DE102007058046A1

DE102007058046A1 - Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen oder dergleichen Behälter, insbesondere Füllmaschine

Info

Publication number: DE102007058046A1
Application number: DE200710058046
Authority: DE
Inventors: Olaf Muszinski
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-10
Also published as: EP2227432A1; WO2009068162A1

Abstract

Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen oder dergleichen Behältern, insbesondere Füllmaschine, mit einem an einem Maschinengestell um eine Maschinenachse drehbar gelagerten und wenigstens Behälterträger aufweisenden Rotor sowie mit einer Lageranordnung zur drehbaren Lagerung des Rotors am Maschinengestell um die Maschinenachse.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
Vorrichtungen, insbesondere auch solche umlaufender Bauart zum Behandeln von Flaschen oder dergleichen Behältern, auch in ihrer Ausbildung als Füllmaschine zum Füllen der Behälter mit einem flüssigen Füllgut sind in verschiedensten Ausführungen bekannt. Speziell bei einer Füllmaschine weist der um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbare Rotor ein hohes Gewicht auf, und zwar allein schon durch den während des Betriebes mit dem flüssigen Füllgut gefüllten und mit den Füllelementen der Füllmaschine in Verbindung stehenden Füllgutbehälter oder -kessel, der beispielsweise als Ringkessel ausgeführt ist.
Zur Erzielung einer ausreichend hohen Leistung ist es weiterhin speziell auch bei Füllmaschinen notwendig, den Rotor mit großem Durchmesser und mit einer Vielzahl von Füllstationen am Umfang auszubilden, d. h. mit einem Durchmesser der auf jeden Fall größer als 400 cm ist. Um trotz des hohen Rotorgewichtes die erforderliche Stabilität auf großem Durchmesser zu erreichen, ist es insbesondere bei Füllern oder Füllmaschinen üblich, die Lageranordnung zwischen dem Rotor und dem Maschinengestell als Kugeldrehverbindung mit großem Durchmesser auszuführen. Derartige Kugeldrehverbindungen sind aber extrem teuer und auf dem Markt nur mit erheblichen Lieferzeiten erhältlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung oder Maschine umlaufender Bauart zum Behandeln von Flaschen oder dergleichen Behältern, insbesondere in ihrer Ausbildung als Füllmaschine aufzuzeigen, die auch bei großem Rotordurchmesser und hohen Rotorgewicht ohne Einschränkung der Stabilität mit einer vereinfachten Lageranordnung zwischen dem Rotor und dem Maschinengestell realisiert ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass trotz eines großen Rotordurchmessers, beispielsweise eines Rotordurchmessers von mindestens 400 cm, und trotz eines hohen Rotorgewichtes, insbesondere auch bei als Füllmaschine ausgebildeter Vorrichtung, die Lagerung nur auf einer Achse bzw. Lagerachse erfolgen kann, was bisher von der Fachwelt bei derartigen Vorrichtungen, d. h. bei Vorrichtungen mit großem Rotordurchmesser und hohem Rotorgewicht als nicht realisierbar angesehen wurde.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt so ausgeführt, dass die Lageranordnung wenigstens zwei Lager oder Lagerabschnitte aufweist, der in Richtung der Maschinenachse voneinander beabstandet sind und deren Abstand dabei wenigstens 15 bis 25% des maximalen Rotordurchmessers oder bei Ausbildung eines Ringkessels am Rotor wenigstens etwa 15 bis 25% des maximalen Durchmessers des Ringkessels beträgt.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 in vereinfachter Darstellung und im Teilschnitt eine als Rundläufer ausgebildete Behandlungsmaschine für Flaschen oder dergleichen Behälter, in Form einer Füllmaschine;
