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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, insbesondere auf eine Vorrichtung zum Befüllen von Glasflaschen mit Getränken.
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Die Erfindung betrifft damit Behälterbehandlungsmaschinen in der Getränkeindustrie, insbesondere Behälterbehandlungsmaschinen mit Leistungen von mehr als 1000 Behältern pro Stunde, insbesondere Behälterbehandlungsmaschinen mit einer Leistung von mehr als 10000 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.
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Solche Füllmaschinen der genannten Art, nämlich Vorrichtungen zum Befüllen von Behältern, verfügen über eine Vielzahl von Behandlungsstationen bzw. -positionen welche auch als Füllstationen oder Füllstellen bzw. Füllpositionen verstanden werden können. An jeder Füllposition der Füllmaschine ist ein Füllelement oder Füllorgan mit einem Füllventil bzw. Flüssigkeitsventil vorgesehen, über dessen Abgabeöffnung das flüssige Füllgut in den Behälter abgegeben wird. Dazu ist an jeder Füllposition in der Regel ein Behälterträger, beispielsweise mit einem Behälterteller, vorgesehen, über den der zu befüllende Behälter mittels einer vertikal orientierten Hubbewegung zum Füllelement hin angehoben und an dieses herangeführt und angepresst wird. Alternativ können die Behältnisse auch im Halsbereich gegriffen werden und so am Füllorgan angepresst werden. Beispielsweise erfolgt die Abgabe des Füllgutes in die Behälter unter Druck mittels eines so genannten „Druckfüllens“, bei dem die zu befüllenden Behälter vor Abgabe des Füllgutes mit einem Vorspanndruck beaufschlagt, nämlich vorgespannt werden.
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Insbesondere in Fällen, in denen Behälter aus Glas, beispielsweise Glasflaschen befüllt werden, kommt es bei dem Füllprozess immer wieder zu Glasbrüchen. Beispielsweise kann während des Vorspannens mit Spanngas oder während des Befüllens mit Füllgut bis zur Druckentlastung ein Glasbehälter platzen. Dadurch entstehen neben größeren Glasbruchstücken und Scherben auch Glassplitter, welche vor allem im Lebensmittelbereich bei der Getränkeabfüllung ein hohes Risiko darstellen und als besondere Gefährdung zu erachten sind. Dabei ist allgemein bekannt, dass Scherben und Splitter, die in Behälter gelangen, zahlreiche negative Folgen nach sich ziehen. Ganz abgesehen von der gesundheitlichen Gefährdung für Verbraucher, können Scherben im Behälter z.B. zu Rückrufaktionen, Prestigeverlust und auch zum Verlust von Marktanteilen des Herstellers führen.
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Daher gibt es zahlreiche Bestrebungen, Füllmaschinen mit entsprechenden Vorkehrungen zu versehen, um zu verhindern, dass Scherben und Splitter von platzenden oder zerberstenden Glasbehältern in die zu befüllenden Behälter und damit zum Konsumenten gelangen. Die „Scherben-Sicherheit“ ist somit ein sehr wichtiges Erfordernis für Füllmaschinen der oben genannten Art, insbesondere bei Gegendruck- und/oder Heißfüllern.
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Derartige als Rundläufermaschinen ausgebildete Füllmaschinen sind dafür mit einem Splitterschutz versehen, der oftmals eine stationäre, den Rotor umgebende Spannzonenverkleidung und/oder mit dem Rotor rotierende radial und vertikal erstreckende Trennbleche zur Reduktion des unkontrollierten Umherfliegens von Glasbruch aufweisen. Der Glasbruch kann beim Abfüllen von Behältern aus Glas entstehen, welche füllgutbedingt mit einem höheren Druck als dem atmosphärischen Druck abgefüllt werden müssen.
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Hierzu zählen kohlensäurehaltige Getränke wie beispielsweise Softdrinks oder Mineralwässer mit CO2 Anteilen. Der notwendige Abfülldruck liegt in der Regel um ca. 0,5 bar über dem Sättigungsdruck des CO2. Somit werden zu befüllende Glasflaschen mit 2,5 - 8,0 bar abgefüllt. Hierzu werden die leeren Glasflaschen nach dem Einlaufen über einen Zuführstern am Füllventil des Füllelements jeder Füllstation angepresst und auf den notwendigen Sättigungsdruck des zu füllenden Getränkes vorgespannt. Der entsprechende Bereich wird Spannbereich genannt. Speziell bei Mehrwegglas, welches bis zu 50 Umläufe über den Verbraucher zum Wiederbefüllen erfährt, ist die Gefahr groß, dass beim Vorspannen nicht erkannte Schadstellen zum Bruch der Flasche führen.
