-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Abfüllanlagen, welche Getränke in Behältnisse
abfüllen.
Derartige Abfüllanlagen
sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei wird eine flüssige Substanz, wie
insbesondere ein Getränk,
in die Behältnisse
abgefüllt.
Daneben werden in die Behältnisse
unterschiedliche Gase abgefüllt,
wie beispielsweise Sterilgase und dergleichen. Auch werden während des Abfüllvorgangs
Gase aus dem Behältnis
rückgeführt. Zum
Abfüllen
dieser Gase kommt dabei üblicherweise
ein Ventilblock zum Einsatz, der gezielt in Abhängigkeit von dem Abfüllvorgang
die Zufuhr bzw. Abführung
dieser Gase in die Behältnisse
steuert. Dabei ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass sämtliche
Komponenten derartiger Ventilblöcke
aus rostfreien Edelstählen
gefertigt werden, um einerseits den thermischen und chemischen Anforderungen
gerecht zu werden und um andererseits den optischen Eindruck eines
soliden Maschinenbaus zu gewährleisten.
Die Herstellung dieser Ventilblöcke
aus Edelstahl ist jedoch relativ aufwendig und kostenintensiv.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ventilblock
für Abfüllanlagen
zur Verfügung
stellen, der in der Fertigung im Vergleich zum Stand der Technik
kostengünstiger
ist. Dies wird erfindungsgemäß durch
einen Ventilblock nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen
und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Ein
erfindungsgemäßer Ventilblock
für Abfüllanlagen
zum Abfüllen
von Flüssigkeiten
in Behältnisse
weist eine Vielzahl von Ventilen auf, die im Inneren eines Gehäuses angeordnet
sind, wobei diese Ventile unabhängig
voneinander steuerbar sind und weiterhin eine Steuerungseinrichtung
zur Steuerung der Ventile vorgesehen ist. Erfindungsgemäß weist das
Gehäuse
wenigstens einen Grundkörper
und einem von diesem Grundkörper
trennbaren Deckel auf, wobei der Deckel aus einem Kunststoff gefertigt
ist.
-
Durch
die Herstellung des Deckels aus einem Kunststoffmaterial können die
Kosten für
die Herstellung des Ventilblocks reduziert werden. Allgemein ist
es im Bereich der getränkeherstellenden
Industrie und auch in der Füllventiltechnik
bekannt, Kunststoffe für
spezielle Aufgaben einzusetzen. Bei gewissen Einsätzen wird
eine Kunststoffeigenschaft benötigt,
die mit einem Edelstahl nicht erreicht werden kann. Beispiele hierfür sind das
Führen
von bewegten Metallteilen, die keine harte Oberfläche aufweisen
oder das elektronische Isolieren von Messsignalen.
-
Bevorzugt
weist dieser Kunststoff eine antimikrobielle Substanz auf. Aus dem
Stand der Technik sind derartige antimikrobielle Substanzen seit
längerem
bekannt. Dabei ist es beispielsweise bekannt, derartige Substanzen
für Operationsinstrumente
und Zubehör
im Bereich der Medizintechnik zu verwenden. Auch ist der Einsatz
derartiger Stoffe beispielsweise im Bereich der Wasseraufbereitung
bekannt. Derartige antimikrobielle Substanzen haben die Fähigkeit,
Mikroben also beispielsweise Viren, Bakterien, Hefe, Algen, Pilze,
Protozoen abzutöten.
Genauer gesagt, zerstören
antimikrobielle Zusätze
Proteine, Membrane oder Kernbausteine der Mikroben.
-
Als
derartige anorganische antimikrobielle Zusätzen kommen Materialien auf
Basis von Metallen bzw. Metallionen in Betracht, wie beispielsweise Materialen
auf Basis von Silber, Kupfer oder Zink. Ein Beispiel für derartige
antimikrobielle Zusätze
ist so genanntes Nano-Silber.
