Die Erfindung betrifft eine Füllmaschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 oder 3.
Füllmaschinen, auch solche umlaufender Bauart sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
Die Druckschrift
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Gemäß der Erfindung sind sämtliche mit dem Füllgut in Berührung kommenden Flächen jedes Füllgutweges, der sich zwischen der Abgabeöffnung des jeweiligen Füllelementes und dem Füllgutkessel erstreckt, und dabei sämtliche, diesen Füllgutweg bildenden Elemente (nachstehend auch als Füllgut führenden Elemente bezeichnet) aus einem sehr hochwertigen, füllgutverträglichen und auch gegenüber dem Füllgut und gegenüber den verwendeten Reinigungs- und/oder Sterilisationsmitteln resistenten Material mit hoher Korrosionsfestigkeit, beispielsweise aus einem hochwertigen Stahl oder aus Edelstahl, z. B. der Klasse 1.4404 oder 1.4571 gefertigt. Für die Herstellung insbesondere des die Füllelemente, den Füllgutkessel sowie weitere Funktionselemente der Füllmaschine tragenden Teils des Rotors oder des Rotorabschnitts ist hingegen ein wesentlich preiswerter auf dem Markt erhältlicher Stahl mit "normaler" oder im Vergleich zum Material der Füllgut führenden Elemente reduzierter Korrosionsfestigkeit verwendet, beispielsweise ein Stahl der Klasse 1.4301. Mit diesem Material sind dann beispielsweise auch am Rotor ausgebildete Gas- und Vakuumkanäle realisiert.
Entsprechend einem Aspekt der Erfindung ist der Füllgutkessel am Rotor über eine Tragkonstruktion gehalten, die zur Reduzierung von temperaturbedingter Verlagerung des Füllgutkessels, insbesondere auch gegenüber dem Rotor, als filigrane bzw. leichtgliedrige Konstruktion ausgebildet ist, und zwar z. B. bestehend aus mehreren, jeweils ein möglichst geringes Volumen aufweisenden, aber form- und volumengleichen Tragelementen aus identischem Material bzw. Stahl, vorzugsweise aus einem Material mit möglichst kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Dabei kann bei besonders bevorzugten Ausführungsformen auch sogenannte InvarMaterialien zur Anwendung gelangen, deren wesentliches Merkmal darin besteht, dass sie innerhalb eines bestimmten Temperaturintervalls bei Temperaturänderungen keine Längenänderungen aufweisen.
Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
In den Figuren ist 1 ein ringförmiger Rotorabschnitt eines ansonsten nicht dargestellten, um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors einer Füllmaschine umlaufender Bauart zum Füllen von Flaschen 2 oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht der Rotorabschnitt 1 aus einem im Wesentlichen kreisscheibenförmigen, die vertikale Maschinenachse konzentrisch umschließenden Rotorelement 1.1 und aus einem im Wesentlichen ring- oder zylinderförmigen, die vertikale Maschinenachse ebenfalls umschließenden Rotorelement 1.2.
An dem Rotorelement 1.2 sind in gleichmäßigen Winkelabständen verteilt Füllelemente 3 vorgesehen, die jeweils zusammen mit einem nicht dargestellten Flaschen- oder Behälterträger in bekannter Weise Füllstationen zum Füllen der Flaschen 2 mit dem flüssigen Füllgut bilden und an ihrer Unterseite hierfür wenigstens eine Abgabeöffnung aufweisen.
Jedes Füllelement 3 ist über eine eigene Füllgutleitung 4 mit einem eigenen Anschluss bzw. Auslassstutzen 5 eines die vertikale Maschinenachse umschließenden, ringförmig ausgebildeten Füllgutkessels 6 verbunden, der mit dem flüssigen Füllgut niveaugesteuert gefüllt ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform setzt sich die Füllgutleitung 4 im Wesentlichen aus zwei Leitungsabschnitten zusammen, und zwar zunächst aus dem Leitungsabschnitt 4.1, der u.a. durch das Rotorelement 1.2 hindurchreicht und die Verbindung zu einem in dem jeweiligen Füllelement 3 ausgebildeten Flüssigkeitskanal herstellt. Dabei kann der Leitungsabschnitt 4.1 beispielsweise als hülsenförmiges Element, oder aber auch als separate Rohrleitung ausgebildet sein, wobei z. B. auch eine Befestigung durch Verschrauben, Verpressen oder Vergießen mit dem Rotorelement 1.2 vorgesehen sein kann.
