[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilsackfüllmaschine mit mindestens einem
Füllrohr, welches in einer Strömungsverbindung mit einem Füllaggregat steht.
[0002] Die in Rede stehende Ventilsackfüllmaschine ist in verschiedenen Ausführungen bekannt.
Bevorzugte Ausführungsformen sind die sogenannten rotierenden Füllmaschinen und die
stationären Maschinen. Bei vielen Ausführungen sind die Füllrohre zur einfacheren
Auswechselbarkeit mit einem Anschraubflansch versehen, der der Ausströmöffnung gegenüberliegt.
Bei diesen rotierenden Füllmaschinen stehen die Füllrohre entweder waagerecht, senkrecht
oder sie sind um einen kleinen spitzen Winkel gegen die Horizontale geneigt. Gleiches
gilt bei den stationären Füllmaschinen, wenn sie als Reihenpackmaschine ausgebildet
sind.
[0003] Die Füllaggregate sind z. B. rotierend antreibbare Füllturbinen oder druckluftbeaufschlagbare
Fülltöpfe. Letztgenannte Ventilsackfüllmaschinen werden in der Branche als Luftpacker
bezeichnet. Eine mit einem Luftpacker und einer Füllturbine ausgerüstete Ventilsackfüllmaschine
ist aus der DE-PS 36 07 508 vorbekannt. Diese rotierende Füllmaschine kann mit unterschiedlichen
Füllrohren ausgerüstet werden. Um eine Entlüftung der Säcke während des Füllvorganges
zu ermöglichen, werden beispielsweise in vielen Fällen doppelwandige Füllrohre eingesetzt.
Ein derartiges Füllrohr ist beispielsweise aus der DE-PS 38 34 810 bekannt. Dieser
Druckschrift ist auch zu entnehmen, daß der auf das Füllrohr aufgesteckte Ventilsack
mittels eines auf- und abbewegbaren Stempels festsetzbar ist. Die vorbekannten Ventilsackfüllmaschinen
haben sich in der Praxis bestens bewährt. Es wird jedoch als Nachteil empfunden, daß
mit der aus dem Sack verdrängten Luft, insbesondere bei pulverförmigen Produkten,
Material mitgeführt wird. Dies führt zur Staubbelästigung des Bedienungspersonals
und zu erhöhtem Rückmehlanteil, wodurch auch noch Kosten entstehen. Um diese Nachteile
zu vermeiden wurden verschiedene Lösungen bekannt, die jedoch unzureichend waren.
[0004] Beispielsweise ist eine konische Ausführung des Füllrohres sowie ein Füllrohr mit
einer aufblasbaren Manschette bekannt. Des weiteren gibt es Konstruktionen mit einem
geteilten Füllrohr, welches schnabelförmig aufspreizbar ist. In Verbindung mit einem
konisch gefertigten Ventil wurde auch noch ein Füllrohr mit Doppelkonus entwickelt.
Diese Ausführung ist zwar in fülltechnischer Hinsicht als ausreichend anzusehen, jedoch
ist die Sackfertigung sehr problematisch und stellt eine deutliche Kostensteigerung
dar bedingt durch die konischen Ventile. Zunächst muß berücksichtigt werden, daß es
zum Aufstecken des Ventilsackes auf ein Füllrohr unbedingt notwendig ist, daß sich
das Ventil leicht, d. h. ohne besondere Krafteinwirkung aufstülpen läßt. Dazu ist
es notwendig, daß sinngemäß zwischen der Innenkontur des Ventils und dem Füllrohr
ein Spiel vorhanden ist. Da dadurch jedoch der Austritt des Füllgutes begünstigt wird,
wurde die konische Ausführung des Füllrohres vorgeschlagen, so daß der Konus als Dichtelement
im Ventilbereich wirkt. Die austretende Menge des Füllgutes wird bei dieser Ausführung
des Füllrohres zwar verringert, eine vollkommene Abdichtung ist jedoch nicht gewährleistet,
da sich das Ventil während des Füllvorganges aufweitet, bedingt durch das unter Druck
in den Ventilsack einströmende Füllgut, wodurch auch auf das Ventil ein Druck ausgeübt
wird. Bei der Ausführung mit einem Doppelkonus wird zwar die austretende Menge des
Füllgutes noch weiter verringert, jedoch wird die Forderung nach einer staubfreien
und sauberen Abfüllung im Zuge der Humanisierung der Arbeitswelt nicht erreicht. Ferner
ist es bei der Ventilsackherstellung unvermeidbar, daß die üblicherweise schlauchförmigen
Ventile innerhalb von zulässigen Toleranzen liegen. Dadurch wird die Lösung für eine
staubfreie bzw. saubere Abfüllung noch zusätzlich erschwert.