2 in vergrößerter Teildarstellung einen Schnitt durch die zentrale Lageranordnung bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren ist 1 eine Vorrichtung umlaufender Bauart in Form einer Füllmaschine zum Füllen von Behältern bzw. von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut. Die Vorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einem Maschinengestell 3 und aus einem an diesem Maschinengestell 3 um eine vertikale Maschinenachse VA drehbar gelagerten Rotor 4, der durch einen in der 1 schematisch mit 5 angedeuteten Antrieb um die vertikale Maschinenachse VA umlaufend angetrieben ist.
Am Umfang des Rotors 4 sind mehrere Füllstationen gebildet, und zwar jeweils bestehend aus einem Füllelement 6 und aus einem unter jedem Füllelement 6 angeordneten Behälterträger oder Flaschenteller 7 mit Hubeinrichtung 8 zum Anheben und Absenken der mit ihrem Boden auf den Flaschentellern 7 aufrecht stehend angeordneten Flaschen 2 gegen das zugehörige Füllelement 6 bzw. von diesem Füllelement, wie diesem dem Fachmann bekannt ist.
Weitere am Rotor 4 vorgesehene und mit diesem umlaufende Funktionselemente sind insbesondere ein Ringkessel 9 zum Bereitstellen des in die Flaschen 2 abzufüllenden flüssigen Füllguts, Steuermittel zur Steuerung der einzelnen Füllelemente 6 sowie auch ein Steuerantrieb 10 zum Heben und Absenken eines unteren, die Flaschenteller 7 mit Hubeinrichtung 8 aufweisenden Rotorteil 4.2 gegenüber einem die Füllelemente 6 und den Ringkessel 9 aufweisenden oberen Rotorteil 4.1, der am Maschinenrahmen oder -gestell 3 gelagert ist, in Richtung der Maschinenachse VA zur Anpassung an unterschiedliche Flaschengrößen usw. Dargestellt ist in der 1 weiterhin auch eine von mehreren Säulen 11 für eine ortsfeste, d. h. mit dem Rotor 4 nicht umlaufende Steuerkurve 12, mit der die Füllelemente 6 über Steuerrollen zusammenwirken.
Zur Lagerung des Rotors 4 am Maschinengestell 3 dient eine zentrale Lageranordnung 13, die u. a. eine achsgleich mit der Maschinenachse VA angeordnete Lagerwelle oder -achse 14 aufweist, welche in einem Lagerrohr 15 drehbar gelagert ist. Die Lagerachse 14 ist am oberen Rotorteil 4.1 von diesem nach unten wegstehend befestigt und erstreckt sich axial über eine relativ große Länge, d. h. bei der dargestellten Ausführungsform über eine Länge, die etwa 15 bis 25% des Durchmessers beträgt, die der Rotor an seinem mit den Füllelementen 6 versehenen Umfang oder der Ringkessel an seiner radial außenliegenden Seite aufweisen. Mit ihrem in der 1 unteren Ende stützt sich die Lagerachse 14 über ein beispielsweise als Wälzlager (Kugellager) ausgebildetes axiales Stützlager an einem in das Innere des Lagerrohres 15 hineinreichenden Bund 15.1 ab. Weiterhin ist die Lagerachse 14 im Bereich ihres oberen und ihres unteren Endes im Lagerrohr 15 durch als Wälzlager (z. B. Kugellager) ausgebildete und als Radiallager wirkende Lager 17–19 abgestützt, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform am oberen Ende unmittelbar unterhalb des Rotorteils 4.1 durch die beiden axial gegeneinander versetzten Lager 17 und 18 und im Bereich des unteren Endes durch das Lager 19. Die Lager 17 und 18 bilden einen oberen Lagerabschnitt und die Lager 16 und 19 einen unteren Lagerabschnitt.
Die Länge der Lagerachse 14 und damit auch des Lagerrohres 15 sind so gewählt, dass sich die Lageranordnung 13 ausgehend vom oberen Rotorteil 4.1 durch das bei der dargestellten Ausführungsform ringartig ausgebildete und die Maschinenachse VA konzentrisch umschließende Rotorteil 4.2 hindurch bis an die Unterseite des mit Standfüßen 3.1 abgestützten Maschinenrahmens 3 erstreckt und über diesen Maschinenrahmen auch noch nach unten vorsteht, so dass bei relativ langer Ausbildung der Lagerachse 14 eine relativ niedrige Bauform für die Vorrichtung 1 erreicht ist.
