DE102019119596A1 - Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut und Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit einer Füllmaschine - Google Patents

Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut und Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit einer Füllmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllmaschine (1) zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut (18), wobei die Füllmaschine (1) zumindest eine Transporteinrichtung (6) zum Transportieren der Behälter (2), zumindest eine Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) zum Antreiben der zumindest einen Transporteinrichtung (6), wobei die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) mit einem Kühlmedium (17) kühlbar sind, eine Fülleinheit (5) zum Abfüllen des flüssigen Füllguts (18) in die Behälter (2), ein Füllgutreservoir (3) zum Bereitstellen des flüssigen Füllguts (18) und eine Füllgutleitung (4) zum Leiten des flüssigen Füllguts (18) vom Füllgutreservoir (3) zur Fülleinheit (5) aufweist, wobei die Füllmaschine (1) zumindest einen das Kühlmedium (17) führenden Kühlkreislauf (9), eine in den Kühlkreislauf (9) integrierte Kühlmediumspumpeneinheit (10) und eine in den Kühlkreislauf (9) integrierte Wärmetauschereinheit (11) aufweist. Die Füllmaschine (1) zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Wärmetauschereinheit (11) zum Wärmetausch zwischen dem Kühlmedium (17) und dem durch die Füllgutleitung (4) fließenden flüssigen Füllgut (18) ausgebildet ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) einer Füllmaschine (1) zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut (18), wobei in einer Wärmetauschereinheit (11) Wärme von einem Kühlmedium (17) an das flüssige Füllgut (18) abgegeben wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und auf ein Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit einer Füllmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 13.
  • Die Erfindung betrifft Behälterbehandlungsmaschinen in der Getränkeindustrie, insbesondere Behälterbehandlungsmaschinen mit Leistungen von mehr als 10000 Behältern pro Stunde, insbesondere Behälterbehandlungsmaschinen mit einer Leistung von mehr als 50000 Behältern pro Stunde. Insbesondere betrifft die Erfindung Behälterbehandlungsmaschinen, welche als so genannte Füllmaschinen oder Füller für die Befüllung der Behälter mit flüssigem Füllgut, insbesondere mit Getränken ausgebildet und eingerichtet sind.
  • Derartige Füllmaschinen umfassen Transporteinrichtungen zum Transportieren der Behälter, wobei die Transporteinrichtungen von Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten angetrieben werden. Insbesondere bei einer hohen Leistung der Füllmaschine erhitzen sich die Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten der Füllmaschine und müssen gekühlt werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten.
  • Eine aus dem Stand der Technik bekannte Lösung zum Kühlen der Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten ist die Luftkühlung, bei der von außen Wärme aus der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit in die Umgebung abgeführt wird. Vorzugsweise wird hierbei noch ein Gebläse eingesetzt, um eine Luftzirkulation zu erzeugen und das Abführen der Wärme zu verbessern. Ein Abführen von großen Wärmemengen ist mit der Luftkühlung jedoch nicht möglich.
  • Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Lösung ist die Wasserkühlung. Bei entsprechend ausgestatteten Antriebseinheiten wird das Kühlwasser direkt durch die Antriebseinheit geleitet, bei anderen Antriebseinheiten und bei Getriebeeinheiten werden im Außenbereich Kühlplatten montiert und wärmeleitend mit der Antriebs- bzw. Getriebeeinheit verbunden. Kühlwasser strömt dann durch die Antriebseinheit bzw. die Kühlplatten und transportiert die Wärme kontinuierlich ab. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass eine separate Kühlwasserversorgung benötigt wird und der Verbrauch an Kühlwasser Kosten verursacht.
  • Schließlich ist aus dem Stand der Technik eine Ölkühlung bekannt, bei der Öl, insbesondere Getriebeöl, aus der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit mit einer Pumpe zu einem Wärmetauscher und dann gekühlt wieder zurückgeleitet wird. Die Kühlung am Wärmetauscher erfolgt dabei entweder mit Luft oder mit Kühlwasser. Im Falle von Luft ist dabei entweder die Kühlleistung zu gering oder der Wärmetauscher und die Kühlflächen, die mit der Luft in Kontakt stehen, sehr groß, was den Platzbedarf der gesamten Füllmaschine vergrößert. Im Falle eine Kühlung mit Kühlwasser wird wiederum eine separate Kühlwasserversorgung benötigt und der Verbrauch an Kühlwasser verursacht Kosten.
  • Ausgehend vom bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Kühlung für eine Antriebs- und/oder Getriebeeinheit einer Füllmaschine zu schaffen, die insbesondere platzsparend und kostengünstig ist. Des Weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes, insbesondere kostengünstiges, Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird durch eine Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit einer Füllmaschine gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 13 gelöst. Die jeweiligen Unteransprüche betreffen dabei besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung.
  • Vorgeschlagen wird eine Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut. Unter Behältern werden dabei beispielsweise Flaschen, sowohl aus Glas als auch aus PET, Dosen oder Kegs verstanden. Beim flüssigen Füllgut handelt es sich insbesondere um Getränke, es ist aber auch anderes flüssiges Füllgut denkbar. Die Füllmaschine weist zumindest eine Transporteinrichtung zum Transportieren der Behälter auf, wobei bei mehreren Transporteinrichtungen die Behälter von einer zur nächsten Transporteinrichtung übergeben und dann von dieser weiter transportiert werden. Die Transporteinrichtung bzw. die Transporteinrichtungen werden von zumindest einer Antriebs - und/oder Getriebeeinheit angetrieben. Mittels der Antriebseinheit, die z.B. einen Servomotor umfasst, wird beispielsweise ein Getriebe der Getriebeeinheit und von diesem ein Ritzel angetrieben, von dem seinerseits eine Kugeldrehverbindung der Transporteinrichtung angetrieben wird. Um die in der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit, beispielsweise durch Reibung, entstandene Wärme abzuleiten und somit eine Überhitzung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit zu vermeiden, ist die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit mit einem Kühlmedium kühlbar.
  • Des Weiteren weist die Füllmaschine eine Fülleinheit zum Abfüllen des flüssigen Füllguts in die Behälter und ein Füllgutreservoir zum Bereitstellen des flüssigen Füllguts auf. Über eine Füllgutleitung der Füllmaschine wird dabei das flüssige Füllgut vom Füllgutreservoir zur Fülleinheit geleitet. Es ist auch denkbar, dass das flüssige Füllgut von einem Füllgutreservoir an mehrere Fülleinheiten geleitet wird, in diesem Fall umfasst die Füllmaschine mehrere und/oder verzweigte Füllgutleitungen.
