Gebiet der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verteilen fluider Medien
für eine Rundläufermaschine, eine Rundläufermaschine mit einem solchen Medienverteiler,
sowie ein Verfahren zum mechanischen Entkoppeln eines rotierenden Anlagenteils einer
Rundläufermaschine von einem stehenden Anlagenteil der Rundläufermaschine.
Stand der Technik
[0002] Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Rundläufermaschinen bekannt, bei
denen eine Vielzahl von Bearbeitungsstationen auf dem Umfang einer rotierenden Maschine,
beispielsweise in Form eines Karussells, angeordnet sind, welche gleiche oder unterschiedliche
Bearbeitungsschritte an umlaufend mitgeführten Objekten, beispielsweise Behältern
oder Preforms, durchführen.
[0003] Bei solchen Rundläufermaschinen ist es im Allgemeinen erforderlich, flüssige oder
gasförmige, d.h. fluide Medien, von einem stehenden Anlagenteil zu den jeweiligen
Bearbeitungsstationen zu transportieren. Dabei erfolgt die Übergabe an den rotierenden
Anlagenteil wie im Stand der Technik bekannt über sogenannte Medien- oder Drehverteiler.
[0004] Beispielsweise ist aus dem Stand der Technik bekannt, Behälter wie Flaschen und Dosen
in Getränkeabfüllanlagen mittels einer als Rundläufermaschine ausgebildeten Füllmaschine
zu befüllen, bei der eine Vielzahl von Füllorganen auf dem Umfang eines Füllerkarussells
angeordnet sind, welche zum Einbringen eines Füllprodukts in den jeweils zu befüllenden
Behälter vorgesehen sind. Die zu befüllenden Behälter werden während des Füllvorgangs
unterhalb des jeweiligen Füllorgans gehalten und laufen entsprechend zusammen mit
den Füllorganen an dem Füllerkarussell um.
[0005] Um das Füllprodukt von einem stationären Anlagenteil auf den rotierenden Anlagenteil,
also das Füllerkarussell, zu übergeben und um auch Betriebsmedien, wie beispielsweise
Vorspanngas oder Pneumatik- bzw. Hydraulikmedien auf das Füllerkarussell zu übertragen,
ist es bekannt, einen Drehverteiler vorzusehen.
[0006] Ein solcher Drehverteiler umfasst im Allgemeinen eine Verteilerwelle und ein Verteilergehäuse
bzw. einen Verteilerkopf. Dabei ist entweder die Verteilerwelle oder der Verteilerkopf
stationär, d.h. stehend, ausgebildet, während umgekehrt der Verteilerkopf bzw. die
Verteilerwelle drehbar ausgebildet ist. Der stationär ausgebildete Teil des Drehverteilers
ist über Rohrleitungen mit geeigneten Versorgungseinrichtungen für die benötigten
Medien verbunden. Innerhalb des Drehverteilers sind geeignet ausgebildete Kanäle,
beispielsweise als Medienspuren, die in Form einer vertieften Nut im stationären und/oder
drehenden Teil angeordnet sein können, und, wenn nötig, Ventile vorgesehen, über die
die zugeführten Medien an entsprechende Ausgänge des drehbar ausgebildeten Teils des
Drehverteilers weitergeleitet werden. Die Ausgänge des rotierenden Teils des Drehverteilers
wiederum sind über entsprechende Leitungen mit den Bearbeitungsstationen verbunden,
wobei zusätzlich Ringkanäle vorgesehen sein können, um die Anzahl der benötigten Verbindungsleitungen
zu reduzieren.
[0007] Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2014 109 082 A1 der Anmelderin ist beispielsweise ein Drehverteiler bekannt, dessen Verteilerkopf
drehbar ausgebildet ist, während die zugehörige Verteilerwelle stationär, d.h. nicht
drehbar, ausgebildet ist. Umgekehrt ist aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2015 118671 A1 der Anmelderin ein Drehverteiler bekannt, der ein Verteilergehäuse aufweist, das
mit dem stehenden Anlagenteil fest verbunden ist, während die Verteilerwelle mit dem
Füllerkarussell, also dem drehenden Anlagenteil, verbunden ist.
[0008] Neben den erwähnten Rundläuferfüllern verwenden auch andere Rundläufermaschinen,
beispielsweise Sterilisationsmaschinen, Blasformmaschinen, Direktdruckmaschinen und
dergleichen Drehverteiler, um die jeweils benötigten Medien an die entsprechenden
Bearbeitungsstationen zu verteilen.
[0009] Während des Betriebs eines Drehverteilers tritt zunehmend ein Verschleiß der bewegten
Komponenten auf. Dadurch können Lager- oder Dichtungsschäden auftreten, die dazu führen,
dass sich der drehbar ausgebildete Teil des Drehverteilers mit dem stehend ausgebildeten
Teil des Drehverteilers verhakt oder über Reibung verbindet. Dieses Problem kann auch
durch auftretenden Rost an sich gegenüberstehenden Teilen des Drehverteilers oder
durch thermische Ausdehnung, z. B. bei einem Cleaning-in-Place (CIP) Vorgang des Rundläufers,
auftreten. Als Ergebnis überträgt der drehende Teil des Drehverteilers ein hohes Drehmoment
auf den stehenden Teil des Drehverteilers und dadurch auf die damit verbundenen stehenden
Anlagenteile, insbesondere die oben erwähnten Rohrleitungen zur Medienversorgung.
Dadurch können teils erhebliche Schäden am stehenden Anlagenteil entstehen.
[0010] Um solche Schäden zu vermeiden, ist es beispielsweise aus der
DE 10 2017 115 915 A1 der Anmelderin bekannt, den stehenden Teil des Drehverteilers mit dem stehenden Teil
der Anlage, insbesondere der Rundläufermaschine, über eine Vorrichtung zur Überwachung
des Drehverteilers, insbesondere in Form einer Drehmomentstütze, zu verbinden. Beispielsweise
wird der stehende Teil des Drehverteilers über einen Kraftsensor mit einem stehenden
Anlagen- oder Hallenbauteil verbunden. Dadurch wird im Betrieb das Drehmoment des
Drehverteilers abgeführt. Kommt es während der Anlagenlaufzeit zu einer Veränderung
des Kraftwertes, wird dies erkannt und geeignete Aktionen, z.B. Abfahren der Rundläufermaschine
als Notstopp, können eingeleitet werden.
[0011] Wird ein Notstopp eingeleitet, dauert es je nach Größe der Rundläufermaschine bzw.
je nach der bewegten Masse, eine Weile, bis der Rundläufer stillsteht. Eine Füllmaschine
kann sich dabei bis zu 180° weiterdrehen. Da der stehende Teil des Medienverteilers
bei dieser Weiterdrehung mit dem stehenden Anlagenteil verbunden ist, können Bauteile
des stehenden Anlagenteils bei einem Notstopp bleibend verformt oder gar zerstört
werden. Beispielsweise können die mit dem stehenden Teil des Drehverteilers verbundenen
Versorgungsleitungen durch die Drehung aufgewickelt werden, wodurch auch die Aufstellpositionen
von angrenzenden Komponenten, z. B. eines Ventilknotens, verändert und benachbarte
Bauteile beschädigt werden können.
[0012] Es liegt somit der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Verteilen fluider Medien für eine Rundläufermaschine und eine Füllmaschine mit
einem solchen Medienverteiler zur Verfügung zu stellen, die die oben beschriebenen
Nachteile vermeiden. Insbesondere sollen die bei einem Notstopp der Anlage auftretenden
Schäden minimiert oder vollständig vermieden werden. Schließlich soll dadurch die
Standzeit der Anlage erhöht werden.
Beschreibung der Erfindung
[0013] Die oben genannten Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung zum Verteilen fluider
Medien für eine Rundläufermaschine, insbesondere eine Füllmaschine, mit einem Drehverteiler
mit einer nicht drehbar ausgebildeten ersten Baugruppe und einer um eine Maschinendrehachse
drehbar ausgebildeten zweiten Baugruppe, wobei die erste Baugruppe einen oder mehrere
Anschlüsse für wenigstens ein fluides Medium aufweist, mit einer oder mehreren Zuführleitungen
für das wenigstens eine fluide Medium, die mit dem oder den Anschlüssen verbunden
sind, und mit wenigstens einem Kupplungselement, insbesondere in Form einer Drehmomentstütze,
über das die erste Baugruppe an einen stehenden Anlagenteil, insbesondere der Rundläufermaschine,
koppelbar ist, wobei das Kupplungselement derart ausgebildet ist, dass das Kupplungselement
bei Überschreiten eines Drehmomentgrenzwertes oder eines Kraftgrenzwertes automatisch
die erste Baugruppe von dem stehenden Anlagenteil abkuppelt.
[0014] Bei Vorsehen mehrerer Zuführleitungen für verschiedene Medien kann jede Zuführleitung
mit einem oder mehreren Anschlüssen verbunden sein. Beispielsweise kann für jedes
Medium genau eine Zuführleitung vorgesehen sein, die mit einem oder mehreren Anschlüssen
der ersten Baugruppe verbunden ist. Eine Baugruppe bezeichnet hier und im Folgenden
eine Untereinheit des Drehverteilers.
[0015] Unter fluiden Medien sind hier und im Folgenden solche Medien zu verstehen, die flüssig
oder gasförmig sind. Beispiele für flüssige Medien sind Füllprodukte wie Getränke
sowie flüssige Sterilisations- bzw. Reinigungsmittel. Beispiele für gasförmige Medien
sind Spülgase, Spanngase, sowie Steuer- oder Druckluft.
[0016] Rundläufermaschinen und Füllmaschinen sind im Stand der Technik allgemein bekannt,
sodass hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Insbesondere ist die
Ausbildung als Rundläufermaschine in Form eines Füllerkarussells mit einer Vielzahl
von Füllorganen wie in den oben erwähnten Offenlegungsschriften beschrieben bekannt.
Die Vorrichtung zum Verteilen der fluiden Medien kann als Teil der Rundläufermaschine
oder getrennt von ihr ausgebildet sein. Im Allgemeinen ist die drehbar ausgebildete
zweite Baugruppe an dem rotierenden Anlagenteil der Rundläufermaschine angeordnet
und mit diesem verbunden.
[0017] Die Maschinendrehachse wird durch die Rotationsachse der Rundläufermaschine bestimmt.
