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Die Erfindung bezieht sich auf Abfüllanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Abfüllanlage ist aus der
GB 20 73 92 A bekannt. Bei dieser Anlage ist ein hülsenförmiger Ventilkörper mit einem in Strömungsrichtung des Fluides offenen vorderen Stirnende und einem mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden kegelförmigen hinteren Stirnende als Anker einer Hubmagnetanordnung mit einer außerhalb des Fluidbereiches angeordneten Erregerwicklung vorgesehen.
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Die
US 2005/0001184 A1 zeigt eine Abfüllanlage, bei der die Betätigungsorgane eines Schließkörpers eines den Fluidstrom steuernden Ventiles vom Fluid durch eine verschleißanfällige Membran abgetrennt sind, die zwischen dem Schließkörper und stationären Teilen der Abfüllanlage angeordnet ist.
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Die
DE 199 34 740 A1 zeigt ein elektromagnetisches Ventil für eine Fahrzeugvorrichtung, um an einem Hydraulikstellglied ausgelassenes Hydrauliköl zurückzuführen. Mit einer Abfüllanlage für Getränke und flüssige Lebensmittel hat das nichts zu tun.
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Mit der Erfindung soll eine Abfüllanlage geschaffen werden, die leicht zu warten, wenig verschmutzungsanfällig und in einfacher Weise zu reinigen ist. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass keine verschmutzungsanfällige Durchführung durch das Zuführrohr für die Betätigung des Hubventiles erforderlich ist und keine Undichtigkeiten befürchtet werden müssen. Das Zuführrohr kann glattflächig gestaltet werden, wodurch es in einfacher Weise gereinigt werden kann. Durch Wegfall wartungsintensiver, abgedichteter Durchführungen durch das Zuführrohr steigt die Zuverlässigkeit der Abfüllanlage an.
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Insbesondere ist die Abfüllanlage für antiseptische Fluide geeignet. Die hohen Anforderungen für einen Einsatz bei antiseptischen Fluiden können durch die erfindungsgemäße Abfüllanlage in wirtschaftlicher Weise erfüllt werden.
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Bei der Erfindung wird eine hohe Hubkraft erreicht, da der magnetische Fluss ausgehend von den Polbauteilen im Bereich der Durchmessererweiterung bzw. der Durchmesserverringerung im Wesentlichen gradlinig in den Anker eintreten kann. Durch die Nuten am Umfang des Ankers kann ein vergleichsweise geringer Strömungswiderstand des Ankers erreicht werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Schnittansicht eines Abschnitts einer Abfüllanlage mit einem Hubmagnetsystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
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2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der 1, und
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3 eine detailliertere Darstellung der Einzelheit III der 1.
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Die in der 1 abschnittsweise dargestellte Abfüllanlage weist ein Zuführrohr 10 auf, das von einem nicht dargestellten Vorratstank zu einer lediglich schematisch dargestellten Einfüllöffnung 12 führt und aus nicht magnetisierbarem Edelstahl besteht. Unterhalb der Einfüllöffnung 12 kann ein zu befüllendes Gefäß angeordnet werden. Die Einfüllöffnung 12 kann mittels eines schematisch dargestellten Hubventils 14 geöffnet und verschlossen werden. Das Hubventil 14 weist eine Ventilstange 16 auf, die in ihrem unteren Bereich lediglich schematisch dargestellt ist. Die Ventilstange 16 verläuft innerhalb des Zuführrohrs 10 und ist an ihrem oberen Ende mit einem Anker 18 eines Hubmagnetsystems 20 verbunden, der aus verchromtem, magnetisierbarem Stahl besteht. An seinem, in der Darstellung der 1 oberen Ende ist der Anker 18 mit einem Führungsstift 22 versehen. Mittels des Führungsstifts 22 und der Ventilstange 16 ist der Anker 18 konzentrisch in dem Zuführrohr 10 geführt. Wie der Darstellung der 1 zu entnehmen ist, ist der Anker 18 innerhalb des Zuführrohrs 10 in dessen Längsrichtung, ausgehend von der in der 1 dargestellten Stellung nach oben, verschiebbar. Bei einer Verschiebung des Ankers 18 nach oben würde das Hubventil 14 die Einfüllöffnung 12 freigeben.
