DE4017853C2 - Anschluß zum Befüllen eines Behältnisses und Vorrichtung zum Prüfen des Volumens von Behältnissen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anschluß zum Befüllen eines Behältnisses nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung zum Prüfen des Volumens von Be­ hältnissen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 2.

Ein Anschluß der eingangs genannten Art ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE-GM 83 20 684 bekannt. Der bekannte Anschluß besitzt ein Anschlußgehäuse, das eine Aufnahme für eine die Behältnisöffnung enthaltende Behältnis­ partie aufweist. Der Anschluß dient der druckdichten Befestigung von Meßgeräten an der Behältnisöffnung. In dem Anschlußgehäuse ist eine in die Behältnisöffnung einmündende Zuführleitung vorgesehen, die das Innere des Behältnisses mit dem Meßgerät verbindet. Der bekannte Anschluß umfaßt weiterhin zum Anschließen an Flaschen einen axial auf die Flaschenöffnung applizierbaren Dichtring. Weiterhin sind Spannmittel vorgesehen, um den erwähnten Dichtring axial auf die Flaschenöffnung zu pressen. Die Spannmittel sind als den Flaschenhalswulst hintergreifende Finger ausgebildet, welche axial verschieblich sind. An diesem bekannten Anschluß ist nachteilig, daß der Dichtring an die Formgebung des Flaschenhalses, insbesondere dessen radial Dimension, angepaßt werden muß. Andererseits ist nachteilig, daß Greifpartien an den Greiffingern an die jeweilige Flaschenkopfform anzupassen sind. Im weiteren ist eine relativ komplizierte Konstruktion erforderlich, um für die gewünschte Verspannung den Dichtring und die Greiffinger axial relativ zueinander zu verschieben.

Aus der DE-OS 24 55 848 ist es bekannt, ein Behältnis in Form einer Flasche, durch Beaufschlagung mit einer Flüssigkeit auf sein Volumen zu prüfen. Dabei wird ein Anschluß über die Flaschenöffnung appliziert und aus einer Kolben-Zylinder-Anordnung Flüssigkeit in die Flasche ein­ gepreßt. Hierzu besitzt der Anschluß einen zapfenförmigen Einfüllstutzen, der in die Flaschenöffnung einführbar ist und in dem die Zuführleitung für die Meßflüssigkeit angeordnet ist.

Aus der DE-OS 32 06 130 und der WO 80/02 196 ist es bekannt, Volumen- bzw. Restvolumenmessungen an einem Behältnis mittels Gasbeaufschlagung durchzuführen. Bei der aus der WO 80/02 196 bekannten Vorrichtung kommt ein Anschluß zum Einsatz, der auf die Behältnisöffnung applizierbar ist und der gegenüber dieser durch eine elastische Dichtung abgedichtet ist.

Bei all diesen Prüfverfahren stellt sich das Problem, das Behältnis dicht anzuschließen, und zwar auch unter Berück­ sichtigung von durch Herstellungstoleranzen bedingten Ab­ weichungen der Dimension und Form der Behältnisse an ihrem Öffnungsbereich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Anschluß eingangs genannter Art, einen Anschluß zu schaffen, mit welchem ein derartiges Behältnis in weiten Grenzen unabhängig von der Gestalt von einer die anzu­ schließende Behältnisöffnung umgebenden Behältnispartie dichtend angeschlossen werden kann. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der bei in einem Strom anfallenden Behältnissen deren Volumenprüfung in einfacher Weise durchführbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Anschluß der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß als Dichtorgan ein pneumatisch betriebener, gummielastischer Balg vorgesehen ist, der an die Behältnisaußenwand dichtend anlegbar ist.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird erreicht, daß Behältnisse mit in weiten Grenzen unterschiedlich geformten bzw. dimensionierten Öffnungspartien, wie Flaschenhälsen, dicht an dem Anschluß applizierbar sind. Der als Dichtorgan zum Einsatz kommende gummielastische Balg kann sich gut an die jeweilige Ausformung im Behältnisöffnungs­ bereichk anpassen. Hierdurch wird eine hohe Flexibilität erreicht, da der erfindungsgemäße Anschluß ohne aufwendige Umstellungen bzw. Ummontage für in Grenzen unterschiedliche Behältnisse eingesetzt werden kann. Weiterhin ermöglicht der neue Anschluß das Applizieren an in rascher Abfolge anfallende Behältnisse.

Ein derartiger Anschluß ist sowohl für das Füllen von Be­ hältnissen als insbesondere auch bei einer Vorrichtung zur Volumenprüfung einsetzbar.

