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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Füllmaschine gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 16.
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Füllmaschinen
zum Füllen
von Behältern, wie
Flaschen, Dosen usw. sind in unterschiedlichen Ausführungen
bekannt. Bekannt sind insbesondere auch Füllmaschinen umlaufender Bauart,
bei denen am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend
angetriebenen Rotors eine Vielzahl von Füllstellen gebildet sind, an
denen das Füllen
der Behälter
während
der Drehbewegung des Rotors zwischen einem Behältereinlauf und einem Behälterauslauf
erfolgt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Füllmaschine
umlaufender Bauart aufzuzeigen, die eine hohe Zugänglichkeit
für Wartungs-
und Reinigungszwecke ermöglicht.
Zur Lösung
dieser Aufgabe ist eine Füllmaschine
entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Verfahren ist
Gegenstand des Patentanspruches 16.
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Eine
Besonderheit der erfindungsgemäßen Füllmaschine
besteht darin, dass sie unterhalb der Füllstellen bzw. unterhalb der
Bewegungsbahn, auf der die an dem umlaufenden Transportelement,
beispielsweise Rotor vorgesehenen Füllstellen bei angetriebenem
Transportelement umlaufen, bodenfrei oder im Wesentlichen bodenfrei
ausgebildet ist.
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„Bodenfrei" bedeutet dabei im
Sinne der Erfindung, dass zumindest unterhalb der Füllstellen
keine oder im Wesentlichen keine weiteren Elemente der Füllmaschine,
insbesondere auch keine flächigen Elemente
oder Bauteile vorgesehen sind, an denen herabfallende oder herabtropfende
Flüssigkeiten
anhaften und sich dadurch möglicherweise
Keimnester oder Keimherde bilden könnten. Vielmehr ist der Raum
unterhalb der Füllmaschine
zumindest unterhalb der Füllstellen
und deren Bewegungsbahn für Reinigungs-
und Wartungszwecke optimal zugänglich.
Hierdurch besteht auch die Möglichkeit,
den Raum unterhalb der Füllstellen
und den dortigen Boden beispielsweise einer Halle, in der die Füllmaschine
aufgestellt ist, problemlos sauber und keimfrei zu halten, beispielsweise
auch durch eine automatische oder technische Reinigung z. B. in
der Form, dass dieser Boden regelmäßig und ohne eine Unterbrechung
der Produktion bzw. des Füllprozesses
abgeschwemmt wird.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
ist das die Füllstellen
aufweisende umlaufend antreibbare Transportelement (Rotor) der Füllmaschine
an einem Halte- und Stützrahmen
mit einer Zentrallagerung freitragend gelagert, d. h. ohne bodengestützte Zentrallagerung,
so dass sich eine besonders offene Bauweise mit freier Zugänglichkeit
für leichte
Reinigung und -desinfektion der Füllmaschine und des Raumes unter
dieser Maschine ergibt.
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Die
erfindungsgemäße Füllmaschine
eignet sich insbesondere zum Abfüllen
von hygienisch sehr schwierigen Medien oder Produkten bzw. von mikrobiologisch
empfindlichen Medien oder Produkten, wie z. B. von Milch, Milchprodukten,
milch- und/oder eiweißhaltigen
Produkten oder von mikrobiologisch empfindlichen Getränken. Die
erfindungsgemäße Füllmaschine
eignet sich insbesondere zum Abfüllen von
Produkten in flüssiger
oder pastöser
Form.
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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 einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es
zeigen:
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1 in
perspektivischer Darstellung und in einer Ansicht von oben eine
als Füllmaschine
ausgebildete Vorrichtung zum Füllen
von Flaschen mit einem flüssigen
Füllgut.
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2 in
schematischer, perspektivischer Darstellung die Füllmaschine
der 1 in einer Ansicht von unten;
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3 in
einer Darstellung wie 2 eine weitere Ausführung der
erfindungsgemäßen Füllmaschine.
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Die
in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Füllmaschine
dient zum Füllen
von Behältern
in Form von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut, beispielsweise mit hygienisch
sehr schwierigen Medien oder Produkten bzw. mit mikrobiologisch
empfindlichen Medien oder Produkten, wie z. B. Milch, Milchprodukte,
milch- und/oder
eiweißhaltige
Produkte oder mikrobiologisch empfindliche Getränke.