  • Ferner weist die Füllmaschine zumindest einen das Kühlmedium führenden Kühlkreislauf auf. In diesen Kühlkreislauf ist eine Kühlmediumspumpeneinheit integriert, die das Kühlmedium durch den Kühlkreislauf pumpt. Des Weiteren ist eine Wärmetauschereinheit in den Kühlkreislauf integriert, die das von der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit erwärmte Kühlmedium wieder abkühlt. Das abgekühlte Kühlmedium wird sodann über den Kühlkreislauf wieder zur Antriebs- und/oder Getriebeeinheit geleitet.
  • Erfindungsgemäß ist die Wärmetauschereinheit zum Wärmetausch zwischen dem Kühlmedium und dem durch die Füllgutleitung fließenden flüssigen Füllgut ausgebildet. Das flüssige Füllgut ist dabei kühler als das erwärmte Kühlmedium, so dass eine Kühlung des erwärmten Kühlmediums über die Wärmetauschereinheit stattfinden kann. Ein derartiger Wärmetauscher ist platzsparend und kostengünstig. Des Weiteren benötigt diese Kühlung kein separates Kühlwasser, da der Wärmetausch mit dem flüssigen Füllgut stattfindet, das bei Betrieb der Füllmaschine sowieso durch die Füllgutleitung geleitet wird. Durch die Kühlung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit lassen sich höhere Drehzahlen der Antriebseinheit verwenden als bei keiner oder einer unzureichenden Kühlung. Mit höheren Drehzahlen kann man bei gleichbleibender Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Transporteinrichtung ein größeres Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinheit wählen. Alternativ dazu bedeuten höhere Drehzahlen bei gleichbleibendem Übersetzungsverhältnis eine höhere Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Transporteinrichtung, damit einen höheren Produktdurchsatz und damit eine gesteigerte Produktivität der Füllmaschine. Des Weiteren werden durch eine adäquate Kühlung Probleme vermieden, die überhitzte Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten mit sich bringen. Ferner lässt sich ein Kühlkreislauf mit einer derartigen Wärmetauschereinheit aus Edelstahl herstellen, was insbesondere für die Verwendung in der Lebensmittelindustrie von Vorteil ist.
  • Vorteilhafterweise sind das Kühlmedium und das flüssige Füllgut in der Wärmetauschereinheit in thermischem Kontakt. Der thermische Kontakt ist beispielsweise dadurch gegeben, dass das Kühlmedium und das flüssige Füllgut in einem vorbestimmten Bereich lediglich durch eine Wand, beispielsweise einen Rohrabschnitt, voneinander getrennt sind. So ist ein besonders direkter Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium und dem flüssigen Füllgut möglich. Eine hohe Wärmeleitfähigkeit des Materials der Wand sowie eine geringe Wanddicke verbessern darüber hinaus den Wärmeaustausch.
  • Von Vorteil ist es, wenn die Wärmetauschereinheit einen Leitungsbereich zum Leiten des Kühlmediums umfasst, der einen Abschnitt der Füllgutleitung umschließt. Wie lang dabei der Abschnitt der Füllgutleitung ist, der vom Leitungsbereich umschlossen wird, hängt dabei von vielen Faktoren ab, beispielsweise von der Temperatur des flüssigen Füllguts, von der benötigten Kühlleistung, vom Durchmesser der Füllgutleitung oder von der Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Leitungsbereich und dem Abschnitt der Füllgutleitung. Durch das Umschließen der Füllgutleitung wird das Leiten des flüssigen Füllguts nicht beeinträchtigt, so dass beispielsweise auch ein Nachrüsten der Wärmetauschereinheit in eine bestehende Füllmaschine ohne weitere Modifikationen der Füllgutleitung möglich ist. Der Leitungsbereich ist insbesondere mantelförmig oder spiralförmig um die Füllgutleitung herum angeordnet ist. So lässt sich bei einer gegebenen Länge des Abschnitts der Füllgutleitung eine größtmögliche Kontaktfläche zwischen dem flüssigen Füllgut und dem Kühlmedium erreichen.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das Kühlmedium flüssig ist, da ein flüssiges Kühlmedium eine hohe Wärmekapazität aufweist und somit eine große Wärmemenge von der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit abgeführt werden kann. Insbesondere handelt es sich beim Kühlmedium um ein Getriebeöl und/oder um eine Kühlflüssigkeit. Das Getriebeöl, das sowieso zum Schmieren eines Getriebes in diesem vorhanden ist, kann auch zur Kühlung der Getriebeeinheit verwendet werden. Dazu wird es über eine Ableitung aus der Getriebeeinheit abgeführt und über den Kühlkreislauf und eine Zuleitung wieder der Getriebeeinheit zugeführt. Dabei ist das der Getriebeeinheit wieder zugeführte Getriebeöl gegenüber dem aus der Getriebeeinheit abgeführten Getriebeöl gekühlt und dient somit der Kühlung der Getriebeeinheit. Neben Getriebeöl sind als Kühlmedium auch andere Kühlflüssigkeiten geeignet, wobei die Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit über der maximal zu erwartenden Temperatur der Kühlflüssigkeit liegen sollte.
  • Vorteilhafterweise ist das flüssige Füllgut gekühlt, insbesondere auf Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur. Je kühler das flüssige Füllgut ist, desto größer ist die Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmedium und dem flüssigen Füllgut und desto mehr Wärme kann vom Kühlmedium auf das flüssige Füllgut übertragen werden. Auch mit ungekühltem flüssigen Füllgut ist allerdings eine Kühlung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten der Füllmaschine möglich, sofern die Temperatur des flüssigen Füllguts unterhalb der maximal erlaubten Temperatur des gekühlten Kühlmediums liegt. Je geringer allerdings dieser Temperaturunterschied ausfällt, desto größer muss der Abschnitt der Füllgutleitung sein, der vom Leitungsbereich umschlossen ist, um das Kühlmedium auf oder unter eine vorbestimmte Temperatur zu kühlen.
