Ventilblock für Füllanlagen

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Ventilblock (1) zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Behältnisse (10) mit einer Vielzahl von Ventilen (8), die im Inneren eines Gehäuses (6) angeordnet sind, wobei diese Ventile (8) unabhängig voneinander steuerbar sind, und mit einer Steuerungseinrichtung (16) zur Steuerung der Ventile (8), wobei das Gehäuse (6) wenigstens einen Grundkörper (12) und einen von diesem Grundkörper (12) trennbaren Deckel (14) aufweist, wobei der Deckel (14) aus einem Kunststoff gefertigt ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Abfüllanlagen, welche Getränke in Behältnisse abfüllen. Derartige Abfüllanlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei wird eine flüssige Substanz, wie insbesondere ein Getränk, in die Behältnisse abgefüllt. Daneben werden in die Behältnisse unterschiedliche Gase abgefüllt, wie beispielsweise Sterilgase und dergleichen. Auch werden während des Abfüllvorgangs Gase aus dem Behältnis rückgeführt. Zum Abfüllen dieser Gase kommt dabei üblicherweise ein Ventilblock zum Einsatz, der gezielt in Abhängigkeit von dem Abfüllvorgang die Zufuhr bzw. Abführung dieser Gase in die Behältnisse steuert. Dabei ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass sämtliche Komponenten derartiger Ventilblöcke aus rostfreien Edelstählen gefertigt werden, um einerseits den thermischen und chemischen Anforderungen gerecht zu werden und um andererseits den optischen Eindruck eines soliden Maschinenbaus zu gewährleisten. Die Herstellung dieser Ventilblöcke aus Edelstahl ist jedoch relativ aufwendig und kostenintensiv.

[0002] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ventilblock für Abfüllanlagen zur Verfügung stellen, der in der Fertigung im Vergleich zum Stand der Technik kostengünstiger ist. Dies wird erfindungsgemäß durch einen Ventilblock nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0003] Ein erfindungsgemäßer Ventilblock für Abfüllanlagen zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Behältnisse weist eine Vielzahl von Ventilen auf, die im Inneren eines Gehäuses angeordnet sind, wobei diese Ventile unabhängig voneinander steuerbar sind und weiterhin eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Ventile vorgesehen ist. Erfindungsgemäß weist das Gehäuse wenigstens einen Grundkörper und einem von diesem Grundkörper trennbaren Deckel auf, wobei der Deckel aus einem Kunststoff gefertigt ist.

[0004] Durch die Herstellung des Deckels aus einem Kunststoffmaterial können die Kosten für die Herstellung des Ventilblocks reduziert werden. Allgemein ist es im Bereich der getränkeherstellenden Industrie und auch in der Füllventiltechnik bekannt, Kunststoffe für spezielle Aufgaben einzusetzen. Bei gewissen Einsätzen wird eine Kunststoffeigenschaft benötigt, die mit einem Edelstahl nicht erreicht werden kann. Beispiele hierfür sind das Führen von bewegten Metallteilen, die keine harte Oberfläche aufweisen oder das elektronische Isolieren von Messsignalen.

[0005] Bevorzugt weist dieser Kunststoff eine antimikrobielle Substanz auf. Aus dem Stand der Technik sind derartige antimikrobielle Substanzen seit längerem bekannt. Dabei ist es beispielsweise bekannt, derartige Substanzen für Operationsinstrumente und Zubehör im Bereich der Medizintechnik zu verwenden. Auch ist der Einsatz derartiger Stoffe beispielsweise im Bereich der Wasseraufbereitung bekannt. Derartige antimikrobielle Substanzen haben die Fähigkeit, Mikroben also beispielsweise Viren, Bakterien, Hefe, Algen, Pilze, Protozoen abzutöten. Genauer gesagt, zerstören antimikrobielle Zusätze Proteine, Membrane oder Kernbausteine der Mikroben.

[0006] Als derartige anorganische antimikrobielle Zusätzen kommen Materialien auf Basis von Metallen bzw. Metallionen in Betracht, wie beispielsweise Materialen auf Basis von Silber, Kupfer oder Zink. Ein Beispiel für derartige antimikrobielle Zusätze ist so genanntes Nano-Silber.

