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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von KEG-Fässern (kurz: KEG) mit einem ein Ventil aufweisenden Keg- Flansch, welche Vorrichtung einen nach oben ragenden Behandlungskopf aufweist. Der Behandlungskopf verfügt über einen Ventilanschluss zum Verbinden mit dem KEG-Ventil. Die Vorrichtung ist zum Über-Kopf-Behandeln, z.B. Füllen, Reinigen oder dergleichen, der Keg-Fässer ausgebildet. An dem oberen Ende des Behandlungskopfes ist ein Adapter mit einem Führungskonus für das Keg-Ventil bzw. Keg-Fitting angeordnet, der sicherstellt, dass das KEG-Ventil auf den Ventilanschluss des Adapters geführt und zentriert wird.
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Es gibt bestimmte KEG-Fässer, die eine nicht-runde und manchmal darüber hinaus auch nicht plane Formgebung haben. Da solche KEGs oft „auf dem Kopf stehend“ verarbeitet werden, laufen sie auch in aller Regel in dieser Position der Bearbeitungsmaschine zu.
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Bei runden bzw. zylindrischen Kopfformen lassen sich diese KEGs einfach führen und sie können auch sehr leicht auf den Bearbeitungsköpfen zentriert werden. Bei unrunden KEGs ist sowohl die Führung durch eine Behandlungsvorrichtung als auch die Zentrierung des KEG-Ventils problematisch. Der mechanische Aufwand hierfür ist erheblich. Die Maschinensteuerung muss geändert werden, formatabhängige Umbauten sind zeitaufwendig und teuer und manchmal gar nicht realisierbar. KEGs mit zylindrischem Körper lassen das Problem auf die Zentrierung reduzieren, weil eine seitliche Schienenführung eingesetzt werden kann.
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Zur gegenseitigen Kopplung werden das KEG und der Behandlungskopf der Behandlungsvorrichtung stets in einer linearen Bewegung motorisch oder pneumatisch aufeinander zu bewegt. Manchmal ist das KEG mit einem Griffring versehen, der über Streben mit dem Flansch des KEGs verbunden ist. Auch diese Streben stellen ein Problem bei der Ankoppelung des KEGs an den Adapter des Behandlungskopfes dar. Eine Behandlungsvorrichtung der oben genannten gattungsgemäßen Art ist z.B. in der
EP 1 741 665 A1 beschrieben.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass das KEG-Ventil des KEGs besser auf dem Adapter des Behandlungskopfes der Behandlungsvorrichtung aufgenommen wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind auch in der Beschreibung und in den Zeichnungen beschrieben.
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Gemäß der Erfindung ist bei der eingangs genannten Vorrichtung der Führungskonus, bzw. die Führungskrone drehbar an dem Behandlungskopf oder am Adapter befestigt. Der Adapter kann so zum Beispiel mittels eines Kugel- oder Wälzlagers oder auch mittels eines Luftlagers an dem oberen Ende des Behandlungskopfes rotierbar gelagert sein. Durch die Drehbarkeit des Adapters ist ein an dem Adapter ausgebildeter Führungskonus in der Lage, sich zu drehen, um den Streben eines Greifrings des KEGs im Rahmen der gegenseitigen Annäherung von KEG und Behandlungskopf beim Ankoppeln des KEGs auszuweichen. Der Führungskonus kann auch mittels eines im Adapter integriert ausgebildeten Lagers rotierbar befestigt sein. Die Kopplung des KEGs an den Behandlungskopf bzw. Adapter wird somit auch bei unrunden KEG-Formen und KEGs mit Greifringen wesentlich vereinfacht.
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Der Führungskonus ist vorzugsweise als Führungskrone mit mehreren, mindestens drei Spitzen ausgebildet, wobei die Spitzen gemeinsam einen segmentartigen Führungskonus bilden. Jede Spitze weist hierzu mindestens eine zentrale Konusfläche oder mindestens eine zentrale Gleitkante auf, die im eigenbauten Zustand gegenüber der Vertikalen geneigt ist und an welcher eine Kegfitting oder Kegflansch zur Erlangung einer zentrierten, tiefen Endlage entlang gleiten kann. Weiterhin weisen die Spitzen jeweils mindestens zwei seitliche Gleitflächen auf, wobei diese im eingebauten Zustand senkrecht oder gegenüber der vertikalen zentralen Achse der Behandlungsvorrichtung schräg geneigt sein können, insbesonderen in einem Winkel von 10° bis 45°.