[0005] Bei dem Einsatz eines geteilten, schnabelförmig aufspreizbaren Füllrohrs entstehen
nach dem Spreizen der beiden Füllrohrteile Kanäle, durch die wiederum Füllgut austreten
kann. Bei dieser Lösung ist es außerdem nicht möglich, daß die abzuführende Luft in
einem geschlossenen System geführt wird. Ferner ist noch vorgeschlagen worden, daß
das Füllrohr zumindest im mittleren Bereich als aufweitbarer Blähschlauch ausgebildet
ist. Der Blähschlauch ist jedoch als Verschleißteil anzusehn.
[0006] Ferner ist das Aufstecken der Ventilsäcke mit zusätzlichen Schwierigkeiten verbunden,
weil die Gleitfähigkeit gegenüber dem normalen Füllrohr nachteilig ist. Gemäß einer
weiteren Lösung wurde vorgeschlagen, das Ventil des Ventilsackes als Filterventil
auszubilden, d.h. aus einem luftdurchlässigen Material zu fertigen, so daß die Abluft
durch das Ventil hindurchgesaugt werden kann. Auch bei dieser Lösung wird durch das
Aufweiten des Ventils noch keine zufriedenstellende Lösung erreicht.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilsackfüllmaschine
der gattungsgemäßen Art so zu gestalten, daß kein Füllgut mehr austreten kann, so
daß man von einer sauberen oder staubfreien Fülltechnik sprechen kann. Die gestellte
Aufgabe wird gelöst, indem das Füllrohr mindestens eine schlitzartige, über einen
definierten Bereich sich in Längsrichtung erstreckende Ausnehmung aufweist, daß im
Bereich des Füllrohres lagegerecht zur schlitzartigen Ausnehmung bzw. zu den schlitzartigen
Ausnehmungen jeweils ein Spannhebel beweglich gelagert ist, der mittels eines gesteuerten
Antriebes nach dem Aufstecken eines zu füllenden Sackes in die Ausnehmung einführbar
ist, so daß sich das auf das Füllrohr aufgestülpte Ventil eines Ventilsackes durch
den in die Ausnehmung abgesenkten Spannhebel während des gesamten Füllvorganges durch
die vom Spannhebel erzeugten Spannkräfte im wesentlichen über die gesamte Länge umfänglich
an die Außenfläche des Füllrohres anlegt.
[0008] Aus der DE-PS 580 335 ist eine Abfülldüse für eine nicht näher erläuterte Füllmaschine
bekannt, welche an der oberen Seite abgeflacht ist, wobei sich die Fläche entweder
über die gesamte Länge der Fülldüse oder über den vorderen Bereich erstreckt. Bei
einer anderen Ausführung kann anstelle der Abflachung das Füllrohr im mittleren Bereich
mit einer querverlaufenden Vertiefung versehen sein. Durch diese Gestaltung der Fülldüse
soll erreicht werden, daß der zu füllende Sack nicht von der Fülldüse herunterrutscht.
Dazu ist an einem Ausleger ein Handhebel schwenkbar gelagert, der auf den Sack nach
dem Aufstecken zunächst durch eine Schwenkbewegung von Hand aufgesetzt wird. Dieser
Handhebel ist so gestaltet, daß er während des Füllvorganges den Sack gegen das Füllrohr
preßt, da der Sack das Bestreben hat, vom Füllrohr herunterzurutschen. Zur Erhöhung
der Reibung ist das Füllrohr so gestaltet, daß die Abflachung aufgerauht ist. Das
den Sack kontaktierende Ende ist dann mit einer korrespondieren Aufrauhung versehen.