[0007] Auch sind spezielle Materialien bekannt, die sich insbesondere für den Einsatz in Kunststoffen eignen und dabei eine thermische Beständigkeit im Verarbeitungsprozess sowie eine kontrollierte Freisetzung beispielsweise von Silber-Ionen ermöglichen. Derartige Silber-Ionen bewirken einen Ionenaustausch in feuchter Umgebung bzw. eine Reaktion der hochreaktiven Silber-Kationen mit Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff in einer mikroben Zelle. Auf diese Weise wird ein Zellsterben durch die Unterbrechung der DNA-Vervielfältigung erreicht, wobei der Einsatz von Silber-Ionen den Vorteil mit sich bringt, dass es sich dabei um einen rein anorganischen Wirkstoff handelt, d. h. es tritt keine Resistenz der Bakterien auf.

[0008] Bei dem erfindungsgemäßen Ventilblock wird bei der Befüllung von Getränken oder auch von pharmazeutischen Produkten durch Bauteile aus antimikrobiell ausgestatteten Kunststoffen eine biostatische oder biozide Wirkung erzielt, d. h. das Wachstum von Mikroben wird gehemmt bzw. die Zahl der Mikroben wird reduziert. Damit wird insbesondere an dem beschriebenen Deckel eine antimikriobielle Wirkung durch Silber-Ionen als Bestandteil des Kunststoffes erreicht. Falls auch der Grundkörper aus Kunststoff ausgeführt ist, weist bevorzugt auch hier der Kunststoff eine antimikrobielle Substanz auf und damit wird auch hier das Wachstum von Mikroben gehemmt bzw. verhindert.

[0009] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Ventilblock wenigstens eine Zuführleitung zum Zuführen eines gasförmigen Mediums auf. Bevorzugt sind mehrere derartige Zuführleitungen vorgesehen, so dass in Abhängigkeit von der Ventilstellung des Ventilblocks das Behältnis mit unterschiedlichen Gasen beaufschlagbar ist oder Gase aus dem abzufüllenden Behältnis abführbar sind.

[0010] Vorzugsweise ist die Steuerungseinrichtung in dem Deckel des Gehäuses angebracht. Damit wird hier vorgeschlagen, die Elektronik und die Pneumatik zu dezentralisieren, um auf diese Weise die gesamte Anlage bzw. den Ventilblock hygienischer und bedienfreundlicher zu gestalten. Ein Gehäuse, das für mehrere Einheiten genutzt wird, ist grundsätzlich günstiger als viele Abdeckungen, die zu jedem Füllventil zugeordnet sind.

[0011] Bevorzugt ist zwischen der Steuerungseinrichtung und den Ventilen eine lösbare Steckverbindung vorgesehen. Damit ist es möglich, beim Auseinanderbau den Deckel gemeinsam mit der Steuerungseinrichtung abzuheben und die entsprechende lösbare Steckverbindung zu lösen, um den Deckel von dem Grundkörper vollständig zu trennen. Auch durch diese Vorgehensweise wird der Gesamtaufbau einfacher gestaltet.

[0012] Vorzugsweise sind die Ventile in dem Grundkörper des Gehäuses angeordnet. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Gehäuse wenigstens teilweise ein Spritzgussteil. Durch die Verwendung eines Spritzgießverfahrens ist es möglich, besonders kostengünstig die erfindungsgemäßen Gehäuse herzustellen. Wie unten genauer erläutert wird, sind dabei auch Bestandteile der Ventile mit in den Grundkörper eingearbeitet bzw. eingegossen.

[0013] Vorzugsweise ist auch der Grundkörper aus einem Kunststoff gefertigt. Damit wird hier vorgeschlagen, sowohl den Deckel als auch den Grundkörper aus einem Kunststoff zu fertigen. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung einen aus Kunststoff gefertigten im Inneren des Gehäuses angeordneten Träger für Ventilkolben auf. In diesem Träger können dabei Laufflächen eingearbeitet sein, entlang derer sich die Ventilkolben der Pneumatikventile bewegen können. Dieser Träger ist dabei bevorzugt einteilig mit dem Grundkörper ausgebildet.

[0014] Vorzugsweise sind in den Träger auch Leitungen für ein fließfähiges und insbesondere gasförmiges Medium eingearbeitet. Damit wird auch hier im Gegensatz zum Stand der Technik vorgeschlagen, einen Träger, der gleichzeitig die Laufflächen und damit einen Bestandteil der Füllventile bildet, aus Kunststoff herzustellen. Auch diese Vorgehensweise ist günstiger als die bislang im Stand der Technik vorgesehenen Träger aus Metall. Auch das Einbringen von Leitungen für das fließfähige Medium direkt in den Träger führt zu einer erheblichen Kosteneinsparung gegenüber dem Stand der Technik. Vorzugsweise ist auch der Träger ein im Spritzgussverfahren hergestelltes Bauteil. Damit wird der Träger oder werden allgemein die komplexen Kunststoffteile für eine Produktführung verwendet.