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Das Hubmagnetsystem 20 ist als Doppelhubmagnet ausgebildet und weist eine erste Erregerspule 24 und eine zweite Erregerspule 26 auf. Die erste Erregerspule 24 dient zum öffnen des Hubventils 14 und ist demgemäss dazu vorgesehen, den Anker 18 in der Darstellung der 1 nach oben zu bewegen. Die zweite Erregerspule 26 dient dahingegen zum Schließen des Hubventils 14 und ist dazu vorgesehen, den Anker 18 in der Darstellung der 1 nach unten zu bewegen. Da die Bewegung des Ankers 18 nach unten von seiner Gewichtskraft unterstützt wird, ist die zweite Erregerspule 26 kleiner ausgeführt als die erste Erregerspule 24.
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Durch geschickte Abstimmung des Stromflusses durch die erste und die zweite Erregerspule 26 kann eine Bewegung des Ankers 18 differenziert gestaltet werden, beispielsweise kann der Anker 18 vor Erreichen einer seiner Endstellungen abgebremst werden. Die Erregerspulen werden über den Anschluss 27 mit elektrischer Energie versorgt.
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Ein Magnetkörper des Hubmagnetsystems 20 besteht aus einem zwischen die erste Erregerspule 24 und die zweite Erregerspule 26 eingefügten Ring 28, einer Hülse 30, die die Erregerspulen 24 und 26 sowie den Ring 28 umgibt, sowie einem ersten Polbauteil 32 und einem zweiten Polbauteil 34.
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Das Hubmagnetsystem 20 ist im Bereich eines Abschnitts des Zuführrohrs 10 angeordnet, der gegenüber dem übrigen Verlauf des Zuführrohrs 10 einen erweiterten Durchmesser aufweist. In Strömungsrichtung eines Fluids durch das Zuführrohr 10 zu der Einfüllöffnung 12 erweitert sich der Durchmesser des Zuführrohrs 10 auf einen Durchmesser D, bleibt dann im Bereich des Ankers 18 im wesentlichen konstant, um dann im weiteren Verlauf wieder einen geringeren Durchmesser einzunehmen. Der Anker 18 ist in diesem erweiterten Abschnitt des Zuführrohrs 10 angeordnet und weist einen Außendurchmesser auf, der so in den erweiterten Abschnitt des Zuführrohr 10 eingepasst ist, dass ein kleiner Spalt zwischen dem Außenumfang des Ankers 18 und dem Innenumfang des erweiterten Abschnitts des Zuführrohrs 10 verbleibt.
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Das erste Polbauteil 32 ist im Bereich der Durchmessererweiterung des Zuführrohrs 10 auf dieses aufgesetzt. Das Polbauteil 32 besteht aus zwei Kreisringabschnitten, die sich jeweils über einen Winkel von 180° erstrecken und die im zusammengefügten Zustand eine Öffnung mit einer lichten Weite d bilden, die kleiner ist als der Durchmesser D.
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Das zweite Polbauteil 34 ist im Bereich der Durchmesserverringerung von dem erweiterten Durchmesser D auf einen kleineren Durchmesser von außen auf das Zuführrohr 10 aufgesetzt. Auch das Polbauteil 34 besteht aus zwei Kreisringabschnitten, die im zusammengesetzten Zustand eine Öffnung mit der lichten Weite d bilden. Ein Innendurchmesser der Erregerspulen 24 und 26 sowie des Rings 28 und eines Endflansches der Hülse 30 ist dahingegen geringfügig größer als der Außendurchmesser des Zuführrohrs 10 im Bereich seines erweiterten Abschnitts. Zur Montage des Magnetkörpers sowie der Erregerspulen 24 und 26 des Hubmagnetsystems 20 werden daher zunächst die zweite Erregerspule 26, der Ring 28 sowie die erste Erregerspule 24 und die Hülse 30 von oben auf den erweiterten Abschnitt des Zuführrohrs 10 aufgeschoben. Anschließend werden die Polbauteile 34 und 32 auf den Bereich der Durchmesserverringerung bzw. der Durchmessererweiterung aufgesetzt und mit den übrigen Bauteilen des Magnetkörpers durch Schrauben verbunden.
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Zur Montage des Ankers 18 in dem erweiterten Abschnitt des Zuführrohrs 10 ist ein Dichtflansch 36 in dem Zuführrohr 10 vorgesehen, an dem das Zuführrohr 10 getrennt werden kann. Nach Einschieben des Ankers 18 in den erweiterten Abschnitt des Zuführrohrs 10 kann ein Rohrstutzen 38 des Zuführrohrs 10 wieder auf den Dichtflansch 36 aufgesetzt werden. Der Rohrstutzen 38 wird mittels des Polbauteils 34 gegen den Dichtflansch 36 des Zuführrohrs 10 gezogen. Eine detailliertere Darstellung der Einzelheit III im Bereich des Dichtflansches 36 ist in der 3 dargestellt.
