DE102005031319A1

DE102005031319A1 - Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Rückgasrohrs einer Füllmaschine

Info

Publication number: DE102005031319A1
Application number: DE200510031319
Authority: DE
Inventors: Hartmut Davidson
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2025-07-06
Also published as: DE102005031319B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Rückgasrohrs einer Füllmaschine mit einer gasdichten Trennwand, die einen Innenraum von einem Außenraum abgrenzt, einem Rückgasrohr, das zumindest teilweise in dem Innenraum angeordnet ist, einem Innenmagneten in dem Innenraum, der mit dem Rückgasrohr zur Höhenverstellung gekoppelt ist und mit im Außenraum angeordneten magnetischen Antriebsmitteln, mit denen der Innenmagnet bewegt werden kann, wobei der Innenmagnet rotierbar gelagert ist, so dass durch Rotation des Innenmagneten das Rückgasrohr in der Höhe verstellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Rückgasrohrs einer Füllmaschine.
In Füllmaschinen, wie beispielsweise in Füllmaschinen für Getränke, werden Rückgasrohre eingesetzt, um die Füllhöhe in zu befüllenden Gefäßen oder Behältern, wie etwa Flaschen, zu kontrollieren. Bei dem Füllvorgang kann Gas aus dem Gefäß nur so lange entweichen, bis der Flüssigkeitsspiegel das untere Ende des in das Gefäß eingeführten Rückgasrohres erreicht und dieses verschließt. Das oberhalb des unteren Endes des Rückgasrohres in dem Gefäß befindliche Gas kann somit nicht entweichen, sodass der Füllpegel durch das untere Ende des Rückgasrohres definiert wird.
Mit ein- und derselben Füllmaschine ist es wünschenswert verschiedene Behälter oder Gefäße befüllen zu können. Dazu ist es bekannt, ein Rückgasrohr höhenverstellbar auszuführen.

Aus der DE 196 03 604 ist es beispielsweise bekannt, mit einem außenliegenden Motor und einer mechanischen Kraftdurchführung ein Rückgasrohr höhenzuverstellen. Diese Variante hat jedoch den Nachteil, dass Dichtungen zur Abdichtung der mechanischen Kraftdurchführung nötig sind.

Entsprechendes gilt auch für die EP 06 28 512 B1 .

Aus der EP 10 06 076 A1 ist ein Unterteil eines Rückgasrohres bekannt, das mit einem Magneten verbunden ist, sodass bei einer Höhenbewegung eines äußeren Permanentmagnetringes der Magnet und dadurch auch das Unterteil des Rückgasrohrs in der Höhe mitbewegt wird. Der äußere Permanentmagnetring ist außerhalb von einem in der EP 10 06 076 A1 als Oberteil eines Rückgasrohres bezeichneten Element angeordnet. Durch die magnetische Kopplung braucht das als Oberteil eines Rückgasrohres bezeichnete Element nicht zur Durchführung einer mechanischen Kraft durchbrochen und mit Dichtungen abgedichtet werden.

Andererseits hat die hier beschriebene Kopplung den Nachteil, dass sie relativ viel Bauhöhe benötigt, da für die Höhenbewegung des äußeren Magneten und der dazu eingesetzten Einrichtungen entsprechend viel Platz in vertikaler Richtung vorgesehen sein muss.

Demgegenüber stellt es eine Aufgabe der Erfindung dar, eine verbesserte Höhenverstellung eines Rückgasrohres zu schaffen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein innenliegender Magnet zur Rotation angetrieben, dessen Bewegung in eine höhenveränderliche Bewegung des Rückgasrohres umgesetzt werden kann. Dadurch kann die Bauhöhe relativ gering gehalten werden.

Die Kopplung zwischen Magnet und Rückgasrohr erfolgt vorzugsweise über ein Gewinde, da dies kostengünstig herzustellen ist, mechanisch einfach ist und eine relativ genaue Positionierung des Rückgasrohres erlaubt.

Der innenliegende Magnet ist vorzugsweise auf einem Träger befestigt, der den Magneten in seiner Position hält. Der Träger seinerseits kann mit Lagern in seiner Position gehalten werden. Die Lager sind so ausgeführt, dass der Träger rotieren kann.