Sie fällt erfindungsgemäß mit der Rotationsachse der drehbar ausgebildeten zweiten
Baugruppe zusammen, da sich Rundläufermaschine und zweite Baugruppe des Drehverteilers
synchron drehen. Es sei jedoch angemerkt, dass der Drehverteiler, insbesondere zusammen
mit einem Teil der Rundläufermaschine, höhenverstellbar ausgebildet sein kann. Somit
kann auch die nicht drehbar ausgebildete erste Baugruppe entlang der Maschinendrehachse
verfahrbar, d.h. höhenverstellbar, ausgebildet sein. Alternativ kann der Drehverteiler,
und insbesondere die erste Baugruppe, jedoch feststehend bzw. stationär, d.h. auch
nicht entlang der Maschinendrehachse verfahrbar ausgebildet sein.
[0018] Die eine oder mehreren Zuführleitungen stellen Fluidverbindungen für das Medium oder
die Medien zwischen einer Versorgungseinheit für die Medien, beispielsweise dem weiter
unten erwähnten Ventilknoten und/oder jeweiligen Speichervorrichtungen, und der ersten
Baugruppe des Drehverteilers her. Dabei können die Zuführleitungen eine Vielzahl von
Segmenten umfassen, die als starre oder flexible Rohrverbindungen ausgebildet sein
können. Die Segmente können durch Gewinde-, Flansch- oder Schweißverbindungen miteinander
verbunden sein.
[0019] Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung wenigstens ein Kupplungselement auf, über das
die erste Baugruppe an einen stehenden Anlagenteil koppelbar ist. Der stehende Anlagenteil
kann dabei ein feststehender Teil der Rundläufermaschine sein. Alternativ oder ergänzend
kann der stehende Anlagensteil einen getrennt von der Rundläufermaschine ausgebildeten,
feststehenden Anlagenteil, beispielsweise ein Hallenbauteil oder weitere feststehende
Komponenten der Anlage, umfassen. Insbesondere können die oben erwähnten Zuführleitungen
für das wenigstens eine fluide Medium, die mit dem oder den Anschlüssen der nicht
drehbar ausgebildeten ersten Baugruppe verbunden sind, Teil dieses stehenden Anlagenteils
sein. Dabei kann auch mehr als ein wie nachfolgend beschriebenes Kupplungselement
vorgesehen sein, wobei die Kupplungselemente mit verschiedenen feststehenden Anlagenteilen
koppelbar sein können.
[0020] Das wenigstens eine Kupplungselement kann insbesondere als Drehmomentstütze ausgebildet
sein. Drehmomentstützen zur Ableitung eines Drehmoments von rotierenden Bauteilen
auf stehende Bauteile sind im Stand der Technik allgemein bekannt, sodass hier auf
eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Beispielsweise kann die in der
DE 10 2017 115 915 A1 im Zusammenhang mit der Figur 2 in den Abschnitten [0050] bis [0053] beschriebene
Weiterbildung als Grundlage für die Ausbildung des wenigstens einen Kupplungselements
eingesetzt werden.
[0021] Anders als in der genannten Weiterbildung ist das wenigstens eine Kupplungselement
gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch derart ausgebildet, dass es - je nach Ausbildung
des Kupplungselements - bei Überschreiten eines Drehmomentgrenzwertes oder eines Kraftgrenzwertes
automatisch die erste Baugruppe von dem stehenden Anlagenteil abkuppelt. Anders ausgedrückt
weist das Kupplungselement Merkmale auf, die bei Überschreiten eines Grenzwertes für
das über das Kupplungselement übertragene Drehmoment bzw. die über das Kupplungselement
übertragene Kraft das Kupplungselement automatisch lösen. Dadurch wird die mechanische
Verbindung über das Kupplungselement zwischen der ersten Baugruppe und dem stehenden
Anlagenteil automatisch aufgehoben. Dies bedeutet weiterhin, dass nach dem Lösen des
Kupplungselements kein Drehmoment und keine Kraft mehr über das Kupplungselement auf
den stehenden Anlagenteil übertragen werden kann. Andererseits ist jedoch nicht ausgeschlossen,
dass nach Lösen des Kupplungselements noch weitere mechanische Verbindungen der ersten
Baugruppe mit dem bezeichneten stehenden Anlagenteil oder anderen stehenden Anlagenteilen
bestehen. Diese können ebenfalls über derartige Kupplungselemente gebildet werden
oder aber über andere mechanische Verbindungsmittel erfolgen. Insbesondere bestehen
zwischen den Anschlüssen der ersten Baugruppe und den Zuführleitungen für das wenigstens
eine fluide Medium mechanische Verbindungen, die weiter unten genauer beschrieben
werden.
[0022] Durch automatisches Lösen des wenigstens einen Kupplungselements wird in jedem Fall
jedoch die Drehmoment- bzw. Kraftübertragung über das Kupplungselement selbst auf
den stehenden Anlagenteil unterbrochen, sodass die oben beschriebenen Beschädigungen
aufgrund der Drehmoment- bzw. Kraftübertragung nicht auftreten können. Bei Vorliegen
mehrerer Kupplungselemente können die jeweiligen Grenzwerte für die Drehmomente bzw.
Kräfte derart gewählt werden, dass die Kupplungselemente im Wesentlichen gleichzeitig
gelöst werden. Insbesondere können bei gleicher Ausbildung der Kupplungselemente identische
Grenzwerte verwendet werden. Die Grenzwerte für das Drehmoment bzw. die Kraft können
derart gewählt werden, dass sie größer als das Nenndrehmoment bzw. die Nennkraft bei
Betrieb der Rundläufermaschine sind. Dadurch wird sichergestellt, dass das wenigstens
eine Kupplungselement erst bei Auftreten einer Störung, wie beispielsweise der oben
beschriebenen Verblockung der drehbaren zweiten Baugruppe mit der stehenden ersten
Baugruppe des Drehverteilers, die erste Baugruppe von dem stehenden Anlagenteil abkuppelt.
Die Grenzwerte können dabei wie weiter unten beschrieben von einem Betriebsmodus der
Rundläufermaschine abhängen.
[0023] Bevorzugt sind alle Kupplungselemente, über die die erste Baugruppe mit einem oder
mehreren stehenden Anlagenteilen mechanisch verbunden ist, wie oben beschrieben automatisch
lösbar ausgebildet. Insbesondere werden keine nicht lösbaren Drehmomentstützen gemäß
der vorliegenden Weiterbildung eingesetzt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass
die stehende Baugruppe des Medienverteilers bei Bedarf, d.h. bei Überschreiten eines
Drehmomentgrenzwertes bzw. eines Kraftgrenzwertes, automatisch von dem stehenden Anlagenteil
abgekuppelt wird.
[0024] Gemäß einer Weiterbildung kann das Kupplungselement eine Sicherheitskupplung aufweisen.
Dabei ist die Sicherheitskupplung derart ausgebildet, dass sie wie oben beschrieben
bei Überschreiten eines Grenzwertes für das Drehmoment bzw. die Kraft automatisch
auslöst. Sicherheitskupplungen sind prinzipiell bekannt, sodass hier auf eine detaillierte
Beschreibung verzichtet wird. Die Sicherheitskupplung gemäß der vorliegenden Weiterbildung
ist derart ausgebildet, dass sie für Belastungen auf Zug ausgelegt ist. Anders ausgedrückt
kuppelt bzw. rastet die Sicherheitskupplung dann aus, wenn eine Zugkraft auf ein die
mechanische Kopplung vermittelndes Element der Sicherheitskupplung einen Grenzwert
überschreitet. Allgemein kann die Sicherheitskupplung ein mechanisches Schaltelement,
beispielsweise einen Bolzen oder Nocken, aufweisen, welches bei Überschreiten des
Grenzwertes für das Drehmoment bzw. die Kraft automatisch die mechanische Kopplung
auflöst, beispielsweise indem der Bolzen bzw. der Nocken aus einer eingerasteten Stellung
herausgezogen oder -gedrückt wird. Zudem kann ein Überwachungssensor, beispielsweise
ein Taster, eine Lichtschranke, oder dergleichen, vorgesehen sein, der die Stellung
des mechanischen Schaltelements überwacht. Insbesondere kann der Überwachungssensor
derart angeordnet und ausgebildet sein, dass er das Auslösen des mechanischen Schaltelements
detektieren kann.
[0025] Die Sicherheitskupplung kann insbesondere als axiale Sicherheitskupplung ausgebildet
sein. Axiale Sicherheitskupplungen können zur Überlastsicherung bei linearen Bewegungen
eingesetzt werden. In der vorliegenden Erfindung begrenzt die Sicherheitskupplung
eine lineare Bewegung des Kupplungselements, die insbesondere aufgrund der Ausbildung
des Kupplungselements als Drehmomentstütze aus einer rotierenden Bewegung der ersten
Baugruppe bei Verblockung mit der rotierenden zweiten Baugruppe entsteht. Beispielsweise
kann die Sicherheitskupplung mit einem axialen Bolzen mit einer radialen Verjüngung
ausgebildet sein, in die ein Schaltelement, beispielsweise ein Nocken oder ein Ring,
über eine, bevorzugt einstellbare, Rückstellkraft gedrückt wird. Hierzu kann beispielsweise
eine entsprechend des Grenzwertes für die Kraft dimensionierte Feder vorgesehen sein.
Wird der Kraftgrenzwert aufgrund der Zugspannung in axialer Richtung überschritten,
so führt der Bolzen einen axialen Hub aus und bewegt dabei das Schaltelement radial
nach außen. Dadurch wird die axiale Kraftübertragung unterbrochen.
[0026] Alternativ zu der oben beschriebenen Ausbildung der Sicherheitskupplung mit einem
mechanischen Schaltelement kann die Sicherheitskupplung auch mit einem magnetischen
und/oder elektrischen Schaltelement, beispielsweise einem schaltbaren Elektromagneten,
ausgebildet sein.
[0027] Das Kupplungselement kann weiterhin wenigstens einen Sensor, insbesondere einen Drehmomentsensor
oder einen Kraftsensor, aufweisen, der das auf das Kupplungselement wirkende Drehmoment
bzw. die auf das Kupplungselement wirkende Kraft misst. Abhängig von dem gemessenen
Drehmoment bzw. der gemessenen Kraft kann das Schaltelement, insbesondere ein magnetisches
und/oder elektrisches Schaltelement, die Sicherheitskupplung abkuppeln. Das Schaltelement
wirkt dabei wie ein Schalter, der bei Überschreiten des Grenzwertes für das Drehmoment
bzw. die Kraft, die Kraftübertragung über das die mechanische Kopplung vermittelnde
Element der Sicherheitskupplung, beispielsweise den zuvor erwähnten axialen Bolzen,
unterbricht. Eine Wiederherstellung der Kraftübertragung kann dann entweder manuell
oder automatisch erfolgen, wenn die Ursache für die Grenzwertüberschreitung, beispielsweise
durch Wartung oder Austausch des Drehverteilers, behoben wurde. Die Sicherheitskupplung
kann zudem zu beiden Seiten mit Gelenkköpfen ausgestattet sein, um eine Winkelverstellung
bzgl. der ersten Baugruppe zu ermöglichen.
