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ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entgasen und Begasen von Behältern, insbesondere von bereits befüllten, unverschlossenen Behältern in einer Verpackungsanlage.
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Da die Haltbarkeit vieler Produkte, insbesondere von Lebensmitteln, durch Sauerstoff und/oder Luftfeuchtigkeit beeinträchtigt wird, ist es allgemein bekannt, Verpackungen zu evakuieren und anschließend gasdicht zu verschließen. Es ist weiter bekannt, einen Gasaustausch vorzunehmen, d.h. die Behälter werden zunächst evakuiert und anschließend mit einem Inertgas befüllt.
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Für einen Gasaustausch ist beispielsweise aus
EP 0 566 173 A1 eine Anlage zum Entgasen und Begasen von Behältern bekannt, umfassend einen die Behälter transportierenden Rundläufer mit einer Vielzahl an Positionen, die jeweils eine Tragplatte aufweisen und mittels einer Glocke durch Anheben der Tragplatte verschließbar sind. Jede Glocke weist einen Anschlussöffnung auf, welcher in einer oberhalb des Rundläufers angeordneten und mit dem Rundläufer rotierenden Scheibe endet. Angrenzend an die rotierende Scheibe ist eine feststehende Scheibe mit Anschlüssen für eine Vakuumpumpe und eine Gaszufuhr angeordnet, wobei an der feststehenden Scheibe Schlitze vorgesehen sind, über welche die an der rotierenden Scheibe endenden Anschlüsse je nach Stellung des Rundläufers mit der Vakuumpumpe für ein Entgasen oder der Gaszufuhr für ein Begasen kommuniziert wird.
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AUFGABE UND LÖSUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entgasen und Begasen von Behältern mit hoher Prozessqualität zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 10.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Entgasen und Begasen von Behältern, umfassend mindestens eine Kammer, in welcher ein offener Behälter für ein Entgasen und/oder Begasen aufnehmbar ist, geschaffen, wobei in der Kammer ein Abdeckelement für den aufgenommenen offenen Behälter vorgesehen ist, wobei das Abdeckelement für ein Entgasen und/oder Begasen auf einen Behälterrand des aufgenommenen offenen Behälters abdichtend aufsetzbar oder in einen Innenraum des aufgenommenen offenen Behälters abdichtend einsetzbar ist, und wobei das Abdeckelement mindestens eine Öffnung für einen Gasdurchlass aufweist.
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Bei einem Entgasen oder Begasen von insbesondere pulverförmigen Produkten, wie Milchpulver, ist es möglich, dass Produktpartikel aufgewirbelt und mit einer aus dem Behälter zu entfernenden Luft angesaugt oder nachfolgend mit einem eingefüllten Gas wieder ausgeblasen werden. Durch das Abdeckelement wird verhindert, dass sich Produktpartikel an einem Behälterrand oder einem an den Behälterrand angrenzenden Innenraum absetzen.
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Das Abdeckelement ist in seiner Form an die Form des Behälters angepasst. Der Behälter weist beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf. Dabei ist in einer Ausgestaltung ein ringförmiges Abdeckelement mit einer ebenfalls kreisförmigen Öffnung vorgesehen. Ein Öffnungsmaß der Öffnung des Abdeckelements ist in einer Ausgestaltung nahezu gleich einem Öffnungsmaß der Öffnung des Behälters, wobei das Abdeckelement lediglich als Schutz des Behälterrands vor Verschmutzung dient.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, dass ein etwaiger Produktverlust durch angesaugte Partikel bei bestimmten Produkten verringert werden kann, wenn eine Öffnung, über welche ein Inneres des Behälters mit der Umgebung kommuniziert ist, möglichst klein ist. Daher ist in speziellen Ausgestaltungen vorgesehen, dass ein Öffnungsmaß der einen Öffnung kleiner ist als ein Öffnungsmaß des Behälters.
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Für eine gleichmäßige Strömungsverteilung beim Entgasen und/oder Begasen weist in einer Ausgestaltung das Abdeckelement mehrere über eine Oberfläche des Abdeckelements verteilte Öffnungen auf. Ein gesamtes Öffnungsmaß der Öffnungen ist dabei kleiner als ein Öffnungsmaß des Behälters.