-
Auch
sind spezielle Materialien bekannt, die sich insbesondere für den Einsatz
in Kunststoffen eignen und dabei eine thermische Beständigkeit
im Verarbeitungsprozess sowie eine kontrollierte Freisetzung beispielsweise
von Silber-Ionen
ermöglichen.
Derartige Silber-Ionen bewirken einen Ionenaustausch in feuchter
Umgebung bzw. eine Reaktion der hochreaktiven Silber-Kationen mit
Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff in einer mikroben Zelle. Auf diese
Weise wird ein Zellsterben durch die Unterbrechung der DNA-Vervielfältigung
erreicht, wobei der Einsatz von Silber-Ionen den Vorteil mit sich
bringt, dass es sich dabei um einen rein anorganischen Wirkstoff
handelt, d. h. es tritt keine Resistenz der Bakterien auf.
-
Bei
dem erfindungsgemäßen Ventilblock wird
bei der Befüllung
von Getränken
oder auch von pharmazeutischen Produkten durch Bauteile aus antimikrobiell
ausgestatteten Kunststoffen eine biostatische oder biozide Wirkung
erzielt, d. h. das Wachstum von Mikroben wird gehemmt bzw. die Zahl
der Mikroben wird reduziert. Damit wird insbesondere an dem beschriebenen
Deckel eine antimikriobielle Wirkung durch Silber-Ionen als Bestandteil
des Kunststoffes erreicht. Falls auch der Grundkörper aus Kunststoff ausgeführt ist,
weist bevorzugt auch hier der Kunststoff eine antimikrobielle Substanz
auf und damit wird auch hier das Wachstum von Mikroben gehemmt bzw.
verhindert.
-
Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Ventilblock
wenigstens eine Zuführleitung
zum Zuführen
eines gasförmigen
Mediums auf. Bevorzugt sind mehrere derartige Zuführleitungen
vorgesehen, so dass in Abhängigkeit
von der Ventilstellung des Ventilblocks das Behältnis mit unterschiedlichen
Gasen beaufschlagbar ist oder Gase aus dem abzufüllenden Behältnis abführbar sind.
-
Vorzugsweise
ist die Steuerungseinrichtung in dem Deckel des Gehäuses angebracht.
Damit wird hier vorgeschlagen, die Elektronik und die Pneumatik zu
dezentralisieren, um auf diese Weise die gesamte Anlage bzw. den
Ventilblock hygienischer und bedienfreundlicher zu gestalten. Ein
Gehäuse,
das für mehrere
Einheiten genutzt wird, ist grundsätzlich günstiger als viele Abdeckungen,
die zu jedem Füllventil
zugeordnet sind.
-
Bevorzugt
ist zwischen der Steuerungseinrichtung und den Ventilen eine lösbare Steckverbindung
vorgesehen. Damit ist es möglich,
beim Auseinanderbau den Deckel gemeinsam mit der Steuerungseinrichtung
abzuheben und die entsprechende lösbare Steckverbindung zu lösen, um
den Deckel von dem Grundkörper
vollständig
zu trennen. Auch durch diese Vorgehensweise wird der Gesamtaufbau einfacher
gestaltet.
-
Vorzugsweise
sind die Ventile in dem Grundkörper
des Gehäuses
angeordnet. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
ist das Gehäuse
wenigstens teilweise ein Spritzgussteil. Durch die Verwendung eines
Spritzgießverfahrens
ist es möglich, besonders
kostengünstig
die erfindungsgemäßen Gehäuse herzustellen.
Wie unten genauer erläutert wird,
sind dabei auch Bestandteile der Ventile mit in den Grundkörper eingearbeitet
bzw. eingegossen.
-
Vorzugsweise
ist auch der Grundkörper
aus einem Kunststoff gefertigt. Damit wird hier vorgeschlagen, sowohl
den Deckel als auch den Grundkörper
aus einem Kunststoff zu fertigen. Bei einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
weist die Vorrichtung einen aus Kunststoff gefertigten im Inneren
des Gehäuses
angeordneten Träger
für Ventilkolben
auf. In diesem Träger
können
dabei Laufflächen
eingearbeitet sein, entlang derer sich die Ventilkolben der Pneumatikventile
bewegen können.