[0028] Die Sicherheitskupplung kann zudem einen, insbesondere integrierten, Endschalter
aufweisen, der im Überlastfall ein Signal abgibt, das zum Abschalten der Rundläufermaschine,
beispielsweise durch einen Notstopp, verwendet werden kann. Hierzu kann die Rundläufermaschine
eine entsprechend ausgebildete Steuer- und/oder Regeleinheit aufweisen, die das abgegebene
Signal entsprechend verarbeitet. Der Endschalter kann separat von dem zuvor erwähnten
Sensor vorgesehen sein, oder aber in diesen oder das oben erwähnte Schaltelement integriert
sein. Der Endschalter kann beispielsweise in Form des oben erwähnten Überwachungssensors
vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Endschalter bzw. der Überwachungssensor bei
Überschreiten des Grenzwertes für das Drehmoment bzw. die Kraft ein Notstoppsignal
an eine Steuer- und/oder Regeleinheit der Rundläufermaschine abgeben. Dazu kann der
Endschalter bzw. der Überwachungssensor und/oder das Schaltelement über Kabel oder
kabellos mit der Steuer- und/oder Regeleinheit zur Signalübertragung verbunden sein.
Ist eine Verbindung über Kabel vorgesehen, so können die Kabel bevorzugt in Drehrichtung
der Rundläufermaschine und/oder mit zusätzlicher Kabellänge verlegt werden. Bevorzugt
können sich die Kabel in dem Teil der Sicherheitskupplung, der mit dem stehenden Anlagenteil
verbunden ist, befinden. Somit erfährt das Kabel auch im ausgekuppelten Zustand keine
Bewegung. Hierdurch wird bei dem im Falle eines Notstopps auftretenden, oben beschriebenen
Weiterdrehen der Rundläufermaschine ein Aufwickeln der Kabel mit eventuellen Beschädigungen
vermieden.
[0029] Gemäß einer Weiterbildung kann wenigstens eine Zuführleitung der ein oder mehreren
Zuführleitungen ein Drehgelenk aufweisen, dessen Drehachse mit der Maschinendrehachse
zusammenfällt. Da die Maschinendrehachse bei Rundläufermaschinen im Allgemeinen vertikal,
d.h. senkrecht zur Aufstandsfläche der Maschine, ausgerichtet ist, ist das bezeichnete
Drehgelenk im Allgemeinen ein liegendes Drehgelenk. Durch Vorsehen des Drehgelenks
kann ein mit der ersten Baugruppe verbundener Teil der zugehörigen Zuführleitung im
Falle der Verblockung von erster und zweiter Baugruppe des Drehverteilers gegenüber
dem mit einem stehenden Anlagenteil, beispielsweise einem Ventilknoten, verbundenen
Teil der Zuführleitung gedreht werden. Dadurch wird eine mechanische Beschädigung
der Zuführleitung durch das bereits mehrfach erwähnte Weiterdrehen der Rundläufermaschine
bei einem Notstopp vermieden.
[0030] Drehgelenke für Rohrverbindungen, d.h. Rohrdrehgelenke, sind im Stand der Technik
allgemein bekannt. Die Drehgelenke können beispielsweise mit einer radialen Dichtung
und einem Kugellager ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend können eine axiale
Dichtung und/oder ein Gleitlager vorgesehen sein. Ein Innenteil des Drehgelenks, das
beispielsweise mit einem ersten Rohrsegment verbunden ist, ist drehbar innerhalb eines
Außenteils des Drehgelenks, das seinerseits beispielsweise mit einem zweiten Rohrsegment
verbunden sein kann, gelagert. Dabei können die Bohrungen des Innen- und Außenteils
des Drehgelenks auf einer Achse liegen oder aber einen Winkel, insbesondere einen
rechten Winkel, zueinander bilden. Entsprechend können die verbundenen Segmente eine
Linie bilden oder einen Winkel zueinander einschließen. Selbiges gilt auch, wenn eine
Bohrung des Drehgelenks direkt mit einem axialen Anschluss der ersten Baugruppe des
Drehverteilers verbunden wird.
[0031] Gemäß der vorliegenden Weiterbildung fällt die Drehachse des Drehgelenks mit der
Maschinendrehachse zusammen. Hier und im Folgenden wird davon ausgegangen, dass nur
ein Rohrsegment bezüglich des Drehgelenks drehbar ist, während das andere Rohrsegment
fest mit dem Drehgelenk verbunden ist. Die vorliegende Weiterbildung kann jedoch auch
auf Drehgelenke erweitert werden, bei denen beide Segmente drehbar angebunden sind.
In diesem Fall fällt wenigstens eine der beiden Drehachsen mit der Maschinendrehachse
zusammen. Dabei sind Abweichungen im Umfang der Fertigungs- und Installationstoleranz,
sowohl bzgl. einer seitlichen Verschiebung als auch einer Winkelschrägstellung, mit
umfasst. Die Zuführleitung kann auch mehr als ein Drehgelenk aufweisen, dessen Drehachse
mit der Maschinendrehachse zusammenfällt.
[0032] Gemäß einer speziellen Weiterbildung kann jede Zuführleitung der ein oder mehreren
Zuführleitungen ein Drehgelenk aufweisen, dessen Drehachse mit der Maschinendrehachse
zusammenfällt. In diesem Fall können entsprechende Winkelsegmente der Zuführleitungen
vorgesehen sein, die es ermöglichen, die Drehgelenke in axialer Richtungen entlang
der Maschinendrehachse anzuordnen. Da gemäß dieser Weiterbildung alle Zuführleitungen
für das wenigstens eine fluide Medium, die mit den Anschlüssen der ersten Baugruppe
verbunden sind, ein Drehgelenk aufweisen, dessen Drehachse mit der Maschinendrehachse
zusammenfällt, sind die Zuführleitungen ab diesen Drehgelenken von einer Drehung um
die Maschinendrehachse entkoppelt. Anders ausgedrückt ermöglichen diese Drehgelenke
eine relative Drehung der ersten Baugruppe gegenüber dem feststehenden Anlagenteil.
[0033] In dem oben beschriebenen Fall, dass die Rotation der drehbaren zweiten Baugruppe
auf die stehende erste Baugruppe aufgrund eines Defektes oder aufgrund von Verschleiß
ein Drehmoment oder eine Kraft ausübt, die einen bestimmten Grenzwert überschreitet,
und als Folge dessen das wenigstens eine Kupplungselement auslöst, kann sich somit
die erste Baugruppe zusammen mit dem abgekoppelten Teil des Kupplungselements und
den Zuführleitungen bis zu den jeweiligen, oben erwähnten Drehgelenken um die Maschinendrehachse
drehen. Auf diese Weise kann das Weiterdrehen der Rundläufermaschine aufgrund des
Nachlaufs bei einem Notstopp ohne wesentliche Krafteinwirkung auf den stehenden Teil
der Anlage, insbesondere den Rest der Zuführleitungen sowie deren Anbindung an einen
Ventilknoten, erfolgen. Dadurch werden mechanische Beschädigungen an den Zuführleitungen
sowie Veränderungen an den Aufstellpositionen angrenzender Anlagenteile vermieden.
[0034] Bei ausgekuppeltem Kupplungselement kann somit die im Normalbetrieb stehende erste
Baugruppe des Drehverteilers mit der Rundläufermaschine bis zum Stillstand derselben
mitdrehen. Weitere Anschlüsse und Versorgungselemente des Drehverteilers, beispielsweise
elektrische Kabel und/oder flexible Schläuche zur Versorgung mit gasförmigen oder
flüssigen Medien können mit einer zusätzlichen Länge ausgebildet werden, die ausreicht,
um eine Drehung der ersten Baugruppe bis zu einem vorgegebenen Nachlaufwinkel, beispielsweise
von 180°, zu ermöglichen, ohne dass die Kabel oder Schläuche dadurch abrissen. Des
Weiteren können die Zuführleitungen weitere Drehgelenke aufweisen, die eine Längenausdehnung
der Zuführleitungen durch Temperaturschwankungen, beispielsweise aufgrund der Zufuhr
eines heißen Versorgungsmediums, wie eines CIP-Mediums, ermöglichen. So können beispielsweise
an einer Zuführleitung nach Bedarf zwei Drehgelenke vorgesehen sein, welche versetzt
zueinander angeordnete, parallele Drehachsen aufweisen.
[0035] Das Vorsehen von mindestens zwei Drehgelenken mit versetzten Drehachsen führt dazu,
dass der zwischen diesen beiden Drehgelenken liegende Teil der Zuführleitung, im Folgenden
auch als Mittelsegment bezeichnet, die Funktion einer Lenkstange erhält. Dazu kann
wenigstens eines der beiden Drehgelenke derart ausgebildet sein, dass wie oben beschrieben
die Bohrungen des Innen- und Außenteils des Drehgelenks einen Winkel, insbesondere
einen rechten Winkel, zueinander bilden. Alternativ oder ergänzend können die an das
Drehgelenk anschließenden Segmente der Zuführleitung einen Winkel zueinander bilden.
Dadurch können die Längsausdehnungen der Rohrleitungen durch Temperaturschwankungen
mittels Verschiebens bzw. Verkippens dieser Lenkstange von einer Versorgungseinheit,
beispielsweise einem Ventilknoten, und dem Drehverteiler entkoppelt werden.
[0036] Insbesondere kann ein Segment der Zuführleitung zwischen den beiden Drehgelenken
S-förmig oder U-förmig ausgebildet sein oder ein S-förmiges Untersegment und/oder
ein U-förmiges Untersegment umfassen. Der S-förmige bzw. U-förmige Teil der Zuführleitung
fungiert dabei als Lenkstange, die eine relative Verschiebung der Teile der Zuführleitung,
die an die Drehgelenke anschließen, die das Segment begrenzen, bzw. des anschließenden
Drehverteilers ermöglicht.