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Die
Füllmaschine 1 umfasst
u. a. einen um eine vertikale Maschinenachse MA in Richtung des Pfeils
A umlaufend antreibbaren Rotor 3, der bei der dargestellten
Ausführungsform
speichenradartig ausgebildet ist, und zwar u. a. mit einem äu ßeren ringartigen
Rotorelement 4, mit einem innen liegenden, narbenartigen
Rotorelement 5 sowie mit mehreren, die Rotorelemente 4 und 5 miteinander
verbindenden speichenartigen Rotorabschnitten 6. Am äußeren Rotorelement 4 sind
in gleichmäßigen Winkelabständen um
die Maschinenachse MA verteilt Füllstellen 7 mit
jeweils einem Füllelement 8 und
einem unter dem Füllelement
angeordneten Behälterträger 9 vorgesehen,
mit der die jeweils zu füllende
Flasche 2 während
des Füllprozesses
gegen das zugehörige
Füllelement 8 angehoben
wird.
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Mit 10 ist
ein Behälter-
bzw. Flascheneinlauf bezeichnet, der in bekannter Weise aus einer
Einteilschnecke 11 und einem Transportstern 12 besteht und über den
die über
einen äußeren Transporteur 13 in
Richtung des Pfeils B zugeführten
leeren Flaschen 2 jeweils einzeln an eine Füllstelle 7 übergeben
werden.
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Mit 14 ist
ein Behälter-
oder Flaschenauslauf bezeichnet, der in bekannter Weise aus einem
Transportstern 15 besteht und über den die gefüllten, von der
jeweiligen Füllstelle 7 abgenommenen
Flaschen 2 an einen äußeren Transporteur 16 zum
Abführen der
gefüllten
Flaschen in Richtung des Pfeils C weitergeleitet werden.
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Die
Füllmaschine 1 ist
im Bereich ihres Behältereinlaufs 10 und
Behälterauslaufs 14 jeweils vortischfrei
ausgeführt,
und zwar in der Weise, dass für
den Behältereinlauf 10 und
dem Behälterauslauf 14 jeweils
lediglich ein zentraler Standfuß 10.1 bzw. 14.1 zur
vertikalen Lastabstützung
vorgesehen ist, ansonsten der Raum unterhalb des Behältereinlaufs und
des Behälterauslaufs 14 ohne
Behinderung durch Funktionselemente leicht zugänglich ist, und zwar nicht
nur für
Reparatur- und Wartungszwecke, sondern
insbesondere auch für
Reinigungs- und Desinfektionszwecke. Die Transportsterne 11 und 15 sind
hierfür
jeweils so ausgebildet, dass in ihnen die Flaschen 2 durch
geeignete Mittel, beispielsweise durch Klemmen gehalten sind.
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Auf
dem äußeren Rotorelement 4 sind
weiterhin zwei für
sämtliche
Füllstellen 7 bzw.
deren Füllelemente 8 gemeinsame
Ringkessel 17 und 18 vorgesehen, von denen während des
Betriebs der Füllmaschine 1 wenigstens
ein Ringkessel mit einem flüssigen
Füllgut
gefüllt
ist.
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Die
beiden Ringkessel 17 und 18 sind konzentrisch
zueinander und konzentrisch zur Achse MA angeordnet, wobei der Ringkessel 17 den
Ringkessel 18 umschließt.
Beide Ringkessel 17 und 18 sind über geeignete
Mittel, beispielsweise über
Stege miteinander verbunden und sind Bestandteil des äußeren ringförmigen Rotorelementes 4,
und zwar zusammen mit einem unterhalb des äußeren Ringkes sels 17 vorgesehenen
Ring 19, an welchem insbesondere die Behälterträger 9 bzw.
deren Führungen
angebracht sind und welcher mit dem darüber liegenden Ringkessel 17 in
geeigneter Weise verbunden ist.
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Durch
die Ringkessel 17 und 18 mit ihrem rohrförmigen Querschnitt
wird für
den Rotor 3 trotz eines reduzierten Massengewichtes die
erforderliche hohe Stabilität
erzielt. Am Rotor 3 sind auch weitere Funktionselemente
vorgesehen, beispielsweise mehrere Steuereinrichtungen 20 zum
Steuern der Füllelemente
usw.
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Eine
Besonderheit der Füllmaschine 1 besteht
darin, dass der Rotor 3 mit seinem innenliegenden, narbenartigen
Rotorelement 5 mit einer zentralen Lagerung, d. h. an einer
zentralen Führungs- und/Lagersäule 21 um
die vertikale Maschinenachse MA drehbar gelagert ist, und zwar mit
einer Lageranordnung unter Verwendung mehrerer Lager (Radiallager
und Axiallager), deren Durchmesser wesentlich kleiner ist als der
Außendurchmesser
des Rotors 3. Durch diese zentrale Lagerung des Rotors 3 an
der Führungs-
und/Lagersäule 21 ist
die bei Füllmaschinen
umlaufender Bauart übliche
und sehr teuere Kugeldrehverbindung zur Lagerung des Rotors 3 vermieden.
