CN110691753B - 用于容器处理机的线性驱动器的定子模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于饮料加工工业中的容器处理机的线性驱动器的定子模块(100，410，420，430)，该定子模块包括壳体，壳体中配置有芯(341)和至少一个线圈(342)，其中，定子模块包括用于将气体供给到壳体内部的介质输送装置(130)，并且介质输送装置(130)被设计成对壳体内部施加过压，本发明还涉及相应的容器处理机和容器处理机的操作方法。

Description

用于容器处理机的线性驱动器的定子模块

技术领域

本发明涉及根据方案1的用于线性驱动器的定子模块和根据方案7的包括相应线性驱动器的容器处理机以及根据方案10的容器处理机的操作方法。

背景技术

从现有技术已知线性驱动器，特别是长定子系统。

例如，DE 10 2014 102 630A1示出了一种长定子系统，其能够与产品的卫生灌装结合使用，并因此也能够用于饮料加工工业。实际的驱动器位于进行灌装的洁净室的外部，而洁净室的内部或者隔离器能够保持无菌。由于这里的马达与进行灌装的区域物理隔离，所以其不会与任何清洁剂或者甚至是产品接触。

然而，实现马达和灌装区域的完全物理隔离并非总是可能或可行的，尤其是对于设计成不具有洁净室的灌装机。在这种情况下，驱动器通常位于灌装区域或延伸穿过灌装区域。

尤其是在饮料加工工业中，这种配置意味着至少一些部件，诸如这里的马达，会受到污染的影响，这会导致问题和不期望的停机时间。

发明内容

因此，基于已知的现有技术，待解决的技术目的在于，提供一种用于容器处理机的线性驱动器、特别是长定子驱动器的定子模块，其更好地防止了受环境影响，并且仍然能够尽可能低成本地生产。先前的隔离部件的方法是复杂且昂贵的。

根据本发明，该目的通过根据方案1的定子模块以及根据方案7的具有包括这种定子模块的线性驱动器的容器处理机和根据方案10的容器处理机的操作方法来实现。本发明的有利的进一步发展包括在从属方案中。

根据本发明的用于饮料加工工业中的容器处理机的线性驱动器的定子模块包括壳体，在所述壳体中配置有芯和至少一个线圈，其中，所述定子模块包括用于将气体供给到所述壳体内部的介质输送装置，并且所述介质输送装置被设计成向所述壳体内部施加过压。这确保了诸如待灌装到容器中的产品或清洁剂的液体不会渗透到壳体的内部并因此能够损坏部件。然而，与此同时，由于内部的隔离是通过施加的过压实现的，因此能够省去复杂的封装系统和复杂的密封件，这在技术上是简单的并且因此低成本地实施。

能够设置成，所述定子模块的控制电子器件的至少一部分配置在所述壳体中。这些传感部件还能够免受污染。

在实施方式中，所述芯由钢构成或者包括钢，并且/或者至少两个线圈配置在所述壳体中。在这种情况下，将芯和线圈与外部环境隔离，特别是与液体引起的潮湿隔离是特别有利的，因为所有材料都是导电的，否则当引入液体时会导致短路。

还可以设置成，所述壳体包括由第一材料制成的基体和由第二材料制成的外壳。

基体在此理解为至少配置有线圈和芯的、基本上U字形的、优选为金属的区域。基体优选被外壳从所有侧面包围。这能够是一件式的(例如，围绕主体铸造的材料)，或者能够由螺纹连接在一起、胶合在一起或者以某种其它方式连接的若干部件构成。VA2(不锈钢)是特别合适的材料。

这些材料能够是金属或非金属材料，特别是塑料，并且用于基体和外壳的材料也能够彼此不同。由于通过施加过压，内部已经被充分地防止了液体的渗透，因此这些材料不必是耐腐蚀的，这是因为通过过压防止了液体通过小开口的渗透，这些小开口可能随着时间的推移在金属氧化期间形成。

在一个实施方式中，所述第一材料是铝或不锈钢，并且所述第二材料是不锈钢。由于外壳与液体接触，所以在此使用不锈钢能够特别有利，以便至少防止过度氧化。铝的使用允许基体的重量减小，并且如果需要，允许更低成本地制造定子模块。

在另一个实施方式中，定子模块被设计用于长定子线性驱动器。

还可以设置成，所述介质输送装置的形式为单独引导的软管或者被集成为控制和电力线缆中的软管，所述控制和电力线缆包括用于所述控制电子器件的至少一个线路和用于向所述线圈供电的至少一个另外的线路。第一实施方式允许介质输送装置与其它部件或线路隔离，这提高了它们的可及性。在第二变型中，所有的线路都能够通过将它们组合在所述的模块中而容易地更换。

根据本发明的用于在饮料加工工业中处理容器的容器处理机包括线性驱动器，其中，所述线性驱动器包括前述实施方式中的一个实施方式的定子模块。该容器处理机的特征在于减少了停机时间。

可以设置成，所述线性驱动器包括至少两个定子模块，并且每个定子模块的所述介质输送装置独立于其余定子模块地连接到介质供给装置，或者所述定子模块的介质输送装置串联配置。