Statt der Aufrauhung ist das Füllrohr in der Mitte bei weiteren Ausführungen mit einer
Stufe oder einer Vertiefung versehen, so daß der Sack durch den aufsetzenden Handhebel
verformt wird. Aus dieser Druckschrift ergibt sich, daß keine Maßnahmen getroffen
wurden, um den Austritt von Füllgut zu verhindern. Aus dieser Druckschrift geht auch
nicht hervor, wie die Füllmaschine aufgebaut ist, damit das Füllgut durch die Fülldüse
hindurch in den Sack gelangt. Aufgrund des Alters dieser vorbekannten Fülldüse ist
ein Vergleich mit den heutzutage herrschenden Verhältnissen ohnehin nicht möglich.
Insbesondere durch die querverlaufende Stufe bzw. Vertiefung wird keine Abdichtung
erreicht, sondern es entstehen undichte Kanäle.
[0009] Gemäß der Erfindung bildet nunmehr der Ventilboden des auf das Füllrohr aufgestülpten
Ventilsackes ein Widerlager für den in die Ausnehmung eingedrückten Spannhebel. Dadurch
wird der der Ausnehmung zugeordnete Bereich des Ventiles von außen wirkenden Spannkräften
ausgesetzt, die bewirken, daß das Ventil gegen die außerhalb der Ausnehmung liegenden
Außenflächen des Füllrohres gezogen wird. Da auch das Ventil innerhalb gewisser Toleranzen
liegt, kann es passieren, daß nicht der der Ausnehmung längenmäßig zugeordnete Bereich
des Ventils vollflächig anliegt, sondern das nur ein Teil diesen Spannkräften ausgesetzt
wird. Dieser Teil ist jedoch so lang, daß man von einer Dichtfläche im Ventilbereich
von ausreichender Länge sprechen kann, so daß kein Füllgut austreten kann. Selbst
wenn sich das Ventil während des Füllvorganges durch Druckbelastung aufweitet, wird
die Ventilinnenfläche gegen das Füllrohr gezogen, da durch den gesteuerten Antrieb
der Spannhebel mit gleichbleibender Kraft beaufschlagt wird, so daß er sich entsprechend
der Aufweitung weiter absenkt. Ferner wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung der
Ventilsackfüllmaschine noch erreicht, daß das Spiel zwischen dem Ventil und dem Füllrohr
besonders groß sein kann, wodurch das Aufstecken erleichtert wird.
[0010] Sofern das Füllrohr doppelwandig ausgebildet ist, bleibt die Trennung des äußeren,
ringförmigen Entlüftungskanales von dem inneren Füllkanal voll erhalten, so daß die
Trennung zwischen der Abluft und dem Füllgutstrom bestehen bleibt. In weiterer Ausgestaltung
ist vorgesehen, daß die schlitzartige Ausnehmung sich von der Austrittsöffnung bis
in den mittleren Bereich erstreckt. Durch diese Ausführung wird es in besonders einfacher
Weise möglich, daß die Abluft in den Entlüftungskanal gelangt. Die Länge dieser Dichtfläche
ist zur Abdichtung bei doppelwandigen und einwandigen Füllrohren vollkommen ausreichend.
