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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut.
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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.
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Füllmaschinen der genannten Art, nämlich Vorrichtungen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, 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. 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 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 Schutzvorkehrungen zu versehen, um zu verhindern, dass Scherben und Splitter von platzenden oder zerberstenden Glasbehältern in die zu befüllenden Behälter und damit zum Konsumenten gelangen. Beispielsweise sind aus der
WO 2012/097838 A1 und der
WO 2015/091050 A1 bereits unterschiedliche Schutzverkleidungen bzw. Spannzonenverkleidungen bekannt, welche im Vorspannbereich der Füllmaschine, d.h. im Bereich der Beaufschlagung der Behälter mit einem Vorspanndruck vor Abgabe des Füllgutes, vorgesehen sind und die zum Auffangen von Behälterscherben oder Behälterbuchstücken, die von der Maschine wegbewegt oder weggeschleudert werden, dienen.
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Derartige Schutzverkleidungen, insbesondere auch Spannzonenverkleidungen können beispielsweise auch an einer ortsfest in Bezug auf den Rotor der Füllmaschine angeordneten Steuerringanordnung montiert sein. Die Steuerringanordnung dient dabei üblicherweise zur Befestigung von unterschiedlichen Steuerelementen, beispielsweise von Steuerelementen der Kurvenbahnsteuerung der Füllelemente. Die Steuerringanordnung umfasst hierbei üblicherweise einen Steuerring aus einem gewalzten Flachmaterial, der von mehreren säulenartigen Stütz- und Trageinheiten oberhalb des Füllbereiches der Füllmaschine entlang des Rotorumfangs gehalten wird.
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Ferner ist beispielsweise auch aus der
WO 2012/097838 A1 bekannt, Abschwalleinrichtungen oder Spritzeinrichtungen in Form einer Reinigungsbaugruppe vorzusehen, mit deren Hilfe Glasbruchrückstände von derartigen Schutzverkleidungen entfernt werden können. Zur Zuführung des Reinigungsmediums an die Reinigungsbaugruppen ist eine zusätzliche Verrohrungsbaugruppe erforderlich. Die Fertigung und Montage der Reinigungs- und Verrohrungsbaugruppe sind jedoch technisch aufwendig und ermöglichen keine optimierte Reinigung der Schutz- bzw. Spannzonenverkleidung.
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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 effektive wie individuelle und bedarfsgerechte Entfernung von Glasbruchrückständen an Schutz- bzw. Spannzonenverkleidungen ermöglicht.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Dabei sind alle beschriebenen Merkmale für sich genommen oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Weiterhin werden die Patentansprüche zum 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. 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 Füllelemente, welche zusammen mit mehreren, ebenfalls mit dem Rotor umlaufenden Behälterträgern eine Vielzahl von Füllstellen bzw. Füllpositionen bilden.
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Der wesentliche Aspekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass der Steuerring zur Führung eines fluiden Mediums ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ermöglich die Ausgestaltung des Steuerringes als medienführende Steuerring die Zuführung eines Mediums, insbesondere Reinigungsmediums oder Sanitierungsmediums an beliebige Positionen entlang der Rotorumfangs ohne eine zusätzliche Verrohrungsbaugruppe hierfür vorsehen zu müssen.
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Vorteilhaft bildet der Steuerring zur Führung des fluiden Mediums eine Ringleitung mit einem Ringkanal, wobei zur Herstellung des Steuerringes vorzugsweise ein rohrartiges Element Verwendung findet. Beispielsweise kann der Steuerring aus Rohr bzw. mehreren miteinander verbundenen Rohrelementen hergestellt sein. Vorzugsweise findet ein Vierkantrohr Verwendung, welches eine hohe Verwindungssteifigkeit und Tragkraft aufweist. Das rohrartige Element weist vorzugsweise eine Rohrwandung auf, welche den Ringkanal der Ringleitung einschließt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerringanordnung höhenverstellbar ausgebildet, wobei bevorzugt die säulenartigen Stütz- und Trageinheiten der Steuerringanordnung höhenverstellbar ausgebildet sind. Besonders vorteilhaft kann damit die Steuerringanordnung an die individuellen Zuführungs- und/oder Reinigungsbedürfnisse innerhalb der Füllmaschine angepasst werden.
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Weiterhin vorteilhaft weist der Steuerring an zumindest einem freien Ringende einen Medienanschluss zum Anschluss einer Medienleitung auf, wobei vorzugsweise an beiden Ringenden des offenen Steuerringes jeweils ein Medienanschluss zum Anschluss einer Medienleitung vorgesehen ist. Vorteilhaft kann das Medium entweder von beiden Enden zugeführt werden oder eine Führung des Mediums im Kreis innerhalb des medienführenden Steuerrings realisiert werden.