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Diese beim Bruch der Flasche nun unkontrolliert umherfliegenden Glasstücke stellen eine erhebliche Gefahr hinsichtlich der Produkthaftung dar. Gebrochene Glasstücke weisen eine unterschiedliche Größe und Form auf. Ihr Gewicht ist ebenfalls unterschiedlich. Die Anmelderin hat aus Hochgeschwindigkeitsaufnahmen festgestellt, dass ein auftreffendes Bruchglasstück nach dem Auftreffen kaskadenförmig in immer wiederkehrende kleinere Stücke nachbricht, bis die Gesamtenergie derart gemildert wird, dass ein Reststück lediglich abgelenkt weiterfliegt. Hierbei besteht schließlich sogar die Gefahr, dass die stetig weiterbrechenden Kleinstglasstücke Flaschenmündungen im Abfüllbereich erreichen und dann anschließend mit dem gefüllten Produkt zum Kunden gelangen.
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Die bisher üblichen und bekannten Schutzverkleidungen für den Splitterschutz bestehen aus Wandelementen aus Edelstahlblechen, die dicht an einem Behandlungs- oder Füllpositionen aufweisenden Rotor einer Behälterbehandlungs- oder Füllmaschine umlaufender Bauart positioniert und an dem mit dem Rotor nicht umlaufenden Maschinegestell der Behälterbehandlungsmaschine fixiert sind.
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Nachteilig hierbei ist nicht nur, dass die im Falle eines Behälterbruchs entstehende Behälterbruchstücke mit hoher Geschwindigkeit gegen die starren und fest fixierten Wandelemente prallen, dort durch den Aufprall weiter zerbrechen und zum Teil durch Ab- oder Zurückprallen an den Wandelementen zurück in Richtung der Behälterbehandlungsmaschine geschleudert werden.
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Hierdurch kommt es zu einer weiteren, unerwünschten Verschmutzung der Behälterbehandlungsmaschine und der Funktionselemente der Behandlungspositionen. Insbesondere können die Glassplitter und -scherben auch an Bauteilen anhaften oder auf diesen liegen bleiben, so dass letztlich auch dadurch die Gefahr besteht, dass Glassplitter oder-scherben in die Behälter gelangen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen vermeidet und die insbesondere eine effektivere Abschwächung der kinetischen Bewegungsenergie herumfliegender Glasbruchstücke oder Glassplitter ermöglicht.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Dabei sind alle beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Weiterhin werden die Patentansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut zur Verfügung. Die Vorrichtung weist hierfür einen um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor mit mehreren, über den Umfang des Rotors verteilt angeordneten Füllstationen zum Füllen der Behälter mit flüssigem Füllgut auf. Ferner weist die Vorrichtung zumindest in einem Spannbereich eine den rotierenden Füllstationen zugewandte, ortsfeste Splitterschutzanordnung auf. Zwischen benachbarten Füllstationen sind jeweils mit dem Rotor mitdrehende, also mit umlaufende, flächige Trennelemente vorgesehen, welche derart radial zur Maschineachse orientiert sind, dass an jeder Füllstation jeweils zwei Trennelemente eine seitliche kammerförmige Begrenzung für die entsprechende Füllstation ausbilden, bei der jedes Trennelement mit seinen beiden sich gegenüberliegenden Seiten benachbarten Füllstationen zugewandt ist.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Splitterschutzanordnung zumindest ein den Füllstationen zugewandtes wölbstrukturiertes Absorptionselement aufweist, und/oder, dass die Splitterschutzanordnung flächige Trennelemente aufweist, von denen jeweils benachbarte Trennelemente eine kammerförmige Begrenzung ausbilden, indem die Trennelemente freiendseitig jeweils in einem spitzen Winkel zu einer im Spannbereich konzentrisch um die Maschinenachse umlaufenden Wandung der Splitterschutzanordnung vorgesehen sind, und/oder, dass die mitdrehenden Trennelemente zumindest teilweise als wölbstrukturierte Absorptionselemente ausgebildet sind.