  • Von Vorteil ist es, wenn Hohlräume der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit und/oder außen an der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit angeordnete Kühlrohre in den Kühlkreislauf integriert sind. Über Hohlräume der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit kann diese direkt von innen gekühlt werden, so dass ein Transport der entstandenen Wärme zu Außenoberflächen der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit nicht nötig ist. Insbesondere bei einem ölgeschmierten Getriebe sind solche Hohlräume schon vorhanden, nämlich in Form der Hohlräume, in denen sich das Getriebeöl befindet. Für den Fall, dass solche Hohlräume nicht vorhanden sind oder es unrentabel ist, solche Hohlräume bereitzustellen, ist auch eine Kühlung über außen an der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit angeordnete Kühlrohre, die in den Kühlkreislauf integriert sind, möglich. Kühlrohre ist hierbei weit zu interpretieren, so dass beispielsweise auch Kühlflächen umfasst sind. Die Kühlung über Kühlrohre lässt dabei einfach verwirklichen und gegebenenfalls sogar in eine bestehende Füllmaschine nachrüsten.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die der Antriebseinheit zugeordneten Hohlräume und/oder Kühlrohre und die der Getriebeeinheit zugeordneten Hohlräume und/oder Kühlrohre hintereinander oder parallel zueinander im Kühlkreislauf angeordnet sind. So kann in einem Kühlkreislauf sowohl die Antriebseinheit aus die Getriebeeinheit gekühlt werden. Der Fall von hintereinander angeordneten Hohlräumen und/oder Kühlrohren ist dabei besonders einfach zu verwirklichen, hierbei sollte allerdings darauf geachtet werden, dass diejenige Einheit, die für höhere Temperaturen des Kühlmediums geeignet ist, im Kühlkreislauf in Flussrichtung des Kühlmediums hinter derjenigen Einheit, die für niedrigere Temperaturen des Kühlmediums geeignet ist, angeordnet ist. Im Fall von parallel zueinander angeordneten Hohlräumen und/oder Kühlrohren erhalten die Antriebseinheit und die Getriebeeinheit eingangsseitig Kühlmedium der gleichen Temperatur. In diesem Fall ist jedoch darauf zu achten, dass die Verteilung des Kühlmediums an die Antriebseinheit und die Getriebeeinheit in einem vorbestimmten Verhältnis erfolgt, was sich beispielsweise durch ein geeignetes Ventil erreichen lässt.
  • Vorteilhafterweise weist die Füllmaschine separate Kühlkreisläufe und separate Wärmetauschereinheiten für die Antriebseinheit und die Getriebeeinheit auf. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn die Antriebseinheit und die Getriebeeinheit unterschiedliche Kühlmedien verwenden. Aber auch bei gleichen Kühlmedien können separate Kühlkreisläufe und separate Wärmetauschereinheiten vorteilhaft sein, beispielsweise, um eine separate Regelung der Kühlung der Antriebseinheit und der Getriebeeinheit zu ermöglichen.
  • Von Vorteil ist es, wenn mehrere Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten hintereinander und/oder parallel zueinander im Kühlkreislauf angeordnet sind. So lässt sich mit einem Kühlkreislauf und vorzugsweise nur einer Kühlmediumspumpeneinheit und nur einer Wärmetauschereinheit eine Mehrzahl an Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten kühlen. Für den Fall, dass die Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten hintereinander im Kühlkreislauf angeordnet sind, ist zu beachten, dass die Einheiten, die für höhere Temperaturen des Kühlmediums geeignet sind, im Kühlkreislauf in Flussrichtung des Kühlmediums hinter den Einheiten, die für niedrigere Temperaturen des Kühlmediums geeignet sind, angeordnet sind. Im Fall von parallel zueinander angeordneten Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten erhalten alle Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten eingangsseitig Kühlmedium der gleichen Temperatur. In diesem Fall ist jedoch darauf zu achten, dass die Verteilung des Kühlmediums an die Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten in einem vorbestimmten Verhältnis erfolgt, was sich beispielsweise durch ein geeignetes Ventil erreichen lässt. Selbstverständlich ist auch eine Kombination von Hintereinander- und Parallelanordnung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten im Kühlkreislauf denkbar.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Füllmaschine zumindest einen Kühlmediumssensor zum Messen der Temperatur und/oder des Drucks des Kühlmediums aufweist. Dabei gibt der Druck des Kühlmediums über die Ausdehnung des Kühlmediums bei Temperaturerhöhung auch Aufschluss über die Temperatur des Kühlmediums. Die gemessene Temperatur bzw. der gemessene Druck können dabei angezeigt werden und beispielsweise bei Überschreiten eines vorbestimmten Werts einen Alarm auslösen, so dass z.B. die Füllmaschine rechtzeitig gestoppt und Schäden auf Grund von Überhitzung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten vermieden werden können.
  • Vorteilhafterweise weist die Füllmaschine eine Steuereinheit zum Steuern der Kühlmediumspumpeneinheit in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder dem Druck des Kühlmediums auf. Dabei wird der Durchfluss des Kühlmediums durch den Kühlkreislauf derart geregelt, dass das Kühlmedium eine vorbestimmte Temperatur aufweist bzw. unterschreitet. Weitere Parameter, die von der Steuereinheit zum Steuern der Kühlmediumspumpeneinheit verwendet werden können, sind beispielsweise eine Drehzahl eines Motors der Antriebseinheit oder eines Getriebeteils der Getriebeeinheit und/oder die Temperatur des flüssigen Füllguts.
  • Von Vorteil ist es, wenn die Füllmaschine eine Notkühlungseinheit aufweist, wobei die Notkühlungseinheit und die Wärmetauschereinheit hintereinander im Kühlkreislauf angeordnet sind. Die Notkühlungseinheit wird dabei nur in Notfällen aktiviert, beispielsweise, wenn die Temperatur des Kühlmediums einen vorbestimmten Wert überschreitet oder wenn vorübergehend kein flüssiges Füllgut durch die Füllgutleitung geleitet wird. Durch die Hintereinanderschaltung im Kühlkreislauf wird die Notkühlungseinheit zwar immer vom Kühlmedium durchströmt, kühlt allerdings nur dann, wenn sie aktiviert ist. Besonders vorteilhaft an dieser Ausführungsvariante ist, dass die Notkühlungseinheit auch zusätzlich zur Wärmetauschereinheit betrieben werden kann, wenn für kurze Zeiträume eine extra Kühlung benötigt wird. Alternativ zum Anordnung der Notkühlungseinheit und der Wärmetauschereinheit hintereinander im Kühlkreislauf kann der Kühlkreislauf Ventile aufweisen zum wahlweisen Durchlaufen des Kühlmediums durch die Wärmetauschereinheit oder die Notkühlungseinheit, das heißt, bei einer Ventilstellung befindet sich die Wärmetauschereinheit im Kühlkreislauf, bei der anderen Ventilstellung befindet sich die Notkühlungseinheit im Kühlkreislauf. Wiederum wird die Notkühlungseinheit nur in Notfällen aktiviert und die Ventile entsprechend gestellt. In dieser Ausführungsvariante muss das Kühlmedium im Normalbetrieb nicht durch die Notkühlungseinheit geleitet werden. In beiden Fällen ist die Notkühlungseinheit insbesondere elektrisch und/oder durch Gasentspannung eines komprimierten Gases kühlbar. Beide Varianten sind platzsparend und insbesondere bei der Kühlung durch Gasentspannung tritt sehr schnell eine Kühlwirkung auf.