Die beiden Lager 17 und 18 besitzen von dem unteren Radiallagern 19 ebenfalls einen großen axialen Abstand, der in etwa gleich der Länge der Lagerachse 14 ist und dementsprechend ebenfalls etwa 15 bis 25% des maximalen Durchmessers des Rotors 4 bzw. des Ringkessels 9 beträgt. Weiterhin ist die Lagerachse 14 mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser ausgeführt, der etwa 3 bis 4% des maximalen Durchmessers des Rotors 4 bzw. des Ringkessels 9 beträgt.
Mit 20 und 21 sind in der 1 schematisch Anschlüsse bezeichnet, über die Lageranordnung 13 und dabei insbesondere der vom Lagerrohr 15 umschlossene Raum periodisch mit einem geeigneten Medium oder Fluid, beispielsweise mit einem Gleitfluid gespült oder aber permanent mit dem Gleitfluid durchströmt wird.
Durch die beschriebene Ausbildung der zentralen Lageranordnung 13 weist der Rotor 4 trotz der Vermeidung einer aufwendigen Kugeldrehverbindung, eines großen Durchmessers und eines hohen, insbesondere durch das Füllgut im Ringkessel 9 bedingten Gewichts eine hohe Stabilität auf.
Die 2 zeigt in vereinfachter Teildarstellung eine Lageranordnung 13a, die sich von der Lageranordnung 13 zunächst dadurch unterscheidet, dass anstelle der beiden oberen Lager 17 und 18 am oberen Ende einer der Lagerachse 14 entsprechenden Lagerachse 14a ein Lager 22 vorgesehen ist, welches zwischen der Lagerachse 14a bzw. einem auf dieser Lagerachse vorgesehenen, die Maschinenachse VA konzentrisch umschließenden ringförmigen Abschnitt 23 und dem oberen Ende des Lagerrohres 15a als Radial- und Axiallager wirkt. Das obere Lager 22 besitzt einen Querschnitt, der um ein Vielfaches größer ist als der Querschnitt des unteren Lagers 19. Das Lager 22 kann auch als Kugeldrehverbindung ausgeführt sein.
Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass die Lagerachse 14a als Drehverteiler ausgeführt ist, und zwar mit wenigstens einem sich in der Lagerachse 14a in Richtung der Maschinenachse VA erstreckenden Kanal 24, der mit einer am Umfang der Lagerachse 14.1 ausgebildeten, die Maschinenachse VA konzentrisch um schließenden Ringnut 25 in Verbindung steht, sowie mit einem die Lagerachse 14a im Bereich dieser offenen Ringnut 25 umschließenden und mit der Lagerachse 14a nicht umlaufenden ringförmigen Verteilerelement 26. Dieses ist mit wenigstens einem äußeren Anschluss 27 versehen, der mit einer mit der Ringnut 25 deckungsgleich angeordneten Öffnung (beispielsweise Steueröffnung) des Verteilerelementes 26 in Verbindung steht. Der von der Lagerachse 14a und dem Verteilerelement 26 gebildete Drehverteiler dient zum Zuführen und/oder Abführen von Betriebsmedien in den Rotor 4 bzw. vom Rotor 4, beispielsweise zum Zuführen von unter Druck stehenden Fluids, z. B. von Druckluft, zum Zu- und Abführen von Gleitfluids usw.
Obwohl das obere Lager 22 einen größeren Durchmesser als das untere Lager 19 aufweist, ist der Durchmesser des Lagers 22 vorzugsweise höchstens gleich 100 cm, so dass es bei Ausbildung des Lagers 22 als Kugelführung diese relativ preiswert gefertigt werden kann.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
So ist es beispielsweise möglich, die Lageranordnung 13 oder 13a für eine Verstellung der Neigung des Rotors 4 bzw. einer Rotorachse gegenüber der Vertikalen auszubilden, beispielsweise durch entsprechende Verstellung Neigung des Lagerrohres 15 bzw. 15a am Maschinenrahmen 3.