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Bevorzugt ist zumindest eine Medienleitung über eine Gelenkverbindung mit dem jeweiligen Medienanschluss des Steuerrings verbunden, und zwar vorzugsweise über eine Schergelenkverbindung. Auch bei einen höhenverstellbaren Ausbildung der Steuerringanordnung ist dadurch eine störungsfreie Zuführung des Mediums an den medienführenden Steuerring gewährleistet.
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Weiterhin vorteilhaft kann der Steuerring mehrere Düseneinheiten, vorzugsweise Spritzdüseneinheiten zum Ausbringen des fluiden Mediums aufweist. Die Düseneinheiten sind vorzugsweise am medienführenden Steuerring montiert und stehen in Fluidverbindung mit dem medienführenden Ringkanal des Steuerringes. Vorzugsweise sind die Düseneinheiten durch Kugelkopfspritzdüsen gebildet, denen in eine besonders bevorzugten Ausführungsvariante ein Schaltventil vorgeschaltet ist, und zwar derart, dass eine Zuführung des Mediums aus dem Ringkanal an die Düseneinheiten erst dann erfolgt, wenn innerhalb des Ringkanals eine vorgegebener Mindestdruck erreicht ist.
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Weiterhin vorteilhaft ist der Steuerring zur hängenden Aufnahme einer Schutzverkleidung, insbesondere Spannzonenverkleidung ausgebildet. Die Spannzonenverkleidung ist hierbei am Steuerring zumindest im Spannbereich der Füllmaschine angeordnet.
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Weiterhin vorteilhaft sind die Düseneinheiten derart am Steuerring angeordnet, dass die zum Rotor weisende Bereiche der Spannzonenverkleidung mit dem im Steuerring geführten und von den Düseneinheiten abgegebenen Medium beaufschlagbar sind. Damit ist ein Abschwallen zumindest der Spannzonenverkleidung über die Düseneinheit zuverlässig möglich.
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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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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.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 beispielhaft eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut,
- 2 beispielhaft eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 ohne umlaufenden Rotor,
- 3 beispielhaft eine perspektivische Darstellung der freigestellten Steuerringanordnung, und
- 4 beispielhaft eine schematische Ausschnittsdarstellung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung im Bereich des am Rotorumfang vorgesehenen Steuerringanordnung.
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1 zeigt beispielhaft eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer als Rundläufermaschine ausgebildeten Vorrichtung 1 zum Befüllen von Behältern mit flüssigem Füllgut.
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Die Vorrichtung 1, welche vorliegend auch als Füllmaschine oder Rundläufer-Füllmaschine bezeichnet wird, umfasst einen um eine vertikale Maschinenachse MA umlaufend antreibbaren bzw. angetriebenen, rotierenden Rotor 2. Die Maschinenachse MA stellt vorliegend auch die Drehachse des Rotors 2 dar, welche in 1 mit einem Pfeil angedeutet ist.
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Der Rotor 2 kann sich beispielsweise höhenverstellbar auf der Oberseite einer Trägeranordnung 3 abstützen, wobei die Trägeranordnung 3 beispielsweise einen um die Maschinenachse MA drehbaren Drehkranz 3.1 aufweist, der beispielsweise auf einer ortsfesten Ständeranordnung 3.2 drehbar gelagert ist.
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1 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form einer Rundläufer-Füllmaschine 1, die einen um die Maschinenachse MA drehenden Rotor 2 aufweist, der eine Vielzahl von Füllstationen aufweist, die über den Umfang in äquidistantem Abstand angeordnet sind. Jede der Füllstationen umfasst ein Füllelement 4, welches in druckdichte Verbindung mit einem zu befüllenden Behälter, insbesondere Flasche oder Glasflasche, bringbar ist. Die Rundläufer-Füllmaschine 1 umfasst weiterhin zumindest einen in den Figuren nicht dargestellten Einlauf- und Auslaufstern, über welche Behälter der Rundläufer-Füllmaschine 1 gesteuert zu- und wieder abgeführt werden können.