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Die bisher üblichen Schutzverkleidungen bzw. Splitterschutzanordnungen sind von starren und vollständig fixierten Wandelementen gebildet, die bei einem Behälterbruch zwar ein Wegschleudern der Behälterbruchstücke nach außen und/oder innen verhindern, an denen aber auftreffende Behälterscherben teilweise zusätzlich zerbrechen und zum Teil durch Ab- oder Zurückprallen wieder zurück in Richtung der Behälterbehandlungsmaschine geschleudert werden, wodurch es zu einer zusätzlichen unerwünschten Verschmutzung von Komponenten der Behälterbehandlungsmaschine durch Behälterbruchstücke kommt und die Reinigung der Behälterbehandlungsmaschine vor erneuter Inbetriebnahme erschwert wird.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird dies wirkungsvoll vermieden, indem die Splitterschutzanordnung zumindest ein den Füllstationen zugewandtes wölbstrukturiertes Absorptionselement aufweist, und/oder die Splitterschutzanordnung flächige Trennelemente aufweist, von denen jeweils benachbarte Trennelemente eine kammerförmige Begrenzung ausbilden, indem die Trennelemente freiendseitig jeweils in einem spitzen Winkel zu einer im Spannbereich konzentrisch um die Maschinenachse umlaufenden Wandung der Splitterschutzanordnung vorgesehen sind, und/oder die mitdrehenden Trennelemente zumindest teilweise als wölbstrukturierte Absorptionselemente ausgebildet sind. Hierdurch wird eine effektivere Abschwächung der kinetischen Bewegungsenergie herumfliegender Glasbruchstücke oder Glassplitter sichergestellt.
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Eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut ist im Verständnis der Erfindung als rotierende Füllmaschine oder als Rundläufer-Füllmaschine zu verstehen und wird vorliegend auch als Füllmaschine, Füller oder Füllerkarussell bezeichnet. Eine Füllmaschine umfasst dabei mehrere am Rotor vorgesehene Füllelemente, welche zusammen mit mehreren, ebenfalls mit dem Rotor umlaufenden Behälterträgern eine Vielzahl von Füllstationen bzw. Füllpositionen bilden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass zwischen sämtlichen Füllstationen jeweils mit dem Rotor mitdrehende, flächige Trennelemente vorgesehen sind, die jeweils als wölbstrukturiertes Absorptionselement ausgebildet sind.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass an dem Rotor eine die Maschinenachse konzentrisch umschließende Schutzwand vorgesehen ist, die einen freien Innenraum von einem Außenraum trennt, und dass die Schutzwand als ein wölbstrukturiertes Absorptionselement ausgebildet ist.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass das wölbstrukturierte Absorptionselement eine äußere Begrenzung des Außenraums ausbildet und sich vorzugsweise über den kompletten Winkelbereich des Spannbereichs erstreckt.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass der Außenraum nach oben hin durch einen sich zumindest abschnittsweise entlang des Spannbereichs ringförmig um die Maschinenachse erstreckenden sowie an der Wandung angeordneten Deckel begrenzt ist, wobei der Deckel vorzugsweise als wölbstrukturiertes Absorptionselement ausgebildet ist.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass das wölbstrukturierte Absorptionselement mehrteilig ausgebildet ist.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die wölbstrukturierten Absorptionselemente derart gestuft an der Splitterschutzanordnung vorgesehen sind, dass benachbarte wölbstrukturierte Absorptionselement in einem unterschiedlichen radialen Abstand zur Maschinenachse angeordnet sind.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die wölbstrukturierten Absorptionselemente beweglich angelenkt an der Wandung der Splitterschutzanordnung vorgesehen sind.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass das zumindest eine wölbstrukturierte Absorptionselement in seiner Längserstreckung schräg gegenüber der Maschinenachse sowie beweglich an der Wandung der Splitterschutzanordnung vorgesehen ist.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass im Außenraum eine Auffangeinrichtung für herabfallende Behälterbruchstücke vorgesehen ist, die als Auffangtrichter ausgebildet ist.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die Splitterschutzanordnung flächige Trennelemente aufweist, die als wölbstrukturierte Absorptionselemente ausgebildet und mit ihren freien Enden radial zur Maschinenachse hin orientiert sind.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die Splitterschutzanordnung über den gesamten Spannbereich in vorzugsweise gleichen oder näherungsweise gleichen Winkelabständen mehrere flächige und als wölbstrukturierte Absorptionselemente ausgebildete Trennelemente aufweist, die mit ihren jeweiligen freien Enden in Richtung der Maschinenachse gerichtet sind.