[0037] Die Ausgestaltung von Zuführleitungen mit mehr als einem Drehgelenk, wobei wenigstens
eines dieser Drehgelenke eine Drehachse aufweist, die mit der Maschinendrehachse zusammenfällt,
gestattet eine mechanische Entkopplung der feststehenden Teile der Zuführleitung von
der ersten Baugruppe bzgl. Drehungen um die Maschinendrehachse sowie bzgl. thermischer
Ausdehnungen der Zuführleitungen.
[0038] Gemäß einer Weiterbildung kann wie oben bereits erwähnt die erste Baugruppe eine
Verteilerwelle des Drehverteilers umfassen und die zweite Baugruppe einen Verteilerkopf
des Drehverteilers umfassen, sodass der Verteilerkopf bezüglich der Verteilerwelle
drehbar ausgebildet ist. Die Ausbildung von Verteilerwelle und Verteilerkopf kann
dabei insbesondere wie in der Offenlegungsschrift
DE 10 2014 109 082 A1 beschrieben erfolgen. Gemäß dieser Weiterbildung sind die eine oder mehrere Zuführleitungen
für das wenigstens eine fluide Medium somit mit der Verteilerwelle verbunden, während
im Verteilerkopf eine Vielzahl von Ausgangsöffnungen zum Abführen der fluiden Medien
an Medienleitungen vorgesehen ist, die ihrerseits die Medien den einzelnen Bearbeitungsstationen
zuführen. Dabei können wie an sich bekannt eine oder mehrere Ringkanäle als Teil des
rotierenden Anlagenteils vorgesehen sein, die mit den entsprechenden Ausgangsöffnungen
im Verteilerkopf verbunden sind.
[0039] Gemäß einer alternativen Weiterbildung kann wie oben ebenfalls erwähnt die erste
Baugruppe einen Verteilerkopf des Drehverteilers umfassen und die zweite Baugruppe
eine Verteilerwelle des Drehverteilers umfassen, sodass die Verteilerwelle bezüglich
des Verteilerkopfes drehbar ausgebildet ist. Die Ausbildung von Verteilerwelle und
Verteilerkopf kann dabei insbesondere wie in der Offenlegungsschrift
DE 10 2015 118 671 A1 beschrieben erfolgen. Gemäß dieser Weiterbildung sind die eine oder mehrere Zuführleitungen
für das wenigstens eine fluide Medium somit mit dem Verteilerkopf verbunden, während
über entsprechende Ringkanäle zwischen Verteilerkopf und Verteilerwelle sowie entsprechende
Ringkanäle und axiale Kanäle in der Verteilerwelle ein Weiterleiten der Medien an
eine Vielzahl von Ausgangsöffnungen, die beispielsweise in einer Verteilerplatte vorgesehen
sein können, erfolgt. Von den Ausgangsöffnungen sind entsprechende Medienleitungen
zu den Bearbeitungsstationen bzw. zu zwischengeschalteten Ringkanälen vorgesehen.
[0040] Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Rundläufermaschine zum Behandeln von Behältern
zur Verfügung, mit einem stehenden Anlagenteil und einem gegenüber dem stehenden Anlagenteil
rotierbaren Anlagenteil, an dem mindestens eine Behandlungsstation zum Behandeln eines
Behälters angeordnet ist, wobei die Rundläufermaschine weiterhin eine Vorrichtung
nach einer der oben beschriebenen Weiterbildungen umfasst, und wobei die erste Baugruppe
an dem stehenden Anlagenteil angeordnet ist und die zweite Baugruppe an dem rotierbaren
Anlagenteil angeordnet ist.
[0041] Bei der Rundläufermaschine kann es sich um eine Füllmaschine zum Befüllen von Behältern,
beispielsweise Flaschen oder Dosen, eine Etikettiermaschine, eine Direktdruckmaschine
zum Bedrucken der Behälter, eine Blasformmaschine zum Blasformen der Behälter aus
Vorformlingen, einen Verschließer zum Verschließen der Behälter, einen Rinser, einen
Injektor, einen Sterilisator oder dergleichen handeln. Entsprechend weist die Rundläufermaschine
mindestens eine Behandlungsstation zum Behandeln der Behälter auf. Die Behandlungsstationen
können mit dem Rundläufer umlaufen, wie beispielsweise Füllventile zum Befüllen der
Behälter oder Blasformen, oder stationär am Umfang des Rundläufers angeordnet sein,
wie beispielsweise Übergabestationen für die Etiketten oder Druckstationen.
[0042] Bei einer als Rundläufer ausgebildeten Füllmaschine ist die mindestens eine Behandlungsstation
zum Befüllen der Behälter mit wenigstens einem Füllprodukt ausgebildet, wobei das
wenigstens eine fluide Medium das Füllprodukt umfasst. Insbesondere kann die Füllmaschine
in Form eines Füllerkarussells ausgebildet sein, bei dem eine Vielzahl von Füllorganen
am Umfang des Füllerkarussells angeordnet ist. Der stehende Anlagenteil umfasst dabei
den Teil der Füllmaschine, der nicht rotiert und beispielsweise auf einer Aufstellfläche
steht. Der rotierbare Anlagenteil umfasst insbesondere das Füllerkarussell mit den
umlaufenden Füllorganen und Behälteraufnahmen. Bei den Behältern kann es sich um Flaschen,
Dosen oder dergleichen handeln. Bei dem Füllprodukt kann es sich insbesondere um ein
Getränk handeln.
[0043] Gemäß dieser Weiterbildung ist die erste Baugruppe an dem stehenden Anlagenteil angeordnet
und insbesondere mit diesem mechanisch über das oben beschriebene Kupplungselement
verbunden. Somit ist auch die erste Baugruppe (im Normalbetrieb) nicht drehbar ausgebildet.
Hingegen ist die zweite Baugruppe an dem rotierbaren Anlagenteil angeordnet und insbesondere
mit diesem mechanisch verbunden. Somit ist auch die zweite Baugruppe drehbar ausgebildet
und rotiert gemeinsam mit dem rotierbaren Anlagenteil. Das wenigstens eine fluide
Medium umfasst gemäß dieser Weiterbildung das Füllprodukt, sodass wenigstens eine
Zuführleitung gemäß den oben beschriebenen Weiterbildungen für das Füllprodukt vorgesehen
sein kann.
[0044] Gemäß einer Weiterbildung kann die Rundläufermaschine weiterhin einen Ventilknoten
zum Bereitstellen des wenigstens einen fluiden Mediums umfassen, wobei die eine oder
mehreren Zuführleitungen den Ventilknoten mit dem Drehverteiler verbinden. Ventilknoten
sind im Stand der Technik allgemein bekannt und werden dazu eingesetzt, vielfältige
Medienlenkungen auf kleinem Raum in übersichtlicher Form zu realisieren. Die Steuerung
der Ventile kann beispielsweise über einen pneumatischen Antrieb erfolgen. Von dem
feststehenden Ventilknoten sind im Allgemeinen Versorgungsleitungen für die fluiden
Medien zu entsprechenden Speichereinheiten, beispielsweise Vorratstanks, vorgesehen.
Gemäß dieser Weiterbildung ist der Ventilknoten als Teil der Rundläufermaschine ausgebildet.
Alternativ kann der Ventilknoten jedoch auch zur gemeinsamen Medienversorgung weiterer
Anlagenteile, beispielsweise einer Blasformmaschine, vorgesehen sein. Dabei können
Zuführleitungen gemäß den oben beschriebenen Weiterbildungen zu jedem der versorgten
Anlagenteile mit einem Drehverteiler vorgesehen werden.
[0045] Das wenigstens eine fluide Medium kann ein Füllprodukt wie beispielsweise ein Getränk
sein. Weitere fluide Medien können ein Spülgas, ein Spanngas, ein Sterilisationsmittel,
ein Reinigungsmittel oder Steuer-/Druckluft sein oder umfassen. Insbesondere kann
für jedes fluide Medium wenigstens eine Zuführleitung gemäß den oben beschriebenen
Weiterbildungen vorgesehen sein.
[0046] Die Rundläufermaschine kann zudem eine weitere Vorrichtung nach einer der zuvor beschriebenen
Weiterbildungen umfassen, wobei eine der beiden Vorrichtungen oberhalb einer Ebene,
auf der die Behälter umlaufen, und die andere der beiden Vorrichtungen unterhalb der
Ebene angeordnet ist. Entsprechend können die Zuführleitungen für die beiden Vorrichtungen
von oben bzw. von unten in Bezug auf die genannte Ebene und die Aufstellfläche der
Rundläufermaschine zu dem jeweiligen Drehverteiler geführt werden. Dies erleichtert
die Anordnung der oben erwähnten Drehgelenke auf der Maschinendrehachse, da nunmehr
eine geringere Anzahl von Zuführleitungen pro Drehverteiler vorgesehen ist. Schließlich
können auch mehrere Drehverteiler gemäß den oben beschriebenen Weiterbildungen übereinander
entlang der Maschinendrehachse angeordnet sein, wobei aufgrund der entsprechend vorgesehenen
Kupplungselemente und Drehgelenke eine automatische Entkopplung der feststehenden
Anlagenteile der Rundläufermaschine von einer Rotation der jeweiligen ersten Baugruppen
aufgrund einer Verblockung mit dem rotierenden Teil der Rundläufermaschine bewirkt
wird.
[0047] Die oben genannten Aufgaben werden auch durch ein Verfahren zum mechanischen Entkoppeln
eines rotierenden Anlagenteils einer Rundläufermaschine, insbesondere einer Füllmaschine,
von einem stehenden Anlagenteil der Rundläufermaschine gelöst, wobei ein Drehverteiler
mit einer nicht drehbar ausgebildeten ersten Baugruppe und einer um eine Maschinendrehachse
der Rundläufermaschine drehbar ausgebildeten zweiten Baugruppe zur Medienversorgung
der Rundläufermaschine vorgesehen ist, wobei die erste Baugruppe einen oder mehrere
Anschlüsse für wenigstens ein fluides Medium aufweist, wobei eine oder mehrere Zuführleitungen
für das wenigstens eine fluide Medium vorgesehen sind, die mit dem oder den Anschlüssen
verbunden sind, wobei das Verfahren das Koppeln der ersten Baugruppe an den stehenden
Anlagenteil über ein mechanisches Kupplungselement umfasst, und wobei das mechanische
Kupplungselements bei Überschreiten eines Grenzwertes für ein Drehmoment oder eine
Kraft, die während des Betriebs der Rundläufermaschine auf das mechanische Kupplungselement
wirkt, automatisch gelöst wird.
