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Die
Erfindung betrifft einen Drehverteiler für einen Füller sowie einen Füller.
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Zum
Abfüllen
von Flüssigkeiten
oder Fluiden, wie etwa Getränken
oder Ähnlichem,
werden Füller
eingesetzt. Diesen wird das abzufüllende Produkt aus einem Vorratstank
oder einer Produktion zugeführt.
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Füller sind
oft als Karussellfüller
ausgeführt, wobei
eine große
Anzahl von Füllstationen
am Umfang eines Karussells angeordnet sind und die Behälter beim
Umlauf um das Karussell befüllt
werden.
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Um
das Produkt dem Karussell zuzuleiten, muss ein Drehverteiler vorgesehen
sein, mit dem das Produkt aus einer feststehenden Zuleitung in mit
dem Karussell mitdrehende Leitungen, die zu den Füllstationen
führen,
verteilt wird.
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Aus
der
DE 29620323 U1 ist
ein Drehverteiler für
rotierende Gefäßfüllmaschinen
bekannt, bei dem in einem zylinderförmigen stationären Element ein
rotierendes Element angeordnet ist, wobei am Umfang des stationären Elementes
Zuleitungen für Produkt
und Hilfsmedien angeschlossen sind. Auf der Innenseite des Zylinders
sind Ringnuten angeordnet. Aus diesen Ringnuten kann das Hilfsmedium in
Kanäle
in dem inneren rotierenden Teil übertreten. Am
unteren Ende des rotierenden Teils sind Ableitungen vorgesehen.
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Zwischen
den verschiedenen Ringnuten sind Dichtungen vorgesehen, die den
innenliegenden rotierenden Körper
gegen den außenliegenden
feststehenden Körper
dichten und somit die übereinander angeordneten
Ringnuten gegeneinander abdichten.
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Zum
Auswechseln dieser Dichtungen beim Verschleißen derselben oder Ähnlichem
müssen
rotierender und feststehender Teil voneinander abgezogen und anschließend wieder
aufgezogen werden. Dies ist mit erheblichem Aufwand verbunden.
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Weiterhin
hat sich gezeigt, dass beim Abstellen der Maschine in dem Drehverteiler
Produktrückstände oder
Rückstände von
den Hilfsmedien verbleiben können.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Drehverteiler in Bezug
auf seine Wartungsfreundlichkeit und/oder die Vermeidung von Rückständen zu
verbessern.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch einen Drehverteiler nach Anspruch 1 sowie durch einen Füller nach
Anspruch 16. Bevorzugte Ausführungsformen sind
in den Unteransprüchen
offenbart.
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Bei
dem Drehverteiler für
einen Füller
ist ein feststehendes und ein drehendes Teil vorgesehen. Das drehende
Teil kann um eine Achse gedreht werden. Das drehende und das feststehende
Teil sind axial gegeneinander abgedichtet. Die Dichtung ist hierbei
also in axialer Richtung neben der Fläche angeordnet, gegen die sie
dichtend drückt.
Die Dichtung ist zur Abdichtung des Übergang der Durchführung für das Produkt
von dem feststehenden in den drehenden Teil vorgesehen.
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Mit
dieser axialen Abdichtung zwischen drehendem und feststehendem Teil
können
drehendes und feststehendes Teil übereinander oder untereinander
angeordnet werden. Dadurch ist es möglich, die beiden Teile in
axialer Richtung voneinander wegzubewegen, ohne einen Teil von dem
anderen Teil abziehen zu müssen
und so Zugang zu den Dichtungen zum Auswechseln zu erhalten.
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Weiterhin
erlaubt diese Anordnung ein vollständiges Abfließen von
Fluiden aus den verschiedenen Kanälen, da Ringleitungen und Zuleitungen
im Wesentlichen alle vertikal bzw. schräg ausgebildet werden können. Horizontale
Leitungen, in denen sich Flüssigkeitsrückstände bilden
können,
sollten vermieden werden.
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Die
Produktleitung ist vorzugsweise zentral in dem feststehenden bzw.
drehenden Teil angeordnet. Auf diese Weise ist es ohne weiteres
möglich, eine
Produktleitung zu haben, die einen großen Durchmesser hat, so dass
das abzuführende
Produkt in ausreichenden Mengen verteilt werden kann.
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Um
eine ausreichende Dichtwirkung durch die Dichtungen zu erreichen,
ist es vorteilhaft, wenn das drehende Teil mit einem Spannelement
gegen das feststehende Teil vorgespannt wird. Diese Vorspannung
ist vorzugsweise einstellbar, da dann beispielsweise bei alternden
oder sich zusammenziehenden Dichtungen die Vorspannung entsprechend nachgestellt
werden kann, um weiterhin ein gutes Abdichten zu erreichen. Dies
kann beispielsweise so ausgeführt
werden, dass das Spannelement mit dem mitdrehenden Teil mitdreht.