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die Trennelemente freiendseitig entgegen der Umlaufrichtung des Rotors vorgesehen sind.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die Splitterschutzanordnung über den gesamten Spannbereich in vorzugsweise gleichen oder näherungsweise gleichen Winkelabständen mehrere flächige Trennelemente aufweist, die mit ihren jeweiligen freien Enden entgegen der Umlaufrichtung des Rotors zeigen.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass zumindest ein flächiges, vorzugsweise sämtliche flächigen Trennelemente als wölbstrukturierte Absorptionselemente ausgebildet sind.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die flächigen Trennelemente zumindest teilweise derart gebogen ausgebildet sind, dass ihr jeweiliges freies Ende entgegen der Umlaufrichtung des Rotors zeigt.
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Unter „Behälter“ im Sinne der Erfindung werden jedwede Behälter verstanden, insbesondere Flaschen, Dosen, Becher etc., jeweils aus Metall, Glas und/oder Kunststoff, vorzugsweise aus PET (Polyethylenterephthalat).
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Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“ bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
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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.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in schematischer Draufsicht eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern in Form einer Rundläufer- Füllmaschine zum Druckfüllen von Flaschen;
- 2a und 2b ausschnittsweise eine schematische Schnittdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- 3a und 3b ausschnittsweise eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- 4 ausschnittsweise eine schematische Schnittdarstellung eines nochmals weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- 5 ausschnittsweise eine schematische Schnittdarstellung eines nochmals weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- 6 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht eines nochmals weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- 7 ausschnittsweise eine schematische Schnittdarstellung eines nochmals weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung; und
- 8 ausschnittsweise eine schematische Schnittdarstellung eines nochmals weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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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. Auch ist die Erfindung in den Figuren nur in schematischer Ansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise dargestellt. Insbesondere dienen die Darstellungen der Figuren nur der Erläuterung des grundlegenden Prinzips der Erfindung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist darauf verzichtet worden, alle Bestandteile der Behälterbehandlungsanlage darzustellen.
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In den Figuren ist mit 1 sehr schematisch eine Füllmaschine zum Druckbefüllen von Behältern 2 aus Glas oder aus einem ähnlichen nicht metallischen Material mit einem flüssigen Füllgut bezeichnet.
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Die Behälterbehandlungsmaschine 1 ist als Füllmaschine umlaufender Bauart mit einer Vielzahl von Füllstationen FS ausgebildet, die am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse MA umlaufenden Rotors 3 vorgesehen sind. Die zu behandelnden Behälter 2 werden bei umlaufendem Rotor 3 (Pfeil A) den Füllstationen FS in einer Transportrichtung TR über einen Behältereinlauf 1.1 zugeführt.
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Die Befüllung der Behälter 2 mit flüssigem Füllgut erfolgt auf einem Winkelbereich der Drehbewegung des Rotors 3 zwischen dem Behältereinlauf 1.1 und einem Behälterauslauf 1.2, an dem die dann mit flüssigem Füllgut vollständig befüllten Behälter 2 den Füllstationen FS wieder entnommen werden.
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Mehr im Detail ist die Behälterbehandlungsmaschine 1 eine Füllmaschine zum Druckfüllen der Behälter 2 mit einem flüssigen Füllgut. Hierbei werden die Behälter 2 nach der Übergabe an die jeweilige Füllstation FS auf einem dem Behältereinlauf 1.1 in Transportrichtung TR folgenden Winkelbereich der Drehbewegung des Rotors 3, der auch als Spannzone oder Spannbereich β bezeichnet wird, u.a. mit einem unter Druck stehenden Inert-Gas auf einen Fülldruck vorgespannt, bevor das eigentliche Füllen der Behälter 2 mit dem Füllgut unter Druck erfolgt.