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Um einen Produktverlust und/oder eine Verschmutzung der Kammer weiter zu reduzieren, ist in einer Ausgestaltung an der mindestens einen Öffnung des Abdeckelements ein Filterelement vorgesehen. Das Filterelement ist beispielsweise als Gitter oder Gewebe, insbesondere als Metallgitter- oder gewebe, gestaltet. Sofern das Abdeckelement sowohl bei einem Entgasen als auch bei einem nachfolgenden Begasen auf dem Behälter aufliegt, wird das Filterelement durch die Gaszufuhr beim Begasen gereinigt, wobei eine Kontamination nachfolgend in der Kammer aufgenommener Behälter durch verbleibende Produktpartikel verhindert wird.
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Das Filterelement ist durch den Fachmann entsprechend einem zu verpackenden Produkt, beispielsweise in Abhängigkeit einer Partikelgröße, geeignet wählbar.
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Für einen variablen Einsatz der Vorrichtung ist das Filterelement vorzugsweise austauschbar an dem Abdeckelement aufgenommen.
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Um den Behälter in die Kammer einzubringen, ist die Kammer je nach Anwendungsfall geeignet gestaltet, beispielsweise mit einer seitlichen Zugangsöffnung, einem beweglichen Boden oder dergleichen. In vorteilhaften Ausgestaltungen weist die Kammer zum Einbringen des Behälters eine Glocke auf, wobei die Glocke in vertikaler Richtung verschieblich gelagert ist und zum Öffnen und Schließen der Kammer anhebbar bzw. absenkbar ist. Die Größe der Glocke definiert einen Arbeitsraum für ein Entgasen oder Begasen. Für eine Minimierung des Arbeitsraums bei unterschiedlichen Behältergrößen ist in einer Ausgestaltung an der Glocke ein Einsatz anbringbar, durch welchen der Arbeitsraum für kleinere Behältergrößen verkleinert werden kann.
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In einer Ausgestaltung ist das Abdeckelement an der Glocke montiert, vorzugsweise in vertikaler Richtung justierbar montiert. Das Abdeckelement ist dabei mit der Glocke auf den Behälter absenkbar, wobei eine Höhe des Abdeckelements relativ zu einer Aufstandsfläche für unterschiedliche Behältergrößen vorzugsweise justierbar ist. In einer Ausgestaltung ist das Abdeckelement zusätzlich relativ zu der Glocke verstellbar gelagert, um das Abdeckelement für eine sichere Abdichtung auf den Behälterrand anzudrücken.
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In einer Ausgestaltung erfolgt ein Gasaustauch über einen zwischen der Glocke und einer Aufstandsfläche verbleibenden Rand. In vorteilhaften Ausgestaltungen ist an der mindestens einen Kammer ist/sind für einen Gasaustausch mindestens eine, vorzugweise zwei Anschlussöffnungen vorgesehen, welche für ein Entgasen und/oder Begasen mit einer Vakuumpumpe und/oder einer Gasversorgung verbindbar ist/sind.
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Die Kammer ist in einer Ausgestaltung stationär angeordnet, wobei Behälter in die Kammer eingeführt und nach erfolgtem Gasaustausch der Kammer entnommen werden. In anderen Ausgestaltungen ist die Kammer an einem Transportsystem, insbesondere einem Rundläufer mit einer Drehachse und einer Anzahl N an über einen Umfang des Rundläufers verteilten Positionen vorgesehen. Ein Gasaustausch ist dabei in einem kontinuierlichen Verfahren möglich. Ein Anheben und Senken einer der Kammer zugeordneten Glocke erfolgt dabei beispielsweise über eine Kulissenbahn.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Entgasen und Begasen eines Behälters geschaffen, wobei der Behälter für ein Entgasen und/oder Begasen offen in eine Kammer eingebracht wird, wobei für ein Entgasen und/oder Begasen ein in der Kammer vorgesehenes Abdeckelement auf einen Behälterrand des offenen Behälters abdichtend aufgesetzt oder in einen Innenraum des Behälters abdichtend eingesetzt wird, und wobei ein Gasdurchlass über mindestens eine an dem Abdeckelement vorgesehene Öffnung erfolgt. Das Abdeckelement ist dabei vorzugsweise derart angeordnet, dass es beim Verschließen der Kammer für ein Entgasen und/oder Begasen auf- oder eingesetzt wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Abdeckelement unmittelbar vor oder nach einem Verschließen der Kammer auf- oder eingesetzt wird.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Dabei zeigen schematisch:
- 1: eine Vorrichtung zum Entgasen und Begasen von Behältern umfassend einen Rundläufer in einer Draufsicht;
