CN103449347B - 容器升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在灌装装置内的容器(6)升降装置(1)，其包括缸体(20)和容置在该缸体(20)中的、且具有用于传递升降运动的活塞杆(24)的活塞(22)以及用于阻止活塞杆(24)相对于缸体(20)转动的防转动机构(4)，其中，该防转动机构(4)容置在缸体(20)中。

Description

容器升降装置

技术领域

本发明涉及一种灌装装置中的容器升降装置。

背景技术

人们已经知道在灌装装置中设有容器升降装置用于升降要用待灌装物料灌充的容器，以执行不同的方法步骤。例如容器口须被送至当前的灌装阀以灌装物料。当灌装碳酸饮料时，须基本气密地将容器口紧压到灌装阀。

这种升降装置的其它应用例如涉及将容器从一个部分圆转交至下一个，或者在封口装置区域内的升降过程。各容器升降装置在其构型、驱动以及卫生实现方面是截然不同的。

在已知的容器升降装置中，通常设有防转动机构，其阻止相应装置绕升降轴线转动。该防转动机构例如呈从外侧延伸的叉的形式设置，该叉沿相应的导轨滑动。例如由EP1452480A1和EP1464613 A2公开了相应的实施方式。

该防转动机构一方面用于截住离心力，该离心力是在容器和/或整个容器升降装置的重心未正好位于升降轴线上的情况下在该装置被加速时出现的。这例如在回转式灌装机中就总是这种情况。

另一方面，通过防转动机构也支撑通过升降凸轮传入的力矩。在某些实施方式中容器升降装置通过相应的升降凸轮来控制，其中安装在该装置上的滚子在相应槽内导向移动。通过偏心输入的摩擦力，相应力矩被施加到该装置，力矩通过防转动机构来支撑。相应的装置例如由DE10025573A1公开。

由EP0402643A1公开了一种容器处理设备的升降装置，其中，升降运动至少在下降运动范围内通过凸轮滚子来强制引导。

发明内容

鉴于已知的现有技术，本发明的任务是提出一种容器升降装置，其在灌装装置中的可应用性得到进一步改善。

该任务将通过具有权利要求1中的技术特征的容器升降装置来完成。由从属权利要求得到有利的改进方案。

相应地在灌装装置内设置容器升降装置，它具有缸体和容纳在缸体内且具有用于传递升降运动的活塞杆的活塞以及阻止活塞杆相对于缸体转动的防转动机构。根据本发明，该防转动机构容置在该缸体里。

由于防转动机构容置在缸体里，所以可以完全放弃外设的防转动机构。由此得到一种封闭的卫生单元，其可被有利地装入灌装装置的内部区域内且尤其是无菌设备的净室中。省掉单独的防转动机构造成待清理表面数量以及外置构件数量可以减少，结果，也相应降低清理成本和消毒成本。

另外，通过将防转动机构容置在缸体内而得到结构体积的缩小，从而可以结构紧凑地构成该灌装装置，或者可以在一个部分圆上布置更多灌装阀。

优选地，该活塞双向作用地安置在缸体里，从而可以相应地执行主动上升运动和主动下降运动。相应地，可以使活塞杆主动沿预定轨迹运动，从而得到在容器、升降机构和灌装阀之间的闭合传力路线。与常见的外置凸轮控制机构相比，由此还得到以下优点，即，可以不用大体积的升降凸轮，因而可以简化构成灌装机。尤其是可以放弃阀座或底座的加强结构，这是因为可以通过具有双向作用活塞的升降缸的主动控制来直接控制预定位置。

在托颈式灌装设备中，前置的容器升降装置可以紧邻灌装阀布置，从而所施加的力可通过阀座的紧邻部分来相互支撑。由此得到由容器升降装置和并排设置的灌装阀构成的结构紧凑的单元。常见的升降凸轮可被相应省掉并且用结构简单许多的紧急凸轮来代替，所述紧急凸轮只在双向作用活塞的控制装置应停止工作时，强迫该容器升降装置进入转交位置。

通过省掉升降凸轮，在正常运行中也只有小许多的力矩作用于必须承受该力矩的防转动机构上，这是因为消除了通过常见的升降凸轮和相应滚子所输入的力矩。于是，所输入的力矩在回转式灌装机中仅为因重心相对于升降轴线偏心而带来的力矩，该力矩与常见的力矩相比很小。相应地，该防转动机构也可以设计成具有较小尺寸，这可造成结构体积的进一步缩小。