[0048] Dieselben Weiterbildungen und Varianten des Drehverteilers, der Zuführleitungen sowie
der Rundläufermaschine, die oben im Zusammenhang mit der Vorrichtung zum Verteilen
fluider Medien für eine Rundläufermaschine beschrieben wurden, können auch bei dem
Verfahren zum mechanischen Entkoppeln des rotierenden Anlagenteils der Rundläufermaschine
angewendet werden. Insbesondere kann die erste Baugruppe über eines der oben beschriebenen
Kupplungselemente an den stehenden Anlagenteil gekoppelt werden. Beispielsweise kann
das mechanische Kupplungselement wie oben beschrieben ein mechanisches Schaltelement
aufweisen, das bei Überschreiten des Grenzwertes die mechanische Kopplung auflöst.
Alternativ kann mittels eines Sensors des Kupplungselements, insbesondere eines Drehmoment-
oder Kraftsensors, laufend oder in regelmäßigen Zeitabständen ein Drehmoment bzw.
eine Kraft bestimmt werden, die während des Betriebs der Rundläufermaschine von der
rotierenden zweiten Baugruppe mittels Reibung über die erste Baugruppe des Drehverteilers
auf das Kupplungselement übertragen wird und daher auf das Kupplungselement wirkt.
Dabei kann aus einer gemessenen Kraft aufgrund der Hebellänge des Kupplungselements
unmittelbar ein wirksames Drehmoment bestimmt werden. Durch Vergleich des gemessenen
Drehmoments bzw. der gemessenen Kraft mit einem Grenzwert, beispielsweise durch einen
entsprechend ausgebildeten Schalter oder ein entsprechend ausgebildetes Schaltelement
des Kupplungselements, kann ein Überschreiten des Grenzwertes, und somit eine erhöhte
Reibung oder ein Defekt, detektiert werden. Ein entsprechendes Steuerelement, das
in dem Schaltelement integriert sein kann, liefert dann ein geeignetes Signal, um
das Kupplungselement wie oben beschrieben automatisch zu lösen. Alternativ zu dieser
Weiterbildung mit einem Sensor kann wie oben beschrieben auch ein automatisches Lösen
des Kupplungselements durch mechanische Mittel wie ein federgestütztes Schaltelement
erfolgen.
[0049] Gemäß einer Weiterbildung kann ein Schalter des Kupplungselements eine der oben beschriebenen
Sicherheitskupplungen des Kupplungselements bei Überschreiten des Grenzwerts lösen.
[0050] Dazu kann der Schalter ein elektrisches Vergleichsglied zum Vergleich des gemessenen
Drehmoments bzw. der gemessenen Kraft mit einem vorgegebenen Grenzwert umfassen. Alternativ
kann der Schalter diesen Vergleich über ein elektronisches Bauteil durchführen. Insbesondere
kann der Schalter als Teil einer Steuer- und/oder Regeleinheit des Kupplungselements
oder der Rundläufermaschine ausgebildet sein. Eine solche Steuer- und/oder Regeleinheit
kann insbesondere als speicherprogrammierbare Steuereinheit mit einer Speichereinheit
ausgebildet sein, in der verschiedene Grenzwerte für das gemessene Drehmoment bzw.
die gemessene Kraft in Abhängigkeit von einem Betriebsmodus der Rundläufermaschine
abgespeichert sind. Beispielsweise kann der Grenzwert von einer Drehzahl der Rundläufermaschine
abhängen. Des Weiteren kann der Grenzwert beim Anfahren und/oder Abfahren der Rundläufermaschine
ein anderer sein als beim Normalbetrieb. Die Grenzwerte können dabei derart vorgegeben
werden, dass sie stets höher als das jeweilige Nenndrehmoment bzw. die jeweilige Nennkraft
des jeweiligen Betriebsmodus der Rundläufermaschine liegen. Dadurch wird sichergestellt,
dass es nicht aufgrund üblicher Schwankungen im Normalbetrieb zu einem Notstopp der
Rundläufermaschine kommt. Gleichzeitig können die Grenzwerte derart gewählt werden,
dass im Normalbetrieb der Rundläufermaschine keine Schäden oder Verformungen an der
Anlage auftreten.
[0051] Wie bereits erwähnt kann bei Überschreiten des Grenzwertes zusätzlich zum Lösen des
Kupplungselements auch automatisch ein Notstopp der Rundläufermaschine eingeleitet
werden. Hierzu kann der oben beschriebene Endschalter vorgesehen sein, der bei Auslösen
des mechanischen Schaltelements ein entsprechendes Signal an eine Steuer- und/oder
Regeleinheit der Rundläufermaschine übermittelt. Alternativ kann der zuvor erwähnte
Überwachungssensor bzw. die Steuer- und/oder Regeleinheit des Kupplungselements ein
solches Signal an die Steuer- und/oder Regeleinheit der Rundläufermaschine übermitteln.
[0052] Dadurch, dass das Kupplungselement gelöst wurde, führt auch das bei einem Notstopp
auftretende Weiterdrehen der Rundläufermaschine bis zu einem endgültigen Stillstand
nicht zu den bekannten Beschädigungen an stehenden Anlagenteilen. Insbesondere kann
durch die oben beschriebenen Drehgelenke ein Aufwickeln der Zuführleitungen vermieden
werden. Darüber hinaus tritt bei einem Notstopp auch kein Schaden an benachbarten
Bauteilen mehr auf, der insbesondere deren Aufstellpositionen beeinflussen würde.
Zudem erhöht das erfindungsgemäße Verfahren die Betriebs- und Arbeitssicherheit der
Anlage.
[0053] Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich,
dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen.
Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen
Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.
Figur 1 zeigt schematisch eine Füllmaschine mit einem Füllerkarussell.
Figur 2 zeigt schematisch eine dreidimensionale Ansicht einer Vorrichtung zum Verteilen
fluider Medien für eine Rundläufermaschine, wie die in Figur 1 gezeigte Füllmaschine.
Figuren 3a und 3b zeigen zwei Seitenansichten einer Vorrichtung zum Verteilen fluider
Medien für eine Rundläufermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figuren 4a und 4b zeigen die Sicherheitskupplung des Kupplungselements gemäß der vorliegenden
Erfindung in eingekoppelter und ausgekoppelter Stellung.
[0054] In den im Folgenden beschriebenen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche
Elemente. Zur besseren Übersichtlichkeit werden gleiche Elemente nur bei ihrem ersten
Auftreten beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die mit Bezug auf eine der Figuren
beschriebenen Varianten und Ausführungsformen eines Elements auch auf die entsprechenden
Elemente in den übrigen Figuren angewendet werden können.
[0055] Figur 1 zeigt schematisch eine Füllmaschine mit einem Füllerkarussell, wie sie an
sich im Stand der Technik bekannt ist. Die als Rundläufermaschine ausgebildete Füllmaschine
100 weist einen rotierenden Anlagenteil 102 auf, mittels dessen eine Vielzahl von
Behältern, beispielsweise Flaschen, auf einem Teilkreis zwischen einem Aufnahmepunkt,
an dem die Behälter von einem Zuförderer (nicht dargestellt) aufgenommen werden, zu
einem Abgabepunkt bewegt werden, an dem die Behälter an einen Abförderer (nicht dargestellt)
übergeben werden. Die Behälter können dabei von einer Vielzahl von Transporteinrichtungen,
beispielsweise von Greifelementen zum Neckhandling oder Drehtellern oder dergleichen,
die in regelmäßigen Abständen entlang des Umfangs des Karussells angeordnet sind,
transportiert werden. Des Weiteren weist eine Füllmaschine im Allgemeinen eine Vielzahl
von, den jeweiligen Transporteinrichtungen zugeordneten, Füllorganen 110 zum Befüllen
der Behälter während des Transportes entlang des Teilkreises auf. Der rotierende Anlagenteil
102 sowie die drehbar ausgebildeten Baugruppen der unten beschriebenen Drehverteiler
rotieren um die Maschinendrehachse D der Füllmaschine.
[0056] Der gesamte rotierende Teil der Füllmaschine wird hier und im Folgenden als rotierender
Anlagenteil bezeichnet. Im Gegensatz dazu werden die nicht rotierenden Teile der Füllmaschine
sowie deren Peripherie hier und im Folgenden als stehender Anlagenteil bezeichnet.
Einige Komponenten dieses stehenden Anlagenteils sind in der Figur 1 explizit mit
dem Bezugszeichen 101 gekennzeichnet. Exemplarisch sind beispielsweise die Aufstellelemente,
mit denen das Füllerkarussell auf der Aufstandsfläche aufsteht, bezeichnet. Des Weiteren
umfasst der stehende Anlagenteil im Allgemeinen einen Rahmen sowie feststehende Antriebskomponenten
für den Rundläufer. Zu dem stehenden Anlagenteil im Sinne der vorliegenden Offenbarung
sind jedoch auch die Zuführleitungen 150e und 150f für die fluiden Medien zu rechnen,
sowie Komponenten in der Peripherie der Füllmaschine 100 wie beispielsweise ein Produkttank
190 und ein Ventilknoten 170.
[0057] Das nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren 3a-b und 4a-b beschriebene Kupplungselement
kann prinzipiell mit jedem beliebigen, geeigneten Element des stehenden Anlagenteils
gekoppelt werden. Bevorzugt erfolgt die mechanische Kopplung jedoch mit einem Element
des stehenden Anlagenteils 101 in der Nähe des jeweiligen Drehverteilers. So kann
beispielsweise ein Kupplungselement für den oberhalb der Umlaufebene der Behälter
angeordneten Drehverteiler 120o mit der Zuführleitung 150e gekoppelt werden, während
ein Kupplungselement für den unterhalb der Umlaufebene angeordneten Drehverteiler
120u mit dem Rahmen der Füllmaschine gekoppelt werden kann.