  • Ferner wird ein Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit einer Füllmaschine vorgeschlagen. Die Füllmaschine ist dabei zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut und insbesondere gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet. Unter Behältern werden beispielsweise Flaschen, sowohl aus Glas als auch aus PET, Dosen oder Kegs verstanden. Beim flüssigen Füllgut handelt es sich insbesondere um Getränke, es ist aber auch anderes flüssiges Füllgut denkbar. Von der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit wird eine die Behälter transportierende Transporteinrichtung angetrieben. Die Füllmaschine kann auch mehrere Transporteinrichtungen aufweisen, die dann insbesondere jeweils von einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit angetrieben werden. In diesem Fall werden die Behälter von einer zur nächsten Transporteinrichtung übergeben und dann von dieser weiter transportiert. Das flüssige Füllgut wird von einem Füllgutreservoir über eine Füllgutleitung zu einer Fülleinheit geleitet, wo es dann in die Behälter gefüllt wird. Um die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit zu kühlen, wird ein die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit kühlendes Kühlmedium von einer Kühlmediumspumpeneinheit durch einen Kühlkreislauf und eine im Kühlkreislauf integrierte Wärmetauschereinheit gepumpt. In der Wärmetauschereinheit wird dem Kühlmedium Wärme entzogen, so dass das gekühlte Kühlmedium dann wiederum die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit kühlen kann.
  • Erfindungsgemäß wird in der Wärmetauschereinheit Wärme vom Kühlmedium an das flüssige Füllgut abgegeben. Das flüssige Füllgut ist dabei kühler als das erwärmte Kühlmedium, so dass eine Kühlung des erwärmten Kühlmediums über die Wärmetauschereinheit stattfinden kann. Ein derartiger Wärmetauscher ist platzsparend und kostengünstig. Des Weiteren benötigt diese Kühlung kein separates Kühlwasser, da der Wärmetausch mit dem flüssigen Füllgut stattfindet, das bei Betrieb der Füllmaschine sowieso durch die Füllgutleitung geleitet wird. Durch die Kühlung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit lässt sich die Antriebseinheit mit höheren Drehzahlen betreiben als bei keiner oder einer unzureichenden Kühlung. Mit höheren Drehzahlen kann bei gleichbleibender Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Transporteinrichtung ein größeres Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinheit gewählt werden. Alternativ dazu bedeuten höhere Drehzahlen bei gleichbleibendem Übersetzungsverhältnis eine höhere Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Transporteinrichtung, damit einen höheren Produktdurchsatz und damit eine gesteigerte Produktivität der Füllmaschine. Des Weiteren werden durch eine adäquate Kühlung Probleme vermieden, die überhitzte Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten mit sich bringen.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das Kühlmedium durch Hohlräume der Antriebseinheit und/oder außen an der Antriebseinheit angeordnete Kühlrohre und durch Hohlräume der Getriebeeinheit und/oder außer an der Getriebeeinheit angeordnete Kühlrohre hintereinander gepumpt wird. Über Hohlräume der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit kann diese direkt von innen gekühlt werden, so dass ein Transport der entstandenen Wärme zu Außenoberflächen der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit nicht nötig ist. Insbesondere bei einem ölgeschmierten Getriebe sind solche Hohlräume schon vorhanden, nämlich in Form der Hohlräume, in denen sich das Getriebeöl befindet. Für den Fall, dass solche Hohlräume nicht vorhanden sind oder es unrentabel ist, solche Hohlräume bereitzustellen, ist auch eine Kühlung über außen an der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit angeordnete Kühlrohre, die in den Kühlkreislauf integriert sind, möglich. Kühlrohre ist hierbei weit zu interpretieren, so dass beispielsweise auch Kühlflächen umfasst sind. Die Kühlung über Kühlrohre lässt dabei einfach verwirklichen und gegebenenfalls sogar in eine bestehende Füllmaschine nachrüsten. Dadurch, dass das Kühlmedium hintereinander durch der Antriebseinheit und der Getriebeeinheit zugeordnete Hohlräume und/oder Kühlrohre gepumpt wird, werden sowohl die Antriebseinheit als auch die Getriebeeinheit gekühlt. Das gekühlte Kühlmedium sollte dabei zunächst durch diejenige Einheit, die für niedrigere Temperaturen des Kühlmediums geeignet ist, und sodann durch diejenige Einheit, die für höhere Temperaturen des Kühlmediums geeignet ist, gepumpt werden. Alternativ hierzu kann das Kühlmedium parallel durch der Antriebseinheit und der Getriebeeinheit zugeordnete Hohlräume und/oder Kühlrohre gepumpt werden, das heißt, der Kühlmediumsstrom wird, beispielsweise an einem geeigneten Ventil, aufgeteilt, so dass ein Teil des Kühlmediums durch Hohlräume und/oder Kühlrohre der Antriebseinheit und der andere Teil des Kühlmediums durch Hohlräume und/oder Kühlrohre der Getriebeeinheit geleitet wird. In diesem Fall werden die Antriebseinheit und die Getriebeeinheit von Kühlmedium der gleichen Temperatur gekühlt.
  • Vorteilhafterweise wird das Kühlmedium durch Hohlräume mehrerer Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten und/oder außen an mehreren Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten angeordneten Kühlrohren hintereinander und/oder parallel zueinander gepumpt. Somit werden mehrere Antriebs- und Getriebeeinheiten mit einem Kühlkreislauf, einer Kühlmediumspumpeneinheit und einer Wärmetauschereinheit gekühlt. Für den Fall, dass das Kühlmedium hintereinander durch die den Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten zugeordneten Hohlräume und/oder Kühlrohre gepumpt wird, ist zu beachten, dass zunächst die Einheiten, die für niedrigere Temperaturen des Kühlmediums geeignet sind, und sodann die Einheiten, die für niedrigere Temperaturen des Kühlmediums geeignet ist, vom gekühlten Kühlmedium durchströmt werden. Im Fall von parallel zueinander durchströmten Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten werden alle Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten von Kühlmedium der gleichen Temperatur durchströmt. In diesem Fall wird das Kühlmediums an die Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten in einem vorbestimmten Verhältnis verteilt, was sich beispielsweise durch ein geeignetes Ventil erreichen lässt. Selbstverständlich ist auch eine Kombination von Hintereinander- und Paralleldurchströmung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten denkbar.