在一个变型中，活塞如此安置在缸体内，即，它可利用回位机构优选弹簧回位机构简单工作。通过这种方式也可获得关于紧凑卫生的结构的上述优点。

容置在缸体内的防转动机构优选具有在缸体和活塞之间的、关于活塞杆对称轴线非旋转对称地构成的导向机构。通过关于活塞杆对称轴线非旋转对称地构成该导向机构，可以相应获得活塞杆相对于升降缸缸体的防转动机构。

在一个优选实施方式中，防转动机构包括关于活塞轴线偏心保持在缸体中的、且沿升降方向延伸的导杆，导杆在活塞内的形状与之互补的孔中导向移动。通过偏心保持的导杆，可以相应避免活塞和进而活塞杆的转动。

在一个变型中，防转动机构可以包括关于活塞轴线偏心保持在活塞上且沿升降方向延伸的导杆，该导杆在缸体内的形状与之互补的孔内导向移动。

在一个改进方案中，防转动机构可以具有设于活塞上的且沿升降方向延伸的并具有非旋转对称横截面且优选多边形横截面的导杆，该导杆在缸体内的形状与之互补的孔中导向移动。如此构成的防转动机构优选可以关于活塞杆居中布置，从而通过防转动机构施加的摩擦力关于活塞轴线对称地被输入。通过这种方式，也可以减少活塞倾斜的出现并减小摩擦值。

在一个变型中，防转动机构包括设于缸体上的具有非旋转对称横截面优选是多边形横截面的导杆，该导杆沿升降方向延伸并且在活塞内的形状与之互补的孔中导向移动。

非旋转对称地构成的导杆的多边形横截面此时例如可以具有三角形、四角形、五角形或六角形的横截面，但或者也可以非旋转对称地以椭圆形或蛋形横截面形式构成。非旋转对称的横截面的作用是，相应的导杆无法在形状与之互补的孔内转动并且相应地能支撑所输入的力矩。

在另一个有利的实施方式中，该防转动机构包括安置在缸体上的滑块，其在活塞内的沿升降方向延伸的槽内导向移动。在一个相应的变型中，设有安置在活塞上的滑块，该滑块在缸体内的沿升降方向延伸的槽内导向移动。

在另一个有利的实施方式中，防转动机构包括设于活塞上的导杆上的、沿升降方向延伸的槽形结构(Nutprofil)，其中，该槽形结构在缸体内的形状与之互补的球封套内导向移动，其中，该球封套的球插入该导杆的该槽中。

在一个相应的变型中，防转动机构具有设于缸体上的导杆上的、沿升降方向延伸的槽形结构，其中，该槽形结构在该活塞内的形状与之互补的球封套中导向移动，其中，该球封套的球插入该导杆的槽。

在另一个有利的实施方式中，可以在防转动机构的导杆和与该导杆形状互补的孔之间存在流体连通。

容置在缸体内的防转动机构的上述可能方式对于获得相应结构紧凑且卫生的防转动机构来说是有利的，该防转动机构只占小的结构体积并且被设计成允许该装置可靠运行工作。

为了实现容器升降装置的更好清理的结构，至少一个介质引导机构且优选所有的介质引导机构被集成在缸体里。相应地，可以放弃用于活塞的相应工作介质例如气压或液压工作介质的外部供应管路。由此，得到更少的待清理表面和单独构件，这对在无菌灌装机内的运行工作是有利的。

优选地，通过缸体在相应的阀座上的固定面，将介质供应至介质供应机构中，即，在这里也未存在外设管路或软管，而是可以进一步减少外置表面的数量以及待清理的单独零件的数量。

优选地，在活塞杆伸出缸体和/或缸体盖的出口处设有内密封圈和外密封圈，在内密封圈和外密封圈之间设有围绕该活塞杆延伸的泄流槽，用于排出透过该内密封流出的工作介质。通过这种方式可以做到，可能穿过内密封圈透出的工作介质例如液压工作介质或气压工作介质可通过该泄流槽和与之相连的泄流通道被排出，并且可以没有相应流出到例如无菌灌装区。由此获得前述装置的进一步改善的卫生效果。另外，在待灌装容器的口嘴区域内避免对灌装过程产生影响。

泄流通道优选在缸体端面上可与其它设备部件流体连通。通过这种方式，可以实现该装置与其它设备部件的可靠卫生连接。

优选地，在远离该缸体的活塞杆端部上，将用于保持容器的容器吊挂装置与该活塞杆相连接，该容器吊挂装置可相应地借助活塞和活塞杆来升降。为了实现可靠运行，优选在容器吊挂装置上设置用于接触紧急凸轮的优选呈滚子状的接合点，从而该容器吊挂装置可在发生事故时通过紧急凸轮被移动至初始位置。