Eine derartige erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt die in Anspruch 2 aufgeführten Merkmale. Durch das Vorsehen mindestens eines erfindungsgemäßen Anschlusses wird es möglich, im Durchlaufbetrieb anfallende Behältnisse rasch dichtend anzuschließen. Anschließend werden die Behältnisse mit Prüfgas beaufschlagt. Bei einer derartigen Vorrichtung bewirkt der erfindungsgemäße Anschluß eine schnelle Durchführbarkeit der Volumenprüfung. Weiterhin ist auch in diesem Zusammenhang von Vorteil, daß sich der Anschluß ohne aufwendige Umstellarbeiten auf in Grenzen unterschiedlichen Behältnisöffnungen applizieren läßt.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante gemäß Anspruch 3 wird vorgesehen, daß der Anschluß mit einer Aufnahme für den Flaschenhals einer Kunststoff-Flasche ausgebildet ist.

In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Fördereinrichtung, insbesondere ein Förderband vorgesehen, mit der die zu prüfenden Behältnisse dem mindestens einen Anschluß zustellbar sind. Zweckmäßigerweise wird der Anschluß mit Druck auf die Behältnisöffnung aufgebracht. Da sich der Druck auf die Standfläche des zu prüfenden Behältnisses überträgt, wird beim Anlegen des pneumatisch betriebenen Dichtbalges eine sichere Fixierung des Behältnisses am Anschluß erzielt.

Vorteilhafterweise ist der Anschluß derart flexibel aus­ gebildet, daß eine Prüfung während der Bewegung des Behältnisses durchführbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, daß die Fördereinrichtung intermittierend betreibbar ist. Hierdurch eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung außerordentlich gut zum Testen von in einem ununterbrochenen Strom anfallenden, soeben produzierten Behältnissen. Weiterhin führt die interemittierende Be­ triebsweise der Fördereinrichtung zu einem einfachen Aufbau der Vorrichtung, da die prüfvorrichtungen stationär gehalten werden können.

In weiterer Ausgestaltung kann die Verbindungsleitung mit mehreren Anschlüssen zur gleichzeitigen Prüfung mehrerer Behältnisse versehen sein. Hierdurch kann die Durchsatzrate noch weiter erhöht werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen, die nachfolgend beschrieben werden. Es zeigt:

Fig. 1a schematisch eine Prüfvorrichtung, bei der als vom zu prüfenden Volumen abhängiges Volumen dasjenige einer Prüfkammer eingesetzt wird,

Fig. 1b über der Zeit, qualitativ, den Verlauf des Druckes in der Prüfkammer bei deren Beschickung mit einem im wesentlichen konstanten Gasmassestrom zur Erläuterung der Bereitstellung eines Auswertesignals in einer ersten Variante,

Fig. 1c eine Darstellung analog zu derjenigen von Fig. 1b zur Erläuterung einer weiteren Be­ reitstellungsvariante für das Auswertesignal,

Fig. 1d eine Darstellung der geflossenen Gasmasse über dem Druck in der Prüfkammer, zur Darstellung einer weiteren Variante zur Bereitstellung des Auswertesignals,

Fig. 1e eine Darstellung über der Zeitachse der ab Meßzyklusbeginn geflossenen Gasmasse zur Erläuterung einer weiteren Variante für die Bereitstellung des Auswertesignals,

Fig. 2 eine Darstellung analog zu Fig. 1a einer Ausführungsvariante der Vorrichtung, bei der als vom zu prüfenden Volumen abhängiges Volumen direkt dasjenige eines zu prüfenden Behältnisses eingesetzt wird,

Fig. 3 in Darstellung analog zu derjenigen von Fig. 2, schematisch, die Prüfung von Behältnisgruppen in Linie während der Fertigung der Behältnisse,

Fig. 4 eine Längsschnittdarstellung eines erfin­ dungsgemäßen Anschlusses für Behältnisse, insbesondere auch verwendet bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 2 und 3 der erfindungsgemäßen Volumenprüfvorrichtungen.

In Fig. 1a ist schematisch eine Prüfkammer 1 dargestellt, worin ein bei dieser Ausführungsvariante geschlossenes, gegebenenfalls mit seinem Füllgut gefülltes Behältnis 3 in eine Kammer 1 eingeführt wird. Das Einführen des zu prüfenden Behältnisses 3 mit Volumen V₃ in die Kammer 1, wodurch in der Kammer das Differenzvolumen V₁-V₃ entsteht, erfolgt durch einen hier nicht dargestellten, dichtend verschließbaren Einfülldeckel.