- 2: schematisch einen Ablauf beim Beladen, Schließen, Öffnen und Entladen einer Position des Rundläufers gemäß 1;
- 3: eine Schnittansicht einer mittels einer Glocke verschlossenen Position des Rundläufers gemäß 1;
- 4: eine Schnittansicht einer Achse des Rundläufers gemäß 1 mit einer Einrichtung für eine Medienzu- und Medienabfuhr umfassend eine rotierende Anschlussbaugruppe und eine Statorscheibe;
- 5: ein Detail einer ersten Drehdurchführung für eine Gaszufuhr in einer geschnittenen Darstellung; und
- 6: die Statorscheibe der Medienzu- und abfuhr gemäß 4 in einer Draufsicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 zeigt schematisch in einer Draufsicht eine Vorrichtung 1 zum Entgasen und Begasen von Behältern. Die Vorrichtung 1 ist beispielsweise Teil einer Verpackungsanlage für Lebensmittel und/oder andere Produkte, insbesondere für Milchpulver, wobei in der Vorrichtung 1 ein Gasaustauch erfolgt, indem mit einem Produkt befüllte, noch nicht gasdicht verschlossene Behälter evakuiert oder entgast und anschließend mit einem Inertgas, insbesondere N2, oder einem Mischgas, beispielsweise N2 und CO2, befüllt oder begast werden.
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Die Vorrichtung 1 umfassend einen Rundläufer 2 mit einer Drehachse A und mehreren, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 32, gleichmäßig über den Umfang verteilten Positionen 20. Der Rundläufer 2 kann taktweise oder stetig um seine Drehachse A rotiert werden. Für ein Be- und Entladen sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel Ein- und Auslaufräder 10, 12 vorgesehen, welche synchron mit dem Rundläufer 2 laufen. Es sind jedoch auch andere Einrichtungen zum Be- und Entladen denkbar.
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Ein Rundläufer 2 erlaubt eine kontinuierliche Prozessdurchführung, wobei über den Umfang des Rundläufers 2 verteilt verschiedene Prozessschritte durchführbar sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs Zonen I bis VI vorgesehen.
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In einer ersten Zone I des Rundläufers 2 erfolgt ein Be- oder Entladen des Rundläufers 2 mit Behältern.
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Die dem Rundläufer 2 zugeführten Behälter werden nach einem Beladen durch Drehung des Rundläufers 2 transportiert und durchlaufen weitere Zonen, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel fünf Zonen I bis V. Ein Entgasen erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in mehreren, nämlich vier Zonen II, III, IV und V, wobei in den Zonen II, III, IV und V unterschiedliche Druckniveaus angelegt werden, sodass eine Evakuierung der Behälter schrittweise erfolgt. In einer weiteren Zone VI erfolgt ein Begasen mit einem Inertgas. Anschließend werden die Behälter in der ersten Zone I ausgespurt und beispielsweise einer nicht dargestellten Bördelanlage zugeführt und verschlossen.
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Für ein Entgasen der Behälter hat sich beispielsweise ein stufenförmiger Anstieg eines angelegten Vakuumdrucks ausgehend vom Umgebungsdruck bis zu einem Enddruck p von beispielsweise p < 50 mbar in vier Schritten als vorteilhaft herausgestellt, wobei die Länge der letzten Zone V entlang des Umfangs und damit eine Verweildauer der Behälter in dieser Zone V größer gewählt ist als die Länge der vorangehenden Zonen II bis IV. Die stufenartige Ansteuerung des Vakuumdrucks führt dazu, dass bei einem pulverförmigen Produkt ein sogenanntes Pulverbett kurzzeitig expandiert, wodurch eine Entlüftung auch an unteren Schichten im Pulver möglich ist. Ein Begasen erfolgt vorzugweise mit einem leichten Überdruck.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Zonen II bis IV jeweils die gleiche, sich über zwei Positionen erstreckende Länge auf. Es sind jedoch auch andere Gestaltungen denkbar. Eine Verweildauer in den Zonen ist abhängig von deren Länge sowie einer Rotationsgeschwindigkeit. In einer Ausgestaltung sind die Zonen derart gewählt, dass bei einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit die Verweildauer in den Zonen II bis IV jeweils gleich ist, die Verweildauer in der Zone V beträgt in dem Ausführungsbeispiel ca. das Zehnfache der Verweildauer in den Zonen II bis IV und die Verweildauer in der Zone VI ca. das Vierfache der Verweildauer in den Zonen II bis IV. Die dargestellten Verweildauern sind jedoch lediglich beispielhaft.