Das Spannelement ist dann beispielsweise über ein Lager mit dem feststehenden
Teil verbunden, so dass das Spannelement sich drehen kann. In dem
Spannelement sind dann Spannmittel, wie beispielsweise Schrauben,
vorgesehen, mit denen das drehende Teil in Richtung zu dem feststehenden
Teil vorgespannt werden kann. Durch ein Nachziehen der Schrauben
kann dann die Vorspannung erhöht
werden.
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An
dem Drehverteiler sind vorzugsweise gleich mehrere Abführungen
der Produktleitung außen
am Umfang vorgesehen, so dass zu einer Vielzahl von Abfüllstationen
ausreichende Ableitungen zur Verfügung stehen. Nicht für jede Abfüllstation muss
eine eigene Abführung
vorhanden sein, da eine Abführung
sich auch noch in verschiedene Unterleitungen verzweigen kann, von
denen dann jeweils eine zu einer Abfüllstation führt.
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Durch
ein und denselben Drehverteiler, mit dem das Produkt verteilt wird,
wird vorzugsweise auch noch ein oder mehrere Hilfsmedien verteilt. Hierfür können entsprechende
Leitungen sowohl im drehendem als auch in feststehendem Teil vorgesehen
sein.
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In
dem feststehenden Teil ist hierzu vorzugsweise eine Öffnung vorgesehen,
die sich neben der Drehachse befindet. In dem drehenden Teil ist
ein entsprechender Ringkanal vorgesehen, in den diese Öffnung mündet. Das
aus der Öffnung
austretende Fluid kann somit bei allen Positionen, die das drehende
Teil bei einer Drehung einnehmen kann, immer in den Ringkanal einströmen.
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Es
ist umgekehrt auch möglich,
dass in dem feststehenden Teil entsprechende Ringkanäle vorgesehen
sind und in dem drehenden Teil dazugehörige Ringkanäle oder Öffnungen
vorgesehen sind. Da jedoch von dem drehenden Teil vorzugsweise gleich mehrere
Abführungen
nach außen
abgehen (auch jeweils für
ein Hilfsmedium) ist es sinnvoller, einen Ringkanal im drehenden
Teil auszubilden, der dann in mehreren Abführungen endet, so dass in dem
feststehenden Teil für
eine Zuleitung auch nur eine Öffnung
vorgesehen werden muss.
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Die
Produktleitung und die Leitungen für die Hilfsmedien bzw. die
Ringkanäle
für die
Hilfsmedien sind gegeneinander abgedichtet. Dies erfolgt am besten
mit einer Dichtungsstruktur.
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Eine
solche Dichtungsstruktur kann beispielsweise ein Dichtelement umfassen,
das mit einem oder zwei elastischen Anpressringen in dem drehenden
und/oder in dem feststehenden Teil eingesetzt ist.
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Derartige
Dichtungselemente können
dann leicht ausgewechselt werden, wobei sie jedoch durch die elastischen
Anpressringe fest und dichtend gehalten sind.
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Besonders
bevorzugt ist eine Dichtungsstruktur mit zwei Dichtungselementen,
da dies die Dichtwirkung zuverlässig
erhöht.
Derartige zwei Dichtungselemente können an einem einzelnen Dichtungsgrundkörper angeordnet
sein. Dies erleichtert den Austausch der beiden Dichtungselemente.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform,
bei dem die Dichtungstruktur einen Spülringkanal umfasst. Dieser
Spülringkanal
kann in der Dichtung oder in der Lauffläche der Dichtung etc. ausgebildet
sein. Der Spülringkanal
ist gegenüber
der Produktleitung und Leitungen oder Kanälen der Hilfsmedien vorzugsweise
abgedichtet, wobei diese Dichtwirkung durch die Dichtungsstruktur
zur Verfügung gestellt
wird.
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Der
Spülringkanal
kann mit einer Spülleitung verbunden
werden, so dass ein Fluid, wie beispielsweise eine Reinigungsflüssigkeit,
in den Spülringkanal
eingebracht und auch wieder ausgeleitet werden kann. Hierzu sind
insbesondere mehrere Spülleitungen
vorteilhaft, wobei mindestens eine für das Zuführen und mindestens eine für das Abführen von
Reinigungsflüssigkeit
eingesetzt werden kann.