Das gilt auch dann wenn man berücksichtigt, daß durch Toleranzen bei der Sackherstellung
das Ventil nicht über die gesamte Länge der schlitzartigen Ausnehmung gespannt werden
kann, sondern das der Spannhebel im Bereich des vorderen oder des hinteren Endes der
Ausnehmung aufsetzt. Die Funktion des Spannhebels wird erheblich gesteigert, wenn
seine Schwenkachse sich innerhalb eines vorgegebenen Bereichs von Füllvorgang zu Füllvorgang
verlagern kann, so daß bei unterschiedlichen Ventilweiten der sich absenkende Spann-hebel
den Ventilboden im Bereich des Endes der Ausnehmung kontaktiert und sich danach selbsttätig
so einstellt, daß das Ventil im wesentlichen über die gesamte Ventillänge gespannt
wird. Dadurch entstehen zumindest im Bereich des vorderen und hinteren Endes der Ausnehmung
Druckpunkte. Konstruktiv läßt sich die Verstellung der Schwenkachse des Spannhebels
besonders einfach erreichen, wenn die Schwenkachse durch einen Bolzen gebildet ist,
der in wenigstens einem Langloch eines ortsfesten Lagerteils geführt ist. Zweckmäßigerweise
ist jeder Spannhebel als einarmiger Hebel ausgebildet, der mit einem Ende im Bereich
des Endes der Ausnehmung des Füllrohres schwenkbar gelagert ist, und an dessen gegenüberliegendem
Ende der gesteuerte Antrieb angelenkt ist, wobei der Spannhebel im mittleren Bereich
abgewinkelt ist und der eingeschlossene Winkel knapp unter 180 Grad liegt, beispielsweise
170 Grad beträgt. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß der wirksame Bereich
des Spannhebels in der abgesenkten Stellung parallel oder annähernd parallel zur Mittellängsachse
des Füllrohres steht, so daß das Ventil möglichst auf seiner gesamten Länge gespannt
wird. Es ist ferner vorgesehen, daß die Ausnehmung bzw. die Ausnehmungen jeweils ein
Längsschlitz ist, da dadurch die Bewegung des Spannhebels in Richtung zur Mittellängsachse
des Füllrohres nicht begrenzt wird. Auch durch die nach unten offene Ausnehmung wird
bei doppelwandigen Füllrohren eine getrennte Führung des Füllgutstromes von der Abluft
gewährleistet, da die in die Ausnehmung eingedrückten Sackteile dann den Füllgutstrom
nicht behindern. Durch die annähernd parallel mit dem Füllrohr verlaufende Form des
Spannhebels wird außerdem noch erreicht, daß der Ventilschlauch im Bereich der Entlüftungsschlitze
voll anliegt, so daß keine Fremdluft über das Ventilende angesaugt werden kann.
[0011] Weitere kennzeichnenden Merkmale einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden
Erfindung sind Gegenstand von weiteren Unteransprüchen und ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles.
[0012] Es zeigen:
- Figur 1
- das Füllrohr mit dem zugeordneten Spannhebel einer erfindungsgemäßen Ventilsackfüllmaschine
im Längsschnitt, mit andeutungsweise dargestellten Venitilsack,
- Figur 2
- eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in der Figur 1 gesehen.
[0013] In den Figuren ist als ein Ausführungsbeispiel ein doppelwandiges Füllrohr 10 dargestellt
mit einem Innenrohr 11 mit kreisringförmigem Querschnitt und einem Außenrohr 12 mit
einem polygonen Querschnitt. Das Innenrohr 11 und das Außenrohr 12 begrenzen einen
Entlüftungskanal 13, der über einen Rohrstutzen 14 in nicht näher erläuterter Weise
mit einer Vakuumquelle in eine strömungstechnische Verbindung bringbar ist. Zur Verdeutlichung,
daß das Außenrohr 12 des Füllrohres 10 im vorderen Bereich mit mehreren sich auf dem
gesamten Umfang verteilenden, in Längsrichtung sich erstreckenden Langlöchern 16 versehen
ist, wurde das Innenrohr teilweise aufgeschnitten. Durch diese Langlöcher 16 hindurch
gelangt die Abluft in den Entlüftungskanal 13. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Füllrohr 10 mit einem sich durch das Innenrohr 11 und das Außenrohr 12 erstreckenden
Längsschlitz 17 versehen, der sich im wesentlichen von der Ausströmöffnung bis in
den mittleren Bereich erstreckt, und die Ausnehmung bildet. Dieser Längsschlitz 17
liegt im oberen Bereich des Füllrohres 10. In Abweichung von der Darstellung kann
es jedoch auch eine nach innen gerichtete Sicke sein, die auch das Innenrohr 11 erreichen
kann.
