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Die
Erfindung betrifft eine Funktionseinheit mit einem Gehäuse und
einem relativ zum Gehäuse bewegbaren,
teilweise innerhalb des Gehäuses
angeordneten Läufer,
der durch eine im Gehäuse
ausgebildete, sich in Bewegungsrichtung des Läufers erstreckende Öffnung hindurch
nach außen
geführt
ist und einen außerhalb
des Gehäuses
gelegenen Funktionsabschnitt aufweist.
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Für derartige
Gehäusedurchführungen
gibt es in der Praxis eine Vielzahl von Anwendungsfällen. Ein
besonders anspruchsvolles Gebiet ist in diesem Zusammenhang die
Verarbeitung von Lebensmittelprodukten, und zwar insbesondere aufgrund
der einschlägigen
Hygienevorschriften. Die Komponenten der Verarbeitungsmaschine,
beispielsweise einer auch als Slicer bezeichneten Schneidemaschine zum
Aufschneiden von Lebensmittelprodukten samt zugehöriger Produktzufuhr,
müssen
entweder leicht zu reinigen oder vor Verschmutzungen insbesondere durch
Lebensmittelreste zuverlässig
geschützt
sein.
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Rein
beispielhaft sei als ein Anwendungsfall die Unterbringung einer
so genannten Linearführungseinheit
innerhalb eines Gehäuses
genannt. Bei dem außerhalb
des Gehäuses
gelegenen Funktionsabschnitt handelt es sich z.B. um einen Produkthalter,
der durch die Bewegung des Läufers
ein aufzuschneidendes oder auf andere Weise zu verarbeitendes Lebensmittelprodukt,
beispielsweise einen Wurst- oder Käselaib, einer Bearbeitungsstation,
beispielsweise einem Schneidkopf eines Hochgeschwindigkeitsslicers,
zuführt.
Innerhalb des Gehäuses
befindet sich der zum Teil aufwändig
ausgestaltete Antriebsmechanismus für den Läufer, der bei spielsweise einen
Spindelantrieb mit entsprechenden Lagerungen und Führungen
aufweisen kann.
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Obwohl
es grundsätzlich
möglich
ist, dieses Antriebs- bzw. Linearführungsgehäuse zwecks einfacher Inspektion
und Reinigung offen auszulegen, ist es in vielen Fällen wünschenswert,
von einer solchen offenen Lösung
abzusehen und das Innere des Gehäuses
gegenüber
der Umgebung zuverlässig
abzudichten.
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Eine
bekannte, relativ einfache Lösung
für eine
solche gekapselte Ausgestaltung ist die Einarbeitung eines Labyrinthes
in die Gehäusewandung. Ein
direktes Eindringen von Verschmutzungen bzw. Reinigungsflüssigkeit
in das Gehäuse
insbesondere aufgrund des Einsatzes von Hochdruckreinigern kann
auf diese Weise zwar verhindert werden. Das Eindringen von Wasser
bzw. Reinigungsmittel in Nebelform lässt sich allerdings auf diese
Weise nicht vermeiden. Ferner kann auch das Eindringen von Lebensmittelresten
in das Gehäuse
durch die Labyrinthlösung
ebenfalls nicht gänzlich
ausgeschlossen werden. Dies macht regelmäßige Innenreinigungen des Gehäuses erforderlich,
was aufgrund des damit verbundenen Zeit- und Kostenaufwands von Nachteil ist.
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Ebenfalls
bereits erprobt sind die Gehäuseöffnung verschließende Bänder, die
mit dem Läufer verbunden
sind und sich gemeinsam mit dem Läufer bewegen. Für derartige
Bänder
muss aber eine Umlenkung innerhalb des Gehäuses bereitgestellt werden.
Diese Form der Abdichtung ist daher insbesondere aufgrund der sich
bewegenden Teile und des erforderlichen Platzbedarfes nicht zufrieden
stellend. Es ist auch schon realisiert worden, Abdeckungen mit einem
verformbaren Kunststoffprofil zu kombinieren, wobei die Abdeckung
bei der Bewegung des Läufers zunächst außer Eingriff
mit dem Profil gebracht und anschließend wieder in das Profil einge drückt wird.