附图说明

通过以下附图说明来详述本发明的其它优选实施方式和方案，其中：

图1以示意剖视图示出包括偏心设置的导杆的容器升降装置的第一实施方式；

图2以示意剖视图示出包括居中设置的四边形导向机构的容器升降装置的另一实施方式；

图3以示意剖视图示出包括槽和滑块的另一容器升降装置的第三实施方式；

图4以示意剖视图示出另一个容器升降装置，其包括球封套和具有槽且居中设置的导杆；

图5以示意侧视透视图示出带有容器升降装置和灌装阀的灌装阀座；和

图6以示意剖视图示出了图5所示的灌装阀座。

附图标记列表

1容器升降装置；100灌装装置；102灌装阀；104冲扫、预充填和泄流阀；106物料供应管路；108流量计；110阀座；2升降缸；20缸体；22活塞；24活塞杆；26缸体盖；28缸体端面；200活塞杆的对称轴线；220密封；222密封；240内密封圈；242外密封圈；244刮环；30第一介质通道；32第二介质通道；34泄流通道；340环槽；4防转动机构；400导杆；402导杆容纳孔；420导杆容纳孔；422导杆；440滑块；442槽；460导杆；462槽；464球封套；466球；5容器吊挂装置；50夹箍；52安装部分；54用于紧急凸轮的接合点；540紧急凸轮；6容器。

具体实施方式

以下将结合附图来描述优选实施例。此时，在不同附图中的相同的、相似的或作用相同的零部件用相同附图标记表示，并且在以下说明中有时省略了重复说明这些零部件，以免冗长。

图1示出了在灌装装置内的容器升降装置1，其中，设有升降缸2，它具有缸体20和容纳在缸体里的活塞22。通过相应工作介质的施加，活塞22在缸体20内可直线移动。在活塞22上安置有活塞杆24，该活塞杆24将相对于缸体20的相应直线升降运动传递至该附图中未示出的容器吊挂装置。这种具有缸体、活塞和活塞杆升降杆的结构本身是已知的。

相应的工作介质是通过直接开设于缸体20内的介质通道来输送的。例如设有第一介质通道30，借此可以给在活塞22和缸体20之间的如图1所示的上腔室填充工作介质。例如在这里可以将压缩空气输入上腔室。第二介质通道32也开设于缸体20中并且用于给下腔室供应工作介质。图1所示的升降缸2相应地是双向作用缸，其中，处于压力下的相应的工作介质可以交替地通过介质通道30被引入上腔室和通过介质通道32被引入下腔室，从而活塞22相应地向上或向下运动。这两个腔室的相互密封是通过设于活塞22上的密封圈220、222来获得的，所述密封圈实现活塞22相对于缸体20的密封。

另外，下腔室在活塞杆24穿过缸体20或缸体盖26的区域内设有内密封圈240和外密封圈242。而且，还设有泄流通道34，它结束于环槽340，该环槽是在两个密封圈240、242之间在活塞杆24穿过缸体20或缸体盖26的通口处围绕活塞杆24开设的。环槽340与泄流通道34一起用于可靠地排出可能会透过内密封圈240溢出的工作介质如压缩空气或液压油。相应地，外密封圈242只需相对于环境压力密封，从而在此能很可靠地避免工作介质从装置1流出。相应地，泄流通道34以及环槽340优选地处于缸体20外的压力水平。另外在该通口的下端设有刮环244，它应阻止脏东西进入密封圈242、240。

为了阻止活塞杆24绕其对称轴线200转动，设有防转动机构4。在如图1所示的实施例中，防转动机构4以呈偏心布置的导杆400的形式设置，该导杆400保持在缸体20中。导杆400是在活塞22内的形状与导杆400互补的孔402中导向移动的。导杆400和形状与之互补的孔402都如此在升降缸2的升降方向上延伸，即，在升降运动时，导杆400插入形状与之互补的孔402。因为导杆400偏心且相应位于活塞杆24和活塞22的对称轴线200之外，所以通过活塞杆24引入的力矩(例如由所保持的容器的离心力产生)可靠地通过导杆400上的孔402来支撑。孔402有利地未完全贯穿活塞22，从而在活塞22上下的两个承受流体的腔室之间不存在流体连通。或者可行的是，孔402虽然穿过活塞22，但随即在活塞22与该导杆400之间需要一个或多个合适的密封。