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Insbesondere im Bereich dieses Spannbereichs β besteht die Gefahr eines Berstens solcher Behälter 2, die eine Vorschädigung beispielsweise durch thermische Belastungen während einer vorausgegangenen Reinigung aufweisen. Die bei einem solchen Bersten oder Platzen entstehenden Behälterscherben oder Behälterbruchstücke 2.1 bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit und damit mit hoher kinetischer Energie von der jeweiligen Füllstation FS in nicht kontrollierbaren unterschiedlichen Richtungen weg, wie dies in der 2b oder 3b mit Pfeilen angedeutet ist, und zwar u.a. nach oben und unten sowie bezogen auf die vertikale Maschinenachse MA nach außen.
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Um u.a. Personenschäden, aber auch Beschädigungen an Maschinen zu vermeiden, die der Behälterbehandlungsmaschine 1 benachbart sind, weist die Vorrichtung 1 zumindest an dem Bereich der Bewegungsbahn der Füllstationen FS, an dem die Gefahr eines Behälterbruchs besteht, d.h. z.B. an dem Spannbereich β, eine den rotierenden Füllstationen FS zugewandte, ortsfeste Splitterschutzanordnung 10 auf, die in der 1 nur grob schematisch angedeutet ist.
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Die bisher üblichen Schutzverkleidungen bzw. Splitterschutzanordnungen sind von starren und vollständig fixierten Wandelementen gebildet, die bei einem Behälterbruch zwar ein Wegschleudern der Behälterbruchstücke 2.1 nach außen verhindern, an denen aber auftreffende Behälterscherben teilweise zusätzlich zerbrechen und zum Teil durch Ab- oder Zurückprallen wieder zurück in Richtung der Behälterbehandlungsmaschine geschleudert werden, wodurch es zu einer zusätzlichen unerwünschten Verschmutzung von Komponenten der Behälterbehandlungsmaschine durch Behälterbruchstücke 2.1 kommt und die Reinigung der Behälterbehandlungsmaschine 1 vor erneuter Inbetriebnahme erschwert wird. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Splitterschutzanordnung 10 wird dies vermieden.
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Die 2 zeigt in einer schematischen Vertikalschnittdarstellung einen Ausschnitt bzw. Teilbereich einer bevorzugten Ausführungsform einer als Rundläufermaschine ausgebildeten Vorrichtung 1 zum Befüllen von Behältern 2 mit flüssigem Füllgut.
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Die Vorrichtung 1, welche vorliegend auch als Füllmaschine oder Rundläufer-Füllmaschine bezeichnet wird, umfasst den um die vertikale Maschinenachse MA umlaufend antreibbaren bzw. angetriebenen, rotierenden Rotor 3. Der Rotor 3 kann sich beispielsweise höhenverstellbar auf der Oberseite eines in den Figuren nicht explizit ausgewiesenen Trägers abstützen, wobei der Träger vorzugsweise über einen Drehkranz um die Maschinenachse MA drehbar auf einem ortsfesten Ständer gelagert ist. Die Maschinenachse MA stellt vorliegend auch die Drehachse des Rotors 3 dar.
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Mehr im Detail kann am Rotor 3 angeordnet und mit dem Rotor 3 mitdrehend ein nicht nähergehend dargestellter und als Ringkessel ausgebildeter Füllgutbehälter für das flüssige Füllgut vorgesehen sein. Ferner sind an dem Umfang des Rotors 3 verteilt die Füllstationen FS ausgebildet, wobei der Rotor 3 hierfür die mehreren umfänglich verteilt angeordneten Füllelemente 4 der Füllpositionen FS trägt.
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Mehr im Detail sind die Füllelemente 4 der Füllstationen FS am Umfang des Rotors 3, an dessen radial außenliegender Außenseite befestigt. Dazu sind die Füllelemente 4 beispielsweise über einen oberen Tragabschnitt 3.1 mit dem Rotor 3 verbunden, so dass ein eine Abgabeöffnung 5 aufweisender unterer Abschnitt der Füllelemente 4 frei nach unten weist. Der untere Abschnitt wird vorliegend auch als Füllende oder Füllabschnitt verstanden.