Insbesondere ergeben sich durch die zentrale Lagerung des Rotors 3 an
der Führungs- und/Lagersäule 21 aber
wesentliche Vorteile hinsichtlich Reinigung und Hygiene, da bis
auf den von der Führungs-
und/Lagersäule 21 eingenommenen Raum
der gesamte Raum unterhalb des Rotors 3 zumindest weitestgehend
frei zugänglich
ist, und zwar nicht nur für
Reparatur und Wartung, sondern auch für Reinigungszwecke.
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Die
Führungs-
und/Lagersäule 21 steht
mit einem sich kegelförmig
verbreiternden Säulenfuß 22 auf
dem Boden auf und ist dort zum Ausrichten der Füllmaschine 1 mit einer
Vielzahl von höhenverstellbaren
Standfüßen 23 versehen.
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Am
Säulenfuß 22 ist
ein radial von der Führungs-
und/Lagersäule 21 wegstehender,
im Wesentlichen dreieckförmiger
Tragrahmen 24 befestigt, der mit seinen in einer gemeinsamen
horizontalen oder im Wesentlichen horizontalen Ebene angeordneten stangenartigen
Rahmenelementen oder Streben 24.1 die Stützen 10.1 und 14.1 und
damit auch den Behältereinlauf 10 und
dem Behälterauslauf 14 mit der
Führungs-
und/Lagersäule 21 verbindet.
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Die
Führungs-
und/Lagersäule 21 steht
mit einem Säulenabschnitt 25 über das
narbenartige Rotorelement 5 bzw. über die zentrale Lagerung des Rotors 3 vor.
An dem Säulenabschnitt 25 ist
eine kreisscheibenförmige
Platte 26 befestigt die Bestandteil des äußeren Halte-
und Stützrahmens 27 ist.
Letzterer besteht aus mehreren, d. h. bei der dargestellten Ausführungsform
aus sechs jeweils aus einem Rohrprofil aus Edelstahl hergestellten
bügelförmigen Rahmenelementen 28,
und zwar jeweils mit einem kürzeren
Bügelabschnitt 28.1,
einem längeren Bügelabschnitt 28.2 und
einem diese Bügelabschnitte
verbindenden Jochabschnitte 28.3.
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Die
Rahmenelemente 28 sind in gleichmäßigen Winkelabständen um
die Maschinenachse MA und mit ihren Bügelabschnitten 28.1, 28.2 und
dem Jochabschnitt 28.3 jeweils in einer Ebene radial zu der
Maschinenachse MA liegend derart vorgesehen, dass jedes Bügelelement 28 den
Rotor 3 bzw. das äußeren Rotorelement 4 mit
Abstand übergreift,
die Bügelabschnitte 28.1 von
oben her an die Platte 26 herangeführt und mit ihren freien Enden
in geeigneter Weise, beispielsweise Verschweißen mit der Oberseite dieser
Platte verbunden sind, während
die Bügelabschnitte 28.2 bezogen
auf die Maschinenachse MA radial außenliegend mit ihrem freien
Ende über höhenverstellbare
Standfüße 29 auf
dem Boden bzw. Untergrund aufstehen. Über Ringsegmente 30,
die ebenfalls aus Rohrprofil aus Edelstahl gefertigt und die sich
zu einer die Maschinenachse MA konzentrisch umschließenden Ringstruktur
ergänzen,
sind die einzelnen Rahmenelemente 28 an den Bügelabschnitten 28.1 miteinander
verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Ringsegmente 30 in
einer Ebene angeordnet, die etwa dem Niveau der Oberseite der Ringkessel 17 und 18 entspricht.
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Auf
der Anschlussplatte 26 des Halte- und Stützrahmens 27 sind
beispielsweise weitere Funktionselemente montiert, z. B. ein Antrieb 31 zur
Erzeugung der Drehbewegung des Rotors 3.
