode 2, die durch das mit einem pilzförmigen Querschnittsprofil versehene Endstück eines Drahtes 3 aus rostfreiem Stahl mit ansonsten kreisförmigem Querschnitt von 1,5 Millimeter gebildet wird. Der Ansatz 6 und die Elektrode 2 verlaufen parallel zueinander in Längsrichtung der Stabsonde 4, wobei der Ansatz 6 die gesamte Länge der Elektrode 5 überdeckt und noch etwas tiefer endet. Auch zwischen dem oberen Ende der Elektrode 2 und dem stumpfen Ende des Rohres 1 ist ein gewisser Abstand vorhanden.

Die Elektrode 2 und der Ansatz 6 sind nahezu vollständig in einem Isolierkörper 10 aus nichtleitendem Kunststoff eingebettet. Der Isolierkörper 10 besitzt eine zylindrische Mantelfläche, die mit der zylindrischen Mantelfläche des Rohres 1 fluchtet. Von der Elektrode 2 liegt lediglich die Fußfläche des Mittelschenkels oder Fußes in der Mantelfläche, d.h. an der Oberfläche des Isolierkörpers 10 und bildet eine frei zugängliche erste Kontaktfläche 5. Diese erste Kontaktfläche 5 ist. rechteckig mit einer Breite von einem Millimeter und einer Länge von dreißig Millimeter und verläuft parallel zur Längsachse 20 der Stabsonde 4. Vom Ansatz 6 liegt lediglich die Fußfläche der Verbindungsstelle beider Schenkel in der Umfangsflache, d.h. an der Oberfläche des Isolierkörpers 10 und bildet eine frei zugängliche

zweite Kontaktfläche 7. Auch die zweite Kontaktfläche 7 ist einen Millimeter breit und von rechteckiger Grundform, jedoch etwas länger als die erste Kontaktfläche 5, da sie zum einen etwas tiefer endet als die erste Kontaktfläche 5 und zum anderen den höhenmäßigen Abstand zwischen der ersten Kontaktfläche 5 und dem stumpfen Ende des Rohres 3 zumindest teilweise überbrückt. Auch die zweite Kontaktfläche 7 verläuft parallel zur Längsachse 20 der Stabsonde 4 mit dem gleichen radialen Abstand von der Längsachse 20 wie auch die erste Kontaktfläche 5.

Nach unten hin, d.h. zum freien Ende der Stabsonde 4 hin, steht der Isolierkörper 10 gegenüber den beiden Kontaktflächen 5, 7 etwas über und ist dort abgerundet. Der Isolierkörper 10 füllt den Raum zwischen den beiden Kontaktflächen 5, 7 sowie zwischen der Elektrode 2 und dem Ansatz 7 vollständig aus und ist innig mit diesen Teilen verbunden. Nach oben hin füllt der Isolierkörper 10 außerdem den Abstand zwischen dem oberen Ende der ersten Kontaktfläche 5 und dem stumpfen Ende des Rohres 1 aus und ist in dieses hinein verlängert bis zu dessen oberem Ende, d.h. zum Anschlußende der Stabsonde 4. Der Isolierkörper 10 umgibt den mittig im Rohr 1 angeordneten Draht 3 aus rostfreiem Stahl vollständig, der nahtlos in die Elektrode übergeht bzw. einstückig mit dieser ausgebildet ist. Hierzu ist zwischen dem mittigen Teil des Drahtes 3 und der Elektrode 2 ein schräger Übergangsteil 21 vorhanden. Der Isolierkörper 10, das Rohr 1 und die beiden länglichen Kontaktflächen 5, 7 bilden einen praktisch nahtlosen, durchgehend zylindrischen Stab, der in seinem Endbereich durch den profilierten Ansatz 6 und außerdem durch den

Isolierkörper 10 und den Draht 3 mit einstückiger Elektrode 2 stabilisiert wird. Die beiden länglichen Kontaktflächen 5, 7 liegen um 180 Grad versetzt parallel zueinander an der zylindrischen Oberfläche des Isolierkörpers 10, der die beiden Kontaktflächen elektrisch isoliert, mechanisch voneinander trennt und außerdem den Strompfad zwischen den beiden Kontaktflächen verlängert.

Am oberen Anschlußende der Stabsonde 4 ist das Rohr 1 mit einem bundartigen Ansatz 11 versehen, mittels dem es in einer Bohrung des Ventilkörpers 17 unter Zuhilfenahme eines Schraubstopfens 12 aus Kunststoff gasdicht befestigt ist. Der Draht 3 ist nach oben hin unter Zwischenschaltung des Isolierkörpers 10 aus dem bundartigen Ansatz 11 herausgeführt und in einem metallischen Bolzen 22 befestigt, an dem die Leitung 19 angeschlossen ist. Außerdem greift am Bolzen 22 der nicht gezeigte Stellmotor für das Flüssigkeitsventil 16, 17 an, der den Ventilkörper 17 zusammen mit der Stabsonde 4 und dem Gasrohr 8 auf- und abbewegt. Der Außendurchmesser der Stabsonde 4 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der Bohrung im Ventilkörper 17 und der Innendurchmesser des Gasrohres 8, um Raum für die Gasströmungen zu schaffen.