Um den Innenmagneten zur Rotation anzutreiben, kann beispielsweise ein Stator vorgesehen sein, der geeignete elektromagnetische Wechselfelder erzeugt, die den Magneten in Rotation versetzen. Hierzu können beispielsweise einzeln ansteuerbare elektromagnetische Spulen vorgesehen sein.

Jedoch ist es auch möglich, beispielsweise einen oder mehrere Permanent- oder Elektromagnete vorzusehen, die ihrerseits rotatorisch angetrieben werden können. Diese Magnete können mit dem Innenmagnet Wechselwirken, sodass durch die Rotation des außenliegenden Magneten der Innenmagnet mitrotiert.

Mit dem Innenmagnet kann (beispielsweise über den Träger) ein weiterer Magnet verbunden sein, der magnetisch auf einen im Außenraum angeordneten Resolver wirkt. Der Resolver kann dazu verwendet werden, die Position des Innenmagneten zu detektieren, um so ein entsprechendes Kontrollsignal beispielsweise für die Steuerung eines Servomotors zum Antrieb von äußeren Magneten bzw. der elektrischen Stromversorgung des Stators zu erhalten.

Die Trennwand zwischen Innen- und Außenraum ist vorzugsweise hülsenförmig und weiterhin vorzugsweise aus einem unmagnetischen Material, wie etwa Edelstahl, Edelmetall, Kunststoff oder Ähnlichem.

Die Trennwand zwischen Innen- und Außenraum kann beispielsweise die gasdichte Trennwand zwischen dem Produktraum und dem die Füllmaschine umgebenden Umgebungsraum sein. Der Produktraum ist derjenige Raum, der mit abzufüllendem Produkt und/oder mit Gas, das mit dem Produkt in Kontakt kommen kann, in Kontakt kommen kann. Da die Trennwand zwischen dem Produktraum und dem die Maschine umgebenden Umgebungsraum nicht für eine Kraftdurchführung durchbrochen ist, brauchen keine Dichtungen oder Ähnliches vorgesehen werden. Dadurch wird eine hohe Dichtigkeit erreicht.

Es ist jedoch auch möglich, dass die Trennwand wie beispielsweise in der EP 10 06 076 A1 im Produktraum selbst vorgesehen ist (dort als Oberteil eines Rückgasrohr bezeichnet).