Dieser Träger
ist dabei bevorzugt einteilig mit dem Grundkörper ausgebildet.
-
Vorzugsweise
sind in den Träger
auch Leitungen für
ein fließfähiges und
insbesondere gasförmiges
Medium eingearbeitet. Damit wird auch hier im Gegensatz zum Stand
der Technik vorgeschlagen, einen Träger, der gleichzeitig die Laufflächen und
damit einen Bestandteil der Füllventile
bildet, aus Kunststoff herzustellen. Auch diese Vorgehensweise ist
günstiger
als die bislang im Stand der Technik vorgesehenen Träger aus
Metall. Auch das Einbringen von Leitungen für das fließfähige Medium direkt in den Träger führt zu einer
erheblichen Kosteneinsparung gegenüber dem Stand der Technik.
Vorzugsweise ist auch der Träger
ein im Spritzgussverfahren hergestelltes Bauteil. Damit wird der
Träger
oder werden allgemein die komplexen Kunststoffteile für eine Produktführung verwendet.
-
Damit
wird insgesamt vorgeschlagen, Teile des Gehäuses mit mehreren Funktionen
beispielsweise hier mit den Laufflächen für die Ventilkolben auszustatten
und auf diese Weise günstiger
zu gestalten. Durch die Übernahme
anderer Funktionen können
Teile eingespart werden.
-
Vorteilhaft
werden die einzelnen Füllventilteile
so gestaltet, dass keine Verbindung zu dem abfüllenden Behälter besteht. Da auch keine
Produktberührung
zu dem Kunststoff besteht, ergeben sich in der Folge geringere Anforderungen
an den Kunststoff. Bei einem weiteren Schritt ist es möglich, diese komplexen
Kunststoffteile für
die Produktführung,
wie oben erwähnt,
zu verwenden.
-
Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Deckel
eine Anschlussplatine vorgesehen, wobei diese Anschlussplatine unlösbar mit
dem Deckel in Verbindung steht. Bei dieser Ausführungsform ist damit der Stecker
für insbesondere einen
elektrischen Anschluss direkt in den Deckel integriert, wobei auch
hierdurch eine Herstellung des gesamten Ventilblocks vereinfacht
wird. Vorzugsweise ist diese Anschlussplatine über einen Steckkontakt mit
einer Elektronikplatine verbunden. Auf dieser Elektronikplatine
ist wiederum die oben erwähnte Steuerungseinrichtung
angeordnet.
-
Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Deckel gegenüber dem
Grundkörper
mit wenigstens einer Abdichteinrichtung abgedichtet. Mit der Zuordnung
von elektronischen und pneumatischen Einheiten zu den einzelnen
Füllorganen
wird eine Abdeckung mit hoher (bzw. absoluter) Dichtigkeit benötigt. Hierzu
wird vorzugsweise eine Abdichteinrichtung mit zwei Dichtelementen,
bei denen es sich bevorzugt um O-Ringe handelt, verwendet. Vorzugsweise
liegen diese beiden Dichtelemente an unterschiedlichen Wandungsabschnitten
des Grundkörpers
bzw. des Deckels an, wobei diese Wandungsabschnitte in einem von
0° verschiedenen Winkel
zueinander verlaufen. Vorzugsweise verlaufen die Wandungsabschnitte
im Wesentlichen senkrecht zueinander, so dass durch die beiden Dichtelemente
eine Art Labyrinthdichtung erreicht wird.
-
Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Deckel
einen Vorsprung auf, der sich in eine an diesen Vorsprung angepasste
Ausnehmung des Grundkörpers
erstreckt. Durch diese Ausgestaltung kann eine besonders hohe Dichtigkeit zwischen
dem Grundkörper
und dem Deckel erreicht werden. Vorzugsweise verjüngt sich
die Ausnehmung nach unten.