In vielen Bereichen, und zwar insbesondere im Bereich der Lebensmittelverarbeitung,
sind diese von dem Formschlussprinzip Gebrauch machenden Kunststoffabdichtungen
allerdings ungeeignet, da die äußeren Einflüsse, insbesondere
die eingesetzten Reinigungsmittel, dem Kunststoffmaterial in kürzester Zeit
derart zusetzen würden,
dass eine ausreichende Abdichtung nicht mehr gewährleistet werden kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit für die Abdichtung von Gehäusedurchführungen
zu schaffen, die einfach und zuverlässig ausgestaltet ist und insbesondere
im Bereich der Verarbeitung von Lebensmitteln und in Verbindung
mit den in diesem Bereich verwendeten Reinigungsmitteln mit hinreichender
Langzeitstabilität
eingesetzt werden kann.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Erfindungsgemäß zeichnet
sich die eingangs angegebene Funktionseinheit demnach weiter dadurch
aus, dass die Gehäuseöffnung durch
eine Abdichtung verschlossen ist, die durch Magnetkraft am Gehäuse gehalten
ist, wobei der Läufer
einen zwischen Abdichtung und Gehäuse angeordneten Schlitten
aufweist, der die Magnethalterung der Abdichtung am Gehäuse jeweils
lokal im Bereich der Durchführung
des Läufers
durch die Gehäuseöffnung aufhebt
oder unterbricht.
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Die
Erfindung bedeutet eine Abkehr von formschlüssigen Abdichtlösungen,
wie sie vorstehend am Beispiel des verformbaren Kunststoffprofils genannt
wurden, indem für
den Halt der Abdichtung am Gehäuse
und somit für
ein zuverlässiges
Verschließen
der Gehäuseöffnung durch
Magnetkraft gesorgt wird, allgemein also erfindungsgemäß eine reine
kraftschlüssige
Verbindung zwischen Abdichtung und Gehäuseöffnung reali siert wird, bei
der auf verformbare Materialien wie beispielsweise Kunststoff, die
für formschlüssige Verbindungen
erforderlich sind, verzichtet werden kann.
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Damit
ist die Erfindung ohne Einschränkung in
Bezug auf Einfachheit und Zuverlässigkeit
auch in Bereichen wie insbesondere der Verarbeitung von Lebensmitteln
einsetzbar, die mit dem Einwirken aggressiver Medien auf die Abdichtung
verbunden sind.
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Durch
die erfindungsgemäße kraftschlüssige Halterung
der Abdichtung am Gehäuse,
insbesondere durch die Magnetlösung,
braucht der Läufer
während
seiner Bewegung relativ zum Gehäuse
die Abdichtung lediglich vom Gehäuse
abheben, wobei das Verschließen
der Gehäuseöffnung hinter
dem Läufer im
Falle einer Magnethalterung durch die zwischen Abdichtung und Gehäuse wirksame
gegenseitige Anziehung gefördert
wird. Durch eine entsprechende Formgestaltung des Schlittens des
Läufers
kann eine Bewegung des Läufers
längs der
Gehäuseöffnung mit
geringem Kraftaufwand bei gleichzeitiger zuverlässiger Abdichtung erreicht
werden.
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Mit
dem Gehäuse
verbundene Bauteile oder Komponenten, wie insbesondere Magneteinrichtungen
zur Halterung der Abdichtung am Gehäuse, sind als Bestandteile
des Gehäuses
bzw. zum Gehäuse gehörig anzusehen.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung
sowie der Zeichnung angegeben.
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Bei
der Abdichtung handelt es sich insbesondere um einen Streifen oder
ein Band aus Edelstahl. Eine solche lang gestreckte Abdichtung kann
eine schlitzförmige
Gehäuseöffnung verschließen, wie
sie insbesondere in Verbindung mit Linearführungseinheiten häufig benötigt wird.
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Ein
Metallband bzw. ein Metallstreifen lässt sich sehr einfach herstellen,
ist in hohem Maße
widerstandsfähig
gegenüber äußeren Einflüssen jedweder
Art, weist dementsprechend eine hohe Langlebigkeit ohne Qualitätsverlust
auf, kann problemlos flexibel ausgestaltet werden, um jeweils lokal
im Bereich des Läufers
auf einfache Weise und insbesondere ohne großen Kraftaufwand ein vorübergehendes
Entfernen aus seiner Abdicht- bzw.
Schließstellung
mittels des sich bewegenden Läufers
bzw. dessen Schlitten zu ermöglichen,
und gewährleistet
darüber
hinaus eine ausgezeichnete Abdichtung der Gehäuseöffnung vor und hinter der lokalen
Durchführung
des Läufers
durch die Gehäuseöffnung.