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung soll anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Rückgasrohres.
Die Vorrichtung 1 umfasst ein Rückgasrohr 2. Das Rückgasrohr 2 ist an seinem oberen Ende mit einem Außengewinde 6 versehen. Das Außengewinde 6 kann auch an einem separaten Teil vorgesehen sein, das seinerseits mit dem Rückgasrohr verbunden ist. Dadurch kann das Rückgasrohr beispielsweise mehrteilig ausgeführt sein. Dies erlaubt den einfachen Austausch von beispielsweise einem unteren Teil des Rückgasrohrs 2.
Das Außengewinde 6 ist in einem zugeordneten Innengewinde 7 angeordnet. Das Innengewinde 7 ist in einer Bohrung eines Trägers 5 ausgebildet. Mit dem Träger 5 ist ein Permanentmagnet 10 verbunden. Der Permanentmagnet 10 kann aus einzelnen Segmenten oder Teilmagneten bestehen oder auch ein hülsen- oder ringförmiger Permanentmagnet sein. Der Träger 5 selbst, der ebenfalls hülsenartig geformt ist, ist über Gleit- oder Kugellager 9a, 9b mit der Innenseite einer gasdichten Trennwand 3 verbunden. Der Träger 5 kann um eine in der Zeichenebene liegende Achse rotieren. Durch die Rotation des Trägers 5 wird das Rückgasrohr 2 in die Vorrichtung 1 hinein- oder herausgeschraubt, sodass sich eine Höhenverstellung des Rückgasrohrs 2 ergibt. Das Rückgasrohr 2 kann mit entsprechenden Mitteln wie etwa einer Nut oder ähnlichem versehen sein, um zu verhindern, dass das Rückgasrohr 2 mit dem Gewinde 7 mitrotiert.
Zur Rotation des Trägers 5 bzw. des Magneten 10 sind auf der Außenseite der Trennwand 3 Statorelemente 11 angeordnet. Diese sind elektromagnetische Spulen, die einzeln oder in Gruppen angesteuert werden können und so magnetische Wechselfelder erzeugen, die den Magneten 10 in Rotation versetzen. An dem Träger 5 ist oberhalb der Lager 9a, 9b ein weiterer Magnet 12 bzw. weitere Magnetsegmente 12 angeordnet. Diesen gegenüber ist auf der Außenseite der Trennwand 3 ein Resolver 13 angeordnet. Der Resolver 13 kann die Positionsänderungen der Magnete 12 erfassen und somit ein Rückkoppelsignal bezüglich der Stellung des Trägers 5 bzw. der Magnete 10 bzw. der Magnete 12 liefern.
Die Trennwand 3 trennt einen Innenraum 16 von einem Außenraum 17. Die Trennwand 3 ist selbst nicht für Durchführungen von mechanischer Kraft durchbrochen. Die Kraftübertragung vom Außenraum 17 zum Innenraum 16 erfolgt durch die magnetische Kopplung zwischen dem Stator 11 und dem Magneten 10 (Rotor). Die Trennwand 3 ist eine Fortsetzung einer Trennwand 4, die den Produktraum gegenüber dem die Füllmaschine umgebenden Raum 17 abgrenzt.
Es sind weiterhin Einrichtungen vorgesehen, mit denen ein Behälter, wie beispielsweise eine Flasche, mit Flüssigkeit oder Ähnlichem befüllt werden kann. Diese sind jedoch hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
Der Innenraum 16 ist über eine Leitung 14, die mit einem Ventil 15 absperrbar ist, mit eventuellen Gas-, Druck- oder Vakuumanschlüssen verbindbar. Dies kann beispielsweise zum Vorspannen der Behälter beim Druckfüllen vorteilhaft sein.
Die in der Figur dargestellte Variante hat zudem den Vorteil, dass die Position des Rückgasrohrs 2 sehr fein eingestellt werden kann. Durch die Rotationsbewegung des Magneten 10 und die Untersetzung durch das Gewinde ist eine sehr präzise Höheneinstellung möglich. Aufgrund der Selbsthemmung der Gewinde 6, 7 bleibt auch bei Stromausfall die momentane Höhenposition des Rückgasrohres erhalten.
Vorstehendes gilt auch für eine andere Variante, bei der das Innengewinde 7 fest mit der Trennwand 3 verbunden ist und das drehbare Rückgasrohr 2 mittels einer Mitnahmeverbindung, die eine Höhenbewegung zulässt, mit dem Träger 5 gekoppelt ist.

Claims

Vorrichtung zur Höhenverstellung eines Rückgasrohrs einer Füllmaschine mit einer gasdichten Trennwand, die einen Innenraum von einem Außenraum abgrenzt, einem Rückgasrohr, das zumindest teilweise in dem Innenraum angeordnet ist, einem Innenmagneten in dem Innenraum, der mit dem Rückgasrohr zur Höhenverstellung gekoppelt ist und mit im Außenraum angeordneten magnetischen Antriebsmitteln, mit denen der Innenmagnet bewegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmagnet (10) rotierbar gelagert ist, so dass durch Rotation des Innenmagneten (10) das Rückgasrohr (2) in der Höhe verstellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmagnet (10) über ein Gewinde (7) mit einem entsprechenden Gegengewinde (6) des Rückgasrohrs (2) oder einem damit verbundenen Teil gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmagnet (10) auf einem vorzugsweise zylinderförmigen Träger (5) befestigt ist, wobei der Innenmagnet (10) den Träger (5) vorzugsweise umgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (5) mit Lagern (9a, 9b) durch die Trennwand (3) gehalten wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Außenraum (17) angeordneten Antriebsmittel (11) durch einen Stator gegeben sind, mit dem der Innenmagnet (10) durch entsprechende magnetische Wechselfelder rotierend angetrieben werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Außenraum (17) angeordneten Antriebsmittel (11) durch einen drehbar gelagerten und antreibbaren Magneten gegeben sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Innenmagnet (10) ein weiterer Magnet (12) im Innenraum (16) verbunden ist, der magnetisch auf einen Resolver (13) im Außenraum (17) wirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (3) hülsenförmig ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (3) aus unmagnetischem Material wie etwa Edelmetall, Edelstahl oder Kunststoff gefertigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass der Innenmagnet (10) und/oder der weitere Magnet (12) aus mehreren Segmenten oder Teilmagneten besteht.