[0058] Die Figur 1 zeigt exemplarisch eine Zuführleitung 150e für das Füllprodukt, mit dem
die Behälter in der Füllmaschine befüllt werden. Die Zuführleitung 150e verbindet
dabei den oberen Drehverteiler 120o mit dem Produkttank 190. Der Produkttank 190 dient
der Speicherung des Füllprodukts und ist über eine Produktleitung 195 mit dem Ventilknoten
170 verbunden. Über die Produktleitung 195 kann dem Produkttank 190 bei Bedarf weiteres
Füllprodukt zugeführt werden. Über eine Rückführleitung 196 kann bei Bedarf überschüssiges
Füllprodukt aus dem Produkttank 190 zum Ventilknoten 170 zurückfließen. Des Weiteren
ist in der Figur 1 exemplarisch eine Rückführleitung 150f für ein CIP-Reinigungsmedium
dargestellt, mit dem die Füllorgane bei Bedarf gereinigt werden können, indem das
CIP-Reinigungsmedium über den Produkttank 190 und die Zuführleitung 150e der Füllmaschine
zugeführt wird. Die Rückführleitung 150f verbindet entsprechende Leitungen und Ventile
des Ventilknotens 170 mit dem unteren Drehverteiler 120u und dient während des Betriebs
der Füllmaschine als Entlastungsleitung. Schließlich ist in der Figur 1 exemplarisch
eine Steuer- und/oder Regeleinheit 180 der Füllmaschine dargestellt, mittels derer
beispielsweise die Drehung des Füllerkarussells sowie die Zufuhr an Medien gesteuert
werden kann.
[0059] Es versteht sich, dass eine Vielzahl weiterer, im Stand der Technik bekannter Elemente
als Teil der Füllmaschine sowie der Peripherie der Füllmaschine vorgesehen sein können.
[0060] In der Figur 2 ist schematisch eine dreidimensionale Ansicht einer Vorrichtung zum
Verteilen fluider Medien für eine Rundläufermaschine mit einem Drehverteiler, wie
er in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, dargestellt. Zur besseren
Übersichtlichkeit sind in der Darstellung der Figur 2 Teile, insbesondere die Rundläufermaschine
selbst, weggelassen.
[0061] Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist in der Figur 2 ein Drehverteiler 120 dargestellt,
dessen erste, nicht drehbar ausgebildet Baugruppe 125 als Verteilerwelle ausgebildet
ist, während die zweite, drehbar ausgebildete Baugruppe 130 als Verteilerkopf ausgebildet
ist. Die erste Baugruppe 125 wäre somit mit einem stehenden Anlagenteil (nicht dargestellt)
der Rundläufermaschine verbunden, während die zweite Baugruppe 130, beispielsweise
über Medienleitungen (nicht dargestellt), die die Vielzahl von Auslassöffnungen 132
und 145 des Verteilerkopfes mit den Bearbeitungsstationen (nicht dargestellt) verbinden,
mit dem rotierenden Anlagenteil der Rundläufermaschine verbunden wäre. Bei dem in
der Figur 2 exemplarisch dargestellten Drehverteiler 120 erfolgt die Medienzufuhr/Medienabfuhr
von unten über die Zuführleitungen/Abführleitungen 150a-d, sodass diese Weiterbildung
des Drehverteilers insbesondere zum Einsatz als unterer Drehverteiler 120u in der
Figur 1 geeignet ist. Es versteht sich jedoch, dass sich durch entsprechende Anpassung
der Anordnung von Zuführleitungen/Abführleitungen und Verteilerwelle ohne Weiteres
ein Drehverteiler für den Einsatz als oberer Drehverteiler 120o in der Figur 1 gestalten
lässt.
[0062] Die Maschinendrehachse D, um die sowohl der rotierende Anlagenteil der Rundläufermaschine
als auch die drehbar ausgebildete zweite Baugruppe 130 rotieren, ist in der Figur
2 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Die Maschinendrehachse D steht im Allgemeinen
senkrecht auf einer Aufstellfläche der Rundläufermaschine.
[0063] Der dargestellte Drehverteiler 120 ist zum Einsatz in einer Füllmaschine vorgesehen.
Das Füllprodukt wird dabei über einen axialen Anschluss 140d in der unteren Stirnseite
der ersten Baugruppe 125 über die Zuführleitung 150d zugeführt und anschließend nach
Durchtritt durch entsprechende Innenkanäle des Drehverteilers 120 über die Auslassöffnungen
132 des Verteilerkopfes 130 an die Füllorgane der Füllmaschine weitergeleitet.
[0064] Über seitlich angeordnete Anschlüsse 140a-c der ersten Baugruppe 125 sind zudem Zuführleitungen
150a-c für weitere fluide Medien, beispielsweise eine CIP-Reinigungsflüssigkeit, aber
auch Druckgase, Steuerluft oder Sterilisationsmittel, an den Drehverteiler angeschlossen.
Schließlich zeigt die in der Figur 2 dargestellte, nicht limitierende Weiterbildung
des Drehverteilers 120 eine Vielzahl seitlicher Anschlüsse 145 in der drehbaren, zweiten
Baugruppe 130, über die die weiteren fluiden Medien an die Behandlungsstationen und/oder
Ringverteiler der Rundläufermaschine weitergeleitet werden können.
[0065] Die in der Figur 2 exemplarisch dargestellten Zuführleitungen 150a-d können beispielsweise
an einen Ventilknoten (nicht dargestellt) zur Bereitstellung der fluiden Medien angeflanscht
werden. Von den hier exemplarisch dargestellten vier Zuführleitungen 150a-d sind die
Zuführleitung 150b für das CIP-Reinigungsmittel und die Zuführleitung 150d für das
Füllprodukt mit jeweils zwei Drehgelenken 160 bzw. 165 ausgebildet, um wie oben beschrieben
eine Art Lenkstange aus dem zwischen den Drehgelenken liegenden Segment der Zuführleitungen
zu bilden. Sowohl für das CIP-Reinigungsmittel als auch für das Füllprodukt können
je nach Betriebszustand der Füllmaschine teils erhebliche Temperaturschwankungen auftreten.
Beispielsweise kann die Temperatur des CIP-Reinigungsmittels bis zu 80 °C betragen.
Im Gegensatz hierzu kann das Füllprodukt gekühlt, beispielsweise bei 4 °C, in die
Behälter eingefüllt werden. In beiden Fällen weicht die Temperatur des jeweiligen
Mediums in der jeweiligen Betriebsphase erheblich von der Umgebungstemperatur ab,
sodass die jeweiligen Zuführleitungen sich entlang der durch Pfeile in der Figur 2
angedeuteten Schubrichtung um mehrere Millimeter bis Zentimeter ausdehnen.
[0066] Um die durch diese Ausdehnung auftretenden Spannungen abzufangen, sind die Zuführleitungen
150b und 150d mit zwei liegenden Drehgelenken 160 bzw. 165, d.h. Drehgelenken mit
vertikal ausgerichteten Drehachsen, ausgebildet, deren Drehachsen parallel zur Maschinendrehachse
D ausgerichtet sind. Für das erste Drehgelenke 160 der Zuführleitung 150b ist die
Drehachse L exemplarisch durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Um diese Drehachse
L sind somit die an das Drehgelenk 160 anschließenden Segmente der Zuführleitung 150b
drehbar. In Kombination mit dem zweiten, stromabwärts angeordneten liegenden Drehgelenke
160 der Zuführleitung 150b wird gemäß der dargestellten Weiterbildung ein Mittelsegment
der Zuführleitung zwischen den beiden Drehgelenken realisiert, das die Funktion einer
Lenkstange aufweist.
[0067] Anders ausgedrückt kann durch die versetzte Anordnung der Drehachsen der beiden liegenden
Drehgelenke das Mittelsegment zwischen den beiden Drehgelenken relativ zu dem Rest
der Zuführleitung verkippt bzw. verschwenkt werden. Eine thermische Ausdehnung des
in der Figur 2 gezeigten langen Teils der Zuführleitung 150b in Richtung des Pfeils
dreht somit das Mittelsegment gegenüber den beiden Drehgelenken 160 und entkoppelt
dadurch die Längsausdehnung des langen Teils der Zuführleitung von dem Anschluss 140b
und dem Drehverteiler 120.
[0068] Die spezielle Weiterbildung der Zuführleitung 150b weist ein S-förmiges Mittelsegment
zwischen den beiden liegenden Drehgelenken 160 auf. Darüber hinaus sind die an die
beiden Drehgelenke angeschlossenen weiteren Segmente der Zuführleitung in dieselbe
Richtung ausgerichtet. Die spezielle Weiterbildung ist jedoch nicht zwingend erforderlich
für die Funktionalität der Lenkstange, sondern kann auch mit einem U-förmigen Mittelsegment
oder komplexeren Formen erreicht werden.
[0069] Wie anhand der Zuführleitung 150d für das Füllprodukt in der Figur 2 demonstriert,
ist auch die Ausrichtung der anschließenden Segmente der Zuführleitung in dieselbe
Richtung nicht zwingend. Vielmehr ist das S-förmige Mittelsegment der Zuführleitung
150d mit dem einen Ende über ein liegendes Drehgelenk 160 an den langen Teil der Zuführleitung
angeschlossen, während es mit seinem anderen Ende direkt über ein liegendes Drehgelenk
165 an den axialen Anschluss 140d der ersten Baugruppe 125 angeschlossen ist. Da auch
hier die Drehachsen der beiden Drehgelenke 160 und 165 zueinander versetzt angeordnet
sind, nimmt das Mittelsegment die Funktion einer Lenkstange war. Anders ausgedrückt
verkippt eine Längsausdehnung des langen Teils der Zuführleitung 150d für das Füllprodukt
in die durch den Pfeil angedeutete Schubrichtung das Mittelsegment durch gleichzeitige
Drehung beider Drehgelenke 160 und 165 und nimmt dadurch die entstandene Schubspannung
auf.
[0070] Die hier dargestellte Weiterbildung mit zwei Zuführleitungen mit genau zwei liegenden
Drehgelenken ist nicht beschränkend, sondern lediglich illustrierend. Die Drehgelenke,
die das als Lenkstange fungierende Mittelsegment der jeweiligen Zuführleitung begrenzen,
können auch in eine andere Richtung orientiert sein, beispielsweise als Drehgelenke
mit horizontalen Drehachsen, solange ihre Drehachsen parallel zueinander und zueinander
versetzt angeordnet sind. Durch Vorsehen weiterer Drehgelenke lässt sich die Lenkstangenfunktion
in eine Vielzahl von Anordnungen von Drehverteiler und Ventilknoten integrieren. Insbesondere
kann die Lenkstangenfunktion auch mit den nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren
3a und 3b beschriebenen Weiterbildungen von Zuführleitungen mit wenigstens einem Drehgelenk,
dessen Drehachse mit der Maschinendrehachse zusammenfällt, kombiniert werden. Dabei
kann dieses Drehgelenk, wie in der Figur 2 für die Zuführleitung 150d dargestellt,
eines der das Mittelsegment begrenzenden Drehgelenke sein.