Sobald die Stabsonde 4 mit ihren beiden Kontaktflächen 5, 7 gleichzeitig in die in der Flasche 18 ansteigende Füllflüssigkeit eintaucht, beginnt zwischen den beiden Kontaktflächen ein elektrischer Strom zu fließen, der im wesentlichen von der Leitfähigkeit der Flüssigkeit, vom ohmschen Widerstand der Elektrode 2 und des Ansatzes 6 sowie von der angelegten Spannung zwischen der Leitung 19 und dem

Rohr 1 als Masse beeinflußt wird. Bei Einsatz einer passenden Spannung ergibt sich für die Stromstärke ein praktisch über die gesamte Höhe des durch die Länge der ersten Kontaktfläche 5 definierten Meßwegs von dreißig Millimeter reichender Proportionalbereich, so daß der momentane Füllstand jederzeit bekannt ist und bei Erreichen des gewünschten Füllstandes der Füllvorgang durch Schließen des Flüssigkeitsventils 16, 17 beendet werden kann.

Claims

KRONES AG pat-ha-jo/555-DE Hermann Kronseder 2. November 1992 Maschinenfabrik Neutraubling Füllorgan für Gefäßfüllmaschinen Schutzansprüche

1. Füllorgan für Gefäßfüllmaschinen mit einer in die Gefäße einführbaren Stabsonde für den Füllstand und einem durch diese steuerbaren Ventil, wobei die Stabsonde ein Rohr, eine an dessen Meßende unter Zwischenschaltung einer Isolierung befestigte Elektrode und eine an diese angeschlossene, durch das Innere des Rohres zu dessen Anschlußende führende Leitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (2) eine längliche, im wesentlichen in Längsrichtung der Stabsonde (4) verlaufende erste Kontaktfläche (5) aufweist, daß das Rohr (1) einen im Abstand zur Elektrode (2) neben dieser verlaufenden zungenartigen Ansatz (6) besitzt, an dem eine längliche, im wesentlichen in Längsrichtung der Stabsonde (4) verlaufende zweite Kontaktfläche (7) ausgebildet ist, und daß der Raum zwischen den beiden länglichen Kontaktflächen (5, 7) mit einem länglichen Isolierkörper (10) ausgefüllt ist.

2. Füllorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktflächen (5, 7) streifenförmig mit parallelen Längskanten ausgebildet sind.

3. Füllorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktflächen (5, 7) eine Breite von ca. 1 mm aufweisen.

4. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktflächen (5, 7) eine Länge von mindestens 25 mm aufweisen.

5. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kontaktfläche (7) mindestens so lang ist wie die erste Kontaktfläche (5) und diese über ihre volle Länge überdeckt.

6. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktflächen (5, 7) parallel zur Längsachse (20) der Stabsonde (4) und mit Abstand zu dieser angeordnet sind.

7. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (10) einen mit dem Mantel des zylindrischen Rohres (1) fluchtenden, im wesentlichen zylindrischen Außenmantel aufweist, in dem die beiden Kontaktflächen (5, 7) liegen.

8. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktflächen (5, 7) um 180 Grad versetzt am Umfang des Isolierkörpers (10) sitzen.

9. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (10) über die

rohrfernen Enden der beiden Kontaktflächen (5, 7) hinausreicht und an seinem freien Ende abgerundet ist.

10. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (10) in das Rohr (1) hinein bis zu dessen Anschlußende verlängert ist und die drahtförmige Leitung (3) allseitig umgibt.

11. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (2) einstückig mit der drahtförmigen Leitung (3) ausgebildet ist.

12. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (2) ein vom kreisförmigen Querschnittsprofil der Leitung (3) abweichendes Querschnittsprofil aufweist.

13. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (2) ein T-förmiges oder pilzförmiges Querschnittsprofil aufweist, wobei der Querbalken vollständig innerhalb des Isolierkörpers (10) liegt und die Fußfläche des Mittelbalkens die erste Kontaktfläche (5) bildet.

14. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zungenförmige Ansatz (6) des Rohres (1) ein V-förmiges Querschnittsprofil aufweist, wobei die beiden Schenkel vollständig innerhalb des Isolierkörpers (10) liegen und die Fußfläche der Knickstelle die zweite Kontaktfläche (7) bildet.

15. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (2) und das Rohr (1) aus rostfreiem Stahl bestehen.

16. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabsonde (4) über den größten Teil ihrer Länge einen konstanten Durchmesser von 5 bis 7 mm aufweist.

17. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabsonde (4) an ihrem anschlußseitigen Ende einen bundartigen Ansatz (11) mit vergrößertem Durchmesser aufweist, der in einer Bohrung des Ventilkörpers (17) des Flüssigkeitsventils befestigt ist.

18. Füllorgan nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Ansatzes (11) mittels einer in die Bohrung des Ventilkörpers (17) eingeschraubten Gewindestopfens (12) erfolgt.

19. Füllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabsonde (4) mindestens mit der gesamten ersten Kontaktfläche (5) aus einem den Füllstutzen (14) mittig durchsetzenden Gasrohr (8) herausragt.