  • Von Vorteil ist es, wenn die Temperatur und/oder der Druck des Kühlmediums gemessen werden. Dabei gibt der Druck des Kühlmediums über die Ausdehnung des Kühlmediums bei Temperaturerhöhung auch Aufschluss über die Temperatur des Kühlmediums. Die gemessene Temperatur bzw. der gemessene Druck werden angezeigt und/oder lösen bei Überschreiten eines vorbestimmten Werts einen Alarm aus, so dass z.B. die Füllmaschine rechtzeitig gestoppt und Schäden auf Grund von Überhitzung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten vermieden werden können.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Pumpleistung der Kühlmediumspumpeneinheit in Abhängigkeit der Temperatur und/oder des Drucks des Kühlmediums gesteuert wird. Durch die Steuerung der Kühlmediumspumpeneinheit wird der Durchfluss des Kühlmediums durch den Kühlkreislauf geregelt, und zwar derart, dass das Kühlmedium eine vorbestimmte Temperatur aufweist bzw. unterschreitet. Die Kühlmediumspumpeneinheit kann auch noch in Abhängigkeit weiterer Parameter gesteuert werden, beispielsweise in Abhängigkeit der Drehzahl eines Motors der Antriebseinheit oder eines Getriebeteils der Getriebeeinheit und/oder der Temperatur des flüssigen Füllguts.
  • Vorteilhafterweise wird das Kühlmedium alternativ oder zusätzlich zur Wärmetauschereinheit durch eine Notkühlungseinheit gepumpt, wobei die Notkühlungseinheit insbesondere dann aktiviert wird, wenn die Temperatur und/oder der Druck des Kühlmediums einen vorgegebenen Wert überschreiten. Im Fall, dass das Kühlmedium stets durch die Wärmetauschereinheit und die Notkühlungseinheit gepumpt wird, wird die Notkühlungseinheit immer vom Kühlmedium durchströmt, kühlt allerdings nur dann, wenn sie aktiviert ist. Besonders vorteilhaft an dieser Ausführungsvariante ist, dass die Notkühlungseinheit auch zusätzlich zur Wärmetauschereinheit betrieben werden kann, wenn beispielsweise für kurze Zeiträume eine extra Kühlung benötigt wird. Im Fall, dass das Kühlmedium wahlweise durch die Wärmetauschereinheit oder die Notkühlungseinheit gepumpt wird, sind Ventile vorgesehen, mit denen diese Auswahl vorgenommen werden kann. Wiederum wird die Notkühlungseinheit nur in Notfällen aktiviert und die Ventile entsprechend gestellt. In dieser Ausführungsvariante wird das Kühlmedium im Normalbetrieb nicht durch die Notkühlungseinheit geleitet. In beiden Fällen wird die Notkühlungseinheit insbesondere elektrisch und/oder durch Gasentspannung eines komprimierten Gases gekühlt, da solche Kühlungen platzsparend sind und insbesondere bei der Kühlung durch Gasentspannung auch sehr schnell eine Kühlwirkung auftritt.
  • 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.
  • Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, so dass ein Block- oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparates) wie z. B. einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen beispielhaft:
    • 1 eine schematische Ansicht einer Füllmaschine,
    • 2 einen Längsschnitt durch eine Wärmetauschereinheit,
    • 3 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wärm etauschere inheit,
    • 4 eine schematische Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine,
    • 5 eine schematische Detailansicht eines nochmals weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine,
    • 6 eine schematische Detailansicht eines nochmals weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine,
    • 7 eine schematische Detailansicht eines nochmals weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine,
    • 8 eine schematische Detailansicht eines nochmals weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine und
    • 9 eine schematische Detailansicht eines nochmals weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine.
  • Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersichtlichkeit halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Füllmaschine 1 zum Füllen von Behältern 2 mit einem flüssigen Füllgut. Bei den Behältern 2 kann es sich beispielsweise um Flaschen, sowohl aus Glas als auch aus PET, Dosen oder Kegs handeln, beim flüssigen Füllgut insbesondere um Getränke, es ist aber auch anderes flüssiges Füllgut denkbar. Das flüssige Füllgut wird dabei von einem Füllgutreservoir 3 über eine Füllgutleitung 4 zu einer Fülleinheit 5 geleitet, wobei das flüssige Füllgut in der Fülleinheit 5 in die Behälter 2 gefüllt wird.
  • Die leeren Behälter 2.1 werden über eine oder mehrere Transporteinrichtungen zur Fülleinheit 5 transportiert, wo sie dann mit dem flüssigen Füllgut befüllt werden. Die befüllten Behälter 2.2 werden dann wiederum über eine oder mehrere Transporteinrichtungen weitertransportiert. In 1 wird auf die Darstellung dieser Transporteinrichtungen verzichtet und nur die der Fülleinheit 5 zugeführten bzw. von der Fülleinheit 5 abtransportierten Behälter 2 gezeigt.
  • Die Fülleinheit 5 umfasst dabei eine Transporteinrichtung 6, wobei die leeren Behälter 2.1 beispielsweise an einem Einlaufstern übernommen, während des Weitertransports befüllt und anschließend die befüllten Behälter 2.2 an einen Auslaufstern übergeben werden. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf Fülleinheiten 5, die eine Transporteinrichtung 6 umfassen, sondern ist in naheliegender Weise auch auf andere Fülleinheiten 5 adaptierbar.
  • Die Transporteinrichtung 6 wird von einer Antriebseinheit 7 über eine Getriebeeinheit 8 angetrieben. Dabei umfasst die Antriebseinheit 7 beispielsweise einen Servomotor, von dem ein Getriebe der Getriebeeinheit 8 angetrieben wird. Von dem Getriebe der Getriebeeinheit 8 wird ein Ritzel angetrieben, von dem seinerseits eine Kugeldrehverbindung der Transporteinrichtung 6 angetrieben wird. Es sind allerdings noch viele weitere Varianten der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 denkbar, auf die die vorliegende Erfindung ebenfalls anwendbar ist.