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Der Anker 18 weist eine allgemein zylindrische Form auf und ist auf seiner Mantelfläche mit parallel zur Längsachse des Zuführrohrs 10 verlaufenden Nuten 40 beziehungsweise zwischen zwei Nuten liegenden Lamellen versehen. Auf diese Weise kann ein geringer Spalt zwischen dem Außendurchmesser des Ankers 18 und dem Innendurchmesser des Zuführrohrs 10 erreicht werden, andererseits kann ein Fluid in dem Zuführrohr 10 an dem Anker vorbei und zu der Einfüllöffnung 12 strömen.
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Durch die Anordnung der Polbauteile 32 und 34 im Bereich der Durchmessererweiterung bzw. der Durchmesserverringerung des Zuführrohrs 10 und durch die in den erweiterten Abschnitt des Zuführrohrs 10 eingepasste Form des Ankers 18 können die magnetischen Feldlinien bei erregtem Zustand des Hubmagnetsystems 20 im wesentlichen geradlinig von dem Polbauteil 32, durch die Wandung des Zuführrohrs 10 in den Anker 18 eintreten. In gleicher Weise können die magnetischen Feldlinien auch ausgehend von dem Polbauteil 34 im wesentlichen geradlinig durch die Wandung des aus nicht magnetisierbarem Edelstahl bestehenden Rohrstutzens 38 in den Anker 18 eintreten. Der Verlauf der magnetischen Feldlinien könnte selbstverständlich auch umgekehrt, vom Anker 18 in eines der beiden Polbauteile 32 oder 34 verlaufen. Ein solcher im wesentlichen geradliniger Übertritt der magnetischen Feldlinien von den Polbauteilen 32 bzw. 34 zum oder vom Anker 18 führt zu einer hohen Magnetkraft auf den Anker 18, ohne dass die Polbauteile 32 bzw. 34 im Inneren des Zuführrohrs 10 angeordnet werden müssten.
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Die Darstellung der 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie II-II der 1. Im Inneren des Rohrstutzens 38 ist die Ventilstange 16 zu erkennen, die eine allgemein dreieckige Form aufweist. Durch diese Formgebung der Ventilstange 16 kann ein Fluid an der Ventilstange 16 vorbeiströmen. Eine ähnliche, dreieckige Form weist der in der 1 dargestellte Führungsstift 22 auf. Durch gestrichelte Linien angedeutet sind die Umrisse des Ankers 18. Deutlich zu erkennen sind die auf der Mantelfläche des Ankers 18 vorgesehenen und in Längsrichtung des Zuführrohrs 10 verlaufenden Nuten 40. Die Nuten 40 weisen einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, der eine gute Durchströmung ermöglicht und wenig verschmutzungsanfällig ist.
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Eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit III der 1 ist in der 3 dargestellt. Der Rohrstutzen 38 ist mit einem Flansch 39 versehen, der an dem Dichtflansch 36 des erweiterten Abschnitts des Zuführrohrs 10 anliegt. Zur Abdichtung des Flansches 39 und des Dichtflansches 36 ist ein Dichtungsring 42 zwischen dem Dichtflansch 36 und dem Flansch 39 des Rohrstutzens 38 angeordnet. Das Vorsehen des Dichtflansches 36 ermöglicht einerseits ein Trennen des Zuführrohrs 10 und damit eine leichte Montage des Ankers 18 in dem erweiterten Abschnitt des Zuführrohrs 10, andererseits dient der Dichtflansch 36 auch als Anschlag bei der Montage der zweiten Erregerspule 26 des Magnetkörpers auf dem erweiterten Abschnitt des Zuführrohrs 10. Der Dichtflansch 36 sorgt dadurch auch für eine exakte Positionierung des Magnetkörpers und der Erregerspulen 24, 26 auf dem Zuführrohr 10. Wie in der 1 dargestellt ist, werden der Flansch des Rohrstutzens 38 und der Dichtflansch 36 durch eine Schraubverbindung des Polbauteils 34 mit den übrigen Bauteilen des Magnetkörpers gegeneinander gepresst und abgedichtet.