An der Kammer 1 ist eine Druckgasquelle 5 über eine Verbindungsleitung 7 angeschlossen. Wie schematisch dargestellt, erlaubt die Quelle 5 grundsätzlich den über Leitung 7 dem Volumen V₁-V₃ pro Zeiteinheit zugeführten Gasmassestrom gesteuert einzustellen, beispielsweise auf jeweils konstante Werte. Hierzu ist beispielsweise ein Speichertank 9 vorgesehen für das Druckgas sowie ein durchflußmengengeregeltes Stellglied 11, wie beispielsweise ein stetig verstellbares Ventil.

Diese höchst einfache Volumenprüfeinrichtung arbeitet, wie anhand der Fig. 1b bis 1e erläutert wird.

Nach Einbringen des zu prüfenden Volumens bzw. Behältnisses 3 wird mit Hilfe der Massestrom--gesteuerten Quelle 5 der Fluß eines vorbestimmten Gasmassestromes , beispielsweise mit Hilfe des stetig verstellbaren Ventiles 11 eingestellt. Über der Zeit t steigt nun der Druck p_1-3 im Differenzvolumen V₁-V₃ an. Dieser Druck wird mittels eines Drucksensors 13 erfaßt.

Gleichzeitig mit der Inbetriebsetzung bzw. der Öffnung des Ventiles 11 wird eine Zeitgebereinheit 15 gestartet, welche nach einer vorgebbaren Zeitspanne T den Ausgang des Drucksensors 13 zur weiteren Auswertung und mithin als Testauswertesignal ausliest bzw. weiterschaltet.

Wie aus Fig. 1b ersichtlich, wird der nach der einstellbaren Zeitspanne T sich in der Kammer 1 mit dem Differenzvolumen V₁-V₃ einstellende Druck bei einem größeren Volumen V₃ einen höheren Wert p_g, bei einem kleineren Volumen V₃ einen kleineren Wert p_k erreichen.

Mithin wird der nach der einstellbaren Zeitspanne T im Differenzvolumen bzw. in dem vom zu prüfenden Volumen V₃ abhängigen Volumen erreichte Druck als Auswertesignal für den Volumentest gewertet.

In einer zweiten Variante der Auswertungen, wie in Fig. 1c dargestellt, wird anstelle einer vorgebbaren Zeit ein vorgegebener Druckwert p_Gr, einstellbar, vorgegeben. Hierzu wird, wie links in Fig. 1c dargestellt, der Ausgang des Drucksensors 13 einem Komparator 17 zugeführt, welchem, als Vergleichswert, ein Signal S entsprechend dem eben erwähnten Druck p_Gr eingegeben wird. Mit dem anhand von Fig. 1a erläuterten Startsignal wird ein Zeitzähler 19 gestartet und mit dem Komparatorausgangssignal, d. h. dann, wenn der gemessene Druck am Sensor 13 einen Wert S entsprechend dem vorgebbaren Grenzdruckwert p_Gr erreicht, gestoppt. Die dann am Zähler 19 erfaßte Zeitgröße τ wird als volumenanzeigendes Signal ausgewertet.

Wie im Verlauf rechts von Fig. 1c dargestellt, wird bei einem größeren zu prüfenden Volumen V₃ die Zeitspanne τ_g kleiner als bei einem kleineren zu testenden Volumen, wo sie, wie qualitativ dargestellt, mit τ_k größer wird.

In Fig. 1d ist eine weitere Variante zur Prüfsignal­ bereitstellung gezeigt. Mittels eines in Fig. 1a gestrichelt dargestellten Fühlers 21 wird die pro Zeiteinheit dem Differenzvolumen V₁-V₃ zugeführte Gasmenge, der Masse- bzw. Volumenstrom , gemessen und an einer Integrationseinheit 23 über der Zeit integriert, womit die ab Beginn des Meßzyklus geflossene Gasmenge erfaßt ist.

Nun wird gemäß Fig. 1d wiederum ein Grenzdruck p_Gr vorgegeben und die ab Meßzyklusbeginn geflossene Gasmenge bis zum Erreichen dieses Grenzdruckes gemessen. Ist das zu testende Volumen 3 größer, so ist die bis zum Erreichen des Grenzdruckes geflossene Gasmenge M_g kleiner als bei einem kleineren zu prüfenden Volumen, wie mit M_k dargestellt. Das Erreichen des Grenzdruckes p_Gr gemäß Fig. 1d wird beispielsweise mit einem Drucksensor 13 und nachgeschaltetem Komparator 17 sowie der Vorgabe des Grenzdruckes p_Gr, wie links in Fig. 1c dargestellt, vorgenommen.