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Bevorzugt
umfasst die Abdichtung ein magnetisierbares Material, während zur
Halterung der Abdichtung am Gehäuse
ein oder mehrere Permanentmagnete vorgesehen sind, die mit dem Gehäuse verbunden
sind. Grundsätzlich
ist auch eine umgekehrte Ausgestaltung denkbar, bei welcher die
Abdichtung selbst einen Magneten darstellt. Anstelle von Permanentmagneten
können
grundsätzlich
z.B. auch Elektromagnete vorgesehen sein, um die Abdichtung am Gehäuse zu halten.
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Der
Bereich der Gehäuseöffnung kann
derart ausgestaltet sein, dass die Abdichtung in die mit der Öffnung versehene
Gehäuseseite
zumindest teilweise eingelassen ist. Insbesondere kann eine vollständig versenkte
Anordnung der Abdichtung realisiert werden.
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Hierdurch
ist sichergestellt, dass die Abdichtung auch bei Einwirkung eines
zu Reinigungszwecken eingesetzten Hochdruckreinigers nicht vom Gehäuse abgehoben
wird.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
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1 schematisch
eine erfindungsgemäße Funktionseinheit
in Form einer Linearführungseinheit mit
geschlossenem Gehäuse,
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2 die
Funktionseinheit von 1 im Bereich einer Gehäusedurchführung bei
teilweise geöffnet
gezeigtem Gehäuse,
und
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3 schematisch
das Funktionsprinzip einer möglichen
Ausgestaltung der Erfindung.
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Die
Linearführungseinheit
gemäß 1 umfasst
ein hier kastenförmig
angedeutetes Gehäuse 11,
in deren einer Gehäuseseite 27 eine
schlitzförmige Öffnung 15 (2)
ausgebildet ist, die von einem als Abdichtung dienenden Edelstahlband 19 derart verschlossen
ist, dass das Gehäuseinnere
vor äußeren Einflüssen geschützt ist.
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Von
einem relativ zum Gehäuse 11 bewegbaren
Läufer 13 ist
im Wesentlichen ein äußerer Funktionsabschnitt 17 dargestellt,
bei dem es sich um einen Produkthaltearm handelt, der während des Betriebs
mit aufzuschneidenden Produktlaiben (nicht gezeigt) zusammenwirkt,
die durch die Bewegung des Läufers 13 z.B.
einem Schneidkopf eines Slicers zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten
zugeführt
werden. Da die konkrete Verwendung der Linearführungseinheit nicht den eigentlichen
Gegenstand der Erfindung darstellt, wird hierauf nicht näher eingegangen.
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2 ist
zu entnehmen, dass der Funktionsabschnitt 17 des Läufers 13 mit
einem innerhalb des Gehäuses 11 angeordneten
Träger 31 des
Läufers 13 verbunden
ist. Der Träger 31 wirkt
mit einer im Gehäuse 11 drehbar
gelagerten Spindel 29 zusammen, die je nach Drehrichtung
für eine
geradlinige Bewegung des Trägers 31 entweder
in der einen oder der entgegengesetzten Richtung entlang einer gehäusefesten
Führungsschiene 33 sorgt.
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Innerhalb
des Gehäuses 11 sind
im Bereich der schlitzförmigen
Gehäuseöffnung 15,
durch die sich der Läufer 13 hindurch
erstreckt, Permanentmagnete angeordnet, von denen in 2 ein
stab- bzw. streifenförmiger,
sich über
den Läufer 13 hinweg
erstreckender Magnet 23 dargestellt ist. Mit den Magneten 23 wirkt
das Edelstahlband 19 derart zusammen, dass – bezogen
auf die Bewegungsrichtung des Läufers 13 – vor und
hinter dem Läufer 13 das
entsprechend flexibel ausgebildete Abdichtband 19 durch
Magnetkraft am Gehäuse 11 gehalten
wird und die Gehäuseöffnung 15 gegenüber der
Umgebung abdichtend verschließt.
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Der
Läufer 13 ist
mit einer Durchführung 25 für das Abdichtband 19 versehen.
Hierdurch wird das Abdichtband 19 auf eine gekrümmte Bahn
gezwungen, auf der es sich zunächst
von dem Gehäuse 11 entfernt
und dann am gegenüberliegenden
Ende des Läufers 13 wieder
dem Gehäuse 11 nähert. Das
Abdichtband 19 ist folglich lokal im Bereich des Läufers 13 bzw.
der Durchführung
des Läufers 13 durch
das Gehäuse 11 von
dem Gehäuse 11 bzw.
von den haltenden Magneten 23 abgehoben.