  • Im Betrieb produziert die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 Wärme, beispielsweise durch Reibung. Um ein Überhitzen der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 zu vermeiden, muss die produzierte Wärme abgeführt werden, das heißt, die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 muss gekühlt werden. Hierzu ist ein Kühlmedium vorgesehen, das die in der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 produzierte Wärme aufnimmt. Das Kühlmedium wird sodann in einem Kühlkreislauf 9 von einer Kühlmediumspumpeneinheit 10 zu einer Wärmetauschereinheit 11 gepumpt. An der Wärmetauschereinheit 11 gibt das Kühlmedium Wärme ab und wird dann gekühlt wieder zur Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 zurückgeführt.
  • Der Wärmetausch in der Wärmetauschereinheit 11 findet dabei zwischen dem Kühlmedium und dem durch die Füllgutleitung 4 fließenden flüssigen Füllgut statt. Hierzu wird ein Abschnitt 12 der Füllgutleitung 4 von einem im Kühlkreislauf 9 integrierten Leitungsbereich 13 umschlossen, so dass das Kühlmedium und das flüssige Füllgut in thermischem Kontakt sind. Eine solche Wärmetauschereinheit 11 ist platzsparend, nutzt das sowieso schon vorhandene flüssige Füllgut zum Wärmetausch und lässt sich gegebenenfalls sogar noch nachträglich installieren. Dadurch, dass ein Abschnitt 12 der Füllgutleitung 4 vom Leitungsbereich 13 umschlossen wird, kann das flüssige Füllgut ungehindert durch die Füllgutleitung 4 strömen. Die Erwärmung des flüssigen Füllguts beim Wärmetausch ist dabei vernachlässigbar gering.
  • Um die Wärmeabgabe des Kühlmediums in der Wärmetauschereinheit 11 zu steuern und damit die Temperatur des Kühlmediums sowie die Temperatur der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 zu beeinflussen, kann die Kühlmediumspumpeneinheit 10 von einer Steuereinheit 14 in ihrer Pumpleistung gesteuert werden. Eine höhere Pumpleistung bedeutet dabei einen höheren Durchfluss des Kühlmediums durch den Kühlkreislauf 9 und damit eine höhere Wärmeabgabe an das flüssige Füllgut. Die Steuereinheit 14 steuert dabei die Kühlmediumspumpeneinheit 10 insbesondere in Abhängigkeit der Temperatur des Kühlmediums, die von Kühlmediumssensoren 15 gemessen wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel misst ein Kühlmediumssensor 15 die Temperatur des Kühlmediums vor der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 und ein Kühlmediumssensor 15 die Temperatur des Kühlmediums nach der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8, wobei vor und nach jeweils in Flussrichtung des Kühlmediums zu verstehen sind. Die gemessenen Temperaturen werden direkt an die Steuereinheit 14 weitergeleitet. Alternativ oder zusätzlich zu den Temperaturen können auch Drücke des Kühlmediums gemessen werden, die über die Ausdehnung des Kühlmediums bei Erwärmung mit der Temperatur des Kühlmediums zusammenhängen. Des Weiteren kann die Steuereinheit 14 die Pumpleistung der Kühlmediumspumpeneinheit 10 noch in Abhängigkeit von weiteren Parametern steuern, beispielsweise der von einem Füllgutsensor 16 gemessenen Temperatur des flüssigen Füllguts, einer Drehzahl eines Motors der Antriebseinheit 7 oder eines Getriebeteils der Getriebeeinheit 8 oder eines Betriebsparameters der Fülleinheit 5. Die Übertragung dieser Daten ist in 1 mit gestrichelten Linien gekennzeichnet.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Wärmetauschereinheit 11, wobei der das Kühlmedium 17 führende Leitungsbereich 13 mantelförmig um den Abschnitt 12 der das flüssige Füllgut 18 führenden Füllgutleitung 4 herum angeordnet ist. Der Leitungsbereich 13 umschließt also den Abschnitt 12 der Füllgutleitung 4 in Form eines Zylindermantels. An jeweils einer Seite des Leitungsbereichs 13 sind eine Zuleitung 19 und eine Ableitung 20 angeordnet, die die Wärmetauschereinheit 11 in den Kühlkreislauf 9 einbinden.
  • 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wärmetauschereinheit 11, bei der der Leitungsbereich 13 spiralförmig um den Abschnitt 12 der Füllgutleitung 4 herum angeordnet ist. Wiederum sind eine Zuleitung 19 und eine Ableitung 20 vorgesehen, die die Wärmetauschereinheit 11 in den Kühlkreislauf 9 einbinden.
  • Bei beiden Ausführungsbeispielen der Wärmetauschereinheit 11 hängt der Wärmeübertrag neben der Temperaturdifferenz zwischen Kühlmedium 17 und flüssigem Füllgut 18 von der Kontaktoberfläche zwischen dem Kühlmedium 17 und dem flüssigen Füllgut 18, die vor allem vom Durchmesser der Füllgutleitung 4 und der Länge des Abschnitts 12 der Füllgutleitung 4 bestimmt wird, und vom Material und der Dicke der das Kühlmedium 17 und das flüssige Füllgut 18 trennenden Wand ab. Diese Größen müssen derart gewählt werden, dass eine hinreichende Kühlung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 gewährleistet ist.
  • 4 zeigt eine schematische Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine 1, bei der lediglich die für die Erfindung relevanten Details dargestellt sind. Die Transporteinrichtung 6 kann dabei die der Fülleinheit 5 zugeordnete Transporteinrichtung 6 sein, es kann sich dabei aber auch um eine der anderen Transporteinrichtungen 6 der Füllmaschine 1 handeln. Die die Transporteinrichtung 6 antreibende Antriebseinheit 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht über das Kühlmedium 17 gekühlt, kann aber eine andere Kühlung aufweisen. Vom Kühlmedium 17 gekühlt wird die Getriebeeinheit 8 der Transporteinrichtung 6. Dabei ist es vorteilhaft, wenn als Kühlmedium 17 das Getriebeöl genommen wird, das sich sowieso schon in Hohlräumen der Getriebeeinheit 8 befindet. Die Kühlmediumspumpeneinheit 10 pumpt dann das Kühlmedium 17 durch diese Hohlräume der Getriebeeinheit 8, so dass die Getriebeeinheit 8 von innen gekühlt wird, und zwar insbesondere an den Stellen, an denen auch die größte Wärmeerzeugung stattfindet.
