JP2004256173A - 容器充填機械における、容器を押付けするための往復動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題、および目標は、欠点を回避し、且つそれにも拘らず、簡単な無圧力状態の充填と背圧充填との間の交換を許容する、救済策および改善策を提供すること、および、装置を提案することである。
【解決手段】 容器処理機械、特に容器用の充填機械のための、可変の往復行程を有する往復動機構が提案され、その際、これら往復動機構が、円形に、往復動機構台に沿って、間隔をおいて配設されており、それぞれの往復動機構に台皿が固定されており、且つ、それぞれの往復動機構が、往復動空間内に導かれた圧力媒体導管を有しており、その際、
往復動機構に沿って、及び／またはこの往復動機構の内側に、ストッパー手段が設けられており、これらストッパー手段が、この往復動機構の往復行程を、圧力媒体の圧力に依存して変更する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、容器処理機械、特に容器用の充填機械のための、可変の往復行程を有する往復動機構に関し、その際、これら往復動機構が、円形に、往復動機構台に沿って、間隔をおいて配設されている。

容器充填機械は、有利には、回転する機械装置として構成されており、これら機械装置が、これら機械装置のローターに、多数の充填要素を有している。これら充填要素に、持上げ、および降下可能な台皿が所属して設けられており、これら台皿が、星形供給部材（Zufuehrsterne）を介して、充填されるべき容器を受取る。これら台皿のそれぞれに、他方また、これら台皿上に位置する容器を、充填要素に対して持上げ、および押付けるためのものである、いわゆる往復動機構が所属して設けられている。
この機能を実現するために、これら往復動機構は、通常、固定されているピストン、およびこのピストンを囲繞し、移動可能なシリンダーとから成る組み合わせから構成されている。
これら構造部材は、垂直に配設されており、その際、このピストンが、強固にこの容器充填機械のローターと結合されている。
このシリンダーは、垂直方向で上下に移動される。
固定されたピストンと、移動可能なシリンダーとの間に形成される行程容積は、大抵の場合、ピストン内の穿孔を通って導かれる圧縮空気でもって付勢され、このことによって、このシリンダーが、垂直方向で上に向かって移動する特性を有している。この移動は、このシリンダーに固定された、このシリンダーの長手方向軸線を中心にして回転可能に支承されたローラーによって制限され、その際、このローラーが、固定式の曲線軌道に当接している。この容器充填機械のローターの回転移動によって、このローラーが、この曲線軌道上で転動し、従って、この曲線軌道の輪郭に追従し、且つ、このことによって、同時に、上下移動を実施し、構造的な形状に基づいて、同様に台皿も、および従って、この上下移動に、同様にこの台皿上にある容器も追従する。

大抵の使用状況において、この様式の曲線軌道は、ローターの全外周面に沿っては設けられておらず、むしろ、これら曲線軌道が、ただ外周の部分区間上に、有利には、容器流入口、および容器流出口の領域内においてだけに設けられており、この領域では、供給、および排出する搬送体（Transporteure）の高さ面上に、台皿の収容面がなければならない。

この様式の往復動機構は、例えば、ドイツ連邦共和国特許第３９ １９ ５６５号明細書（特許文献１）において提案されている。この様式の実施形態における欠点は、往復動機構の往復移動が、専ら、曲線軌道の輪郭によって規定され、且つ、この往復移動の変更が、ただこの曲線軌道の交換によって実現され、このことは、実際上は時間のかかることであり、且つ従って費用のかさむことである。
ドイツ連邦共和国特許第３９ １９ ５６５号明細書

費用の引き下げのための努力の領域内において、飲料産業の内で、益々、全く異なる飲料液体を、同じ充填機械でもって注入可能とする課題が課されている。充填工程の個別の方法のステップを、充填材料の要件に対して適合可能とすることの可能性と並んで、使用者は、同様に、簡単な構造およびやり方で、背圧充填(Gegendruckfuellung)と無圧力状態の充填との間で選択可能とすることの可能性も要求している。

両方の充填方法の間の基本的な相違は、充填プロセスの間の、充填要素と、充填されるべき容器との間の結合の状態にある。

背圧充填の場合、充填要素、および容器は、互いに封隙状態にあり、このことは、この容器の内側空間を気密に周囲環境から隔絶させるために、この容器が、往復動機構によって、著しい力でもって、この充填要素に対して押圧されることを意味する。この充填方法は、特に、例えば、ビール、またはミネラルウォーターのような、ＣＯ₂ を含有している飲料において使用される。無圧力状態の充填の場合、これとは反対に、充填要素、および容器は、互いに封隙状態にはなく、むしろ、互いに間隔をもって配設されている。この充填方法は、例えば、フルーツジュース、または牛乳のような、ＣＯ₂ を含有しない飲料において使用される。