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Die Vorrichtung 1 zum Befüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut umfasst neben dem um die vertikale Maschinenachse MA umlaufend antreibbaren Rotor 2 eine die vertikale Maschinenachse MA und den Rotor 2 konzentrisch umgebenden, ortsfesten Steuerringanordnung 5, die zur Aufnahme von Steuerelementen in der Vorrichtung 1 vorgesehen ist. Die Steuerringanordnung 5 besteht aus mehreren, um den Rotorumfang verteilt angeordnete, säulenartige Stütz- und Trageinheiten 5 bis 5.6 sowie einem von diesen getragenen, umlaufenden offenen Steuerring 6 mit zwei einander gegenüberliegenden freien Steuerringenden 6.1, 6.2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Steuerringanordnung 5 eine erste bis sechste säulenartige Stütz- und Trageinheiten 5 bis 5.6, welche mit näherungsweise äquidistanten Abstand zueinander entlang der Umfangs des Rotors 2 verteilt angeordnet sind.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die säulenartigen Stütz- und Trageinheiten 5 bis 5.6 mit der Trägeranordnung 3 verbunden, d.h. der Lastabtrag erfolgt über die Trägeranordnung 3 bzw. dessen ortsfeste Ständeranordnung 3.2, welches sich im Wesentlichen unterhalb des Rotors 2 befindet. In 2 ist die Vorrichtung gemäß 1 ohne Rotor 2 dargestellt, um den Aufbau der Steuerringanordnung 5 und dessen Anbindung an die Trägeranordnung 3 zu verdeutlichen.
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Die Steuerringanordnung 5 und insbesondere der Steuerring 6 dienen vorzugsweise zur Aufnahme und Halterung von ortsfesten Steuerelementen innerhalb der Vorrichtung 1, beispielsweise Teile der Steuerkurven einer Kurvenbahnsteuerung für die Hubbewegung der Füllelement 4. Derartige Steuerelemente werden vorzugsweise lösbar an dem Steuerring 6 montiert. Auch können Sensoreinheiten an der Steuerringanordnungen 5 angeordnet werden.
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Erfindungsgemäß ist der Steuerring 6 zur Führung eines fluiden Mediums ausgebildet, d.h. der Steuerring 6 bildet zur Führung des fluiden Mediums eine Ringleitung mit einem Ringkanal 6.3 aus. Der Ringkanal zur Führung des fluiden Mediums, insbesondere eines Reinigungsmediums oder Sanitierungsmediums erstreckt sich hierbei entlang der Umfangs des Rotors 2 und kann zur Zuführung des fluiden Mediums an unterschiedliche Umfangspositionen innerhalb der Rundläufer-Füllmaschine 1 dienen.
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Hierzu ist der Steuerring 6 aus einem rohrartigen Element, vorzugsweise aus einem Rohr hergestellt, wobei das rohrartige Element eine Rohrwandung umfasst, die den Ringkanal der Ringleitung einschließt bzw. diesen ausbildet. Das rohrartige Element kann aus einem Rohr, vorzugsweise Vierkantrohr hergestellt sein. Um eine ausreichende Stabilität und Tragfähigkeit bereitzustellen ist der Steuerring 6 bzw. das rohrartige Element aus Metall oder einer Metalllegierung oder einem verstärkten Kunststoffmaterial hergestellt.
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Der Steuerring 6 weist zumindest an einem freien Ringende 6.1 einen Medienanschluss 7.1 zum Anschluss einer Medienleitung 8.1 aufweist. Vorzugweise umfasst der Steuerring 6 jedoch an beiden Ringenden 6.1 , 6.2 jeweils einen Medienanschluss 7.1, .7.2 zum Anschluss jeweils einer Medienleitung 8.1, .8.2. Die zumindest eine Medienleitung 8.1, .8.2 ist über eine Gelenkverbindung 9.1, 9.2 mit dem jeweiligen Medienanschluss 7.1, 7.2 des Steuerrings 6 verbunden, wobei die Gelenkverbindung 9.1, 9.2 vorzugsweise in Form einer Medienleitung 8.1 realisiert ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist am ersten freien Ringende 6.1 ein erster Medienanschluss 7.1 vorgesehen, an dem über eine erste Gelenkverbindung 9.1 eine erste Medienleitung 8.1 angeschlossen ist. Ferner ist ein dem zweiten Ringende 6.2 ein zweiter Medienanschluss 7.2 vorgesehen, an dem über eine zweite Gelenkverbindung 7.2 eine zweite Medienleitung 8.1 angeschlossen ist. Hierdurch ergibt sich ein „Doppelanschluss“ am Steuerring 6, wodurch eine beidseitige Medienzuführung realisierbar ist. In den medienführenden Steuerring 6 kann damit von den beiden freien Ringenden 6.1, 6.2 das zu führende Medium eingespeist werden. Alternativ ist jedoch auch eine Führung des Mediums im Kreis dadurch möglich. In 3 ist beispielhaft eine perspektivische Ansicht des freigestellten Steuerringes 6 mit den daran angeschlossenen Medienleitungen 8.1, 8,2 gezeigt.