[0015] Damit wird insgesamt vorgeschlagen, Teile des Gehäuses mit mehreren Funktionen beispielsweise hier mit den Laufflächen für die Ventilkolben auszustatten und auf diese Weise günstiger zu gestalten. Durch die Übernahme anderer Funktionen können Teile eingespart werden.

[0016] Vorteilhaft werden die einzelnen Füllventilteile so gestaltet, dass keine Verbindung zu dem abfüllenden Behälter besteht. Da auch keine Produktberührung zu dem Kunststoff besteht, ergeben sich in der Folge geringere Anforderungen an den Kunststoff. Bei einem weiteren Schritt ist es möglich, diese komplexen Kunststoffteile für die Produktführung, wie oben erwähnt, zu verwenden.

[0017] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Deckel eine Anschlussplatine vorgesehen, wobei diese Anschlussplatine unlösbar mit dem Deckel in Verbindung steht. Bei dieser Ausführungsform ist damit der Stecker für insbesondere einen elektrischen Anschluss direkt in den Deckel integriert, wobei auch hierdurch eine Herstellung des gesamten Ventilblocks vereinfacht wird. Vorzugsweise ist diese Anschlussplatine über einen Steckkontakt mit einer Elektronikplatine verbunden. Auf dieser Elektronikplatine ist wiederum die oben erwähnte Steuerungseinrichtung angeordnet.

[0018] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Deckel gegenüber dem Grundkörper mit wenigstens einer Abdichteinrichtung abgedichtet. Mit der Zuordnung von elektronischen und pneumatischen Einheiten zu den einzelnen Füllorganen wird eine Abdeckung mit hoher (bzw. absoluter) Dichtigkeit benötigt. Hierzu wird vorzugsweise eine Abdichteinrichtung mit zwei Dichtelementen, bei denen es sich bevorzugt um O-Ringe handelt, verwendet. Vorzugsweise liegen diese beiden Dichtelemente an unterschiedlichen Wandungsabschnitten des Grundkörpers bzw. des Deckels an, wobei diese Wandungsabschnitte in einem von 0° verschiedenen Winkel zueinander verlaufen. Vorzugsweise verlaufen die Wandungsabschnitte im Wesentlichen senkrecht zueinander, so dass durch die beiden Dichtelemente eine Art Labyrinthdichtung erreicht wird.

[0019] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Deckel einen Vorsprung auf, der sich in eine an diesen Vorsprung angepasste Ausnehmung des Grundkörpers erstreckt. Durch diese Ausgestaltung kann eine besonders hohe Dichtigkeit zwischen dem Grundkörper und dem Deckel erreicht werden. Vorzugsweise verjüngt sich die Ausnehmung nach unten.

[0020] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Ventilblock in einer Außenoberfläche eine Halteeinrichtung zum Befestigen eines weiteren Elementes auf. Bei diesem weiteren Element handelt es sich insbesondere um einen Hauptzylinder, der wiederum die Zuführung des Getränks in ein Behältnis steuert. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform steht der Innenraum des Gehäuses wenigstens zeitweise unter einem Überdruck. Aus diesem Grunde ist bevorzugt für eine möglichst hohe Abdichtung des Grundkörpers gegenüber dem Deckel zu sorgen.

[0021] Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:

[0022] Darin zeigen:

Fig. 1

eine schematische Ansicht einer Abfüllanlage zum Befüllen von Behältnissen mit einem Getränk;

Fig. 2

eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ventilblocks; und

Fig. 3

eine Detaildarstellung des Ventilblocks aus Fig. 2.

[0023] Figur 1 zeigt eine Anlage 20 zum Abfüllen von Getränken. Diese Anlage 20 weist eine Zuführleitung 52 auf, welche beispielsweise ein aus einem Ringkessel stammendes Getränk zuführt. Das Bezugszeichen 54 bezieht sich auf einen Durchflussmesser, der die Menge an Flüssigkeit bestimmt, die in Richtung der Pfeile P1 horizontal in Richtung des Behältnisses 10 gelangt. Das Bezugszeichen 58 bezieht sich auf ein Ventil, welches wiederum von dem Hauptzylinder 56 betätigt wird, um das Getränk in das Behältnis 10 einzufüllen.