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Die
Spülringkanäle erlauben
ein Ausspülen oder
Ausleiten von Fluiden, die trotz der Abdichtung mit der Dichtungsstruktur
durch die abgedichtete Stelle hindurchgetreten sind.
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Besonders
vorteilhaft ist hierbei eine Ausführungsform, bei der der Spülringkanal
und die Spülleitung
so ausgebildet sind, dass flüssiges
Produkt, das an der Dichtung vorbei in den Spülringkanal eintritt, von alleine
abfließen
kann. Dadurch wird die Bildung von Produktrückständen oder Rückständen von anderen Flüssigkeiten
verhindert. Dies erleichtert die Reinigung und vermindert Sterilitätsprobleme
erheblich.
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Der
drehende Teil kann so ausgebildet sein, dass fest vorgegebene Abführungen
für die
verschiedenen Medien vorgegeben sind.
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Es
ist jedoch auch möglich,
dass austauschbare Verteilerringe an dem drehenden Teil angeordnet
werden, mit denen die Abführungen
variabel gestaltet werden können.
Die aufgesetzten Verteilerringe definieren ringförmige Hohlräume, in die das Fluid in dem
drehenden Teil strömen
kann und wobei von diesem ringförmigen
Hohlraum dann die Abführungen abgehen,
die durch den jeweiligen Verteilerring definiert werden.
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Vorteilhaft
ist insbesondere eine Ausführungsform,
bei der die verschiedenen Hilfsmedien auf jeweils verschiedenen
Höhen austreten.
Beispielsweise kann eine Produktleitung ganz weit oben in dem drehenden
Teil enden, wohingegen für
ein Hilfsmedium jeweils in identischen Höhen jedoch für verschiedene
Hilfsmedien in verschiedenen Höhen die
Abführungen
für verschiedene
Hilfsmedien angeordnet sind.
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Hilfsmedien
können
beispielsweise sein: CIP-Flüssigkeit,
CO2 oder Druckluft. Auch Rückführung für Medien
wie für
CIP-Flüssigkeit
können
durch den Drehverteiler realisiert werden. Hierbei tritt das Medium
nicht aus dem feststehenden Teil in den drehenden Teil über sondern
umgekehrt aus dem drehenden in den feststehenden.
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Der
Füller
weist einen der obigen Drehverteiler auf. Der Füller ist vorzugsweise ein Karussellfüller. Der
Füller
ist vorzugsweise ein Flüssigkeitsfüller wie etwa
ein Getränkefüller bzw.
eine Füller
für dickflüssige Nahrungsmittel
wie etwa Yoghurt o.ä.
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Ausführungsformen
der Erfindung sollen anhand der beiliegenden Figuren erläutert werden.
Dabei zeigt
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1 eine
schematische Schnittansicht eines Drehverteilers,
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2 schematische Schnittzeichnungen von
Dichtungsstrukturen,
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3 eine
schematische Schnittzeichnung eines oberen Endes eines drehenden
Teils.
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In 1 ist
in einer schematischen Schnittzeichnung ein Drehverteiler 1 gezeigt.
Im unteren Bereich ist das feststehende Teil 3 gezeigt.
Dieses ist scheibenförmig,
wobei die Scheibe im Wesentlichen horizontal angeordnet ist. Das
feststehende Teil 3 hat einen kreisförmigen Umfang. Der Schnitt
in 1 verläuft
entlang des größten Durchmessers.
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In
dem feststehenden Teil 3 sind verschiedene Durchführungen
für das
Produkt und eventuelle Hilfsmedien vorgesehen. zentral ist die Produktleitung 2a angeordnet.
Daneben sind die Leitungen für Hilfsmedien 8a und 9a in
dem Schnitt zu sehen. Eine dritte Leitung für ein Hilfsmedium ist an anderer
Stelle angeordnet, so dass sie in dem Schnitt in 1 nicht ersichtlich
ist.
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Es
können
auch keine oder mehr als drei Leitungen für Hilfsmedien vorgesehen sein.
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Zu
den entsprechenden Durchführungen führen feststehende
Zuleitungen (siehe 1).
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Oberhalb
von dem feststehenden Teil 3 ist das drehbare Teil 4 angeordnet.
Das drehbare Teil 4 ist um eine Achse 14 drehbar.
Die Achse 14 ist vorteilhafterweise gleich der Drehachse
eines Füllerkarussells.
Das drehbare Teil 4 ist über ein Spannelement 5 an
dem feststehenden Teil 3 gelagert. Das Spannelement 5 ist
ein Ring oder mehrere Elemente, die auf einem Kreis angeordnet sind.