每个定子模块的介质输送装置与介质供给装置的独立连接意味着，与定子模块一样多的线路设置成从可能设置的用于介质的公共储存容器(例如高压气罐)引出，并且如果可能的话，没有线路与其它线路中的一条线路部分重合。定子模块的介质输送装置的串联连接意味着，例如，设置通向第一定子模块的主线路和从该定子模块引出的通向相邻的定子模块的另一线路。另一线路从该相邻的定子模块通向与该定子模块相邻的定子模块，直到每个定子模块都被供给介质或气体。主线路也能够穿过所有的定子模块，并且在每个定子模块中能够仅设置一个分支，流过主线路的部分介质通过该分支被引导到定子模块中。

所述容器处理机还可以被设计成灌装机，并且所述定子模块的壳体可以由不锈钢制成。由此能够避免过度腐蚀，并因此避免定子模块的结构弱化。

一种根据本发明的饮料加工工业中的容器处理机的操作方法，所述容器处理机包括具有定子模块的线性驱动器，所述定子模块包括其中布置有芯和至少一个线圈的壳体，所述定子模块包括介质输送装置，所述方法包括在过压下将气体通过所述介质输送装置引入到所述壳体内部。这防止了在容器处理机的操作期间定子模块的内部的污染。

在一个实施方式中，所述气体是压缩空气或非活性气体，特别是氮气。一方面，能够避免液体的渗透，另一方面，能够抑制或至少减缓微生物的繁殖(利用氮)。

附图说明

图1示出了根据本发明的与容器处理机的线性驱动器相关的定子模块。

图2a和图2b示出了根据实施方式的定子模块的主视图和后视图。

图3示出了根据实施方式的定子模块的内部的示意图。

图4a和图4b示出了一系列定子模块的两个实施方式。

具体实施方式

图1示出了根据实施方式的定子模块100。如这里所示，在容器处理机中，定子模块能够配置在用于移动件(这里未示出)的两个引导件101和102之间。引导件可以例如是圆形的，但也可以是线性的，并且定子模块100能够配置在引导件之间或与引导件具有小的偏移。

特别地，引导件可以由两个相对的轨道101和102构成，它们利用各自的附接装置110和111或者120和121配置于例如容器处理机(这里未示出)。容器处理机可以是饮料加工工业中通常使用的任何容器处理机，特别是灌装机、吹塑机、清洁装置、贴标机、印刷机、成形灌装机等。

未示出的移动件能通过辊连接到引导件，并且能够沿着引导件移动。移动件配备有磁性部件，使得如果沿着元件101和102设置一个或多个定子模块，则移动件能够通过操作期间产生的吸引力而移动。

根据本发明，定子模块100包括介质输送装置130，通过该介质输送装置130能够将气体引入到定子模块的内部，以产生相对于环境的过压。该过压能够相对较低，例如1/100bar以上，优选为0.05bar以上，特别优选为0.1bar以上。该过压防止液体或气体以及微生物渗入到定子模块的内部。

图2a和图2b示出了图1中的定子模块100的主视图(图2a)和后视图(图2b)。

如图1所示，定子模块最终由壳体形成，壳体由在此未示出的基体和外壳形成，基体例如可以是U字形并且基体中配置有定子模块的线圈和芯，外壳例如能够包括形成基本封闭体的多个部件210和220。

还可以设置成，外壳由基本上完全包围基体的铸造材料形成。为了清楚起见，下面参考由多个部件构成的外壳。然而，不言而喻，所有设计也能够应用于铸造材料。优选地，U字形基体的开口指向移动件的方向。

在部件220中的一者中可以设置一个或多个开口，特别是孔221，利用所述开口能够将定子模块紧固到例如支撑件或者连接到其它部件。这种开口221也能够设置于基体。基体和外壳也能够通过另外的密封件向外密封。

基体可以是由金属、特别是不锈钢或铝制成的基体。然而，也能够使用塑料。此外，外壳能够由与基体相同的材料(即，特别是不锈钢)制成。由于外壳与液体(清洁剂、产品、粘合剂等)接触，因此优选的是外壳由不锈钢制成以防止过度腐蚀。另一方面，基体也能够由较轻的金属或半金属、诸如铝制成，因为壳体和所施加的过压实际上完全保护其免于接触任何氧化液体。

根据图2b，定子模块包括介质输送装置130，通过该介质输送装置130能够将气体例如从压缩空气罐引入到定子模块的内部。气体可以特别是压缩空气，因为其能够以低成本获得并且不必存储在特殊容器中。为了更好地满足卫生要求，还能够设置成内部经受氮气、CO₂或其它消毒气体的过压，以便尽可能地防止微生物的繁殖。

除了介质输送装置以外，另外的线路231和232也能够通入定子模块中。例如，线路231可以是用于定子模块的控制电子器件的线路，线路232可以是用于配置在定子模块内的线圈的电源。如果这些线路被组合在控制和电力线缆中，也能够设置成介质输送装置不是如这里所示地与这些线路分开地被引导，而是与它们一起集成在线路束中。然后该线路束优选经由尽可能容易释放的插头连接件被连接到定子模块和其它部件(介质供给装置、中央控制单元等)，使得例如在有缺陷的线路的情况下能够容易地进行更换。特别优选的是对环境影响(诸如液体或灰尘)不敏感的连接器。这里能够使用由耐用塑料制成的连接器。