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Für ein Ent- und anschließendes Begasen werden die Positionen 20 verschlossen, insbesondere gasdicht verschlossen.
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2 zeigt schematisch einen Ablauf beim Beladen, Schließen, Öffnen und Entladen einer Position 20 des Rundläufers 2 gemäß 1. An der Position 20 ist eine Glocke 22 vorgesehen, welche mittels einer Schaltstange 24, die in einer nicht dargestellten Kulisse geführt ist, zum Verschließen der Position 20 abgesenkt und nach erfolgtem Gasaustausch zum Entladen der Position 20 wieder angehoben wird. Die Glocke 22 bildet mit einem Boden 21 der Position 20 eine Kammer zur Aufnahme des Behälters. Für einen Gasaustausch in der Kammer ist an jeder Position 20 mindestens eine in 2 nicht dargestellte Anschlussöffnung vorgesehen, über welche ein Innenraum der mittels der Glocke 22 verschlossenen Position 20 mit einer Vakuumpumpe für eine Evakuierung und/oder einer Gasversorgung für ein Begasen verbindbar ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Boden 21 einen umlaufenden Rand auf, auf welchen die Glocke 22 abdichtend aufgesetzt wird. Der Boden 21 dient als Transportebene für den Behälter 3 bei einer Rotation des Rundläufers 2.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden Behälter 3 der Position 20 in einem befüllten, jedoch unverschlossenen Zustand zugeführt. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass ein etwaiger Produktverlust durch angesaugte Partikel verringert werden kann, wenn eine Öffnung, über welche ein Inneres des Behälters mit der Umgebung kommuniziert ist, möglichst klein ist. Es ist daher bekannt, einen Deckel bereits auf den Behälter 3 aufzusetzen, den Deckel jedoch noch nicht gasdicht mit dem Behälter 3 zu verbinden. Die gasdichte Verbindung erfolgt dabei erst nach dem Gasaustausch. Für eine Verarbeitung von Behältern 3 ohne aufgesetzte Deckel ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an der Glocke 22 ein Abdeckelement 26 vorgesehen, welches auf den offenen Behälter 3 aufgesetzt wird.
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Für eine Bewegung des Abdeckelements 26 relativ zu der Glocke 22 ist ein Stößel 25 vorgesehen, wobei mittels des Stößels 25 auch eine Anpassung einer Höhe des Abdeckelements 26 in einem aufgesetzten Zustand für Behälter 3 unterschiedlicher Größe möglich ist. Um bei sehr kleinen Behältern 3 ein Innenvolumen der mittels Glocke 22 verschlossenen Position 20 zu reduzieren, ist in einer Ausgestaltung im Innenraum der Glocke 22 ein Einsatz (nicht dargestellt) vorgesehen. Das Abdeckelement 26 wird weiter unten im Zusammenhang mit 3 detaillierter beschrieben.
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3 zeigt schematisch in einer Schnittansicht eine Ausgestaltung einer mittels einer Glocke 22 verschlossenen Position 20 des Rundläufers gemäß 2 mit einem aufgenommenen Behälter 3.
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Wie oben beschrieben, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an der Glocke 22 ein Abdeckelement 26 vorgesehen, welches auf den offenen Behälter 3 aufgesetzt wird. Das dargestellte Abdeckelement 26 weist mehrere kreisförmige Öffnungen 260 auf, über welche ein Innenraum des Behälters 3 bei aufgesetztem Abdeckelement 26 mit der Umgebung in Verbindung steht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Abdeckelement 26 zwei Scheiben 261, 262, wobei zwischen den Scheiben 261, 262 ein Filterelement eingesetzt ist. In anderen Ausgestaltungen wird auf ein Filterelement verzichtet und/oder ist eine auch als Filterelement fungierende Scheibe vorgesehen. Als Filterelement ist in einer Ausgestaltung ein Gewebe, insbesondere ein Metallgewebe, mit einer Maschenweite von ca. 10µm bis ca. 100µm vorgesehen. Eine Maschenweite und/oder ein Material des Gewebes ist durch den Fachmann je nach Produkt, beispielsweise in Abhängigkeit einer Pulverklasse wählbar. Das Filterelement erlaubt ein Entgasen, reduziert jedoch einen Produktaustritt. Bei einem Entgasen sich evtl. an dem Filterelement ansammelnde Partikel werden dabei durch die Gaszufuhr beim Begasen wieder abgelöst. Bei einem Begasen über das Filterelement erfolgt somit gleichzeitig dessen Reinigung. In einer Ausgestaltung ist zusätzlich im Bereich der ersten Zone I gemäß 1 eine Reinigungsvorrichtung für das Filterelement vorgesehen. Alternativ und/oder zusätzlich ist bei einem Produktwechsel ein Austausch des Filterelements möglich.