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Jedem sich entlang einer Füllelementachse FA erstreckenden Füllelement 4 ist ein mit umlaufender und in vertikaler Richtung hubbeweglicher Behälterträger 6 zugeordnet, welcher zusammen mit dem Füllelement 4 eine Füllstelle oder Füllstation FS bildet. Der Behälterträger 6 umfasst dabei einen Trageteller 7, der unterhalb des Füllelementes 4 angeordnet und dabei konzentrisch zur Füllelementachse FA ausgerichtet ist. Bei der Füllmaschine 1 können beispielsweise 132 Füllstationen FS gleichmäßig über den gesamten Umfang des Rotors 3 verteilt angeordnet bzw. vorgesehen sein, wobei die fortlaufend durchnummerierten Füllstation FS beginnend mit Füllstation 1 bis Füllstation 132 einen Vollkreis von 360° beschreiben. Aus der in 1b dargestellten Draufsicht von oben geht ausschnittsweise die Anordnung der Füllstationen FS um den Rotor 3 hervor, wobei in 1b aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich 6 rund um den Rotor 3 verteilte Füllstationen FS dargestellt sind. Es versteht sich von selbst, dass diese Darstellung nicht limitierend ist.
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Die Füllelemente 4 können beispielsweise mehrteilig ausgebildet sein und umfassen zumindest ein sich ich Achsrichtung der Füllelementachse FA längs erstreckendes Füllrohr, sowie weitere, in den Figuren nicht näher bezeichnete Bauteile, wie zum Beispiel Füllstandsonde, Rückgasrohr, Füllventil oder Zentriertulpe. Die Füllelemente 4 werden über eine zentrale Steuereinrichtung gesteuert.
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Bei dem Rotor 3 der vorliegenden Füllmaschine 1 ist ein freier Innenraum 9 ausgebildet, welcher einem Außenraum 8 gegenübersteht. Eine Abgrenzung von Innenraum 9 und Außenraum 8 wird bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsvariante der Füllmaschine 1 zusätzlich unterstützt durch eine am Rotor 2 ferner vorgesehene und die Maschinenachse MA konzentrisch mitumlaufende, zylindrische Schutzwand 15, welche den freien Innenraum 9 gegenüber dem Außenraum 8 abtrennt, wobei die Füllelemente 4 in dem Außenraum 8 angeordnet sind.
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Die mit dem Rotor 3 synchron mitdrehende und an diesem (Rotor 3) angeordnete Schutzwand 15 verhindert vorteilhaft auch, dass Behälterbruchstücke 2.1 von an den Füllstationen FS befindlichen, platzenden Flaschen in den Innenraum 9 des Rotors 3 und damit der Füllmaschine 1 gelangen. Ferner schirmt die Schutzwand 15 im Innenraum 9 angeordnete Bauteile oder Komponenten vor Flüssigkeiten, Verunreinigungen und Glasbruchstücken ab. Beispielsweise können so empfindliche Bauteile bzw. Komponenten, z.B. Schaltungen, Steuereinrichtungen, elektrische Versorgungsleitungen oder dergleichen geschützt im Innenraum 9 untergebracht werden.
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Ferner sind zwischen benachbarten Füllstationen FS jeweils mit dem Rotor 3 mitdrehende, flächige Trennelemente 11 vorgesehen, die beispielsweise an ihrer jeweiligen der Maschinenachse MA zugewandten Seite an der Schutzwand 15 angeordnet sind.
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Die Trennelemente 11 sind derart radial zur Maschineachse MA orientiert, dass an jeder Füllstation FS jeweils zwei Trennelemente 11 eine seitliche kammerförmige Begrenzung für die entsprechende Füllstation FS ausbilden, bei der jedes Trennelement 11 mit seinen beiden sich gegenüberliegenden Seiten benachbarten Füllstationen FS zugewandt ist. Erfindungsgemäß sind die Trennelemente 11 zumindest teilweise als wölbstrukturierte Absorptionselemente ausgebildet.