[0071] Die beschriebenen Weiterbildungen führen über die Drehbarkeit der beiden Drehgelenke
zu einer Entkopplung von Drehverteiler und Ventilknoten und einer geringen Kraftübertragung.
Als Resultat können Schäden am Drehverteiler und am Ventilknoten vermieden werden.
Ebenso vereinfacht sich der Aufbau, da eine exakte Positionierung des Ventilknotens
bezüglich des Drehverteilers weniger bedeutsam ist. Des Weiteren ergibt sich eine
gleichmäßigere Ausdehnung der Rohrleitungen. Schließlich sind die dargestellten Weiterbildungen
mit nur zwei Drehgelenken besonders kompakt, was zu kürzeren Konstruktionszeiten führt.
[0072] Die Figuren 3a und 3b zeigen zwei Seitenansichten einer Vorrichtung zum Verteilen
fluider Medien für eine Rundläufermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Darstellungen
dienen der Demonstration der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass insbesondere
die genaue Lage der Drehgelenke der Zuführleitungen entlang der Maschinendrehachse
sowie die spezifische Ankopplung des Kupplungselements an den stehenden Anlagenteil
nur exemplarisch dargestellt ist, ohne beschränkend zu sein. Insbesondere können weitere
Drehgelenke vorgesehen sein. Ebenso kann das Kupplungselement mit einem anderen Element
des stehenden Anlagenteils, inklusive einem Element der Halle, verbunden sein. Wesentlich
ist lediglich, dass wie oben beschrieben ein automatisches Abkoppeln des Drehverteilers
von dem stehenden Anlagenteil bei Überschreiten eines Grenzwertes für das Drehmoment
bzw. die Kraft erfolgt.
[0073] In den Figuren 3a und 3b sind zueinander um 90° gedrehte Ansichten des oberen Teils
einer Füllmaschine dargestellt. Exemplarisch sind hier eine Zuführleitung 252 für
das Füllprodukt sowie eine weitere Zuführleitung 251 für ein weiteres fluides Medium,
beispielsweise für ein Beimischungsprodukt zum Füllprodukt, ein Vorspanngas oder ein
Reinigungsmedium gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass auch nur eine Zuführleitung
oder aber mehr als zwei Zuführleitungen vorgesehen sein können. Des Weiteren können
die Zuführleitungen und die von ihnen zugeführten Medien an die jeweilige Rundläufermaschine
angepasst werden. Bei den fluiden Medien kann es sich wie oben erwähnt auch um gasförmige
Medien handeln. Des Weiteren zeigen die Figuren 3a und 3b einen oberhalb der Umlaufebene
für die Behälter angeordneten Drehverteiler 220. Es versteht sich, dass eine entsprechend
angepasste Konfiguration auch für einen unterhalb der Umlaufebene angeordneten Drehverteiler
möglich ist.
[0074] In der in den Figuren 3a und 3b dargestellten, nicht limitierenden Weiterbildung
weist der Drehverteiler 220 eine als Verteilerkopf nicht drehbar ausgebildete erste
Baugruppe 225 auf, die über entsprechende Anschlüsse mit den Zuführleitungen 251 und
252 verbunden ist. Entsprechend ist die Verteilerwelle 230 als zweite Baugruppe drehbar
ausgebildet, wobei exemplarisch Medienleitungen 247 dargestellt sind, die mit entsprechenden
Auslassöffnungen 245 in der Verteilerwelle verbunden sind, um die fluiden Medien zu
den Behandlungsstationen zu führen. Es versteht sich, dass wie oben beschrieben auch
ein Vertauschen der Rollen von Verteilerwelle und Verteilerkopf bzgl. der drehbaren
Ausbildung möglich ist.
[0075] In der Figur 3a ist mit einer Klammer zudem der im Normalbetrieb der Füllmaschine
stehende Teil der gezeigten Anlage bezeichnet. Dieser umfasst neben den dargestellten
Zuführleitungen 251 und 252 auch das mit einer Klammer bezeichnete Kupplungselement
285. Letzteres ist exemplarisch in Form einer Drehmomentstütze ausgebildet, wobei
eine Traverse 286 vorgesehen ist, die fest mit der Zuführleitung 252 verbunden ist.
Es versteht sich, dass die Traverse 286 alternativ mit einem anderen Element des stehenden
Anlagenteils verbunden sein kann.
[0076] Es sei angemerkt, dass in der in der Figur 3b dargestellten, nicht limitierenden
Weiterbildung die Traverse 286 mit dem Teil 252b der Zuführleitung 252 verbunden ist,
der stromaufwärts - bzgl. der Zufuhr des Mediums - von dem weiter unten beschriebenen
Drehgelenk 256 angeordnet ist. Dieser Teil dreht sich, wie unten beschrieben, auch
bei einer Verblockung von erster und zweiter Baugruppe des Drehverteilers 220 nicht
mit dem rotierenden Anlagenteil 102 der Füllmaschine 100 mit. Auf diese Weise kann
verhindert werden, dass bereits durch ein im Normalbetrieb der Füllmaschine über die
Drehmomentstütze 285 auf die Zuführleitung 252 übertragenes Drehmoment ein Mitdrehen
der ersten Baugruppe 225 des Drehverteilers 220 erfolgt. Gemäß einer speziellen Weiterbildung
kann die erste Baugruppe des Drehverteilers somit über das Kupplungselement an ein
Element des stehenden Anlagenteils gekoppelt werden, der derart ausgebildet ist, dass
er auch bei Verblockung der ersten und zweiten Baugruppen des Drehverteilers 220 nicht
mitrotiert. Anders ausgedrückt kann die erste Baugruppe des Drehverteilers an einen
auch bei Überschreitung des Grenzwertes feststehenden Teil des stehenden Anlagenteils
gekoppelt werden.
[0077] An der Traverse 286 der Drehmomentstütze ist eine schematisch dargestellte Sicherheitskupplung
287 angeordnet, die wie in den Figuren 4a und 4b genauer dargestellt die nicht drehbar
ausgebildete erste Baugruppe 225 des Drehverteilers 220 an die Traverse 286 und damit
an den stehenden Anlagenteil 101 koppelt. In der vorliegenden Beschreibung bezieht
sich die nicht drehbare Ausbildung der ersten Baugruppe 225 auf den Normalbetrieb
des Drehverteilers 220. Die zuvor beschriebene automatische Abkopplung dieser Baugruppe
von dem stehenden Anlagenteil 101 durch das Kupplungselement 285 ermöglicht es, bei
Überschreiten des Drehmoment- bzw. Kraftgrenzwertes auch die erste Baugruppe 225 mit
der Rundläufermaschine bis zu einem gewissen Grad mitzudrehen. Da dies jedoch durch
die spezielle Ausbildung des Kupplungselements 285 sowie der Zuführleitungen 251 und
252 ermöglicht wird, wird hier und im Folgenden weiterhin von einer nicht drehbar
ausgebildeten Baugruppe 225 gesprochen.
[0078] Bei Rotation des Füllerkarussells um die Maschinendrehachse D wird die drehbar ausgebildete
Baugruppe 230 des Drehverteilers 220 automatisch mitgenommen. Aufgrund der stets vorhandenen
Reibung überträgt sich dabei im Normalbetrieb ein begrenztes Drehmoment auf die nicht
drehbar ausgebildete Baugruppe 225 des Drehverteilers 220, welches auf die Sicherheitskupplung
wirkt. Wie unten genauer beschrieben kann mittels eines Sensors des Kupplungselements
285 eine Kraft bzw. ein Drehmoment gemessen werden, dass auf die Sicherheitskupplung
wirkt und durch die Traverse 286 abgeleitet wird. Wird ein vorgegebener Grenzwert
für das Drehmoment bzw. die Kraft überschritten, so löst die Sicherheitskupplung automatisch
aus, wodurch die mechanische Kopplung zwischen der ersten Baugruppe 225 des Drehverteilers
220 und dem stehenden Anlagenteil 101 aufgehoben wird. Alternativ kann wie oben beschrieben
ein mechanisches Schaltelement vorgesehen sein, das die Sicherheitskupplung bei Überschreiten
des Grenzwertes automatisch auslöst. Die erste Baugruppe 225, und damit der gesamte
Drehverteiler 220, kann sich somit in diesem Fall gegenüber dem stehenden Anlagenteil
101 drehen, ohne dass ein Drehmoment oder eine Kraft über die Traverse 286 ausgeübt
wird. Dadurch kann wie oben beschrieben eine Beschädigung des stehenden Anlagenteils
bei Vorliegen eines Defektes wie einer Verblockung von Verteilerwelle und Verteilerkopf
vermieden werden.
[0079] Des Weiteren zeigen die Figuren 3a und 3b für jede Zuführleitung 251 und 252 je ein
Drehgelenk 255 bzw. 256, dessen Drehachse mit der Maschinendrehachse D zusammenfällt.
Aufgrund dieser Drehgelenke ist daher eine Drehung des an den Drehverteiler 220 angeschlossenen
Teils der jeweiligen Zuführleitung um die Maschinendrehachse D möglich, wobei der
stromaufwärts des jeweiligen Drehgelenks 255 und 256 angeordnete Teil 251b bzw. 252b
der jeweiligen Zuführleitung feststeht. Die auf der Maschinendrehachse D liegenden
Drehgelenke 255 und 256 entkoppein somit eine Rotation der ersten Baugruppe 225 des
Drehverteilers 220 von dem Rest der Zuführleitungen 251 und 252 und insbesondere von
dem in der Figur 1 gezeigten Produkttank 190 bzw. Ventilknoten 170. Auf diese Weise
wird wie oben beschrieben ein Aufwickeln der Zuführleitungen im Störfall vermieden,
wodurch auch die in der Peripherie gelegenen Komponenten wie der Produkttank 190 und
der Ventilknoten 170 in Mitleidenschaft gezogen würden. Da die Zuführleitung 252 für
das Füllprodukt mit einem axialen Anschluss des Verteilerkopfes 225 verbunden ist,
kann das Drehgelenk 256 unmittelbar am Verteilerkopf angeordnet sein. Alternativ kann
das Drehgelenk 256 weiter oberhalb entlang der Maschinendrehachse D angeordnet sein.