-
Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Ventilblock
in einer Außenoberfläche eine
Halteeinrichtung zum Befestigen eines weiteren Elementes auf. Bei
diesem weiteren Element handelt es sich insbesondere um einen Hauptzylinder,
der wiederum die Zuführung
des Getränks
in ein Behältnis
steuert. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform steht der Innenraum
des Gehäuses wenigstens
zeitweise unter einem Überdruck.
Aus diesem Grunde ist bevorzugt für eine möglichst hohe Abdichtung des
Grundkörpers
gegenüber
dem Deckel zu sorgen.
-
Weitere
Vorteile und Ausführungsformen
ergeben sich aus den beigefügten
Zeichnungen:
-
Darin
zeigen:
-
1 eine
schematische Ansicht einer Abfüllanlage
zum Befüllen
von Behältnissen
mit einem Getränk;
-
2 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ventilblocks; und
-
3 eine
Detaildarstellung des Ventilblocks aus 2.
-
1 zeigt
eine Anlage 20 zum Abfüllen
von Getränken.
Diese Anlage 20 weist eine Zuführleitung 52 auf,
welche beispielsweise ein aus einem Ringkessel stammendes Getränk zuführt. Das
Bezugszeichen 54 bezieht sich auf einen Durchflussmesser,
der die Menge an Flüssigkeit
bestimmt, die in Richtung der Pfeile P1 horizontal in Richtung des
Behältnisses 10 gelangt.
Das Bezugszeichen 58 bezieht sich auf ein Ventil, welches
wiederum von dem Hauptzylinder 56 betätigt wird, um das Getränk in das
Behältnis 10 einzufüllen.
-
Das
Bezugszeichen 1 bezieht sich in seiner Gesamtheit auf einen
Ventilblock, der die Zuführung bzw.
Ableitung unterschiedlicher Gase in das Behältnis oder aus dem Behältnis steuert.
So wird beispielsweise durch diesen Ventilblock auch der Fluss eines Rückgases
aus dem Behältnis
gesteuert. Dieser Ventilblock weist einen Deckel 14 und
einen Grundkörper 12 auf,
wobei der Deckel 14 von dem Grundkörper 12 trennbar ist
und der Deckel 14 sowie der Grundkörper 12 gemeinsam
das Gehäuse 6 bilden. Das
Bezugszeichen 44 bezieht sich auf eine elektrische Zuführleitung,
welche an den Deckel anschließbar
ist. Dabei ist es möglich,
die einzelnen Kontakte im Inneren des Deckels fest mit diesen zu
verbinden, bzw. einzuarbeiten. Das Bezugszeichen 46 kennzeichnet
einen entsprechenden Anschluss an den Deckel 14 des Ventilblocks 1.
Der Ventilblock kann auch die Steuerung des Hauptzylinders 56 übernehmen.
-
2 zeigt
eine detailiertere Ansicht des Ventilblocks 1 aus 1.
Man erkennt, dass im Inneren des Deckels 14 Kontaktverbindungen 27 wie
Pins vorgesehen sind, welche wiederum zu einer vertikal verlaufenden
Anschlussplatine 26 gelangen. Das Bezugszeichen 24 bezieht
sich auf einen Steckkontakt, mit dem die Anschlussplatine 26 mit
einer Elektronikplatine 28 verbunden werden kann. Die Elektronikplatine 28 ist
mit zwei Bolzen 29 an dem Deckel 14 angeordnet.
Dabei ist es hier auch möglich,
die einzelnen Pins 27 in den Deckel zu integrieren. Auch
ist es möglich,
die oben erwähnten
Stecker 46 an dem Deckel 14 anzugießen. Auf
der Elektronikplatine 28 ist die Steuerungseinrichtung 16 angeordnet.