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Dabei ist unter eine Spitze ganz allgemein ein sich nach oben verjüngendes Segment zu verstehen, welches am oberen Ende auch ein konvex gewölbten, stumpfes oder sonstwie angefastes Ende aufweisen kann.
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Der Griffring eines Kegs ist üblicherweise mit einer Anzahl von speichenartigen Streben befestigt, zum Beispiel mit vier Streben an dem KEG-Flansch. Wenn das KEG beim Aufsetzen auf den Behandlungskopf der Behandlungsvorrichtung mit den Streben auf die Spitzen der Führungskrone des Führungskonus trifft, kann sich der Führungskonus drehen, so dass die Streben in die Zwischenräume zwischen die Spitzen gleiten können. Dadurch kann das KEG weiterhin in vertikaler bzw. axialer Richtung der Behandlungsvorrichtung bewegt werden, was eine unproblematische Ankopplung des am KEG-Flansch ausgebildeten KEG-Ventils an den Adapter der Behandlungsvorrichtung ermöglicht.
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Der Adapter kann in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung einen kronenförmigen Zentrierstern bzw. eine Führungskrone aufweisen, der/die sich relativ zur Achse der Behandlungsvorrichtung drehen kann. Der Adapter kann durch die Führungskrone gebildet sein, oder, falls die Lagerung in dem Adapter integriert ist, auf einer Adapterbasis drehbar gelagert sein. Die rotative Lagerung des Führungskonus kann somit entweder zwischen Adapter und Behandlungskopf oder innerhalb des Adapters realisiert sein, was ein große Gestaltungsfreiheit bei der Realisierung der Erfindung erlaubt.
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Vorzugsweise kann der Adapter mittels eines Spannrings werkzeugfrei an dem Behandlungskopf festgelegt werden. Das Lager ist dann vorzugsweise in dem Adapter integriert. Auf diese Weise kann über die Wahl des Adapters auch die Art der Lagerung, z.B. Kugellager oder Luftlager, variiert werden. Eine Behandlungsvorrichtung kann somit über die geeignete Wahl des Adapters an unterschiedlichste KEGs angepasst werden.
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Vorzugsweise ist der Führungskonus austauschbar an dem Adapter festgelegt. Dies erlaubt es, unterschiedliche Führungskoni für unterschiedliche KEG-Fässer auf dem Adapter zu befestigen, so dass die Behandlungsvorrichtung auf einfache Weise an unterschiedliche KEG-Fässer angepasst werden kann.
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Die Behandlungsvorrichtung ist vorzugsweise eine Vorrichtung zum Vorreinigen, Reinigen, Sterilisieren und/oder Füllen eines KEG-Fasses. An einer Behandlungsvorrichtung können auch mehrere dieser Aufgaben kombiniert werden.
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Vorzugsweise ist der Führungskonus als Führungskrone mit mehreren Spitzen ausgebildet, was ein leichtes Aufsetzen eines KEG-Fasses mit einem Griffring und Streben erlaubt, da die Streben dann in die Ausnehmungen zwischen die Spitzen der Führungskrone gleiten können.
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Vorzugsweise stehen die Spitzen der Führungskrone in einem leicht unterschiedlichen Winkelverhältnis zueinander, um zu vermeiden, dass der sehr seltene Fall eintritt, dass sich die Streben eines Griffrings des Kegs beim Ankoppeln des KEG-Fasses auf die Behandlungsvorrichtung exakt auf die Spitzen der Kronen setzen, womit eine weitere vertikale Bewegung und damit ein vollständiges Ankoppeln verhindert würden. Mit dem Winkelversatz ist zumindest eine Spitze nicht unter einer Strebe angeordnet, wobei hier anzumerken ist, dass die Streben zwischen KEG-Flansch und Griffring üblicherweise äquidistant angeordnet sind.
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Das heißt, wenigstens eine der Spitzen der Führungskrone ist relativ zu den anderen in einem abweichenden Winkelabstand angeordnet. Wenn zum Beispiel vier Spitzen in der Führungskrone angeordnet sind, sind diese nicht in einem exakten 90°-Winkel angeordnet, sondern wenigstens eine Spitze ist dann in einem relativen Winkelabstand zu den benachbarten Spitzen von 85 bzw. 95 Grad angeordnet. Dies führt dazu, dass wenn die vier um 90 Grad versetzten Streben eines Griffringes des KEG-Fasses normalerweise exakt auf die Spitzen der Führungskrone laufen würden, in diesem Fall eine der Streben etwas neben die Spitze greift und somit diese Spitze in der Lage ist, den Führungskonus leicht zu verdrehen, so dass die Streben nun neben die Spitzen der Führungskrone greifen. Es können selbstverständlich auch alle Spitzen in nicht äquidistanten Abständen an der Führungskrone angeordnet sein.
