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Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllmaschine gemäß Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren gemäß Patentanspruch 10.
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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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Für eine verbesserte Hygiene wird in der
DE 198 35 369 C1 vorgeschlagen, alle Aggregate inklusive des Füllers, in eine tragende Decke mit geschlossenen Seitenwänden einzubauen, so dass der Bodenbereich begehbar und leicht zu reinigen ist. Die Lager der jeweiligen drehenden Achsen, sind direkt in dieser tragenden Decke eingefügt.
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Eine vergleichbare Lösung wir in der
EP 1 295 818 A1 vorgeschlagen, wobei die Aggregate zum Flaschentransport oder -behandlung ebenfalls in eine oder auf einer gemeinsamen, tragenden Decke angebracht werden. Diese tragende Decke bildet ihrerseits den Abschluss einer gitterartigen Konstruktion, an bzw. mit welcher sie befestigt ist.
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Diese im Prinzip funktionierenden Vorrichtungen lösen das Hygieneproblem aber nur begrenzt und sind konstruktiv recht aufwändig.
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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 10.
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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 äußeren ringartigen Rotorelement 4, mit einem innen liegenden, nabenartigen 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 Ringkessels 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, nabenartigen Rotorelement 5 mit einer zentralen Lagerung, d. h. an einer zentralen Führungs- und/oder 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/oder 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/oder Lagersäule 21 aber wesentliche Vorteile hinsichtlich Reinigung und Hygiene, da bis auf den von der Führungs- und/oder 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/oder 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/oder 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/oder Lagersäule 21 verbindet.
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Die Führungs- und/oder Lagersäule 21 steht mit einem Säulenabschnitt 25 über das nabenartige 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 Stützrahmen 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/oder 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 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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Bezugszeichenliste
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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/oder 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