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Das dargestellte Abdeckelement 26 liegt abdichtend an einem Behälterrand 31 an, sodass ein Gasaustauch ausschließlich über die Öffnungen 260 erfolgt. Dadurch wird eine Verschmutzung des Rands des Behälters 3 durch Partikel des Produkts, welche beim Entgasen angesaugt werden, vermieden.
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Wie erwähnt, weist jede Position mindestens eine Anschlussöffnung zur Verbindung mit einer Vakuumpumpe und/oder einer Gasversorgung auf. In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Zwischenboden 23 mit Durchgangsöffnungen vorgesehen, auf welchem der Behälter 3 aufsteht, sodass ein Behälterboden 30 von dem Boden 21 mit den Anschlussöffnungen beabstandet ist. An dem Boden 21 ist eine erste Anschlussöffnung 27 vorgesehen, mittels welcher die Position 20 mit einer Gasversorgung kommuniziert werden kann. Zu diesem Zweck ist an die Anschlussöffnung 27 eine erste Leitung 4 angeschlossen, welche mit der Position 20 um eine zentrale Achse des Rundläufers 2 bewegt wird. Ein Gasaustausch erfolgt beispielsweise durch Verdrängen der an der Position 2 vorhandenen Luft. In der dargestellten Ausgestaltung ist an dem Boden 21 ist eine zweite Anschlussöffnung 28 vorgesehen, mittels welcher die Position 20 mit einer Vakuumpumpe kommuniziert werden kann. Zu diesem Zweck ist an der Anschlussöffnung 28 eine zweite Leitung 5 angeschlossen, welche ebenfalls mit der Position 20 um die zentrale Achse des Rundläufers 2 bewegt wird.
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Die Leitungen 4, 5 erstrecken sich vorzugsweise zumindest im Wesentlichen radial bezüglich einer zentralen Achse des Rundläufers 2 gemäß 1.
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4 zeigt in einer Schnittansicht eine zentrale Achse A des Rundläufers 2 gemäß 1 mit einer ersten Drehdurchführung 6 für eine Gaszufuhr und einer zweiten Drehdurchführung 7 für ein Entgasen.
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Die erste Drehdurchführung 6 ist als Radial-Drehdurchführung 6 gestaltet und umfasst einen Stator 60 und einen mit dem Rundläufer 2 rotierenden, den Stator 60 umgebenden Rotationskörper 62. Der Rotationskörper 62 ist beispielsweise wie dargestellt mit einem Drehteller 29 des Rundläufers verbunden, beispielsweise mittels Schraubverbindung. Der Rotationskörper 62 rotiert um den Stator 60. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rotationskörper 62 an dem Stator 60 mittels zwei Wälzlager 64 abgestützt. In anderen Ausgestaltungen sind Gleitlager vorgesehen.
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An dem Rotationskörper 62 sind Kanäle 620 vorgesehen, die den Rotationskörper 62 radial durchsetzen und die erste Anschlussstutzen 66 zur Verbindung mit den ersten Anschlussöffnungen 27 der Positionen 20 gemäß der 1 bis 3 aufweisen. Die Verbindung erfolgt über geeignete erste Leitungen 4, in Form von Schlauch- oder Rohrstücken oder dergleichen. Für eine Verwendung mit einem Rundläufer 2 mit 32 Positionen 20 sind 32 erste Anschlussstutzen 66 vorgesehen, von denen jedoch in der Schnittansicht gemäß 4 nur zwei erste Anschlussstutzen 66 mit daran anschließenden Kanälen 620 sichtbar sind.