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Diese Abweichung im Winkelabstand liegt vorzugsweise zwischen 1 und 10 Grad, insbesondere zwischen 1 und 5 Grad. Auf diese Weise wird erzielt, dass wenigstens eine der Spitzen nur sehr leicht zu den Streben des Griffrings versetzt ist, so dass eine Strebe dann an einer seitlichen Gleitfläche der Spitze entlanggleiten und dabei die Führungskrone in eine passende Rotationsposition drehen kann, in welcher die Streben nicht mehr exakt auf die Spitzen der Führungskrone treffen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Adapter mittels eines in eine Spannnut des Behandlungskopfes eingreifenden Spannrings in seiner am Behandlungskopf montierten Betriebsstellung festgelegt, wobei der Spannring zumindest einen Abschnitt des Adapters axial fixiert. Der Spannring umgreift formschlüssig wenigstens einen Abschnitt des Adapters als auch einen Abschnitt des Behandlungskopfes. Ein Auswechseln des Adapters an dem Behandlungskopf erfolgt dann ganz einfach durch Lösen des Spannrings und axiales Herausnehmen des Adapters. Auf diese Weise wird eine stabile Halterung des Adapters an dem Behandlungskopf realisiert und der Adapter kann schnell und ohne aufwendiges Werkzeug zur Anpassung an unterschiedliche KEGs gewechselt werden.
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Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die oben genannten Ausführungen der Erfindung in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können.
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Folgende Ausdrücke werden in dieser Patentanmeldung als Synonym verwendet: Führungskrone – Führungskonus – Zentrierkranz; KEG-KEG-Fass.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend beispielsweise anhand der schematischen Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:
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1 eine vertikale Aufsicht auf ein KEG mit KEG-Flansch und Griffring,
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2 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer Behandlungsvorrichtung inklusive Adapter,
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3 eine vergrößere teilgeschnittene Seitenansicht einer Behandlungsvorrichtung im Bereich des Adapters mit einem von 2 abweichenden zweiteiligen Adapter,
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4 eine Aufsicht in Richtung IV aus 3,
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5 eine teilgeschnittenen Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Adapters mit integriertem Kugellager, und
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6 eine teilgeschnittenen Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Adapters mit integriertem Luftlager.
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1 zeigt einen Blick auf die Oberseite eines KEGs 10 mit einem KEG-Flansch 11 und einem achteckigen Griffring 14, der mit vier Streben 16 an dem Flansch 11 befestigt ist. In der Mitte des KEG-Flansches 11 ist ein KEG-Ventil 12 angeordnet, welches zur Verbindung mit einer Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung oder mit einer Getränke-Zapfanlage dient.
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2 zeigt in teilgeschnittener Seitenansicht eine Behandlungsvorrichtung 40 mit einer Aufnahmesäule 42 an deren oberem Ende ein Behandlungskopf 44 angeordnet ist. Der Behandlungskopf 44 weist an seiner Oberseite eine obere Kopplungsfläche 45 zur Verbindung mit einem Adapter 20 auf. Die Aufnahmesäule 42 hat einen inneren Hohlraum 43, welcher mit mindestens zwei Fluidzu- und -abführungen 46, 48 verbunden ist. Der Hohlraum 43 endet nach oben hin in einem Anschlussstück, welches mit dem Flansch 11 oder Ventil 12 des KEGs 10 durch eine senkrechte Abwärtsbewegung des Kegs und/oder Aufwärtsbewegung der Aufnahmesäule 42 verbunden wird.
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Der Adapter 20 hat eine ringförmigen Adapterplatte 23 auf welcher mittels eines Kugellagers 22 ein Führungskonus in Form einer Führungskrone 24 drehbar gelagert ist. Der Adapter 20 ist auf der Kopplungsfläche 45 des Behandlungskopfes 44 durch einen Spannring 27 festgelegt, der wulstartige äußere Fortsätze an dem Behandlungskopf 44 als auch an der Adapterplatte 23 formschlüssig umgreift. Festgezogen wird der Spannring 27 durch eine Spannschraube 29. Die Adapterplatte 23 ist gegen die Kopplungsfläche zum inneren Hohlraum 43 hin fluid-dicht durch eine Ringdichtung 25 abgedichtet.
