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Vorrichtung zum sauersto fffre jen Abfililen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum Abfüllen von fliißsigen oder schüttfähigen Füllgütern
unter Ausschluß von Sauerstoff. Sie ist insbesondere für solche Behälter vorgesehen,
die Uber ihre Probe einen im wesentlochen konstanten Querscbnitt besitzen oder sich
zur Einfüllöffnung hin erweitern.
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Die Erfindung geht von einem noch nicht zum bekannten Stand der Technik
gehörenden Vorschlag aus, der eine Vorrichtung betrifft, in welcher vorzugsweise
Flaschen mit einer verhältnismäßig engen EinfüllöfNnung auf einen Restsauerstoffgehalt
von weniger als 0,1 Vol. % durch ein Inertgas gespult werden.
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Nach diesem Vorschlag werden die Behalter kontinuierlich gespült,
während sie
mehrere Stationen eines Rundtisches schrittweise durchlaufen.
Danach werden sie radial zu einer Füllstation verschoben, die ständig gegen Luft
abgeschlossen ist. Bei der AbfUilung von FUilgUtern, die gegen Sauerstoff sehr empfindlich
sind, wie z. B. Speiseöl, muß vermieden werden, daß auch die FUllgtrtreste, die
sich an den Füllorganen befinden, zwischen den Füllvorgängen mit dem Sauerstoff
der Luft in Berührung kommen. Auch der Verschlußvorgang ist unter Ausschluß von
Luft durchzuführen, Zwar lassen sich mit der Vorrichtung gemmß dem älteren Vorschlag
Restsauerstoffgehalte von weniger als 0,05 Vol. % erreichen, aber als ein Nachteil
treten die verhältnismäßig langen Spülzeiten, insbesondere bei strömungsmäßig ungUnstigen
Behälterformen auf.
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Eine ungUnstige Form stellt z. B. auch eine zylindrische Dose dar,
die in ihrem einen Deckel eine relativ enge Einfüllöffhung besitzt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile
des älteren Vorschlages zu beheben und insbesondere die SpUlzeit zu verringern.
Dabei soll audh die Forderung erfüllt werden, daß die FUilorgane sowie die Versohlußeinrichtungen
bis zum endgültigen Verschluß der Behälter nicht mit Luftsauerstoff in Berührung
kommen.
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Na<t der Erfindung ist vorgesehen, den Behälter möglichst an der
Seite, an der sein Ruersohnitt am größten ist, erst nach dem Spül- und FUllvorgang
zu verschließen. Durch diese Seite wird ein dem Behälterinnenraum im wesentlichen
entsprechender Kolben in den Behälter eingefttrt. Durch diesen wird die Luft weitgehend
aus dem Behälterinnenraum verdrängt. Spätestens beim Herausziehen des Kolbens strömt
aus diesem an seiner Unterseite vorzugsNeise durch eine sentral in ihr angeordnete
Öffnung inertes Sptllgas aus, durch welches der an den, Wandflächen, insbesondere
an den dem Kolben nicht zugänglichen Behälterteilen haftende Luftsauerstoff entfernt
wird. Der nach dem Herausziehen des Kolbens mit inertem Gas gefüllte Behälter wird
von der Spülstation zu einer
FUllstaaion bewegt und gelangt von
dieser zu einer Verschlußstation. Von der Spülung bis zum Ende des Verschlußvorganges
bleibt er gegen Luft geschiItzt.
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Vorteilhafterweise wird in dieser Zeit in dem Behälterraum ein geringer
Überdruck des des Spülgases aufrechterhalten.
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Aus der DE-PS 1 511 531 ist ein Verfahren zum Herstellen und Füllen
von Verpackungsbehältern aus Kunststoffolien bekannt, bei dem ein Tiefziehstempel
mit Kanälen zum Einbringen des Füllgutes versehen ist und zusätzliche Kanäle besitzen
kann, durch die ein Schutzgas auf das Füllgut geleitet werden kann.
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Diese Vorrichtung kann Jedoch nur im Zusammenhang mit dem Tiefziehen
von Kunststoffolien verwendet werden und besitzt darüber hinaus den Nachteil, daß
die an dem Füllrohr haftenden Fuilgutreste sowohl mit Luft als auch mit der auf
die Tiefziehtemperatur erhitzten Folie in Berührung kommen. Sie ist daher weder
für die Abfüllung von empfindlichen Füllgütern, wie z. B. Speiseöl, noch für die
Füllung von Behältern aus z. B. Blech oder Glas geeignet.