在图1未示出的一个变型中，导杆400保持在活塞22中，并且该导杆在缸体20内的形状与之互补的孔中导向移动。

在导杆400被插入孔402的实施方式中有利地注意下述情况：闭锁在该孔内的流体可在插入过程中逸出并且在拔出过程中又回流入该孔。这例如通过沿孔402或沿导杆400的槽(未示出)来实现。例如也可行的是，偏心设置的导杆呈多边形体的形式，孔的横截面呈圆形。

优选地，介质通道30、32以及泄流通道34连接至缸体20的端面28。例如如以下在如图5和6所示的实施例中所示，可以相应实现升降缸2的缸体20与阀座相互连接，从而外部介质供应机构不是必需的。相应地，可以做到所需零部件和待清理表面的减少。通过经端面28接入各介质，可以相应地获得在灌装装置内的容器升降装置1的非常卫生的构造。

图2示出了另一个升降缸2，其结构与图1所示的结构相似。在这里，示出了防转动机构4的一个变型。

为此，在活塞22上设置关于活塞杆24的转动轴线200非旋转对称地构成的导杆422。在如图2所示的实施例中，导杆422形成有多边形横截面且尤其是四边形横截面。相应地形成有四角形横截面的且安装在活塞22上的导杆422不可转动地延伸于缸体20内的具有互补形状的相应孔420内。相应地，导杆422在活塞22的升降运动时插入缸体20内的孔420并且在活塞22的下降运动时又从该孔抽出。通过相应地非旋转对称构成的导杆422横截面，又获得了有效的防转动机构。

尤其是通过活塞杆24传递至活塞22的力矩可以通过具有多边形横截面的导杆422在缸体20的孔420的形状互补的相应面上来支撑。

在一个变型中，关于活塞杆24的转动轴线200非旋转对称地构成的相应导杆也可保持在缸体20上，该导杆于是在活塞22内的形状与之互补的孔中导向移动。

在所述实施例的一个变型中，也有利地注意到，在孔420内没有闭锁流体，而是流体可以逸出和溢流。

图3在另一个变型中示出了升降缸2的与先前变型相似的结构。

防转动机构4按照保持在缸体20上的滑块440的形式来设置，该滑块在活塞22上的槽442内导向移动。在此相应地又出现了活塞杆24的关于其对称轴线200的防转动，因为滑块440借助槽442支撑可能会通过活塞杆24施加于活塞22的力矩。在此变型中也发生或许输入的力矩的可靠支撑，因而得到有效的防转动。

在一个变型中，滑块440也可以由活塞22承载并且槽442能以形状与之互补的方式相应形成在缸体20中。

有可能闭锁在滑块、缸体和活塞之间的流体也可以在此通过可能有的附加设置的流体连通机构(未示出)逸出到下方的缸腔并且又回流。

图4示出了升降缸2的另一实施方式，其基本结构又与在之前的图1-3中示出的升降缸相似。防转动机构4是通过具有相应开设的槽462的导杆460来构成的，其中，导杆460插入相应的球封套464中。

在图4所示的实施例中，带有导槽462的导杆460被保持在活塞22上。导杆460插入该球封套464中，该球封套形成在升降缸2的缸体20内。此时，球封套464的多个球466插入导杆460的形状与之互补的槽462中。相应地，通过活塞杆24输入的力矩可通过导杆460及其槽462支撑在球封套464的相对于缸体20固定的球466上，从而又获得了有效的防转动。

在一个相应变型中，该导杆在此也是被保持在缸体上并且该球封套与之形状互补地设置在活塞中。

在此实施方式中，闭锁在球封套里的流体可以在升降运动中例如通过多个槽462逸出到上方的缸腔中并且在下降运动中又流回。

也可以想到沿循上述示范实施例对防转动机构加以改进。重要的是，防转动机构安置在升降缸缸体内，以便相应获得由升降缸和防转动机构构成的结构体积的缩小，另一方面，减少外设构件的数量和待清理表面的数量，以获得卫生的实施方式。

图5以示意图示出了容器升降装置1，其中，它被并入灌装装置100中以便灌装容器，该图除了容器升降装置1外还示出了灌装阀102、相应的冲扫、预充填和泄流阀104、带有流量计108的物料供应管路106以及阀座110。

容器升降装置1包括呈例如参照图1-图4所示形式的升降缸2。而且设有容器吊挂装置5，其包括相应的夹箍50用于在颈环区接纳容器。在此情况下，它相应地是所谓的托颈式容器吊挂装置。容器吊挂装置5还包括具有用于安装紧急凸轮的接合点54的安装部分52。如以剖视图示出如图5所示的灌装装置100的图6所示，容器6可被相应地保持在容器吊挂装置5的夹箍50上。如此设置接合点54，即，其可以与相应示意所示的紧急凸轮540相互作用。