しかしながら、往復動機構の往復行程は、基本的に一定であるので、この様式の機能を実現するために、特別な構造上の形態を必要とする。

技術において、この課題を解決するために、１つの提案が公知であり、この提案の場合、固定されているシリンダーを有する往復動機構、および移動可能なピストンが使用され、その際、所属するピストンロッドが、このシリンダーを、両方の端部において突出している。このピストンロッドの上側の端部において、台皿が固定されており、この台皿の下側の端部にストッパー板が固定されている。圧力充填の際、このストッパー板は、機能状態にはならず、このピストンロッドが、容器と充填要素が互いに封隙状態にある程度まで、上に向かって移動可能である。無圧力状態の充填を実現するために、このピストンロッドの下側の端部に対して、このストッパー板の前に配設された間隔要素が載置される。この間隔要素が、このストッパー板の移動空間を低減するので、もしくは、このピストンロッドの下側の端部の有効な長さが低減するので、このピストンの往復行程は、効果的に制限される。このやり方における大きな欠点は、特に、多数の充填位置を有する充填機械における、この間隔要素の交換が必要とする高い時間の消費である。

更に別の解決の手がかりは、充填剤タンクを高さ調節可能に構成することにあり、このことによって、往復動要素の一定の往復行程において、同様に、封隙状態の形成に対して影響を及ぼされる。この様式の解決策は、機械的に非常に手間暇がかかり、且つ従って高価である。

本発明の課題、および目標は、ここで、上記の欠点を回避し、且つそれにも拘らず、簡単な無圧力状態の充填と背圧充填との間の交換を許容する、救済策および改善策を提供すること、および、装置を提案することである。

この目的で、本発明により、
往復動機構を、異なる作動圧力でもって作動することが行われ、且つ、
この往復動機構が、付加的に、ばね負荷された、摺動可能なストッパーを備え付けられており、
このストッパーが、この往復動機構の往復行程を、第１の低い作動圧力の場合、第１の低い位置において終了し、且つ、このストッパーが、この往復動機構の往復行程を、第２の高い作動圧力の場合、第２の高い位置において終了する。

次に、実施例に基づいて、本発明を詳しく説明する。

本発明の他の構成、利点、および使用の可能性は、実施例の以下の説明、および図から与えられる。その際、全ての説明された、及び/または具象的に図示された特徴は、自体で、または適宜の組み合わせにおいて、複数の請求項内においてこれら特徴をまとめること、またはこれら請求項を従属関係にすることに依存せずに、本発明の対象を形成する。同時に、これら請求項の内容は、この明細書の構成要素を形成している。

図１において図示されているように、往復動機構１が、容器充填機械のローター２の外側の周囲において配設されている。この往復動機構１の中央の構成要素は、ピストン４であり、このピストンが、収容部５によって、強固にこのローター２と結合されている。このピストン４は、シリンダーパイプ７、およびシリンダーヘッド８によって形成されるシリンダー６によって囲繞されている。ピストン４、シリンダーパイプ７、およびシリンダーヘッド８の間に形成された行程容積９は、このピストン４内において設けられた穿孔を介して、圧縮空気でもって付勢されている。これから形成されるシリンダー６の上昇運動は、このシリンダーに固定され、回転可能に支承されたローラー１０によって制限、および制御され、その際、このローラー１０が、固定式の曲線軌道３に当接している。

シリンダー６の下側の端部において、このシリンダーの外側の周囲に、間隔保持要素１１によって、ストッパー部片１２が固定されている。

シリンダー６の上側の端部において、シリンダー６のための収容兼案内要素１３が設けられている。この収容兼案内要素１３は、この収容兼案内要素の案内機能と並んで、更にそれ以上の役目を引き受けるように形成されている。この目的で、この要素は、ばね要素室１４、および移動可能にシリンダーパイプ７と収容兼案内要素１３との間に支承されたストッパースリーブ１５を備えている。

ばね要素室１４の内部に、円筒形のコイルばね１６が配設されている。本発明の他の構成において、しかもまた、例えば、弾性的に変形可能な合成物質要素、多数のばね要素室１４の周囲に配設されたコイルばね、または、更に別の、技術において公知の、且つ今ここで問題になっている当該の使用状況のために適した手段のような、他の弾性的な要素の使用も行える。

ばね要素室１４内において、予負荷のもとで配設されたコイルばね１６によって、基本的に、シリンダーパイプ７によって案内されたストッパースリーブ１５は、下に向かって、このストッパースリーブが、このストッパースリーブの幾何学的な形状に基づいて、収容兼案内要素１３のストッパーに抗して押圧されるまで移動される。この位置において、このストッパースリーブ１５の下側の端部は、明確に、この収容兼案内要素１３の下側の境界部を越えて突出している。