[0080] Wie in der Seitenansicht der Figur 3a erkennbar ist für den Teil 251a der Zuführleitung
251 stromabwärts von dem Drehgelenk 255 ein U-förmiges Profil vorgesehen, um eine
Anordnung des Drehgelenks 255 auf der Maschinendrehachse D zu ermöglichen. Mit solchen
U-Profilen oder komplexeren Profilen lassen sich auch Drehgelenke für mehr als zwei
Zuführleitungen auf der Maschinendrehachse anordnen. Schließlich können die im Zusammenhang
mit der Figur 2 beschriebenen Weiterbildungen mit als Lenkstange fungierenden Segmenten
der Zuführleitungen mit der drehbaren Ankopplung der Zuführleitungen an den Drehverteiler
kombiniert werden. Auf diese Weise kann auch eine thermische Ausdehnung der Zuführleitungen
zumindest teilweise kompensiert werden.
[0081] Die Figuren 4a und 4b zeigen die Sicherheitskupplung des Kupplungselements gemäß
der vorliegenden Erfindung in eingekoppelter und ausgekoppelter Stellung. In den Figuren
ist schematisch eine Ansicht des Drehverteilers 220 mit den Zuführleitungen 251 und
252 von unten dargestellt, wobei eine Drehrichtung des Füllerkarussells um die Maschinendrehachse
D angedeutet ist. Die Traverse 286, über die die Sicherheitskupplung 287 mit der nicht
drehbar ausgebildeten Baugruppe des Drehverteilers 220 mechanisch verbunden ist, ist
in den Figuren gestrichelt angedeutet.
[0082] Die Sicherheitskupplung 287 weist in der hier dargestellten, nicht limitierenden
Weiterbildung an beiden Seiten Gelenkköpfe 281 auf, über die sie einmal mit der nicht
drehbar ausgebildeten Baugruppe des Drehverteilers 220 und andererseits mit der Traverse
286 der Drehmomentstütze verbunden ist. Des Weiteren ist in der nicht limitierenden
Weiterbildung der Figuren 4a und 4b schematisch ein Sensor 288 gezeigt, mittels dessen
die auf die Sicherheitskupplung 287 wirkende Kraft in Form einer Zugspannung gemessen
wird. Daraus lässt sich bei Kenntnis der Hebellänge auch unmittelbar ein Drehmoment
errechnen, das über das Kupplungselement auf den stehenden Anlagenteil 101 abgeleitet
wird.
[0083] Überschreitet die gemessene Kraft bzw. das bestimmte Drehmoment einen vorgegebenen
Grenzwert, der im Allgemeinen höher als die Nennkraft bzw. das Nenndrehmoment im Normalbetrieb
der Füllmaschine ist, so löst die Sicherheitskupplung 287 wie in der Figur 4b dargestellt
automatisch aus. Dies kann auf rein mechanischem Weg auch ohne den Sensor 288 erfolgen.
Auch eine Kombination ist denkbar, bei der der Grenzwert für den Sensor niedriger
gewählt wird als der Grenzwert, bei dem das mechanische Auslösen erfolgt. In der dargestellten
Weiterbildung umfasst der Sensor 288 einen Schalter oder ist in einen Schalter integriert,
der die Sicherheitskupplung bei Überschreiten des Grenzwertes löst. Dies kann auf
unterschiedliche Art und Weise geschehen, beispielsweise durch Rückziehen eines Schaltelements
wie eines Nockens, durch Aufheben einer elektromagnetischen Kopplung eines schaltbaren
Elektromagneten, oder durch sonstige im Stand der Technik bekannte schaltbare Elemente.
[0084] Ist die Sicherheitskupplung 287 wie in der Figur 4b gezeigt gelöst, so ist die Kraft-
bzw. Drehmomentübertragung zwischen Drehverteiler 220 und stehendem Anlagenteil 101
über die Drehmomentstütze aufgehoben. Sind zudem wie oben beschrieben auf der Maschinendrehachse
D liegende Drehgelenke der Zuführleitungen vorgesehen, so wird dadurch der Drehverteiler
und damit das Füllerkarussell bzgl. Drehungen von dem stehenden Anlagenteil 101 abgekoppelt.
Dadurch können Beschädigungen an den Zuführleitungen und den Komponenten in der Peripherie
der Füllmaschine durch das aufgrund von Trägheit auftretende Weiterdrehen des Füllerkarussells
bei einem Notstopp vermieden werden. Der Notstopp kann durch Übermitteln eines Signals
von dem Schalter bzw. Sensor 288 an die Steuer- und/oder Regeleinheit 180 der Füllmaschine
der Figur 1 automatisch eingeleitet werden.
[0085] Die beschriebenen Weiterbildungen gestatten es, die nicht drehbar ausgebildete Baugruppe
eines Drehverteilers von einem stehenden Anlagenteil, insbesondere von feststehend
ausgebildeten Zuführleitungen, bei Bedarf automatisch abzukoppeln. Dadurch können
ein Aufwickeln der Zuführleitungen durch das Weiterdrehen des Rundläufers bei einem
Notstopp und damit verbundene Schäden und Positionsveränderungen an benachbarten Bauteilen
vermieden werden. Zudem erhöht sich die Arbeits- und Betriebssicherheit.
1. Vorrichtung zum Verteilen fluider Medien für eine Rundläufermaschine (100), insbesondere
eine Füllmaschine (100), umfassend:
einen Drehverteiler (120; 120u, 120o; 220) mit einer nicht drehbar ausgebildeten ersten
Baugruppe (125; 225) und einer um eine Maschinendrehachse drehbar ausgebildeten zweiten
Baugruppe (130; 230),
wobei die erste Baugruppe einen oder mehrere Anschlüsse (140a-d) für wenigstens ein
fluides Medium aufweist,
eine oder mehrere Zuführleitungen (150a-f; 251, 252) für das wenigstens eine fluide
Medium, die mit dem oder den Anschlüssen verbunden sind, und
wenigstens ein Kupplungselement (285), insbesondere in Form einer Drehmomentstütze,
über das die erste Baugruppe an einen stehenden Anlagenteil (101), insbesondere der
Rundläufermaschine (100), koppelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kupplungselement (285) derart ausgebildet ist, dass es bei Überschreiten eines
Drehmomentgrenzwertes oder eines Kraftgrenzwertes automatisch die erste Baugruppe
(125; 225) von dem stehenden Anlagenteil (101) abkuppelt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kupplungselement (285) eine Sicherheitskupplung
(287) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kupplungselement (285) einen Sensor
(288), insbesondere einen Drehmomentsensor oder einen Kraftsensor, aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenigstens eine der ein oder mehreren
Zuführleitungen (251, 252) ein Drehgelenk (255, 256) aufweist, dessen Drehachse mit
der Maschinendrehachse zusammenfällt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei jede der ein oder mehreren Zuführleitungen (251,
252) ein Drehgelenk (255, 256) aufweist, dessen Drehachse mit der Maschinendrehachse
zusammenfällt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Baugruppe (125)
eine Verteilerwelle des Drehverteilers (120) umfasst und die zweite Baugruppe (130)
einen Verteilerkopf des Drehverteilers (120) umfasst, sodass der Verteilerkopf bezüglich
der Verteilerwelle drehbar ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Baugruppe (225) einen
Verteilerkopf des Drehverteilers (220) umfasst und die zweite Baugruppe (230) eine
Verteilerwelle des Drehverteilers (220) umfasst, sodass die Verteilerwelle bezüglich
des Verteilerkopfes drehbar ausgebildet ist.
8. Rundläufermaschine (100) zum Behandeln von Behältern, umfassend einen stehenden Anlagenteil
(101) und einen gegenüber dem stehenden Anlagenteil rotierbaren Anlagenteil (102),
an dem mindestens eine Behandlungsstation (110) zum Behandeln eines Behälters angeordnet
ist, und weiterhin eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend,
wobei die erste Baugruppe (225) an dem stehenden Anlagenteil angeordnet ist und die
zweite Baugruppe (230) an dem rotierbaren Anlagenteil angeordnet ist.
9. Rundläufermaschine nach Anspruch 8, wobei die mindestens eine Behandlungsstation (110)
zum Befüllen der Behälter mit einem Füllprodukt ausgebildet ist, und wobei das wenigstens
eine fluide Medium das Füllprodukt umfasst.
10. Rundläufermaschine nach Anspruch 8 oder 9, wobei die erste Baugruppe (225) über das
Kupplungselement (285) mit dem stehenden Anlagenteil (101) verbunden ist.
11. Rundläufermaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, weiterhin einen Ventilknoten
(170) zum Bereitstellen des wenigstens einen fluiden Mediums umfassend, wobei die
eine oder mehreren Zuführleitungen (150e, 150f) den Ventilknoten mit dem Drehverteiler
(120u, 120o) verbinden.
12. Rundläufermaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, weiterhin eine weitere Vorrichtung
nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfassend, wobei eine der beiden Vorrichtungen oberhalb
einer Ebene, auf der die Behälter umlaufen, und die andere der beiden Vorrichtungen
unterhalb der Ebene angeordnet ist.
13. Verfahren zum mechanischen Entkoppeln eines rotierenden Anlagenteils (102) einer Rundläufermaschine
(100), insbesondere einer Füllmaschine, von einem stehenden Anlagenteil (101) der
Rundläufermaschine, wobei ein Drehverteiler (120; 120u, 120o; 220) mit einer nicht
drehbar ausgebildeten ersten Baugruppe (125; 225) und einer um eine Maschinendrehachse
der Rundläufermaschine drehbar ausgebildeten zweiten Baugruppe (130; 230) zur Medienversorgung
der Rundläufermaschine vorgesehen ist, wobei die erste Baugruppe einen oder mehrere
Anschlüsse (140a-d) für wenigstens ein fluides Medium aufweist, und eine oder mehrere
Zuführleitungen (150a-f) für das wenigstens eine fluide Medium vorgesehen sind, die
mit dem oder den Anschlüssen verbunden sind, umfassend:
Koppeln der ersten Baugruppe (225) an den stehenden Anlagenteil (101) über ein mechanisches
Kupplungselement (285);
dadurch gekennzeichnet, dass
das mechanische Kupplungselement (285) bei Überschreiten eines Grenzwertes für ein
Drehmoment oder eine Kraft, die während des Betriebs der Rundläufermaschine auf das
Kupplungselement (285) wirkt, automatisch gelöst wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, weiterhin das Bestimmen des Drehmoments oder der Kraft
mittels eines Sensors (288) des Kupplungselements (285) umfassend, wobei ein Schalter
(288) des Kupplungselements eine Sicherheitskupplung (287) des Kupplungselements bei
Überschreiten des Grenzwertes löst.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Grenzwert von einem Betriebsmodus der
Rundläufermaschine (100) abhängt.