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Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Trennelemente 11 zumindest teilweise als bionisch wölbstrukturierte Absorptionselemente ausgebildet sind. Vorteilhaft sind zwischen sämtlichen, also allen benachbarten Füllstationen FS jeweils mit dem Rotor 3 mitdrehende, flächige Trennelemente 11 vorgesehen, die jeweils als wölbstrukturierte Absorptionselemente ausgebildet sind. Ferner vorteilhaft sind dabei sämtliche wölbstrukturierte Absorptionselemente identisch zueinander ausgebildet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante (gezeigt in den 2b, 3b) kann vorgesehen sein, dass die Schutzwand 15 als wölbstrukturiertes Absorptionselement ausgebildet ist.
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Vorzugsweise kann dabei vorgesehen, dass die Schutzwand 15 mit den Trennelementen 11 einer Füllstation FS einteilig, vorzugsweise als einteilig wölbstrukturiertes Absorptionselement ausgebildet ist.
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Die wölbstrukturierten Absorptionselemente weisen dabei viereckige und/oder sechseckige dreidimensionale Strukturen auf und sind insbesondere als dünnwandiges Flachmaterial, beispielsweise Blech, Kunststofffolie oder Pappe, ausgebildet bzw. hergestellt.
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Ferner weisen die Ausführungsvarianten der Vorrichtung 1 gemäß den 2a bis 3b zumindest in dem Spannbereich β die den rotierenden Füllstationen FS zugewandte, ortsfeste Splitterschutzanordnung 10 auf. Mehr im Detail ist vorgesehen, dass die Splitterschutzanordnung 10 zumindest ein den Füllstationen FS zugewandtes wölbstrukturiertes Absorptionselement 12 aufweist. Hierfür kann die Splitterschutzanordnung 10 eine den Spannbereich β in einem radialen Abstand zur Maschinenasche MA konzentrisch umschließende, feststehende Wandung 14 aufweisen. Die Wandung 14 der Splitterschutzanordnung 10 ist also in anderen Worten ortsfest zu dem Rotor 3 sowie konzentrisch um die Maschinenachse MA vorgesehen und zwar im Spannbereich β. Dabei kann die Wandung 14 an einem Gestell 14.1 angeordnet sein.
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Das zumindest eine wölbstrukturierte Absorptionselement 12 bildet damit die äußere räumliche Begrenzung des Außenraums 8 aus. Vorzugsweise erstreckt sich das wölbstrukturierte Absorptionselement 12 über den kompletten Winkelbereich des Spannbereichs β. Nach oben hin kann der Außenraum 8 durch einen sich zumindest abschnittsweise entlang des Spannbereichs β ringförmig um die Maschinenachse MA erstreckenden sowie an der Wandung 14 angeordneten Deckel 14.2 begrenzt sein, der ebenfalls als wölbstrukturiertes Absorptionselement ausgebildet sein kann.
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Dafür kann das wölbstrukturierte Absorptionselement 12 vorteilhaft mehrteilig ausgebildet sein. Die einzelnen wölbstrukturierten Absorptionselemente 12 können gestuft an der Splitterschutzanordnung 10 vorgesehen sein (3a und 3b). Dabei können die wölbstrukturierten Absorptionselemente 12 derart gestuft an der Splitterschutzanordnung 10 vorgesehen sein, dass benachbarte wölbstrukturierte Absorptionselemente 12 in einem unterschiedlichen radialen Abstand zur Maschinenachse MA angeordnet sind. Hierfür können die benachbarten wölbstrukturierten Absorptionselement 12 alternierend, also abwechselnd gegenüber der Maschinenachse MA vor- und zurückspringend, vorgesehen sind.
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Dabei kann das zumindest eine wölbstrukturierte Absorptionselement 12 auch beweglich angelenkt an der Wandung 14 der Splitterschutzanordnung 10 vorgesehen sein (4). Vorzugsweise ist das zumindest eine wölbstrukturierte Absorptionselement 12 dafür mit seinem oberen Ende gelenkig an der Wandung 14 der Splitterschutzanordnung 10 befestigt und mit seinem unteren Ende frei hängend oder alternativ ebenfalls beweglich an der Wandung 14 befestigt, beispielsweise mittels eines Seils an der Wandung 14 angehängt. Vorteilhaft ist das zumindest eine wölbstrukturierte Absorptionselement 12 dabei gegenüber der Maschinenachse MA schrägt, also insbesondere nicht parallel zur Maschinenachse MA, sowie zudem beweglich an der Wandung 14 der Splitterschutzanordnung 10 vorgesehen.