[0024] Das Bezugszeichen 1 bezieht sich in seiner Gesamtheit auf einen Ventilblock, der die Zuführung bzw. Ableitung unterschiedlicher Gase in das Behältnis oder aus dem Behältnis steuert. So wird beispielsweise durch diesen Ventilblock auch der Fluss eines Rückgases aus dem Behältnis gesteuert. Dieser Ventilblock weist einen Deckel 14 und einen Grundkörper 12 auf, wobei der Deckel 14 von dem Grundkörper 12 trennbar ist und der Deckel 14 sowie der Grundkörper 12 gemeinsam das Gehäuse 6 bilden. Das Bezugszeichen 44 bezieht sich auf eine elektrische Zuführleitung, welche an den Deckel anschließbar ist. Dabei ist es möglich, die einzelnen Kontakte im Inneren des Deckels fest mit diesen zu verbinden, bzw. einzuarbeiten. Das Bezugszeichen 46 kennzeichnet einen entsprechenden Anschluss an den Deckel 14 des Ventilblocks 1. Der Ventilblock kann auch die Steuerung des Hauptzylinders 56 übernehmen.

[0025] Figur 2 zeigt eine detailiertere Ansicht des Ventilblocks 1 aus Figur 1. Man erkennt, dass im Inneren des Deckels 14 Kontaktverbindungen 27 wie Pins vorgesehen sind, welche wiederum zu einer vertikal verlaufenden Anschlussplatine 26 gelangen. Das Bezugszeichen 24 bezieht sich auf einen Steckkontakt, mit dem die Anschlussplatine 26 mit einer Elektronikplatine 28 verbunden werden kann. Die Elektronikplatine 28 ist mit zwei Bolzen 29 an dem Deckel 14 angeordnet. Dabei ist es hier auch möglich, die einzelnen Pins 27 in den Deckel zu integrieren. Auch ist es möglich, die oben erwähnten Stecker 46 an dem Deckel 14 anzugießen. Auf der Elektronikplatine 28 ist die Steuerungseinrichtung 16 angeordnet.

[0026] Das Bezugszeichen 25 bezieht sich auf einen Steckkontakt, um die Elektronikplatine 28 elektrisch, jedoch trennbar, mit den Ventilen 8, bei denen es sich hier um Pneumatikventile handelt, zu verbinden. Damit kann der Deckel 14 mit der darin angeordneten Elektronikplatine 28 und der Anschlussplatine 26 von dem Grundkörper 12 abgenommen werden. Zur einfachen Handhabung wurden damit die elektrischen Komponenten sämtlich in den Deckel 14 integriert und können durch einfaches Abnehmen des Deckels 14 von der Mechanik getrennt werden.

[0027] Durch die Dezentralisierung sind die Pneumatikwege kürzer und auch jeweils gleich lang, wodurch wiederum das Füllventil genauer arbeiten kann. Nicht nur durch die Nähe der Schaltventile zu den einzelnen Zylindern 21 ergibt sich eine kleinere Nennweite, sondern auch wegen der genauen Zuordnung kann eine Auslegung auf die speziellen Anforderungen erfolgen. Der Grundkörper 12 besteht ebenfalls aus einem Kunststoff. Einteilig mit dem Grundkörper 12 ist ein Träger 15 ausgebildet, in dem wiederum Ausnehmungen bzw. Laufflächen 17 für Zylinderkolben 21 von Pneumatikventilen eingearbeitet sind.

[0028] Damit wird hier auch vorgeschlagen, den Grundkörper gemeinsam mit diesem Träger ebenfalls bevorzugt in einem Spritzgießverfahren auszubilden, wodurch die Kosten reduziert werden. Genauer gesagt, werden auch etwaige Membransitze bzw. Zylinderlaufflächen mit diesem Träger gemeinsam ausgebildet. Entsprechend können auch Dichtungsflächen für die Ventile direkt mit dem Grundkörper 12 ausgebildet sein. Weiterhin erkennt man, dass in dem Grundkörper 12 bzw. dem Träger 15 auch eine Versorgungsleitung 13 direkt eingearbeitet ist, welche zu dem Hauptzylinder 56 führt. Oberhalb des Trägers 15 ist eine Aluminiumplatte 19 vorgesehen, an der wiederum die Ventile 8 angeordnet sind. In dem mit 23 gekennzeichneten schematisch dargestellten Block sind die einzelnen Schaltventile für die Gasversorgung angeordnet, wobei die konkrete Auslegung hier nicht im Detail erläutert wird.