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Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann so eingerichtet
sein, daß verschiedenartige Behälter gefüllt und verschlossen werden können. Bei
Verwendung geeigneter Werkzeuge in den verschiedenen Stationen lassen sich beispielsweise
runde zylindrische oder auch eckige Dosen aus Metall mit einem Deckel versehen,
der aufgebördelt wird. FaWschenförmige Behältnisse aus Metall können auch dadurch
geschlossen werden, daß ein Deckel als Boden aufgesdhraubt wird, während auf der
gegenüberliegenden Seite eine verhältnismäßig enge Entnahmeöffnung angeordnet ist.
Es ist auch möglich, konische oder zylindrische, gewickelte, tiefgezogene oder nach
dem Spritzgußverfahren hergestellte Becher durch Aufsiegeln einer Verschlußfolie
zu schließen.
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Die Füllstation und die Verschlußstation befinden sich zweckmäßigerweise
ortsfest an einer unbeweglichen Platte. Die Spülstation kann ebenfalls an dieser
Platte test angeordnet sein. Falls wegen einer komplizierten Behälter
form
die Füllzeit sowie die Zeit für den Verschlußvorgnng erheblich kürzer als die für
das Spülen bis auf einen geringen Restsauerstoffgehalt notwendige SpUlzeit ist,
kann die Spüleinrichtung mit dem Kolben mit den Behältern, die sich in einer unter
der festen Platte beweglichen weiteren Platte befinden, mitlaufen. Duroh die Verwendung
mehrerer Spüleinrichtungekann auf diese Weise die Spülzeit auf ein Mehrfaches der
Füll- und Verschlußzeit ausgedehnt werden.
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Die Abmessungen des die Luft aus dem Behälterinnenraum weitgehend
verdrängenden Kolbens sind so gewShlt, daß zwischen der Behälterinnenfl&che
und dem Kolben ein Gasstrom fließen kann. Die Austrittsöffnung des Spülgases im
Kolben wird zweckmäßigerweise durch ein Rückschlagventil gegen das Eindringen von
Luft gesichert. Auch die der Abführung; der Luft und des Spülgases dienende Leitung
ist mit einem Rückschlagventil dagegen gesichert, daß Luft oder ein Gemisch von
Spülgas und Luft beim Zurückziehen des Kolbens in den gespülten Raum eindringen
kann. Der Kolben wird in einem Gehäuse oder Zylinder auf und ab bewegt. An seinem
oberen Ende legt er sich dichtend an die Gehäusewand an oder wird beispielsweise
durch einen oder mehrere Kolbeeringe abgedichtet.
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Zur Abführung der Luft aus dem gespülten Raum dient ein Ringkanal,
in welchem eine Anzahl von über den Umfang verteilten Bohrungen nüxiet. Vorteilhafterweise
besitzen diese Bohrungen einen unterschiedlichen Durchmesser, ao daß SpUlgas von
dem gespülten Raum bis zum Austritt aus dem Ringkanal einen gleichmäßigen Widerstand
zu überwinden hat. Hierdurch wird erreicht, daß auch über den Umfang eine gleichmäßige
Spülung durch das Gas erfolgt.
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Das in der Füllstation verwendete Rohr, durch welches die abzufüllende
Flüssigkeit in den Behälter gelangt, wird zweckmKaigerweise zu Beginn des Füllvorganges
in den Behälter abgesenkt und mit steigendem FUllgutspiegel aus diesem nach oben
herausgezogen. Das FUllrohr besitzt darüber hinaus zweckmäßigerweise an seinem Austrittsende
eine Vielzahl von engen Kanülen, durch
die ein Nachtropfen bei flUssigem
FUllgut verhindert wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachstehend anhand der beigefügten
Zeichnung, die nur eine schematische Darstellung ist, noch einmal im einzelnen beschrieben.
Die Figur zeigt eine Folge von z. B. an einem Rundtisdh angeordneten Bearbeitungsstationen.
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Bei der dargestellten Vorrichtung wird eine an ihrer Bodenseite offene
Plasche 31, die an ihrer Entnahmeseite durch eine Schraubkappe 42 verschlossen ist,
in der Station A in eine bewegliche, vorzugsweise rotierende Platte 1 eingesetzt,
in der Station B gespült, in Station C gefUllt, in Station D durch Auflegen und
Aufsiegeln einea Deckels 32 auf die Bodenseite verschlossen und in der Station E
aus der Aufnahmeöffnung 2 der Platte 1 abgegeben. Oberhalb der beweglichen Platte
1 befindet sich eine ortsfeste Platte 4, auf der die SpUl-, FUll- un' Verschlußeinrichtwigen
gemeinsam angeordnet sind. Die Platte 4 kann die bewegliche Platte 1 auch vollstkndig
abdecken und mit Öffnungen für das Einsetzen und Abgeben der Behälter versehen sein
und die hierzu notwendigen Einriohtungen tragen. Zwischen den Platten 1 und 4 erfolgt
eine im einzelnen nicht naher dargestellte Abdichtung, die das Eintreten von Luft
in den Spalt zwischen den beiden Platten verhindert. Vorteilhafterweise wird wenigstens
in der FUll- und der Verschluß station ein geringer Spingasüber druck aufrechterhalten,
der das Eindringen von Luft in diese Stationen verhindert In der 8pülstation B ist
ein Verdrängerkolben 5 in einem Gehäuse 6 versehiebbar angeordnet. Er kann bis nahezu
an die Schulter des Behälters 31 in diesen eingeführt werden Die hierbei verdrängte
Luft fließt Uber Bohren 8 in einen Ringkanal 7 und von diesem Uber ein RUoksohlagventil
9 in eine Leitung 10. Spätestens wenn der Kolben seine tiefste Stellung erreicht
hat, fließt aus der Zuleitung 11, die zugleich als Kolbenstange dient, Uber ein
RUcksohlagventil
15 das Spülgas in der Mitte des Kolbenbodens in
den Behälter aus.