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Durch
die Ausbildung des Stützrades 27 mit den
aus einem Rohrprofil bestehenden Bügelelementen 28 ist
es auch möglich,
sämtliche
Versorgungs- und/oder
Steuerleitungen, die von außen
her in die Mitte der Füllmaschine 1 führen, in
einem oder aber mehreren Rahmenelementen 28 zu verlegen, sodass
frei liegende Leitungen oder Kabel sowie auch Kabeldurchführungen
und Halterungen vermieden sind.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Füllmaschine 1 besteht
darin, dass die Funktionselemente dieser Füllmaschine 1, aber
insbesondere auch der Raum unterhalb des Rotors sowie unterhalb
des Behältereinlaufs 10 und
des Behälterauslaufs 14 zumindest weitestgehend
frei zugänglich
ist und insbesondere auch unterhalb der Füllstellen 7 allenfalls
mit Ausnahme der Streben 24.1 des Trag- und Verbindungsrahmens 24 keine
weiteren Bauteile angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine optimale
Zugänglichkeit
für Reinigungs-
und/oder Wartungszwecken.
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Speziell
der Boden unterhalb der Füllmaschine
somit sehr leicht zu reinigen, auch technisch bzw. automatisch,
d. h. der Boden kann z. B. regelmäßig und ohne eine Unterbrechung
der Produktion abgeschwemmt werden. Durch das Fehlen von Bauteilen oder
Baugruppen unterhalb der Füllstellen
ist auch erreicht, dass eventuell herabfallende oder herabtropfende
Flüssigkeiten
sich nicht an Bauteilen anhaften und dort z. B. Keimnester bzw.
Bereiche für eine
Verkeimung bilden können.
Trotz des im Vergleich zum Durchmesser des Rotors 3 sehr
viel kleineren Durchmessers, den der Säulenfuß 22 aufweist, trotz
des Umstandes, dass die Führungs- und/Lagersäule 21 lediglich
auf dem Untergrund aufsteht und keineswegs im Untergrund verankert
ist, und trotz der Bodenfreiheit und Vermeidung von Bauteilen und
Baugruppen unterhalb der Füllstellen
weist die Füllmaschine 1 durch
den Halte- und Stützrahmen 27 die
erforderliche Stabilität
und Standfestigkeit auf.
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Die 3 zeigt
eine Füllmaschine 1a,
die sich von der Füllmaschine 1 im
Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass die zentrale Lagerung
des Rotors 3 bzw. die Führungs-
und/oder Lagersäule 21 und
damit die gesamte Konstruktion der Füllmaschine 1a an dem
Halte- und Stützrahmen 27 hängend gehalten
ist, d. h. die zentrale Führungs-
und/oder Lagersäule 21 nicht
auf dem Untergrund abgestützt ist.
Da bei dieser Ausführungsform
der Säulenfuß 22 fehlt,
ist auch der Trag- und Verbindungsrahmen 24 nicht vorgesehen,
sondern anstelle dieses Rahmens sind Streben 23 vorhanden,
die die Standfüße 10.1 und 14.1 jeweils
untereinander sowie mit benachbarten Bügelabschnitten 28.2 verbinden.
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Vorstehend
wurde davon ausgegangen, dass die Füllmaschine 1 bzw. 1a zum
Füllen
von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut dient. Selbstverständlich kann
die Füllmaschine
auch zum Füllen
von Behältern
mit anderen Produkten, beispielsweise mit pastösen oder cremeartigen Produkten
eingesetzt werden.
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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.
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- 1,
1a
- Füllmaschine
- 2
- Flasche
- 3
- Rotor
- 4,
5
- Rotorelement
- 6
- speichenartige
Rotorabschnitte
- 7
- Füllstelle
- 8
- Füllelement
- 9
- Behälterträger
- 10
- Behältereinlauf
- 10.1
- Standfuß
- 11
- Transportstern
- 12
- Einteilschnecke
- 13
- äußerer Transporteur
- 14
- Behälterauslauf
- 14.1
- Standfuß
- 15
- Transportstern
- 16
- äußerer Transporteur
- 17,
18
- Ringkessel
- 19
- Tragring
- 20
- Steuereinrichtung
- 21
- Führungs-
und/Lagersäule
- 22
- Säulenfuß
- 23
- höhenverstellbare
Fußelemente
- 24
- Trag-
oder Verbindungsrahmen
- 24.1
- Rahmenelement
oder -strebe
- 25
- Säulenabschnitt
- 26
- Platte
- 27
- Halte-
und Stützrahmen
- 28
- bügelförmiges Rahmenelement
- 28.1,
28.2
- Bügelabschnitt
- 28.3
- Jochabschnitt
- 29
- höhenverstellbares
Fußelement
- 30
- Ringsegment
- 31
- Antrieb
- A
- Drehrichtung
des Rotors 3
- B
- Transportrichtung
des äußeren Transporteurs 13
- C
- Transportrichtung
des äußeren Transporteurs 16
- MA
- vertikale
Maschinenachse