[0029] Figur 3 zeigt den Verbindungsbereich zwischen dem Deckel 14 und dem Grundkörper 12. Man erkennt, dass hier zur optimalen Abdichtung der beiden Gehäuseteile gegeneinander zwei Dichtelemente 35, 36 vorgesehen sind, wobei es sich hier um O-Ringe handelt. Dabei ist ein Dichtelement 35 in einer Ausnehmung 45 des Deckels angeordnet und weiteres Dichtelement 36 in einer Ausnehmung 47 des Grundkörpers 12. Weiterhin liegt das Dichtelement 35 an einer Wandung 38 des Grundkörpers an und das Dichtelement 36 liegt an einer Wandung 39 des Deckels 14 an. Diese beiden Wandungen 38 und 39 stehen senkrecht zueinander und bilden damit eine Labyrinthdichtung. Weiterhin ist ein Vorsprung 40 des Deckels 14 vorgesehen, der in einer entsprechend angepasste Ausnehmung 42 des Grundkörpers 12 ragt. Auf diese Weise kann insgesamt ein fester Sitz des Grundkörpers gegenüber dem Deckel 14 erreicht werden.

[0030] Mit der Zuordnung von elektronischen und pneumatischen Einheiten zu den einzelnen Füllorganen gibt sich das Erfordernis einer Abdeckung mit hoher Dichtigkeit. Zu diesem Zweck wird die oben beschriebene Anordnung mit zwei O-Ringen eingesetzt. Das Spritzgussverfahren erlaubt eine hohe Gestaltungsfreiheit, so dass das Gehäuse hierdurch nach den Hygienerichtlinien gestaltet werden kann.

[0031] Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Ansprüche

1. Ventilblock (1) zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Behältnisse (10) mit einer Vielzahl von Ventilen (8), die im Inneren eines Gehäuses (6) angeordnet sind, wobei diese Ventile (8) unabhängig voneinander steuerbar sind, und mit einer Steuerungseinrichtung (16) zur Steuerung der Ventile (8),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (6) wenigstens einen Grundkörper (12) und einen von diesem Grundkörper trennbaren Deckel aufweist, wobei der Deckel (14) aus einem Kunststoff gefertigt ist.

2. Ventilblock (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kunststoff eine antimikrobielle Substanz aufweist.

3. Ventilblock (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ventilblock (1) wenigstens eine Zuführleitung zum Zuführen eines gasförmigen Mediums aufweist.

4. Ventilblock (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungseinrichtung (16) in dem Deckel (14) des Gehäuses angebracht ist.

5. Ventilblock (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Steuerungseinrichtung (16) und den Ventilen (8) eine lösbare Steckverbindung vorgesehen ist.

6. Ventilblock (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (12) aus einem Kunststoff gefertigt ist.

7. Ventilblock (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung einen aus Kunststoff gefertigten und im Inneren des Gehäuses (6) angeordneten Träger (15) für Ventilkolben (21) aufweist.

8. Ventilblock (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
in den Träger (15) Leitungen (13) für ein fließfähiges Medium eingearbeitet sind.

9. Ventilblock (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
in den Träger (15) Laufflächen (17) für Zylinderkolben (21) eingearbeitet sind.

10. Ventilblock (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Deckel (14) eine Anschlussplatine (26) vorgesehen ist, wobei diese Anschlussplatine (26) unlösbar mit dem Deckel (14) in Verbindung steht.

11. Ventilblock (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Deckel (14) gegenüber dem Grundkörper (16) mit wenigstens einer Abdichteinrichtung (35, 36) abgedichtet ist.

12. Ventilblock (1) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdichteinrichtung zwei Dichtelemente (35, 36) aufweist, die an unterschiedlichen Wandungsabschnitten (38, 39) des Grundkörpers (12) anliegen, wobei diese Wandungsabschnitte (38, 39) in einem von 0° verschiedenen Winkel zueinander verlaufen, der vorzugsweise annähernd 90° beträgt.

13. Ventilblock nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Deckel (14) einen Vorsprung (40) aufweist, der sich in eine auf diesen Vorsprung (40) angepasste Ausnehmung (42) des Grundkörpers (12) erstreckt.

14. Ventilblock (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ventilblock (1) an einer Außenoberfläche eine Halteeinrichtung zum Befestigen eines weiteren Elements aufweist.

15. Ventilblock (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Innenraum des Gehäuses (6) wenigstens zeitweise unter einem Überdruck steht.

Zeichnung