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Der Stator 60 weist eine Anschlussöffnung 600 zur Verbindung mit einer nicht dargestellten Gaszufuhr und einen mit der Anschlussöffnung 600 fluidisch verbundenen Kanal 601 auf. Der Kanal 601 hat einen ersten, sich in Axialrichtung erstreckenden Abschnitt und einen zweiten, sich in Radialrichtung erstreckenden Abschnitt. Der sich in Radialrichtung erstreckende Abschnitt ist ein einer Höhe mit den Kanälen 620 des Rotationskörpers 62 angeordnet, sodass der Kanal 601 des Stators 60 mit mindestens einem der Kanäle 620 des Rotationskörpers 62 für einen Gasdurchtritt verbunden ist.
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5 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Ausgestaltung der Drehdurchführung 6 gemäß 4 umfassend den Stator 60 mit dem Kanal 601 und den Rotationskörper 62 mit mehrere sich radial zu der zentralen Achse A erstreckenden Kanälen 620 in einer geschnittenen Darstellung. Wie in 4 und 5 erkennbar, enden die Kanäle 620 des Rotationskörpers 62 an dem Stator 60. Der dargestellte Stator 60 weist einen Kanal 601 mit einer sektorförmigen Aussparung, welche an die zentrale Anschlussöffnung 600 anschließt, und mit einer sich umfangsseitig entlang eines Kreisbogens erstreckenden Mündung 602 auf. Ein für das Begasen verwendetes Gas wird über die zentrale Anschlussöffnung 600 den Kanälen 620 zugeführt, die sich im Bereich der Mündung 602 befinden. Durch Drehung des Rotationskörpers 62 mit den Kanälen 620 um die zentrale Achse A werden in Abhängigkeit einer Drehwinkelstellung die Positionen 20 nacheinander mit der Gasversorgung kommuniziert. Die Länge der Mündung ist dabei je nach Anwendungsfall für eine gewünschte Dauer der Gaszufuhr durch den Fachmann geeignet wählbar.
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Für ein Entgasen wäre es denkbar, an dem Stator 60 einen oder mehrere weitere Kanäle vorzusehen, welcher oder welche mit einer oder mehreren Vakuumpumpen verbindbar sind und welche ebenfalls mit einem oder mehreren der Kanäle 620 des Rotationskörpers 62 für einen Gasdurchtritt verbunden sind.
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In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist für ein Entgasen eine zweite Drehdurchführung 7 vorgesehen. Die zweite Drehdurchführung 7 ist als Axial-Drehdurchführung 7 gestaltet und umfasst eine mit dem Rundläufer 2 rotierenden Rotationsscheibe 70 und eine Statorscheibe 72. Die Rotationsscheibe 70 weist die Rotationsscheibe 70 axial durchsetzende Kanäle 700 auf, welche an einer an die Statorscheibe 72 angrenzenden Oberseite in Öffnungen 701 münden.
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An der Statorscheibe 72 sind Anschlüsse 80 für nicht dargestellte Vakuumpumpen vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Anschlüsse 80 für vier Vakuumpumpen vorgesehen. Die Statorscheibe 72 ist auf einer Montageplatte 82 angeordnet. An der Statorscheibe 72 ist ein Zapfen 83 vorgesehen, wobei die Rotationsscheibe 70 an dem Zapfen 83 mittels eines geeigneten Wälzlagers 84 abgestützt ist.
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Zwischen der Statorscheibe 72 und der Rotationsscheibe 70 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls ein Wälzlager 85 vorgesehen. Die Statorscheibe 72 und die Rotationsscheibe 70 weisen koaxial angeordnete ringförmige Vorsprünge auf, wobei sich die Statorscheibe 72 und die Rotationsscheibe 70 im Bereich der ringförmigen Vorsprünge berühren oder zwischen der Statorscheibe 72 und der Rotationsscheibe 70 ein Spalt verbleibt. Beidseits der Vorsprünge in Radialrichtung betrachtet sind stationäre Gleithülsen 86, 87 vorgesehen. Die Gleithülsen 86, 87 dienen sowohl einer Führung der Rotationsscheibe 70 als auch einer Abdichtung der Axial-Drehdurchführung gegenüber der Umgebung.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Anschlussstutzen 67 für die mit den zweiten Anschlussöffnungen 28 verbundenen Leitungen 5 (vgl. 3) an dem Rotationskörper 62 vorgesehen. Den Anschlussstutzen 67 sind Kanäle mit sich in Axialrichtung erstreckenden Abschnitten 670 in dem Rotationskörper 62 zugeordnet, die fluchtend zu den Kanälen 700 der Rotationsscheibe 70 ausgerichtet sind. Zwischen dem Rotationskörper 62 und der Rotationsscheibe 70 ist zudem eine mit dem Rotationskörper 62 und der Rotationsscheibe 70 rotierende Hülse 74 vorgesehen, welche die Hülse 74 in Axialrichtung durchsetzende Kanäle 740 aufweist.