In Fig. 1e ist eine weitere Variante dargestellt, wie ein Auswertesignal bereitgestellt wird. Es wird eine vorgegebene Meßzykluszeit T eingestellt und die ab Meßzyklusbeginn geflossene Gasmenge erfaßt. In der vorgegebenen Zeitspanne T fließt, bei konstantem Förderdruck der Quelle 9 und mithin von Förderdruck p₉ und Druck im Differenzvolumen V₁-V₃ abhängiger Fördermenge pro Zeiteinheit bei größerem zu testendem Volumen V₃, eine geringere Gasmenge ins Differenzvolumen V₁-V₃ ein, wie schematisch mit M_g eingetragen. Analog wird innerhalb der Zeitspanne T die zugeführte Gasmenge M_k größer, bei einem kleineren zu prüfenden Volumen V₃.

Die ab Meßzyklusbeginn geflossene Gasmenge wird beispielsweise wiederum mit dem in Fig. 1a gestrichelt dargestellten Sensor 21 und dem nachgeschalteten Integrator 23 erfaßt.

In Fig. 2 ist die zu Fig. 1a analoge Vorrichtung dargestellt, wenn das vom zu prüfenden Volumen abhängige Volumen direkt durch das Innenvolumen V₃ des zu prüfenden Behältnisses 3, wie beispielsweise einer Kunststoff-Flasche, gebildet wird. Hier wird der gegebenenfalls vorgesehene Drucksensor 13 von Fig. 1a direkt an der Förderleitung 7 zwischen einem Anschluß 25 zum dichten Anschließen der Leitung 7 an die Öffnung des Behältnisses 3 vorgesehen. Das Behältnis ist hier, im Unterschied zur Ausführungsvariante von Fig. 1a, ein geöffnetes Behältnis, wie eine eben hergestellte Kunststoff-Flasche.

Vorgehensweise und Auswertungstechnik bleiben sich gleich, wie bereits anhand der Fig. 1 erläutert worden ist.

Die letzterwähnte Technik eignet sich, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, außerordentlich gut zum Testen von in einem ununterbrochenem Strom S anfallenden, eben produzierten Behältnissen 3a, 3b etc., wobei entweder über flexible Anschlüsse die Volumenprüfung während der Behältnisbewegung, beispielsweise auf einem Förderband 27, erfolgt, oder aber ein inter­ mittierend getriebenes Förderband bzw. eine entsprechend betriebene Fördereinrichtung vorgesehen ist, wo ein Behältnis oder, wie in Fig. 3 dargestellt, vorzugsweise mehrere Behältnisse gleichzeitig der Volumenprüfung unterzogen werden.

Um bei den Vorgehensweisen gemäß den Fig. 2 bzw. 3 Dichtungsprobleme bei z. B. herstellungstoleranzbedingten Abweichungen der Dimensionen und Formen der Öffnungsbereiche 29 der zu testenden Behältnisse zu beheben bzw. um verschiedene Behältnisse an einer Produktionslinie ohne Umstellarbeiten testen zu können, wird vorgeschlagen, die Anschlußteile 25 gemäß den Fig. 2 und 3, wie in Fig. 4 dargestellt, auszubilden. Demnach umfaßt ein erfindungsgemäßes Anschlußteil ein Gehäuse 29, beispielsweise aus Metall oder Kunststoff, mit einer Aufnahme 31 zur Aufnahme der Öffnungspartie des zu prüfenden Behältnisses 3, beispielsweise eines Flaschenhalses einer Kunststoff- Flasche.

Im unteren Bereich der Aufnahme 31 ist, koaxial zu einer Achse A der Aufnahme 31, ein umlaufender Balg 33 montiert, aus gummielastischem Material, und es sind an einer oder mehreren Stellen Druckmediumsleitungen 35 vorgesehen, die in den Balg 33 einmünden, bevorzugterweise für ein Druckgas.

Im weiteren umfaßt ein erfindungsgemäßer Anschluß eine Zuführleitung 37, welche in die Aufnahme 31 einmündet und die, sofern der erfindungsgemäße Anschluß zu Volumentestzwecken gemäß den Fig. 2 oder 3 eingesetzt wird, an die Gaszuspeisungsleitung 7 angeschlossen wird.

