DE4017853C2 - Anschluß zum Befüllen eines Behältnisses und Vorrichtung zum Prüfen des Volumens von Behältnissen - Google Patents
Anschluß zum Befüllen eines Behältnisses und Vorrichtung zum Prüfen des Volumens von BehältnissenInfo
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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 p1-3 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 pg, bei einem
kleineren Volumen V₃ einen kleineren Wert pk 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 pGr, 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 pGr
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 pGr 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
τg kleiner als bei einem kleineren zu testenden
Volumen, wo sie, wie qualitativ dargestellt, mit
τk 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 pGr
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 Mg kleiner als bei einem kleineren zu prüfenden
Volumen, wie mit Mk dargestellt. Das Erreichen
des Grenzdruckes pGr gemäß Fig. 1d wird beispielsweise
mit einem Drucksensor 13 und nachgeschaltetem
Komparator 17 sowie der Vorgabe des Grenzdruckes pGr,
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 Mg eingetragen.
Analog wird innerhalb der Zeitspanne T die
zugeführte Gasmenge Mk 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.
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