1: Vorrichtung bzw. Maschine umlaufender Bauart
2: Flasche
3: Maschinenrahmen
3.1: Standfuß
4: Rotor
4.1, 4.2: Rotorteil
5: Antrieb
6: Füllelement
7: Flaschenteller
8: Hubeinrichtung
9: Ringkessel
10: Steuerantrieb
11: Säule
12: Steuerkurve
13, 13a: zentrale Lageranordnung
14, 14a: Lagerachse
15, 15a: Lagerrohr
16, 17, 18, 19: Lager
20, 21: Anschluss
22: Lager
23: Abschnitt
24: Kanal
25: Ringnut
26: Verteilerelement
27: Anschluss
VA: vertikale Maschinenachse

Claims

Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen oder dergleichen Behältern (2), insbesondere Füllmaschine mit einem an einem Maschinengestell (3) um eine Maschinenachse (VA) drehbar gelagerten und wenigstens Behälterträger (7). aufweisenden Rotor (4), sowie mit einer Lageranordnung (13, 13a) zur drehbaren Lagerung des Rotors (4) am Maschinengestell (3) um die Maschinenachse (VA), dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (13, 13a) von einer achsgleich mit der Maschinenachse (VA) angeordneten zentralen Lagerachse (14, 14a) am Rotor (4) oder am Maschinengestell (3), von wenigstens einem, die Lagerachse (14, 14a) umschließenden Lagerelement (15, 15a) am Maschinengestell (3) oder Rotor (4) sowie von wenigstens zwei in Richtung der Maschinenachse (VA) voneinander beabstandeten Lagerabschnitten mit jeweils wenigstens einem Lager (16–19, 22) zwischen der Lagerachse (14, 14a) und dem wenigstens einem Lagerelement (15, 15a) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Rotor (4) ein Ringkessel (9) zur Aufnahme eines Füllgutes vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkessel (9) die Lageranordnung (13, 13a) mit Abstand umschließt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerachse (14, 14a) und/oder sämtliche Lager (16–19, 22) einen Durchmesser aufweisen, der wesentlich kleiner ist als der Außendurchmessers des Rotors (4) und/oder des Kessels (9).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand, den wenigstens zwei Lagerabschnitte bzw. wenigstens zwei Lager (16–19, 22) der Lageranordnung (13, 13a) in Richtung der Maschinenachse (VA) aufweisen größer als 10% des maximalen Durchmessers des Rotors (4) und/oder des Kessels (9), vorzugsweise größer als 15% des maximalen Durchmessers des Rotors (4) und/oder des Kessels (9) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerabschnitte oder Lager (16–19, 22) als axiale Stütz- und/oder Radiallager wirken.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Lagerabschnitt der Lageranordnung (13, 13a) von wenigstens zwei Lagern (17, 18) und/oder von wenigstens einem Lager (22) mit einem gegenüber den Lagern (16, 19) des unteren Lagerabschnittes vergrößerten Durchmesser gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (16–19, 22) Wälz- oder Kugellager sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Lagerabschnitt oder ein diesen Abschnitt bildendes Lager (16) als axiales Stützlager ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Lager (22) des oberen Lagerabschnittes als axiales Stützlager ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Lager (16–19, 22) der Lageranordnung (13, 13a) einen Außendurchmesser kleiner als 100 cm aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenrahmen (3) von einer mit Standfüßen (3.1) auf einem Untergrund aufstehenden Rahmenanordnung gebildet ist, und dass die Lageranordnung (13, 13a) durch die Rahmenanordnung hindurch in den zwischen den Standfüßen (3) gebildeten Raum hineinreicht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (13a) als Drehverteiler ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lagerachse (14a) wenigstens ein sich in Achsrichtung der Lagerachse erstreckender Kanal (24) vorgesehen ist, der über eine Öffnung (25) mit einem äußeren Verteilerelement (26) des Drehverteilers in Verbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerachse (14a) als Hohllagerachse ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (20, 21) zum Spülen und/oder zum permanenten Durchströmen wenigstens eines La gerabschnitts oder wenigstens eines Lagers (16–19, 22) der Lageranordnung (13, 13a) mit einem Fluid, beispielsweise mit einem Gleitfluid.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rotor (4) und dem mit dem Rotor (4) verbundenen und mit diesem umlaufenden Teil der Lageranordnung ein Trag- und Stellelement vorgesehen ist, mit dem die Neigung des Rotors (4) gegenüber der Maschinenachse (VA) einstellbar bzw. veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (13, 13a) für eine Verstellung der Neigung des Rotors (4) bzw. einer Rotorachse gegenüber der Vertikalen ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerachse (14, 14a) am Rotor (4), vorzugsweise mit wenigstens einer Teillänge über die Unterseite des Rotors vorstehend vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer wenigstens zweiteiligen Ausbildung des Rotors (4) mit einem oberen, den Ringkessel (9) aufweisenden Rotorteil (4.1) die Lagerachse (14, 14a) an diesem oberen Rotorteil vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein die Lagerachse (14, 14a) auf ihrer gesamten Länge oder im Wesentlichen auf ihrer gesamten Länge umschließendes rohrartiges Lagerelement (15).