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Die Führungskrone 24 enthält mehrere Spitzen 26, deren zum inneren Hohlraum 43 der Behandlungsvorrichtung 40 hin zugewandten, zentrale Konusflächen 28 von oben außen nach unten innen hin schräg und konusförmig aufeinander zulaufen. Die Spitzen 26 haben darüber hinaus seitliche Gleitflächen 30. Diese können gegenüber der vertikalen zentralen Achse der Behandlungsvorrichtung schräg geneigt sein, vorzugsweise in einem Winkel von 10 bis 45 Grad.
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Beim senkrechten Aufsetzen eines KEGs gleiten die Streben 18 des Griffrings 14 zwischen die Spitzen 26 des Führungskonus 24. Falls eine Strebe 18 des Griffrings 14 des KEGs 10 eine Spitze 26 trifft, gleitet diese entlang der seitlichen Gleitfläche 30 oder entlang mindestens einer Übergangskante von mindestens einer zentralen Konsusfläche 28 mit einer sich anschließenden seitlichen Gleitfläche 30 und dreht dabei die Führungskrone 24 in eine Rotationsstellung, in welcher die Streben 18 in den Zwischenräumen zwischen den Spitzen 26 zu liegen kommen. Der zentrale Keg-Flansch 11 selbst wird schlussendlich durch die zentralen Konusflächen 28 zentriert und in die ideale Endlage geführt. Die erfindungsgemäße Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung 40 erlaubt somit eine vereinfachte Ankopplung eines KEGs.
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3 und 4 zeigen im Detail eine weitere Ausführungsform eines Adapters 20a, ähnlich wie er in 2 dargestellt ist. Dieser Adapter 20a kann ebenfalls in der Behandlungsvorrichtung 40 gemäß 2 verwendet werden. In allen Figuren sind funktionsgleiche Teile mit den identischen Bezugszeichen versehen.
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Der Adapter 20a enthält ein rotationssymmetrisches Aufnahmeprofil 21, das mittels eines Kugellagers 22 auf der oberen Kopplungsfläche 45 des Behandlungskopfes 44 drehbar gelagert ist. Das Aufnahmeprofil 21 enthält einen inneren rohrförmigen Kragen 47, der senkrecht unter das obere Ende des Behandlungskopfes 44 reicht, das durch die obere Kopplungsfläche 45 gebildet ist. Zwischen dem Kragen 47 und der den inneren Hohlraum 43 umschließenden Innenwand des Behandlungskopfes 44 kann noch eine Zylinderdichtung 49 vorhanden sein, die verhindert, dass Fluid aus dem Zwischenraum zwischen dem Adapter 20 und dem Behandlungskopf 44 austritt und/oder eventuell in das Kugellager 22 eintritt.
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Oben an den Kragen 47 schließt sich nach außen hin ein Ringabschnitt 19 an, auf dessen Unterseite das Kugellager 22 gehalten ist und auf dessen Oberseite die Führungskrone 24 befestigt ist. Die Führungskrone 24 hat mehrere in einem Abstand zueinander angeordnete Spitzen 26, die äquidistant um die zentrale Achse angeordnet sein können, oder leicht abweichend davon. Durch die Tatsache, dass die Führungskrone 24 auf dem Behandlungskopf 44 drehbar gelagert ist, können die Streben 16 des KEGs 10 beim senkrechten Aufsetzen auf die Führungskrone 24 zwischen die Spitzen 26 greifen, so dass das KEG-Ventil 12 dicht mit dem inneren Hohlraum 43 der Behandlungsvorrichtung 40 gekoppelt werden kann. Die Spitzen 26 sind hierbei spitz nach oben zulaufend und haben geneigte Seitenflächen 30, die als Gleitflächen zum Entlanggleiten der Streben 16 des KEGs 10 dienen. Der Adapter 20a der 3 und 4 ist nicht mittels eines Spannrings an dem Behandlungskopf 44 festlegbar. Der in 3 gezeigte Adapter 20a ist in 4 in Aufsicht gezeigt. Das Aufnahmeprofil 21 und der Führungskonus 24 können einstückig ausgebildet sein, womit der Führungskonus drehbar auf dem Behandlungskopf 44 gelagert wäre. Der Adapter 20 wäre in diesem Fall durch den Führungskonus (21 und 24 integriert) selbst gebildet.