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Beim Zurtickziehen des Kolbens 5 wird weiter das SUlgas in den freiwerdenden
Raum gedrUckt. Der Überschuß an SpUlgas kann in die Leitung 10 entweichen. Das Rückschlagventil
9 stellt eine Sicherung gegen das Zurückströmen eines Luft-SpUlgasgemisches in den
gespUlten Raum dar. Das Rückschlagventil 15 verhindert das Einströmen von Luft in
die SpUlgasleitung 11 beim Absenken des Kolbens 5 in den noch luftgefUllten Raum.
Der Antrieb der Kolbenbewegung erfolgt beispielsweise durch einen nur angedeuteten
Hebel 12. Die Zuleitung des Spülgases gesohieht durch eine flexible Leitung 13.
Das Gehäuse 6 besitzt an seinar Oberseite Durchbreohungen, durch die ein Druckausgleich
oberhalb des Kolbens 5 erfolgen kann. Mit Hilfe eines Kolbenringes 14 wird eine
Abdichtung zwischen dem Jeweils gespülten Raum und dem Raum oberhalb des Kolbens
5 erreicht.
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In der SpUlstation C ist ein Füllrohr 18, vorteilhafterweise ebenfalls
beweglich» angeordnet. Es wird in einem Führungsstück 20 gerührt, An seiner Unter-Seite
sind zweckmäßigerweise eine Reihe von Kapillaren 19 angeordnet, die das Nachtropfen
von flußsigem Füllgut am Ende des jeweiligen FUilvorganges verhindern. Die Bewegung
des Füllrohres 18 erfolgt durch einen Hebel 21. Die Zuleitung des Füllgutes geschieht
durch eine Leitung 22. Durch eine Gasleitung 23 kann einerseits das vom FUllgut
verdrängte SpUlgas entweichen und andererseits ein gewisser Spülgasüberdruck im
FUllraum aufrechterhalten werden.
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In der Verschlußstation D ist beispielsweise in einem Gehäuse 26 ein
Sdhweißstempel 25 bewegbar. Durch einen Schlitz 29 wird die vorteilhafterreise ebenfalls
vorher mit inertem Spillgas gespUlte Verschlußfolle zugeführt und durch den Stempel
25 nach unten in die Behälteröffnung gedrUckt. Die Bewegungen des Stempels 25 erfolgen
über eine Stange 27 und einen Hebel 28. Die am Veradhlußstempel 25 und gegebenenfalls
in der Aufhmeöffnung 2 der beweglichen Platte 1 anzubringenden Siegeleinrichtungen
sind nicht dargestellt.
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Die Aufnahmeöffnung 2 und der in den Behälter einfUhrbare Teil des
Kolbens 5 sind der Form der Behälter entsprechend zu gestalten. Ebenso sind die
Verschlußeinrichtungen der Station D in Abwandlung des dargestellten AusfUhrungsbeispiels
nach dem Behälter zu wählen. Der Antrieb der Spül-, FU11- und Verschlußeinrichtungen
sowie die Führung der Luft- und Spülgasleitungen ist auf der Zeichnung nur beispielhaft
angedeutet, Das mit der erfindungsgemaßen Vorrichtung durchuführende Verfahren besteht
darin, daß durch die Einführung eines dem Behälterinnenraum weitgehend entsprechenden
Kolbens in einen vorgefertigten Behälter aus beliebigem Material der größte Teil
der Luft verdrängt wird, spätestens beim Zurückziehen des Kolbens eine Spülung und.
Füllung des Behälters mit Inertgas erfolgt und der Behälter nach dem Ftiilvorgang
an der Seite, durch die der Kolben eingeführt wurde, verschlossen wird. Auf diese
Weise kann die Zeit für die Spülung bis auf äußerst geringe Restsauerstoffgehalte
von unter 0,1 Vol. % selbst bei schwierigen Behälterformen erheblich verringert
werden.