Hinter dem Ende des Längsschlitzes 17 ist fluchtend ein Gabelkopf 18 am Außenrohr
12 befestigt. Dieser Gabelkopf 18 ist das Lagerteil für einen Spannhebel 20. Mittels
eines bolzenartigen Verbindungselementes 19 ist in dem Gabelkopf das das der Ausströmöffnung
abgewandte Ende des Spannhebels 20 schwenkbar gelagert.
[0014] Der Gabelkopf 18 ist mit in den beiden parallel Schenkeln vorgesehenen Langlöchern
21 ausgerüstet. Die Lagerung des Spannhebels 20 ist so, daß sich von Füllvorgang zu
Füllvorgang der Abstand der Schwenkachse zum Füllrohr verändern kann, damit der Spannhebel
das Ventil über die der Ausnehmung 17 zugeordneten Länge spannt. Dadurch wird zumindest
erreicht, daß die Abdichtung sich im wesentlichen über den Bereich der Langlöcher
16 und somit auch im wesentlichen über die Länge des Ventils erstreckt. Ferner wird
auch der Längsschlitz 17 an der der Austrittsöffnung des Füllrohres abgewandten Endbereich
abgedichtet, so daß kein Füllgut aus dem Schlitz austreten kann. Der Spannhebel 20
ist im mittleren Bereich abgewinkelt, wobei der eingeschlossene Winkel ein klein wenig
unter 180 Grad liegt. Durch diese Form wird in Verbindung mit den Langlöchern 21 erreicht,
daß er sich selbsttätig so einstellt, daß in der abgesenkten Stellung das Ventil im
wesentlichen über die gesamte Länge gespannt wird. Die Krümmung der Langlöcher 21
ist so gewählt, daß deren Mittelpunkt in diesen Bereich fällt. Der Spannhebel 20 trägt
in diesem Bereich eine Verbindungslasche 22 zur gelenkigen Verbindung mit der Kolbenstange
einer Kolbenzylindereinheit 15, die den gesteuerten Antrieb für den Spannhebel 20
bildet. Die Kolbenzylindereinheit 15 ist an nicht näher erläuterten Auslegern der
Ventilsackfüllmaschine aufgehängt. Durch das Bezugszeichen 24 ist ein Taster zur Ermittlung
des aufgesteckten Sackes gekennzeichnet, durch den der Füllvorgang ausgelöst wird.
[0015] Aus den Figuren ergibt sich, daß der aufgesteckte Ventilsack mit seinem Ventil beim
Absenken des Spannhebels 20 in die schlitzförmige Ausnehmung 17 hineingedrückt wird.
Dadurch wird der zugeordnete Bereich im Idealfall über diesen Bereich an die freie
Außenfläche des Füllrohres 10 gezogen. Es ergibt sich außerdem, daß im Normalfall
auf den ansonsten üblichen Sackhalter verzichtet werden kann, so daß der konstruktive
Mehraufwand für die erfindungsgemäße Füllmaschine äußerst gering ist. Aus der Figur
1 ergibt sich außerdem, daß auch dann noch das Ventil des Ventilsackes ausreichend
gespannt wird, wenn diese innerhalb großer Toleranzen liegen, da zumindest ein Bereich
so gespannt wird, daß die notwendige Dichtigkeit erreicht wird.
[0016] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt,
sie ist u. a. auch auf eine Füllmaschine mit einem vertikalen Fallrohr anwendbar.
Der Längsschlitz 17 erstreckt sich dann über den entsprechenden Bereich des analogen,
an das Fallrohr angesetzten Füllrohr.
[0017] In Erweiterung zum dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Füllrohr 10 auch mit
zwei Ausnehmungen in Form der Längsschlitze 17 und zwei Sapnnhebeln 20 versehen sein.