An dem Spannelement 5 sind Schrauben 6 vorgesehen,
mit denen das drehende Teil 4 zu dem Spannelement 5 hin
vorgespannt werden kann. Durch das Anziehen der Schrauben 6 kann
die Vorspannung eingestellt werden. Das Spannelement 5 ist
mit Lagern 7 an dem feststehenden Teil 3 gelagert.
Das Spannelement 5 kann somit mit dem drehenden Teil 4 mitdrehen.
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In 1 ist
das drehende Teil 4 oberhalb von dem feststehenden angeordnet.
Es ist jedoch auch möglich
den Drehverteiler aus 1 umzudrehen, so dass das feststehende
Teil 3 sich oberhalb von dem drehenden Teil 4 befindet.
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Zwischen
dem feststehenden Teil 4 und dem drehenden Teil 3 ist
ein Abstand d vorgesehen. Dieser Abstand wird mit Dichtungsstrukturen 11 überbrückt. Die
Dichtungsstrukturen 11 dienen dazu, die verschiedenen Leitungen
der verschiedenen Produkte oder Medien gegeneinander bzw. gegenüber dem Außenraum
abzudichten.
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In
dem drehenden Teil 4 sind Leitungen 8b, 9b, 10b vorgesehen,
die als Ringkanäle
ausgeführt sind.
Die Ringkanäle
sind so angeordnet, dass immer ein Teil des Ringkanals einer Öffnung einer
Zuleitung in dem feststehenden Teil 3 gegenübersteht,
so dass Fluid aus der Zuleitung in dem feststehenden Teil 3 in den
Ringkanal des drehenden Teils 4 übergehen kann.
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Die
jeweiligen Ringkanäle 8b, 9b, 10b enden in
jeweils einer Mehrzahl von Abführungen 8c, 9c, 10c.
Diese sind so ausgeführt,
dass keine Flüssigkeitsreste
verbleiben können,
da die Leitungen schräg
zur horizontalen ausgebildet sind und Flüssigkeitsreste nach unten ablaufen.
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Zentral
in dem drehenden Teil 4 ist die Produktleitung 2b vorgesehen.
Die zentrale Anordnung der Produktleitung 2 hat den Vorteil,
dass sie relativ leicht mit einem großen Durchmesser für ausreichend
hohe Durchflussraten ausgebildet werden kann.
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Am
oberen Ende des drehenden Teils 4 sind Abführungen 2c vorgesehen,
die horizontal seitlich von dem drehenden Teil 4 nach außen weggehen.
So können
verschiedene Ableitungen für
das Produkt angeschlossen werden. Die Leitung 2b und die
Abführungen 2c sind
so ausgebildet, dass flüssige
Produktrückstände abfließen können, da
keine horizontalen Leitungsabschnitte vorgesehen sind.
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Durch
die Vorspannung des drehenden Teils 4 gegen das feststehende
Teil 3 werden die Dichtstrukturen 11 abgedichtet.
Die Vorspannungskraft wirkt hierbei in einer axialen Richtung.
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In 2a ist
ein Beispiel für
eine Dichtungsstruktur 11 gezeigt. Unten ist das feststehende
Teil 3 zu erkennen und oben ein Teil des drehenden Teils 4. In 2a links
und rechts von dem drehenden Teil 4 ist die Hilfsmedienleitung 9b und 10b gezeigt.
Die in 2a gezeigte Dichtungsstruktur 11 dient
zum Abdichten dieser beiden Leitungen der Hilfsmedien. Entsprechende
Dichtungsstrukturen 11 sind auch an den anderen Stellen
in 1 vorgesehen.
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Die
rotationssymmetrische Dichtungsstruktur 11 umfasst eine
Dichtung 15, die mit zwei elastischen Anpressringen 16, 17 in
den drehenden Teil 4 eingesetzt ist. Die ringförmige Dichtung
kann beispielsweise aus PTFE oder Keramik oder anderen geeigneten
Materialien sein. Die elastischen Anpressringe können aus einem Elastomer sein.
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Die
Dichtung 15 läuft
auf einer Lauffläche des
feststehenden Teils 3.
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In
dieser Lauffläche
ist ein Spülringkanal 12 vorgesehen,
der ringförmig
konzentrisch zu der Drehachse 14 in dem feststehenden Teil 3 ausgebildet
ist. In diesen Spülringkanal 12 können Hilfsmedienreste übertreten,
die trotz der Abdichtung durch die Dichtung 15 aus der
Hilfsmedienleitung 9b oder 10b austreten.
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An
den Spülringkanal 12 schließt sich
eine Spülleitung 13 an.