Des Weiteren besteht die Füllgutleitung aus einem Leitungsabschnitt 4.2, der an seinem in der
Durch eine als Schnellverschluss ausgeführte Befestigung 8 ist der Leitungsabschnitt 4.2 an einer sich radial zur vertikalen Maschinenachse erstreckenden Tragleiste 9 befestigt. Diese ist hierfür mit einer seitlich offenen Ausnehmung 10 versehen, in welche der Leitungsabschnitt 4.2 seitlich eingesetzt ist, und welche durch ein mit einer entsprechenden Ausnehmung 11 versehenes Schließblech 12 verschließbar ist. Die Tragleiste 9 sowie das Schließblech 12 sind mittels einer Schraube 13 am oberen Rand des Rotorabschnittes 1.2 befestigt.
Am Rotorabschnitt 1 sind weiterhin zwei Ringkanäle 14 und 15 vorgesehen, die ebenfalls die vertikale Maschinenachse konzentrisch umschließen und für Medien ausgebildet sind, die beim Füllprozess benötigt werden, beispielsweise für gasund/oder dampfförmige Medien oder für Vakuum, d.h. der Ringkanal 14 ist beispielsweise ein Rückgas- oder Spanngaskanal und der Kanal 15 ein mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Entlastungskanal oder ein Vakuumkanal usw. Über Kanalabschnitte 16 bzw. 17, die auch teilweise von Bohrungen im Rotorelement 1.2 gebildet sind, stehen diese Ringkanäle mit gesteuerten Gaswegen innerhalb der Füllelemente 3 in Verbindung.
Der Ringkanal 14 ist bei der dargestellten Ausführungsform von einem Profilring oder Ringelement 14.1 gebildet, welches aus einem U-Profil aus Stahl hergestellt ist, und zwar derart, dass dieses Profil mit seiner offenen Seite gegen die Innenfläche des Rotorelementes 1.2 anliegt und dort mit dem Rotorelement 1.2 dicht verschweißt ist, sodass sich der durch das Ringelement 14.1 sowie durch die Innenfläche des Rotorelementes 1.2 geschlossene Ringkanal 14 ergibt. Der Ringkanal 15 ist bei der dargestellten Ausführungsform von einem Ringelement 15.2 gebildet, welches aus einem Winkelprofil aus Stahlblech gefertigt ist. Das die vertikale Maschinenachse ebenfalls konzentrisch umschließende Ringelement 15.2 ist in den Rotorabschnitt 1 derart eingesetzt und mit den Rotorelementen 1.1 und 1.2 derart verschweißt, dass im Bereich der Ecke zwischen den Rotorelementen 1.1 und 1.2 der durch diese Rotorelemente 1.1 und 1.2 sowie durch das Ringelement 15.2 nach außen hin geschlossene Ringkanal 15 erhalten ist.
Der Füllgutkessel 6 ist über eine Tragkonstruktion mit Abstand oberhalb des Rotorabschnittes 1 an diesem gehalten. Die Tragkonstruktion ist filigran ausgebildet und besteht aus einer Vielzahl von Tragelementen 18, die in gleichmäßigen Winkelabständen um die vertikale Maschinenachse verteilt vorgesehen sind. Sämtliche Tragelemente 18 sind mit möglicht geringem Volumen, aber in Form, Größe und Volumen in hohem Maße identisch, d.h. maßgleich ausgebildet und bestehen bei der dargestellten Ausführungsform aus einem rechteckförmigen Zuschnitt aus Stahlblech, der an seinen beiden Enden zur Bildung von Tragelementenden 18.1 und 18.2 abgewinkelt ist, sodass jedes Tragelement 18 ein breites U-Profil bildet. Die freien Ränder der Tragelementenden 18.1 und 18.2 sind jeweils bezogen auf die vertikale Maschinenachse radial nach außen gerichtet. Die Tragelemente 18 sind gegenüber den Füllgutleitungen 4 bzw. den Leitungsabschnitten 4.2 und den dort vorgesehenen Durchflussmessern 7 bezogen auf die vertikale Maschinenachse radial nach innen versetzt, sodass der Raum unterhalb des Füllgutkessels 6 und dabei insbesondere auch die Füllgutleitungen 4, die Durchflussmesser 7, die als Schnellverschlüsse ausgebildeten Halterungen 8usw. vom Umfang des Rotors her problemlos zugänglich sind.
Auf dem oberen Tragelementende 18.1 jedes Tragelementes 18 ist der Füllgutkessel 6 mit jeweils einer Tragkonsole 19 aufliegend befestigt. Das untere Tragelementende 18.2 ist jeweils mit dem Rotorelement 1.1 verbunden.