Durch Aufblasen des Balges 33 wird der Anschluß 25 in seinem unteren Bereich dichtend an die Öffnungspartie bzw. den Flaschenhals des jeweils zu testenden Behältnisses 3 angelegt. Es wird ein dichter Sitz erreicht, in weiten Grenzen unabhängig von der spezifischen Ausformung bzw. Dimensionierung dieser Öffnungspartie. Bevorzugterweise wird beim Aufbringen des Anschlusses 25, wie mit F dargestellt, Druck auf den Anschluß 25 ausgeübt, der sich über das zu prüfende Behältnis 3 auf dessen jeweilige Standfläche überträgt, so daß bei Aufblasen und dichtem Anlegen des Balges 33 an die Außenwandung des zu prüfenden Behältnisses 3, in axialer Richtung gemäß A, kein Weichen von Anschluß 25 bzw. Behältnis 3 erfolgen kann.

In der beschriebenen Art und Weise können geschlossene oder geöffnete Behältnisse rasch einer Volumenprüfung unterzogen werden, indem die in den Fig. dargestellten und erläuterten Auswertesignale, wie nicht eigens erläutert, aber dem Fachmann ohne weiteres er­ kenntlich, einer weiteren Klassierung unterzogen werden: Je nachdem, ob die Auswertesignale, verglichen mit einem vorgegebenen Wert, zu groß oder zu klein sind, wird ein jeweils geprüftes Behältnis als unzulässig groß oder unzulässig klein verworfen.

Durch die Steuerung der pro Zeiteinheit dem jeweiligen Volumen zugeführten Gasmenge entfallen Zeitabschnitte, in welchen Druckausgleich abgewartet werden muß, bis relevant gemessen werden kann.

Mit Hilfe des erfndungsgemäß vorgeschlagenen Anschlusses können im weiteren Behältnisse mit in weiten Grenzen unterschiedlich geformten bzw. dimensionierten Öffnungspartien, wie Flaschenhälsen, dichtend kotanktiert werden, wie zu deren Füllen, oder, im Zusammenhang mit der Volumenprüfung, um die Be­ hältnisse mit Prüfgas zu beaufschlagen.

Claims (7)

1. Anschluß zum Befüllen eines Behältnisses, insbesondere einer Flasche, mit einem Gehäuse (29), das eine Aufnahme (31) für eine die Behältnisöffnung enthaltene Behältnis­ partie (3) besitzt und an dem eine in die Aufnahme (31) einmündende Zuführleitung (37) vorgesehen ist, und das mit einem im Bereich der Aufnahme angeordneten Dichtorgan versehen ist, das an die Behältnispartie (3) anpreßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtorgan ein pneumatisch betriebener, gummielastischer Balg (33) vorgesehen ist, der an die Behkältnisaußenwand durch Aufblasen dichtend anlegbar ist.

2. Vorrichtung zum Prüfen des Volumens von im Durchlaufbetrieb in einem Strom anfallenden Behältnissen, wobei die Behältnisse eine Öffnung sowie eine die Öffnung umgebende Behältniswand aufweisen, mit einer Druckmediumquelle sowie einer Verbindungsleitung von der Quelle zu einem Anschluß zum Anschließen der Quelle an die Öffnung der zu prüfenden Behältnisse, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Anschluß (25, 25a, 25b, 25c) vorgesehen ist, der jeweils mindestens einen pneumatisch betriebenen, an die Öffnung umgebende Behältnisaußenwand durch Aufblasen anpreßbaren gummielastischen Balg (33) umfaßt, um durch Aufblasen mindestens einen Balg und somit den Anschluß (25, 25a, 25b, 25c) dicht an die Behältnisaußenwand anzubringen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Anschluß (25, 25a, 25b, 25c) mit einer Aufnahme (31) für den Flaschenhals einer Kunststoff- Flasche ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Fördereinrichtung, insbesondere ein Förderband (27), vorgesehen ist, mit der die zu prüfenden Behältnisse (3a, 3b) dem mindestens einen Anschluß (25, 25a, 25b, 25c) zustellbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Anschluß (25, 25a, 25b , 25c) mit dazu gehöriger Verbindungsleitung derart flexibel ausgebildet ist, daß eine Prüfung während der Bewegung der Behältnisse (3a, 3b) durchführbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung intermittierend betreibbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (7) mit mehreren Anschlüssen (25, 25a, 25b, 25c) zur gleichzeitigen Prüfung mehrerer Behältnisse (3a, 3b) versehen ist.