这些介质通道30、32和34通过缸体20的端面28直接与阀座110接合。

也如图5所示，容器升降装置1的结构体积小，因而它能很靠近灌装阀102安放。由此得到整体系统的结构体积缩小，从而可以结构紧凑地设计整个灌装装置100，或者可以缩小机器区段划分，从而可以设置更多的灌装阀。另外也如图5所示，容器升降装置1的待清理表面被减小很多，从而允许简单清理并且相应地可以被用在无菌灌装机中。

只要适用，在多个实施例中描述的所有单独特征就可以相互组合和/或互换，而没有离开本发明的范围。

Claims (18)

1.一种在灌装装置内的容器(6)升降装置(1)，其包括：

缸体(20)；

容置在所述缸体(20)中的活塞(22)，所述活塞(22)具有用于传递升降运动的活塞杆(24)；以及

用于阻止所述活塞杆(24)相对于所述缸体(20)转动的防转动机构(4)，

其特征是，在所述活塞杆(24)的远离所述缸体(20)的端部上连接有容器吊挂装置(5)，所述容器吊挂装置(5)借助所述活塞杆(24)来保持容器(6)，所述防转动机构(4)容置在所述缸体(20)中，从而完全舍弃外设的防转动机构。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征是，所述活塞(22)是双向作用地安置在所述缸体(20)内的。

3.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征是，所述活塞(22)利用回位机构简单工作地安置在所述缸体(20)内。

4.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征是，所述回位机构是弹簧回位机构。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征是，容置在所述缸体(20)内的所述防转动机构(4)具有在所述缸体(20)和所述活塞(22)之间的导向机构，所述导向机构是关于所述活塞杆(24)的对称轴线(200)非旋转对称地构成的。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征是，所述防转动机构(4)包括导杆(400)，所述导杆(400)关于所述活塞杆(24)的对称轴线(200)偏心安置在所述缸体(20)内并且是在升降方向上延伸的，所述导杆在所述活塞(22)内的形状与之互补的孔(402)中导向移动。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征是，所述防转动机构(4)包括导杆，所述导杆关于所述活塞杆(24)的对称轴线(200)偏心安置在所述活塞上并且是在升降方向上延伸的，所述导杆在所述缸体内的形状与之互补的孔中导向移动。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征是，所述防转动机构(4)包括导杆(422)，所述导杆设置在所述活塞(22)上并且是在升降方向上延伸的，并且所述导杆具有非旋转对称的横截面，并且所述导杆在所述缸体(20)内的形状与之互补的孔(420)中导向移动。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征在于，设有导杆，所述导杆设置在所述缸体上且具有非旋转对称横截面，所述导杆在升降方向上延伸并且在所述活塞内的形状与之互补的孔内导向移动。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征是，所述防转动机构包括保持在所述缸体(20)上的滑块(440)，所述滑块在所述活塞(22)内的沿升降方向延伸的槽(442)内导向移动。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征是，设有保持在所述活塞上的滑块，所述滑块在所述缸体内的在升降方向上延伸的槽内导向移动。

12.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征是，所述防转动机构具有设于所述活塞(22)上的导杆(460)上的、沿升降方向延伸的槽形结构(462)，

其中，所述槽形结构(462)是在所述缸体(20)内的形状与之互补的球封套(464)内导向移动的，其中，所述球封套(464)的多个球(466)插入所述导杆(460)的槽形结构(462)中。

13.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征是，所述防转动机构具有设于所述缸体上的导杆上的、沿升降方向上延伸的槽形结构，

其中，所述槽形结构是在所述活塞内的形状与之互补的球封套中导向移动的，其中，所述球封套的多个球插入所述导杆的槽形结构中。

14.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征是，至少一个介质供应机构(30,32)是在所述缸体(20)中延伸的。

15.根据权利要求14所述的装置(1)，其特征是，至少一个介质供应机构(30,32)能够通过所述缸体(20)的端面(28)来直接接通。

16.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(1)，其特征是，在所述活塞杆(24)的伸出所述缸体(20)和/或缸体盖(26)的出口上，设有内密封圈(240)和外密封圈(242)，在所述内密封圈与所述外密封圈之间设有围绕所述活塞杆(24)延伸的泄流通道(34)，所述泄流通道用于排出透过所述内密封圈(240)的工作介质。

17.根据权利要求16所述的装置(1)，其特征是，所述泄流通道(34)能够在所述缸体(20)的端面(28)处与其它设备部件流体连通。

18.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征是，所述容器吊挂装置(5)配备有用于紧急凸轮(540)的接合点(54)。