-
Das
Bezugszeichen 25 bezieht sich auf einen Steckkontakt, um
die Elektronikplatine 28 elektrisch, jedoch trennbar, mit
den Ventilen 8, bei denen es sich hier um Pneumatikventile
handelt, zu verbinden. Damit kann der Deckel 14 mit der
darin angeordneten Elektronikplatine 28 und der Anschlussplatine 26 von
dem Grundkörper 12 abgenommen
werden. Zur einfachen Handhabung wurden damit die elektrischen Komponenten
sämtlich
in den Deckel 14 integriert und können durch einfaches Abnehmen
des Deckels 14 von der Mechanik getrennt werden.
-
Durch
die Dezentralisierung sind die Pneumatikwege kürzer und auch jeweils gleich
lang, wodurch wiederum das Füllventil
genauer arbeiten kann. Nicht nur durch die Nähe der Schaltventile zu den
einzelnen Zylindern 21 ergibt sich eine kleinere Nennweite,
sondern auch wegen der genauen Zuordnung kann eine Auslegung auf
die speziellen Anforderungen erfolgen. Der Grundkörper 12 besteht ebenfalls
aus einem Kunststoff. Einteilig mit dem Grundkörper 12 ist ein Träger 15 ausgebildet,
in dem wiederum Ausnehmungen bzw. Laufflächen 17 für Zylinderkolben 21 von
Pneumatikventilen eingearbeitet sind.
-
Damit
wird hier auch vorgeschlagen, den Grundkörper gemeinsam mit diesem Träger ebenfalls
bevorzugt in einem Spritzgießverfahren
auszubilden, wodurch die Kosten reduziert werden. Genauer gesagt,
werden auch etwaige Membransitze bzw. Zylinderlaufflächen mit
diesem Träger
gemeinsam ausgebildet. Entsprechend können auch Dichtungsflächen für die Ventile
direkt mit dem Grundkörper 12 ausgebildet
sein. Weiterhin erkennt man, dass in dem Grundkörper 12 bzw. dem Träger 15 auch
eine Versorgungsleitung 13 direkt eingearbeitet ist, welche
zu dem Hauptzylinder 56 führt. Oberhalb des Trägers 15 ist
eine Aluminiumplatte 19 vorgesehen, an der wiederum die
Ventile 8 angeordnet sind. In dem mit 23 gekennzeichneten
schematisch dargestellten Block sind die einzelnen Schaltventile
für die Gasversorgung
angeordnet, wobei die konkrete Auslegung hier nicht im Detail erläutert wird.
-
3 zeigt
den Verbindungsbereich zwischen dem Deckel 14 und dem Grundkörper 12.
Man erkennt, dass hier zur optimalen Abdichtung der beiden Gehäuseteile
gegeneinander zwei Dichtelemente 35, 36 vorgesehen
sind, wobei es sich hier um O-Ringe handelt. Dabei ist ein Dichtelement 35 in
einer Ausnehmung 45 des Deckels angeordnet und weiteres
Dichtelement 36 in einer Ausnehmung 47 des Grundkörpers 12.
Weiterhin liegt das Dichtelement 35 an einer Wandung 38 des
Grundkörpers
an und das Dichtelement 36 liegt an einer Wandung 39 des
Deckels 14 an. Diese beiden Wandungen 38 und 39 stehen
senkrecht zueinander und bilden damit eine Labyrinthdichtung. Weiterhin
ist ein Vorsprung 40 des Deckels 14 vorgesehen,
der in einer entsprechend angepasste Ausnehmung 42 des
Grundkörpers 12 ragt.
Auf diese Weise kann insgesamt ein fester Sitz des Grundkörpers gegenüber dem
Deckel 14 erreicht werden.
-
Mit
der Zuordnung von elektronischen und pneumatischen Einheiten zu
den einzelnen Füllorganen
gibt sich das Erfordernis einer Abdeckung mit hoher Dichtigkeit.
Zu diesem Zweck wird die oben beschriebene Anordnung mit zwei O-Ringen
eingesetzt. Das Spritzgussverfahren erlaubt eine hohe Gestaltungsfreiheit,
so dass das Gehäuse
hierdurch nach den Hygienerichtlinien gestaltet werden kann.
-
Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem
Stand der Technik neu sind.