图3示意性地示出了定子模块100的内部视图，其外壳仅以虚线示出。定子模块包括芯341，其特别地由铁或具有可能的最高磁导率μ_r的另一材料构成，使得通过将电流施加到围绕芯341的线圈342，能够在移动件中产生可能的最强磁场并由此产生高动能。不言而喻的是，能够在每个定子模块中配置多个线圈和芯。此外，定子模块的控制电子器件340的至少一部分能够配置在定子模块中。这些包括例如能够控制对线圈342供电的电路。如这里所指出的，定子模块的相应部件配置在基体370中。该基体在此构建为U字形，然而也可以是其它形状，特别是正方形。

如这里所示，介质输送装置130通向定子模块的内部，然后利用过压将气体引入到定子模块的内部。该气体通过外壳中的小的、通常不期望的开口(间隙、孔或微裂纹)排出，如在点361、362和363处以示例性方式所示。

图4a和图4b示出了多个定子模块与介质输送装置连接的可能的实现方案。在图4a中，定子模块410、420和430与介质输送装置“串联”连接。在该实施方式中，中央介质输送装置401引导通过每个定子模块、以及中间线路412、423和440通过模块，并且在特定过压下将相应的气体一个接一个地施加到每个模块。线路401至440可以是完全连续的，使得其也从定子模块的一侧到另一侧延伸通过定子模块，并且在定子模块中仅具有一个或多个小的出口开口，气体能够通过该出口开口逸出到相应的定子模块中。或者，线路401至440可以被相应的定子模块中断，并且仅定子模块中的压缩空气从例如线路401中的入口点流入定子模块中、通过定子模块的整个壳体直到线路412的出口点，并且仅在端部处被反馈到线路412中。这节省了材料并且确保了气体在过压下完全流过定子模块。

根据图4b，或者能够设置成，设置中央介质供给装置470(例如，气罐)，并且从中央介质供给装置单独引出多条线路461、462和463，并且将它们引导到这些分别分配的单独的定子模块451、452和453。利用这些介质输送装置461、462和463，气体能够被具体地分配到定子模块，并且还能够例如通过附接可控阀来控制以及甚至调节通向每个定子模块的介质输送，而通向其它定子模块的介质输送独立于此地继续。

在根据图4a和图4b的实施方式的进一步发展中，在定子模块中设置有传感器，其测量定子模块内的压力并控制介质的供给，使得在任何时候都达到期望的压力目标值。

此外，能够经由可以配置在供给线路中或供给线路上的传感器检测到定子模块的大量泄漏。

Claims (12)

1.一种用于饮料加工工业中的容器处理机的线性驱动器的定子模块，所述定子模块包括壳体，在所述壳体中配置有芯和至少一个线圈，其中，所述定子模块包括用于将气体供给到所述壳体内部的介质输送装置，并且所述介质输送装置被设计成将气体引入到壳体内部，以产生相对于环境的过压，所述定子模块适合用于长定子线性驱动器。

2.根据权利要求1所述的定子模块，其特征在于，所述定子模块的控制电子器件的至少一部分配置在所述壳体中。

3.根据权利要求1或2所述的定子模块，其特征在于，所述芯由钢构成或者包括钢，并且/或者多个线圈、至少两个线圈配置在所述壳体中。

4.根据权利要求1或2所述的定子模块，其特征在于，所述壳体包括由第一材料制成的基体和由第二材料制成的外壳。

5.根据权利要求4所述的定子模块，其特征在于，所述第一材料是铝或不锈钢，并且所述第二材料是不锈钢。

6.根据权利要求2所述的定子模块，其特征在于，所述介质输送装置被设计为单独引导的软管或者被集成为控制和电力线缆中的软管，所述控制和电力线缆包括用于所述控制电子器件的至少一个线路和用于所述线圈的供电的至少一个另外的线路。

7.一种用于在饮料加工工业中处理容器的容器处理机，所述容器处理机包括线性驱动器，其中，所述线性驱动器包括至少一个根据权利要求1至6中任一项所述的定子模块。

8.根据权利要求7所述的容器处理机，其特征在于，所述线性驱动器包括至少两个定子模块，并且每个定子模块的所述介质输送装置独立于其余定子模块地连接到介质供给装置，或者所述定子模块的介质输送装置串联配置。

9.根据权利要求7或8所述的容器处理机，其特征在于，所述容器处理机设计成灌装机，并且所述定子模块的壳体由不锈钢构成。

10.一种饮料加工工业中的容器处理机的操作方法，所述容器处理机包括具有定子模块的线性驱动器，所述定子模块包括其中布置有芯和至少一个线圈的壳体，所述定子模块包括介质输送装置，并且其中所述定子模块形成为用于长定子线性驱动器中，所述方法包括在过压下将气体通过所述介质输送装置引入到所述壳体内部。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述气体是压缩空气或非活性气体。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述气体是氮气。

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