次に、第1の充填方法におけるやり方を説明し、この充填方法の場合、容器は、無圧力状態に、即ち充填弁との非封隙状態において、充填されるべきである。この方法を実現するために、行程容積９は、第１の低い圧力でもって付勢される。ローター２の、このローターの垂直軸を中心とした回転移動の間じゅう、シリンダー６は、曲線軌道３に当接するローラー１０によって予め設定された上方、および下方移動に追従する。このローター２が、所定の回転角度に到達した場合、この曲線軌道３は、連続的な出側において終了する。通常は、既に、この出側の到達の前に、このシリンダー６は、上に向かって、ストッパー部片１２が、ストッパースリーブ１５に当接し、且つ従って、なおそれ以上は上に向かって移動可能でない程に移動している。この方法の場合に使用された圧力は、ばね要素室１４内において設けられているコイルばね１６を圧縮するために十分ではなく、往復動機構の上方への移動は、従って、この位置において終了し、容器が、充填要素でもって封隙状態にはない。

第２の充填方法、即ち背圧充填のための方法において、行程容積９は、第２のより高い圧力でもって付勢される。この方法は、結果として、シリンダーパイプに固定されたストッパー部片１２が、比較的に大きな力でもって、ストッパースリーブ１５に対して押圧されることを招く。ローラー１０が、曲線軌道３の影響領域から離れ、且つ、行程容積９内において作用する圧力が十分に大きい場合、ストッパー部片１２は、コイルばねを、ストッパースリーブ１５の摺動によってこのストッパースリーブ１５がばね要素室１４の上側の部分と衝突するまで圧縮する状態にある。このことから、シリンダー６の増大された往復動が結果として生じ、容器は、従って、充填要素との封隙状態にある。

この状況は、具体的に、図２において図示されている。

本発明の、更に別の極めて有利な更なる構成において、液圧的に、及び／または空気圧的に作動する機能要素、もしくはばね要素が使用される。その場合に、これら要素は、シリンダー、およびピストンロッドを有するピストンから成っていても良く、その際、このピストンロッドが、移動する往復動機構のストッパーとして使用されるべきである。ここでこの往復動機構が、このピストンロッドに対して移動した場合、この要素のシリンダー室内において、適当な圧力が形成される。この圧力の高さが、所定の値を越えた場合、圧力制限弁が開放し、且つ、このシリンダー室内において存在する圧力媒体が逃げ出し可能であり、このことによって、このピストンが更に進入可能であり、このことは、この往復動機構の、拡大された往復移動を結果として招く。この往復動機構が、前進的なローターの回転移動の範囲内において、再び後退した場合、この要素内において、またはこの要素に沿って配設されたばね要素が、このピストンを、再び、このピストンの出発位置に帰還移動する。この圧力が、第２の充填方法において、このシリンダー室内において、圧力制限弁の開放のために必要である値以下に留まる場合、このピストンは、所定の僅かな程度を越えては、このシリンダー内へと進入せず、このことによって、往復動機構の往復行程が制限される。

上記の要素の内部で使用される圧力媒体は、実施態様に応じて、ガス、または液圧液体である。

断面図における、進入された状態における、本発明による往復動機構の図である。 断面図における、繰り出された状態における、本発明による往復動機構の図である。 詳細図における、本発明による往復動機構の、ばね負荷されたストッパーの図である。

符号の説明

１ 往復動機構
２ ローター
３ 曲線軌道
４ ピストン
５ 収容部
６ シリンダー
７ シリンダーパイプ
８ シリンダーヘッド
９ 行程容積
１０ ローラー
１１ 間隔保持部材
１２ ストッパー部片
１３ 収容兼案内要素
１４ ばね要素室
１５ ストッパースリーブ、 ストッパー要素
１６ コイルばね

Claims (7)

1. 容器処理機械、特に容器用の充填機械における、可変の往復行程を有する往復動機構であって、
   その際、これら往復動機構が、円形に、往復動機構台に沿って、間隔をおいて配設されており、
   それぞれの往復動機構に台皿が固定されており、且つ、それぞれの往復動機構が、往復動空間内に導かれた圧力媒体導管を有している様式の上記往復動機構において、
   往復動機構に沿って、及び／またはこの往復動機構の内側に、ストッパー手段が設けられており、これらストッパー手段が、圧力媒体の圧力に依存して、それぞれに、変更された往復行程位置を許容するように構成されていることを特徴とする往復動機構。
2. 手段は、少なくとも１つの、ばね力負荷されたストッパー要素（１５）であり、このストッパー要素が、このストッパー要素に作用する力に依存して、少なくとも２つの所定の位置を占めるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の往復動機構。
3. ストッパー要素は、少なくとも、部分的に、ばね要素室（１４）の内部にあるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の往復動機構。
4. ばね力を形成する要素は、少なくともコイルばね（１６）であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の往復動機構。
5. ばね力を形成する要素は、合成物質、金属、または他の材料から成る、適宜のばね要素であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の往復動機構。
6. ばね力を形成する要素は、液圧的に、及び／または空気圧的に作動する機能要素であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の往復動機構。
7. ストッパー手段は、往復動機構の往復行程を、圧力媒体の圧力に依存して制限することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の往復動機構。
   

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