Die Längsschlitze 17 liegen dann, bezogen auf den Umfang des Füllrohres in einem relaitv
kleinen Winkelabstand zueinander. Diese Ausführung ist bei Füllrohren im unteren Durchmesserbereich
vorteilhaft. Es besteht die Möglichkeit größere Toleranzen zwischen Füllrohr 10 und
Sackventil auszugleichen.
1. Ventilsackfüllmaschine mit mindestens einem Füllrohr, welches in einer Strömungsverbindung
mit einem Füllaggregat steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllrohr (10) mindestens eine schlitzartige, über einen definierten Bereich
sich in Längsrichtung des Füllrohres (10) verlaufende schlitzförmige Ausnehmung (17)
aufweist, daß im Bereich des Füllrohres (10) lagegerecht zur schlitzförmigen Ausnehmung
(17) bzw. zu den schlitzförmgien Ausnehmungen 17 jeweils ein Spannhebel (20) beweglich
gelagert ist, der mittels eines gesteuerten Antriebes nach dem Aufstecken eines zu
füllenden Ventilsackes in die Ausnehmung (17) einführbar ist, so daß sich das auf
das Füllrohr (10) aufgestülpte Ventil eines Ventilsackes durch den in die Ausnehmung
(17) abgesenkten Spannhebel (20) während des gesamten Füllvorganges durch die vom
Spannhebel (20) erzeugten Spannkräfte eine im wesentlichen über die gesamte Länge
umfänglich an die Außenfläche des Füllrohres (10) anlegt.
2. Ventilsackfüllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung
(17) ein Längsschlitz oder eine nach innen in das Außenrohr (12) eines doppelwandigen
Füllrohres (10) eingeformte Sicke ist.
3. Ventilsackfüllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede schlitzförmige
Ausnehmung (17) Sich vom vorderen, der Austrittsöffnung des Füllrohres zugeordneten
Ende bis in den mittleren Bereich erstreckt.
4. Ventilsackfüllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse
des Spannhebels (20) innerhalb eines vorgegebenen Bereiches von Füllvorgang zu Füllvorgang
verlagerbar ist, so daß bei unterschiedlichen Ventilbreiten die Abdichtung des Ventils
zumindest im Bereich des freien, der Schwenkachse gegenüberliegenden Ende des Spannhebels
sowie die Abdichtung der schlitzförmigen Ausnehmung (17) im gegenüberliegenden, der
Schwenkachse zugewandten Endbereich erfolgt.
5. Ventilsackfüllmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse
des Spannhebels (20) durch einen Bolzen (19) gebildet ist, der in wenigstens einem
Langloch (21) eines Lagerteils geführt ist.
6. Ventilsackfüllmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerteil
ein an das Füllrohr (10) im der Austrittsöffnung des Füllrohres 10 gegenüberliegender
Bereich (15) festgelegter Gabelkopf (18) ist, dessen parallele Schenkel mit jeweils
einem Langloch versehen sind.
7. Ventilsackfüllmaschine nach Anspruch 5 oder 6, daß jedes Langloch (21) bogenförmig
ausgebildet ist, wobei der Krümmungsmittelpunkt im Bereich der Anlenkung des gesteuerten
Antriebes liegt.
8. Ventilsackfüllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannhebel
(15) als einarmiger Hebel ausgebildet ist, der mit einem Ende der Austrittsöffnung
gegenüberliegender (10) schwenkbar gelagert ist und an dessen gegenüberliegendes Ende
der gesteuerte Antrieb angelenkt ist, wobei der Spannhebel (15) im mittleren Bereich
abgewinkelt ist und der eingeschlossene Winkel knapp unter 180 Grad liegt.
9. Ventilsackfüllmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der gesteuerte Antrieb für den Spannhebel (10) eine Kolbenzylindereinheit
ist.
10. Ventilsackfüllmaschine nach Anspruch 1, daß das Füllrohr (10) zwei Ausnehmungen (17)
aufweist, denen jeweils ein Spannhebel (20) zugeordnet ist.
11. Ventilsackfüllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte
Antrieb aus zwei Einzelantrieben, vorzugsweise aus zwei Kolbenzylindereinheiten besteht.