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Für ein Entgasen sind die Positionen 20 (vgl. 3) jeweils mit einer an den Anschlüssen 80 angeschlossenen Vakuumpumpe mittels der Axial-Drehdurchführung 7 verbindbar.
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6 zeigt die Statorscheibe 72 in einer Draufsicht. Die Statorscheibe 72 umfasst eine im Gebrauch der Rotationsscheibe 70 gemäß 4 zugewandte Oberseite 720, an welcher in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier Aussparungen 721, 722, 723, 724 vorgesehen sind. An jeder Aussparung 721, 722, 723, 724 ist eine Öffnung 725 für einen Anschluss 80 gemäß 4 vorgesehen, über welchen die Aussparungen 721, 722, 723, 724 jeweils mit einer Vakuumpumpe kommuniziert sind.
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Bei einer Rotation der Rotationsscheibe 70 gemäß 4 gelangen die Öffnungen 701 der Rotationsscheibe 70 in den Bereich einer der Aussparungen 721, 722, 723, 724, wie in 4 rechts dargestellt, sodass ein zugehöriger Anschlussstutzen 67 mit einer an die Aussparung 724 angeschlossenen Vakuumpumpe kommuniziert wird. In anderen Drehwinkelstellungen der Rotationsscheibe 70 ist die Öffnung 701 dieser Position wie in 4 links dargestellt durch die Oberseite 720 der Scheibe 72 verschlossen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind durch die vier Aussparungen 721, 722, 723, 724 vier Zonen (vgl. 1) entlang eines Umfangs des Rundläufers 2 realisiert, denen jeweils eine Vakuumpumpe zugeordnet ist. Jede Vakuumpumpe kann für die Erzielung eines in der Zone zu erzielenden Vakuumdrucks geeignet ausgelegt werden.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind getrennte Systeme für eine Gaszufuhr und eine Evakuierung der Positionen 20 vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass bei einer Evakuierung eventuell in die zweiten Leitungen 5 und nachfolgende Bauteile angesaugte Partikel bei einer anschließenden Gaszufuhr nicht an die Position 20 geblasen werden.
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Die in 4 dargestellte Ausführungsform, bei welcher die Rotationsscheibe 70, der Rotationskörper 62 und die Hülse 74 als getrennte Bauteile gefertigt sind, ist sowohl hinsichtlich der Fertigung als auch hinsichtlich einer Bauraumnutzung vorteilhaft. Es ist für den Fachmann jedoch erkennbar, dass in einer abgewandelten Ausführungsform der Rotationskörper 62, die Hülse 74 und die Rotationsscheibe 70 auch als ein gemeinsames Bauteil gestaltet sein können und/oder auf eine Hülse 74 verzichtet werden kann.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Axial-Drehdurchführung 7 unterhalb der Radial-Drehdurchführung 6 und unterhalb eines Drehtellers 29 des Rundläufers angeordnet, wobei Vakuumpumpen für die Axial-Drehdurchführung 7 von unten angeschlossen werden und eine Gaszufuhr zu der Radial-Drehdurchführung 6 von oben erfolgt.
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In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Axial-Drehdurchführung umfassend die Rotationsscheibe 70 und die Statorscheibe 72 für eine Reinigung demontierbar. Zu diesem Zweck weisen die Rotationsscheibe 70 und die Hülse 74 zueinander komplementäre Wellenkupplungselemente auf, sodass eine Demontage insbesondere durch Absenken der Montageplatte 82 mit der Statorscheibe 72 und der Rotationsscheibe 70 gegenüber dem Drehteller 29 des Rundläufers 2 möglich ist. Für eine einfache Montage ohne Fluchtfehler weisen die Rotationsscheibe 70 und die Hülse 74 konische Anlaufflächen auf, mittels der eine Zentrierung bei einer Montage erfolgt.
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Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele sind lediglich beispielhaft und einzelne Teile der dargestellten Einrichtungen sind mit anderen Einrichtungen zur Schaffung weiterer Ausgestaltungen kombinierbar. Beispielsweise ist in einer alternativen Ausgestaltung die in 2 dargestellte Position nicht Teil eines Rundläufers, sondern stationär und/oder an einem linearen Transportsystem vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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