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Durch die gelenkige Verbindung der medienführenden Medienleitungen 8.1, 8.2 mit dem ebenfalls medienführenden Steuerring 6 wird eine höhenverstellbare Ausbildung der Steuerringanordnung 5 möglich. Bevorzugt sind hierzu die säulenartigen Stütz- und Trageinheiten 5 bis 5.6 der Steuerringanordnung 5 höhenverstellbar ausgebildet. Diese können beispielsweise über eine nicht in den Figuren dargestellte Steuereinheit gesteuert verfahrbar sein. Bei einer höhenverstellbaren Ausbildung der Steuerringanordnung 5 sind die Medienleitungen 8.1, 8.2 über weitere Schergelenkverbindungen mit weiteren Medienleitungen oder den jeweiligen Medienzu- oder -abführeinrichtungen verbunden.
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In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist der Steuerring 6 zumindest abschnittsweise mehrere Düseneinheiten 10, vorzugsweise Spritzdüseneinheiten zum Ausbringen des im Steuerring 6 geführten fluiden Mediums auf. Die Düseneinheiten 10 sind vorzugsweise in Form von Kugelkopfspritzdüsen realisiert, denen ein Schaltventil vorgeschaltet sein kann, welches erst bei Vorliegen eines vorgegebenen Mindestdruckes, beispielsweise ca. 1 bar einen Durchfluss freigibt.
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Der Steuerring 6 ist vorzugsweise zur hängenden Aufnahme bzw. Befestigung einer Schutzverkleidung, insbesondere Spannzonenverkleidung 11 ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zumindest in demjenigen Umfangsbereich entlang des Rotorumfangs, in welchem die Behälter vorgespannt und unter Druck befüllt werden, d.h. im so genannten Spannbereich, eine derartige Spannzonenverkleidung 11 vorgesehen. Der Aufbau und die Funktionsweise einer derartigen Spannzonenverkleidung 11 sind hinlänglich bekannt. Die in den 1, 2 und 4 dargestellte Spannzonenverkleidung 11 ist vorzugsweise klemmend am Steuerring 6 sowie teilweise auch an den säulenartigen Stütz- und Trageinheiten 5 bis 5.6 befestigt. Ferner ist die Spannzonenverkleidung 11 mehrteilig ausgebildet und weist u.a. eine Vielzahl von Verkleidungsabschnitten auf, welche vorzugsweise durch blechartige Verkleidungselemente gebildet sind.
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Bevorzugt sind die Düseneinheiten 10 bzw. Kugelkopfspritzdüsen im Bereich der Spannzonenverkleidung 11 angeordnet, so dass Reinigung des den Füllelementen 4 zugewandten Bereiches der Spannenzonenverkleidung 11 durch Beaufschlagen mit dem über den medienführenden Steuerring 6 an die Düseneinheiten 10 zugeführten Mediums, vorzugsweise Reinigungs- oder Sanitierungsmediums erfolgt. Insbesondere wird dadurch eine Abschwallung der Spannenzonenverkleidung 11 ermöglicht. Bei einer höhenverstellbaren Ausgestaltung des Steuerringes 6 ist damit auch die Spannzonenverkleidung 11 höhenverstellbar ausgebildet.
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Die Düseneinheiten 10 können auch individuell steuerbar bzw. gesteuert schaltbar ausgebildet sein, wozu ein Anschluss dessen an die nicht dargestellte Steuereinheit erforderlich ist. In 4 ist beispielsweise in einer Ausschnittsdarstellung die Anordnung der Kugelkopfspritzdüsen 10 an der Unterseite des durch ein Vierkantrohr gebildeten Steuerringes 6 gezeigt, welche näherungsweise im Befestigungsbereich der Spannzonenverkleidung 11 am Steuerring 6 angeordnet sind und damit ein nahezu vollständiges Abschwallen der Spannzonenverkleidung 11 ermöglichen.
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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
- 2
- Rotor
- 3
- Trägeranordnung
- 3.1
- Drehkranz
- 3.2
- Ständeranordnung
- 4
- Füllelement
- 5
- Steuerringanordnung
- 5.1 - 5.6
- säulenartige Stütz- und Trageinheiten
- 6
- Steuerring
- 6.1, 6.2
- freie Ringenden
- 6.3
- Ringkanal
- 7.1, 7.2
- Medienanschluss
- 8.1, 8.2
- Medienleitung
- 9.1, 9.2
- Gelenkverbindung
- 10
- Düseneinheiten, insbesondere Spritzdüseneinheit
- 11
- Spannzonenverkleidung
- MA
- Maschinenachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2012/097838 A1 [0005, 0007]
- WO 2015/091050 A1 [0005]