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Gemäß einer weiteren in 5 gezeigten alternativen Ausführungsvariante kann im Außenraum 8 eine Auffangeinrichtung 16 für die herabfallenden Behälterbruchstücke 2.1 vorgesehen sein. Die Auffangeinrichtung 16 kann dabei als ein sich im Spannbereich β um die Maschineachse MA erstreckender Auffangtrichter ausgebildet sein.
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Wie ebenfalls in den 2a und 2b dargestellt, kann die Splitterschutzanordnung 10 neben dem zumindest einen wölbstrukturierten Absorptionselement 12 ferner flächige Trennelemente 17 aufweisen, die als wölbstrukturierte Absorptionselemente ausgebildet sind. Die Trennelemente 17 sind dabei mit ihren freien Enden radial zur Maschinenachse MA hin orientiert.
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Vorzugsweise weist die Splitterschutzanordnung 10 über den gesamten Spannbereich β in vorzugsweise gleichen oder näherungsweise gleichen Winkelabständen mehrere flächige und als wölbstrukturierte Absorptionselemente ausgebildete Trennelemente 17 auf, die mit ihren jeweiligen freien Enden in Richtung der Maschinenachse MA gerichtet sind. Dabei können die Trennelemente 17 einstückig mit den mehrteiligen wölbstrukturierten Absorptionselementen 12 ausgebildet sein.
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In den 6 bis 8 ist dabei eine weitere Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 dargestellt, bei der die Splitterschutzanordnung 10 flächige Trennelemente 13 aufweist, von denen jeweils benachbarte Trennelemente 13 eine kammerförmige Begrenzung ausbilden, indem die Trennelemente 13 freiendseitig jeweils in einem spitzen Winkel α zu der im Spannbereich β konzentrisch um die Maschinenachse MA umlaufenden Wandung 14 der Splitterschutzanordnung vorgesehen sind. Es bilden sich dabei zwischen benachbarten Trennelementen 13 Art Taschen oder Kammern aus, in den die heranfliegenden Behälterbruchstücke 2.1 „gefangen“ sind.
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Insbesondere zeigen dabei die Trennelemente 13 freiendseitig entgegen der Umlaufrichtung A des Rotors 3. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante weist dabei die Splitterschutzanordnung 10 über den gesamten Spannbereich β in vorzugsweise gleichen oder näherungsweise gleichen Winkelabständen mehrere flächige Trennelemente 13 auf, die mit ihren jeweiligen freien Enden entgegen der Umlaufrichtung A des Rotors 3 zeigen.
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Dabei kann zumindest ein flächiges, vorzugsweise sämtliche flächigen Trennelemente 13 als wölbstrukturierte Absorptionselemente ausgebildet sein.
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Schließlich kann vorgesehen sein, dass die flächigen Trennelemente 13 derart gebogen ausgebildet sind, dass ihr jeweiliges freies Ende entgegen der Umlaufrichtung A des Rotors 3 zeigt (8).
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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. Der Inhalt der Patentansprüche wird zum Gegenstand der Beschreibung erklärt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zum Befüllen von Behältern
- 1.1
- Behältereinlauf
- 1.2
- Behälterauslauf
- 2
- Behälter
- 2.1
- Behälterbruchstücke
- 3
- Rotor
- 3.1
- Tragabschnitt
- 4
- Füllelement
- 5
- Abgabeöffnung
- 6
- Behälterträger
- 7
- Tragteller
- 8
- Außenraum
- 9
- Innenraum
- 10
- Splitterschutzanordnung
- 11
- Trennelement
- 12
- Absorptionselement
- 13
- Trennelement
- 14
- Wandung
- 14.1
- Gestell
- 14.2
- Deckel
- 15
- Schutzwand
- 16
- Auffangeinrichtung
- 17
- Trennelement
- A
- Drehrichtung Rotor 3
- FA
- Füllelementachse
- FS
- Füllstation
- MA
- Maschinenachse
- TR
- Transportrichtung
- β
- Spannbereich
- α
- Winkel