  • Im Kühlkreislauf 9 sind noch weitere Details dargestellt, nämlich ein Entlüftungsventil 21 zur Entlüftung des Kühlkreislaufes 9, ein Dreiwegeventil 22 zum Befüllen bzw. Entleeren des Kühlkreislaufs 9 sowie ein Filter 23 zum Filtern des Kühlmediums 17. Des Weiteren ist eine Spannungsquelle 24 dargestellt, über die die Antriebseinheit 7 sowie die Kühlmediumspumpeneinheit 10 mit elektrischem Strom versorgt werden.
  • Im Vergleich zu der in 4 dargestellten Füllmaschine 1 wird bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Füllmaschine 1 auch die Antriebseinheit 7 vom Kühlmedium 17 gekühlt. Dazu sind die Getriebeeinheit 8 und die Antriebseinheit 7 hintereinander im Kühlkreislauf 9 angeordnet. Zur Kühlung der Antriebseinheit 7 wird das Kühlmedium 17 dabei beispielsweise durch außen an der Antriebseinheit 7 angeordnete Kühlrohre gepumpt. Bei dieser Anordnung kann auf eine separate Kühlung der Antriebseinheit 7 verzichtet werden und die Antriebseinheit 7 wird effizient gekühlt.
  • Bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Füllmaschine 1 sind im Vergleich zu dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel die Getriebeeinheit 8 und die Antriebseinheit 7 parallel zueinander im Kühlkreislauf 9 angeordnet. Hierzu sind ein Verteilventil 25 und ein Mischventil 26 im Kühlkreislauf 9 integriert. Am Verteilventil 25 wird der Strom des Kühlmediums 17 in zwei Teilströme aufgeteilt, wobei der eine Teilstrom durch die Hohlräume der Getriebeeinheit 8 und der andere Teilstrom durch die Kühlrohre der Antriebseinheit 7 geleitet wird. Somit hat das Kühlmedium 17 beim Eingang in die Hohlräume bzw. Kühlrohre die gleiche Temperatur. Nach dem Durchströmen der Hohlräume der Getriebeeinheit 8 bzw. der Kühlrohre der Antriebseinheit 7 werden die beiden Teilströme in dem Mischventil 26 wieder zusammengeführt und weiter in Richtung der Wärmetauschereinheit 11 gepumpt.
  • Beim Ausführungsbeispiel der in 7 gezeigten Füllmaschine 1 sind zwei separate Kühlkreisläufe 9 vorgesehen, wobei der eine Kühlkreislauf 9 die Getriebeeinheit 8 und der andere Kühlkreislauf 9 die Antriebseinheit 7 kühlt. Die beiden Kühlkreisläufe 9 können dabei mit verschiedenen Kühlmedien 17 betrieben werden, beispielsweise der Kühlkreislauf 9 für die Getriebeeinheit 8 mit Getriebeöl und der Kühlkreislauf 9 für die Antriebseinheit 7 mit einer wasserbasierten Kühlflüssigkeit. Beide Kühlkreisläufe 9 weisen eine eigene Kühlmediumspumpeneinheit 10 und eine eigene Wärmetauschereinheit 11 auf. Die Längen der Abschnitte 12 der Füllgutleitung 4, die von den Leitungsbereichen 13 der beiden Kühlkreisläufe 9 umschlossen werden, können dabei unterschiedlich sein, beispielsweise in Abhängigkeit der von der Getriebeeinheit 8 und Antriebseinheit 7 jeweils produzierten Wärme oder der für die Getriebeeinheit 8 und Antriebseinheit 7 jeweils zulässigen Maximaltemperatur.
  • Bei der in 8 dargestellten Füllmaschine 1 sind noch weitere Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten 7 bzw. 8 in den Kühlkreislauf 9 integriert. In diesen Ausführungsbeispiel werden die Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten 7 bzw. 8 parallel zueinander vom Kühlmedium 17 durchströmt, es ist aber auch denkbar, dass sie hintereinander durchströmt werden oder eine beliebige Kombination von Parallel- und Hintereinanderanordnung verwirklicht ist.
  • Des Weiteren weist die Füllmaschine 1 der 8 eine elektrische Notkühlungseinheit 27 auf. Mittels zwei Wahlventilen 28, die als Dreiwege-Ventile ausgebildet sind, kann dabei zwischen einem Kreislauf 9, in den die Wärmetauschereinheit 11 integriert ist, und einem Kreislauf 9, in den die Notkühlungseinheit 27 integriert ist, gewählt werden. Für den Fall, dass die Kühlung über die Wärmetauschereinheit 11 ausfällt, lassen sich die Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten 7 bzw. 8 noch über die Notkühlungseinheit 27 kühlen. Die Wahlventile 28 können auch als Verteil- und Mischventile ausgebildet sein, so dass ein Teil des Stroms des Kühlmediums 17 zur Wärmetauschereinheit 11 und ein anderer Teil des Stroms des Kühlmediums 17 zur Notkühlungseinheit 27 geleitet werden. In diesem Fall kann je nach Stellung der Wahlventile 28 ausschließlich über die Wärmetauscheinheit 11, ausschließlich über die Notkühlungseinheit 27 oder über die Wärmetauschereinheit 11 und die Notkühlungseinheit 27 gemeinsam gekühlt werden. Im letzten Fall wird die Wärmetauschereinheit 11 von der Notkühlungseinheit 27 unterstützt, beispielsweise um eine stärkere Kühlung des Kühlmediums 17 zu erreichen.
  • Im Ausführungsbeispiel der 9 wird die Notkühlungseinheit 27 über die Entspannung eines komprimierten Gases aus einer Gasflasche 29 betrieben. Diese Art der Notkühlungseinheit 27 bringt eine sehr schnelle Kühlleistung. Die Wahlventile 28 und ein Entspannungsventil 30 werden dabei beispielsweise von einer Notsteuereinheit 31 gesteuert, wobei die Notsteuereinheit 31 auch mit der Steuereinheit 14 zusammenfallen kann. Die Notsteuereinheit 31 schaltet dabei beispielsweise auf die Notkühlungseinheit 27 um, wenn die Temperatur des Kühlmediums 17 einen vorbestimmten Wert überschreitet. In 9 ist dieser Fall gezeigt, so dass der Teil des Kühlkreislaufs 9, der die Wärmetauschereinheit 11 umfasst, nicht vom Kühlmedium 17 durchströmt wird und daher nur gestrichelt dargestellt ist.
  • Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die Patentansprüche definierte Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Füllmaschine
    2
    Behälter
    2.1
    leerer Behälter
    2.2
    befüllter Behälter
    3
    Füllgutreservoir
    4
    Füllgutleitung
    5
    Fülleinheit
    6
    Transporteinrichtung
    7
    Antriebseinheit
    8
    Getriebeeinheit
    9
    Kühlkreislauf
    10
    Kühlmediumspumpeneinheit
    11
    Wärmetauschereinheit
    12
    Abschnitt
    13
    Leitungsbereich
    14
    Steuereinheit
    15
    Kühlmediumssensor
    16
    Füllgutsensor
    17
    Kühlmedium
    18
    flüssiges Füllgut
    19
    Zuleitung
    20
    Ableitung
    21
    Entlüftungsventil
    22
    Dreiwegeventil
    23
    Filter
    24
    Spannungsquelle
    25
    Verteilventil
    26
    Mischventil
    27
    Notkühlungseinheit
    28
    Wahlventil
    29
    Gasflasche
    30
    Entspannungsventil
    31
    Notsteuereinheit

Claims (18)

  1. Füllmaschine zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut (18), wobei die Füllmaschine (1) zumindest eine Transporteinrichtung (6) zum Transportieren der Behälter (2), zumindest eine Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) zum Antreiben der zumindest einen Transporteinrichtung (6), wobei die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) mit einem Kühlmedium (17) kühlbar sind, eine Fülleinheit (5) zum Abfüllen des flüssigen Füllguts (18) in die Behälter (2), ein Füllgutreservoir (3) zum Bereitstellen des flüssigen Füllguts (18) und eine Füllgutleitung (4) zum Leiten des flüssigen Füllguts (18) vom Füllgutreservoir (3) zur Fülleinheit (5) aufweist, wobei die Füllmaschine (1) zumindest einen das Kühlmedium (17) führenden Kühlkreislauf (9), eine in den Kühlkreislauf (9) integrierte Kühlmediumspumpeneinheit (10) und eine in den Kühlkreislauf (9) integrierte Wärmetauschereinheit (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinheit (11) zum Wärmetausch zwischen dem Kühlmedium (17) und dem durch die Füllgutleitung (4) fließenden flüssigen Füllgut (18) ausgebildet ist.
  2. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (17) und das flüssige Füllgut (18) in der Wärmetauschereinheit (11) in thermischem Kontakt sind.
  3. Füllmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinheit (11) einen einen Abschnitt (12) der Füllgutleitung (4) umschließenden Leitungsbereich (13) zum Leiten des Kühlmediums (17) umfasst, wobei der Leitungsbereich (13) insbesondere mantelförmig oder spiralförmig um die Füllgutleitung (4) herum angeordnet ist.
  4. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (17) flüssig, insbesondere ein Getriebeöl und/oder eine Kühlflüssigkeit ist.
  5. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Füllgut (18) gekühlt ist.
  6. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Hohlräume der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) und/oder außen an der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) angeordnete Kühlrohre in den Kühlkreislauf (9) integriert sind.
  7. Füllmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die der Antriebseinheit (7) zugeordneten Hohlräume und/oder Kühlrohre und die der Getriebeeinheit (8) zugeordneten Hohlräume und/oder Kühlrohre hintereinander oder parallel zueinander im Kühlkreislauf (9) angeordnet sind.
  8. Füllmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmaschine (1) separate Kühlkreisläufe (9) und separate Wärmetauschereinheiten (11) für die Antriebseinheit (7) und die Getriebeeinheit (8) aufweist.
  9. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten (7; 8) hintereinander und/oder parallel zueinander im Kühlkreislauf (9) angeordnet sind.
  10. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmaschine (1) zumindest einen Kühlmediumssensor (15) zum Messen der Temperatur und/oder des Drucks des Kühlmediums (17) aufweist.
  11. Füllmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmaschine (1) eine Steuereinheit (14) aufweist zum Steuern der Kühlmediumspumpeneinheit (10) in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder dem Druck des Kühlmediums (17).
  12. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmaschine (1) eine Notkühlungseinheit (27) aufweist, die insbesondere elektrisch und/oder durch Gasentspannung eines komprimierten Gases kühlbar ist, wobei die Notkühlungseinheit (27) und die Wärmetauschereinheit (11) hintereinander im Kühlkreislauf (9) angeordnet sind oder der Kühlkreislauf (9) Ventile aufweist zum wahlweisen Durchlaufen des Kühlmediums (17) durch die Wärmetauschereinheit (11) oder die Notkühlungseinheit (27).
  13. Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) einer Füllmaschine (1) zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine die Behälter (2) transportierende Transporteinrichtung (6) von der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) angetrieben wird und flüssiges Füllgut (18) von einem Füllgutreservoir (3) über eine Füllgutleitung (4) zu einer Fülleinheit (5) geleitet wird, wo es in die Behälter (2) gefüllt wird, wobei ein die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) kühlendes Kühlmedium (17) von einer Kühlmediumspumpeneinheit (10) durch einen Kühlkreislauf (9) und eine im Kühlkreislauf (9) integrierte Wärmetauschereinheit (11) gepumpt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wärmetauschereinheit (11) Wärme vom Kühlmedium (17) an das flüssige Füllgut (18) abgegeben wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (17) durch Hohlräume der Antriebseinheit (7) und/oder außen an der Antriebseinheit (7) angeordnete Kühlrohre und durch Hohlräume der Getriebeeinheit (8) und/oder außer an der Getriebeeinheit (8) angeordnete Kühlrohre hintereinander oder parallel zueinander gepumpt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (17) durch Hohlräume mehrerer Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten (7; 8) und/oder außen an mehreren Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten (7; 8) angeordneten Kühlrohren hintereinander und/oder parallel zueinander gepumpt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur und/oder der Druck des Kühlmediums (17) gemessen werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpleistung der Kühlmediumspumpeneinheit (10) in Abhängigkeit der Temperatur und/oder des Drucks des Kühlmediums (17) gesteuert wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (17) alternativ oder zusätzlich zur Wärmetauschereinheit (11) durch eine Notkühlungseinheit (27) gepumpt wird, wobei die Notkühlungseinheit (27) insbesondere dann aktiviert wird, wenn die Temperatur und/oder der Druck des Kühlmediums (17) einen vorgegebenen Wert überschreiten.
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