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Die
Durchführung 25 für das Abdichtband 19 wird
auf der dem Gehäuse 11 zugewandten
Seite von einem Schlitten oder Gleitschuh 21 des Läufers 13 begrenzt,
der somit im Bereich des Läufers 13 zwischen
Abdichtband 19 und Gehäuse 11 angeordnet ist.
Um bei sich bewegendem Läufer 13 vorne
das Abheben des Abdichtbandes 19 und hinten das Zurückführen des
Abdichtbandes 19 auf den Magneten 23 zu erleichtern
bzw. zu fördern,
ist der Schlitten 21 an seinen beiden Enden keilförmig ausgebildet.
Insgesamt weist der Schlitten 21 eine stromlinienförmige Gestalt
auf, die eine widerstandsarme Bewegung des Schlittens 21 zwischen
Abdichtband 19 und Gehäuse 11 und
somit des Läufers 13 insgesamt
sicherstellt.
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Das
Innere des Gehäuses 11 ist
somit in jeder Stellung des Läufers 13 vor äußeren Einflüssen geschützt. In
Bewegungsrichtung des Läufers 13 betrachtet
vor und hinter dem Läufer 13 ist
die Gehäuseöffnung 15 durch
das Abdichtband 19 verschlossen, wohingegen im Bereich
des Läufers 13 dieser selbst
das Eindringen von Verunreinigungen oder Reinigungsmitteln in das
Gehäuse 11 verhindert.
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Die
Verbindung zwischen äußerem Funktionsabschnitt 17 und
innerem Träger 31 des
Läufers 13 wird
durch Verbindungsabschnitte (vgl. 1) erreicht,
die das Abdichtband 19 oben und unten umgreifen.
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In 3 ist
das erfindungsgemäße Abdichtprinzip
nochmals in einer schematisch gehaltenen Draufsicht veranschaulicht.
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An
der betreffenden, mit der zu verschließenden Öffnung versehenen Seite 27 des
Gehäuses 11 sind
ein oder mehrere gehäusefeste
Permanentmagnete 23 vorgesehen. An den Magneten 23 liegt
das Abdichtband 19 vor und hinter dem Schlitten 21 des Läufers 13 unmittelbar
an, wodurch in diesen Bereichen eine absolute Dichtigkeit des Gehäuses 11 durch
das Abdichtband 19 gewährleistet
ist. Der Schlitten 21 des Läufers 13 bewirkt ein
lokales Abheben des Abdichtbandes 19 durch Umlenkung. Das Abdichtband 19 erstreckt
sich im Bereich des Läufers 13 aufgrund
der Zwangsführung
längs der
am Läufer 13 vorgesehenen
Durchführung 25 entlang
einer vorgegebenen Bahn gewissermaßen um den Schlitten 21 des
Läufers 13 herum.
Hierzu ist das Abdichtband 19 mit einer hinreichenden Flexibilität versehen.
Die Stromlinienform des Schlittens 21 bzw. dessen keilförmigen Endbereiche 22 sorgen
für ein
einfaches und leichtgängiges
Anheben des Abdichtbandes 19 und insbesondere dessen Rückführung auf
die Magnete 23, wobei letzteres durch die zwischen den
Magneten 23 und dem Abdichtband 19 wirksamen Anziehungskräfte unterstützt wird,
sich also die Gehäuseöffnung 15 hinter
dem Läufer 13 gewissermaßen wieder
von selbst abdichtend schließt.
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An
seinen Enden ist das Abdichtband 15 fest eingespannt und
insbesondere unter eine vorgegebene Zugspannung gesetzt, die einerseits
die zum Anheben des Abdichtbandes 15 mittels des in Bewegungsrichtung
vorderen Endes des Schlittens 21 erforderliche Kraft erhöht, andererseits
aber das Verschließen
der Gehäuseöffnung 15 hinter
dem Schlitten 21 fördert.
In Abhängigkeit
von den jeweiligen konkreten Verhältnissen kann eine gezielte
Abstimmung der Zugspannung auf die übrigen Einflussgrößen vorgenommen
werden.
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- 11
- Gehäuse
- 13
- Läufer
- 15
- Gehäuseöffnung
- 17
- Funktionsabschnitt,
Produkthaltearm
- 19
- Abdichtung,
Metallband
- 21
- Schlitten,
Gleitschuh
- 22
- keilförmiges Ende
des Schlittens
- 23
- gehäusefester
Magnet
- 25
- Durchführung für Abdichtung
- 27
- Gehäuseseite
- 29
- Spindel
- 31
- Träger
- 33
- Führungsschiene
oder -steg