Eine Besonderheit der beschriebenen Ausbildung besteht darin, dass sämtliche mit dem flüssigen Füllgut in Berührung stehende bzw. das Füllgut führende Elemente, nämlich insbesondere der in dem jeweiligen Füllelement 3 ausgebildete Füllgut- und Flüssigkeitskanal, dort vorhandene den Füllvorgang steuernde Ventile, die Füllgutleitung 4, der von dem Füllgut durchströmte Teil oder Messkanal des Durchflussmessers 7, der Füllgutkessel 6 sowie der Anschlussstutzen 5 aus einem Stahl hoher Güte, im Sinne hoher Korrosionsfestigkeit, beispielsweise Edelstahl der Klasse 1.4404 oder 1.4571 bestehen, während die übrigen, mit dem flüssigen Füllgut nicht in Berührung stehenden Elemente, insbesondere die den Füllgutkessel 6 und die Füllelemente 3 tragenden Elemente sowie auch die die Ringkanäle 14 und 15 bildenden Elemente, d.h. insbesondere der Rotorabschnitt 1, die die Halterung 8 bildenden Elemente (Trageleiste 9 und Schließblech 12) sowie auch die Tragelemente 18 aus einem Stahl geringerer Korrosionsfestigkeit gefertigt sind, beispielsweise der Klasse 1.4301.
Um insbesondere auch bei wechselnden Temperaturen, wie sie beispielsweise bei der Füllmaschine zwischen einem kalten Zustand und einer Heißabfüllung oder einer Reinigung mit einem heißen Medium auftreten, eine gleichmäßige Wärmeausdehnung der Tragelemente 18 zu erreichen und dabei insbesondere auch ein temperaturbedingtes Schrägstellen des Füllgutkessels 6 zu vermeiden, sind die Tragelemente 18 nicht nur aus dem selben Material gefertigt, sondern sind auch form- und volumengleich mit möglicht geringem Volumen ausgeführt, sodass an allen Tragelementen 18 die durch Temperaturänderungen bedingten Änderungen insbesondere des Abstandes zwischen den Tragelementenden 18.1 und 18.2 möglichst klein und identisch sind.
Durch die Fertigung der das Füllgut führenden bzw. mit diesem in Berührung stehenden Elemente aus dem Material hoher Güte und der das Füllgut nicht führenden Elemente des Rotors aus dem Material geringerer Güte ergeben sich u.a. erhebliche Einsparungen hinsichtlich der Herstellungskosten. Da sichergestellt ist, dass Elemente aus dem Material geringerer Güte nicht mit dem Füllgut in Berührung kommen, sind u.a. auch Korrosionsprobleme, wie z. B. Lochfraß wirksam verhindert.
Um die unterschiedlichen temperaturbedingten Längenänderungen zwischen den verschiedenen Materialen zu kompensieren, speziell auch die unterschiedlichen temperaturbedingten Längenänderungen zwischen den Tragelementen 18 und der Füllgutleitung 4, aber auch zwischen dem Rotorelement 1.2 und der Füllgutleitung 4, und um temperaturabhängige Spannungen innerhalb des Systems zu vermeiden, ist der Leitungsabschnitt 4.2 der Füllgutleitung 4 mit seinem sich in vertikaler Richtung erstreckenden Teilabschnitt axial verschiebbar in der Halterung 8 gehalten und an seinem oberen, freien Ende 4.4 in vertikaler Richtung axial verschiebbar, aber durch Dichtungsringe abgedichtet im Auslassstutzen 5 angeordnet.
Durch die lösbare Verbindung zwischen den Leitungsabschnitten 4.1 und 4.2 und zwischen dem oberen Ende 4.4 und dem Anschlussstutzen 5 sowie durch die als Schnellverschluss ausgebildete Halterung 8 ist bei dieser Ausführungsform u.a. ein problemloses Austauschen des Leitungsabschnittes 4.2 zusammen mit dem Durchflussmesser 7 möglich.
Die
Die
In der
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
So ist es insbesondere auch möglich, die Tragelemente 18 oder 22 für den Füllgutkessel 6 aus einem Material bzw. Metall zu fertigen, welches einen möglichst geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, um so temperaturabhängige Verlagerungen des Füllgutkessels 6 relativ zu dem jeweiligen Rotor oder Rotorabschnitt 1, 1b und anderen Funktionselementen, insbesondere auch den Füllgutleitungen 4 zu reduzieren.
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