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5 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung einer weiteren Ausführungsform eines Adapters 50. Der Adapter 50 hat einen S-förmigen Adapterring 52, der mittels eines Spannrings 27 auf der oberen Kopplungsfläche 45 des Behandlungskopfes 44 festlegbar ist. Zwischen der oberen Kopplungsfläche 45 und dem S-Ring 52 ist eine Ringdichtung 51 angeordnet. Der Spannring 27 wird durch eine Spannschraube 29 festgezogen, womit Adapter 50 fest an dem Behandlungskopf 44 festgelegt wird.
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Der S-Ring 52 hält die Außenseite eines Kugellagers 22, dessen Innenseite an einer Aufnahmehülse 54 des Adapters 50 befestigt ist. Die Aufnahmehülse 54 trägt an ihrer Oberseite einen Dichtflansch 56 zur fluid-dichten Ankopplung des KEG-Flansches 11. An der Außenkante des Dichtflansches 56 ist eine Führungskrone 58 befestigt, die im Wesentlichen wie die Führungskrone 24 der 3 und 4 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Kugellager 22 in dem Adapter 50 integriert.
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Schließlich zeigt 6 eine weitere Ausführungsform eines Adapters 60, der weitgehend identisch zu dem in 5 ist. In dieser Ausführungsform eines Adapters 60 ist das Kugellager 22 der 5 durch ein Luftlager 22a ersetzt, welches durch einen Luftkanal gebildet ist.
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Der Adapter 60 hat hierzu einen S-Ring 62, der mittels des Spannrings 27 auf die obere Kopplungsfläche 45 des Behandlungskopfes 44 spannbar ist. Der S-Ring 62 hat eine nach innen ragende Anschlagskante 63. Innerhalb des S-Rings 62 ist drehbar eine Aufnahmehülse 64 des Adapters 60 angeordnet. Am unteren Ende der Aufnahmehülse 64 ist eine schräge Lagerfläche 67 ausgebildet, welche mit einer in der oberen Kopplungsfläche 45 des Behandlungskopfes 44 ausgebildeten Ringnut 69 zur Bildung eines Luftkanals 22a zusammenwirkt. Dieser Luftkanal 22a ist über eine Druckluftzufuhr 47 im Behandlungskopf 44 mit einer Druckluftquelle verbunden. Die Aufnahmehülse 64 hat einen sich nach außen erstreckenden ringförmigen Begrenzungsfortsatz 65, der in Zusammenwirken mit der Anschlagskante 63 des S-Rings den Luftkanal 22a axial nach oben hin begrenzt. Auf der Oberseite der Aufnahmehülse 64 ist – wie in 5 – der Dichtflansch 56 gehalten, an dessen Außenseite die Führungskrone 58 befestigt ist.
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Die Wirkungsweise aller Ausführungsformen ist dahingehend dieselbe, dass bei allen ein rotatives Ausweichen des Führungskonus 20, 20a, 58 erfolgt, wenn eine Spitze 26 auf eine Strebe 18 eines KEGs 10 trifft.
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Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die oben genannten Ausführungsbeispiele in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können. Die Erfindung ist nicht durch die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Ansprüche variieren.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- KEG
- 11
- KEG-Flansch
- 12
- KEG-Ventil
- 14
- Greifring
- 16
- Streben
- 19
- Ringabschnitt
- 20, 20a
- Adapter
- 21
- Aufnahmering
- 22
- Kugel-/ Wälzlager
- 22a
- Luftlage
- 23
- ringförmige Adapterplatte
- 24
- Führungskrone
- 25
- Ringdichtung
- 26
- Spitze der Führungskrone
- 27
- Spannring
- 28
- innere Konusfläche
- 29
- Spannschraube
- 30
- seitliche Gleitfläche
- 40
- Behandlungsvorrichtung-Füllvorrichtung
- 42
- Aufnahmesäule
- 43
- innerer Hohlraum
- 44
- Behandlungskopf
- 45
- obere Kopplungsfläche des Behandlungskopfs
- 46
- erste Fluidzu-/-abfuhr
- 48
- zweite Fluidzu-/-abfuhr
- 49
- Zylinderdichtung
- 50
- Adapter (zweite Ausführungsform)
- 51
- Ringdichtung
- 52
- S-Ring
- 54
- Aufnahmehülse
- 56
- Dichtflansch
- 58
- Führungskrone
- 60
- Adapter (dritte Ausführungsform)
- 62
- S-Ring
- 63
- Anschlagskante des S-Rings
- 64
- Aufnahmehülse
- 65
- Begrenzungsfortsatz der Aufnahmehülse
- 67
- obere Lagerfläche der Aufnahmehülse
- 69
- Ringnut in der oberen Kopplungsfläche