Diese Spülleitung 13 ist
in dem feststehenden Teil 3 ausgeführt und verbindet den Spülringkanal 12 mit
dem Außenraum.
Durch die Spülleitung 13 kann
ein Hilfsmedium aus dem Spülringkanal 12 in
den Außenraum
auslaufen und eine Spülflüssigkeit
zu- und abgeführt
werden.
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Durch
die Anordnung des feststehenden und des drehenden Teils übereinander
kann die Spülleitung 13 und
der Spülringkanal 12 so
ausgebildet sein, dass eine Flüssigkeit
durch die Schwerkraft allein nach unten ausläuft. Dadurch werden Flüssigkeitsrückstände im Bereich
der Dichtungsstruktur 11 verhindert. Damit werden auch
entsprechende hygienische Probleme vermieden.
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Der
Spülringkanal 12 kann
auch in der Dichtung 15 vorgesehen sein. Der Spülringkanal
in der Lauffläche
dieser Dichtung kann dann evtl. entfallen.
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Die
Dichtungsstruktur 11, wie sie in 2a dargestellt
ist, kann auch zum Abdichten der Produktleitung 2b dienen.
Neben der Produktleitung 2b kann Außenraum oder die Leitung eines
Hilfsmediums sein.
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Entsprechendes
gilt für
die Dichtungsstruktur 11, wie sie in 2b dargestellt
ist. Hier ist ein elastischer Dichtungsgrundkörper 18 vorgesehen,
in dem der Ringkanal 12 ausgebildet ist. Auf dem Dichtungsgrundkörper 18 sind
zwei Dichtungselemente 19, 20 angeordnet, die
auf entsprechenden Laufflächen
auf dem feststehenden Teil 3 laufen. Der Spülringkanal 12 ist
hier ebenfalls mit einer Spülleitung 13 mit
dem Außenraum
verbunden. Der Spülringkanal
ist hier sowohl durch eine Vertiefung in dem stehenden Teil als auch
durch eine Lücke
zwischen den Dichtungselementen 19, 20 gebildet.
Die Vertiefung in dem stehenden Teil kann auch entfallen.
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In 3 ist
eine Ausführungsform
des drehenden Teils 4 gezeigt, wobei in 3 nur
das obere Ende ohne den Bereich der Dichtungsstrukturen 11 dargestellt
ist.
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Während in 1 der
Bereich der Abführungen
für die
Leitungen für
die Hilfsmedien im wesentlichen pyramidenförmig ausgebildet ist, ist dieser
Bereich in 3 zylindrisch ausgebildet. Dies
erlaubt beispielsweise die gleiche Anzahl von Ausgängen mit
gleicher Größe am Umfang
des drehenden Teils 4 für
die verschiedenen Hilfsmedien.
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Weiterhin
ist in 3 gezeigt, dass austauschbare Verteilerringe 21, 22, 23 an
dem drehenden Teil angeordnet werden können. Derartige Verteilerringe
mit verschiedenen Durchmessern können auch
auf dem drehenden Teil 4, wie es in 1 dargestellt
ist, angeordnet werden, vorausgesetzt, dass der Durchmesser im oberen
Bereich der Ausgänge 2c dies
zulässt.
Alternativ können
die Verteilerringe auch aus zwei halbkreisförmigen Teilstücken zusammengesetzt
werden, so dass sie nicht auf das drehende Teil aufgezogen werden
müssen,
sondern von der Seite herangeführt
werden können
und dann verbunden werden können.
In diesem Fall ist der obere Durchmesser bei den Abführungen 2c irrelevant.
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Die
Verteilerringe erlauben für
ein und dasselbe drehende Teil 4 verschiedene Konfigurationen von
Ausgängen.
Die Ausgänge
sind auf der in 3 rechts und links dargestellten
Wandung der Verteilerringe vorgesehen.
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Die
Verteilerringe 22 und 23 stützen sich jeweils auf dem darunter
liegenden Verteilerring 21, 22 ab. Hier und an
der Verbindung zum drehenden Teil 4 müssen entsprechende Dichtungen
vorgesehen sein. Die Verteilerringe können jedoch auch unabhängig von
anderen Verteilerringen ausschließlich an dem drehenden Teil 4 befestigt
werden. Auch hierbei sind entsprechende Abdichtungen vorzusehen.
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Die
Verteilerringe 21, 22, 23 definieren
einen ringförmigen
Raum um das drehende Teil 4 herum, von dem nach außen hin
weg dann die Austrittsöffnungen
abgehen können.
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Ein
derartiger Verteilerring kann auch für die Produktleitung 2b, 2c vorgesehen
sein, ist in 3 jedoch der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt.