EP3026006A1 - Hubeinheit zum anheben und absenken eines behälters in einer behälterbehandlungsanlage - Google Patents

Hubeinheit zum anheben und absenken eines behälters in einer behälterbehandlungsanlage Download PDF

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EP3026006A1
EP3026006A1 EP15196190.1A EP15196190A EP3026006A1 EP 3026006 A1 EP3026006 A1 EP 3026006A1 EP 15196190 A EP15196190 A EP 15196190A EP 3026006 A1 EP3026006 A1 EP 3026006A1
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EP
European Patent Office
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container
lifting
container holder
magnet
armature
Prior art date
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Application number
EP15196190.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3026006B1 (de
Inventor
Roland Laumer
Stefan Poeschl
Daniel Ibanez Gomez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3026006B1 publication Critical patent/EP3026006B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/24—Devices for supporting or handling bottles
    • B67C3/246—Bottle lifting devices actuated by cams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/24—Devices for supporting or handling bottles

Definitions

  • the present invention relates to a lifting unit for raising and lowering a container in a container treatment system, comprising a container holder for holding a container, a lifting device for raising and lowering the container holder, and a lock for locking the container holder in a predetermined position.
  • containers to be treated pass through a treatment angle along which they are pressed against a treatment member.
  • the provision of a contact force of a container against a treatment member is particularly necessary when act on the container during the treatment forces that could lead to the separation of the contact between the container and the treatment device.
  • Such forces occur, for example, when the container is in contact with a filling valve and is biased by a gas.
  • Even when filling the container with filling product it comes through the weight of the flowing into the container filling product and associated pressure fluctuations forces that counteract the contact between the container and the filling member. Accordingly, the container must be pressed with a force against the respective treatment member, which ensures the contact between the container and the treatment member even in the presence of contacting counteracting forces.
  • the lifting cylinder is able to move a container holder, such as a lifting plate or a neck handling clamp, which receives the container, up and down.
  • a container holder such as a lifting plate or a neck handling clamp
  • the lifting cylinder brings the container with the In contact with the treatment organ by lifting the container holder towards the treatment organ.
  • the container is thereby pressed on the container holder to the treatment member.
  • the lifting cylinder maintains the contact pressure via an air pressure applied to the lifting cylinder.
  • the lifting cylinder lowers the container holder, thereby releasing the contact between the container and the container treatment member.
  • a disadvantage of a lifting device in the form of a pneumatic lifting cylinder that for raising and lowering the container support and for providing or maintaining the contact pressure always a voltage applied to the lifting cylinder air pressure must be provided, which must be so high that it also necessary during the treatment Provides contact pressure.
  • a voltage applied to the lifting cylinder air pressure must be provided, which must be so high that it also necessary during the treatment Provides contact pressure.
  • providing high air pressure throughout the container treatment process results in high energy consumption.
  • the entire hydraulic system must be designed for the expected high pressures and the high pressure must be provided over the entire treatment angle.
  • a lifting unit for raising and lowering a container in a container treatment plant which comprises a container holder for holding a container, a lifting means for raising and lowering the container holder, and a lock for locking the container holder in a predetermined position.
  • the lock is magnetic.
  • the magnetic lock makes it possible to hold the container holder, for example a lifting plate or a neck handling clamp, in a predetermined lifting position. This holding the stroke position is independent of the on the container or the Container holder acting forces. The container holder is thereby raised or lowered by the lifting device to the predetermined position and then magnetically locked in this position.
  • the lifting device may be at least one lifting roller operatively connected to the container holder, which rolls on a lifting cam. Accordingly, the lift curve leads the lift roller or the container holder to the predetermined position on which the container holder is then magnetically locked. After the container holder has been magnetically locked, it is not necessary for the lifting roller to continue to roll on the lifting cam. Thus, while the container holder passes through the treatment angle in which it is magnetically locked, it is not necessary for a lift curve to be provided. Furthermore, the friction and therefore also the energy to be expended for driving the rotary device can be reduced even when providing a circumferential lifting curve.
  • the lifting device can be designed pneumatically.
  • the lifting device has a pneumatic cylinder, on which a pressure can be applied to raise and lower the container holder. If the container holder has reached the predetermined position, it is locked magnetically. Thereby, it is not necessary to maintain the high pressure applied to the lift cylinder while the container support passes through the treatment angle in which it is magnetically locked.
  • the lifting device is provided by an electric motor, for example a linear motor, which makes it possible to raise and lower the container holder.
  • the container holder has reached the predetermined position, it can be locked magnetically in this position, so that the electric motor can be switched off.
  • the predetermined position of the container holder is for example a position in which a container carried by the container holder against a filling member, in particular a valve unit, is pressed.
  • the lifting device is required to bring the container holder to the predetermined position. In this position, the container holder can be magnetically locked, so that the lifting device is not needed to hold the container holder in the predetermined position.
  • the lock comprises a magnet, preferably a permanent electromagnet, for detecting and releasing a position of the container holder.
  • a compact locking can be provided, which can be operated comparatively low energy.
  • the use of a permanent magnet, for example, requires no provision of energy for generating the magnetic field, which allows the lock.
  • a lock By the use of a permanent electromagnet, a lock is provided which can both lock and unlock the position of the container holder.
  • the permanent electromagnet is a permanent magnet, which is coupled to an electromagnet. If no voltage is applied to the electromagnet, the permanent magnet can fully unfold its magnetic field and provides a maximum holding force for locking the container holder. If a voltage is applied to the electromagnet, the electromagnet generates a magnetic field which counteracts the magnetic field of the permanent magnet. Accordingly, the electromagnet reduces the total magnetic field generated by the permanent magnet and the electromagnet and thereby the holding force emanating from the permanent magnet, so that the magnetic lock is released and therefore the container holder is unlocked or released. In this case, the reduction of the holding force of the permanent magnet caused by the electromagnet can be set such that a remaining, reduced holding force of the permanent magnet can be overcome by the weight of the container holder, so that the container holder can be unlocked or released.
  • the magnet is an armature, preferably a ferromagnetic armature, opposite, which can be attracted to the magnetic locking of the container holder of the magnet.
  • the armature In the locked state of the container holder, the armature is attracted by the magnetic field, which emanates from the magnet, in particular the permanent magnet.
  • the armature and the magnet preferably have two smooth, mutually parallel contact surfaces.
  • the armature Due to the fact that the armature is made ferromagnetic, the armature can become spontaneous due to the magnetic field emanating from the magnet, in particular the permanent magnet Experience magnetization. If the armature is not in the unlocked state in the region of the magnetic field emitted by the magnet, in particular the permanent magnet, the armature has no magnetization.
  • the magnetic lock is arranged on a carrier plate of a filler carousel for transporting the container through a treatment angle or on a bearing for supporting the container holder.
  • the anchor is arranged on a bearing for supporting the container holder or a carrier plate of a filler carousel for transporting the container by a treatment angle.
  • the storage may be, for example, a bearing tube having a longitudinal axis which is arranged concentrically to a guide. In order to allow a lifting movement of the container holder, the bearing tube can be moved along the guide.
  • the anchor is arranged on the bearing, the anchor is connected via the bearing with the container holder, so that the armature follows the lifting movements of the container holder.
  • the magnetic latch is arranged on the carrier plate of a carousel, so that the armature is movable together with the container holder relative to the magnetic latch.
  • the magnetic lock is arranged above the armature, the armature can be lifted by means of the lifting device until the magnetic field emitted by the magnetic lock, in particular the magnetic field, captures and attracts the armature.
  • the self-weight of the container holder, the bearing and the anchor counteract the attraction of the magnetic latch. Accordingly, the weight of the container holder, the bearing and the armature can be used in the unlocking or when releasing the armature of the magnetic latch.
  • the anchor is arranged on the carrier plate of a carousel and the magnetic lock on the bearing, the magnetic locking follows the lifting movement of the container holder.
  • the anchor is fixed and may be formed by the support plate.
  • the carrier plate is made of ferromagnetic material so that it can be spontaneously magnetized by the magnetic field emitted from the magnetic locking unit magnetic field.
  • a shock absorber for damping the abutment of the armature with the magnet is provided parallel to the magnet and the armature.
  • the shock absorber may be arranged on the carrier plate of a carousel or on the storage. The shock absorber ensures that the armature does not damage the magnet on impact or collision. The smaller the distance between the armature and the magnet, the greater the attractive force emanating from the magnet. Accordingly, the armature experiences an acceleration due to the magnetic field emanating from the magnet, so that the armature moves toward the magnet at a critical speed or vice versa. The damper makes it possible to reduce this speed or acceleration, whereby both the magnet and the armature are spared.
  • the armature and the magnet in relation to a stroke direction in series, or side by side, respectively. If the armature and the magnet are arranged in series with respect to the stroke direction, the force of attraction exerted by the magnet on the armature acts in parallel to the stroke direction of the lifting unit. Accordingly, the magnetic field can be used to support the lifting movement of the lifting unit in a predetermined position.
  • the force of attraction acting on the armature by the magnet acts perpendicular to the stroke direction of the lifting unit. This makes it possible that the armature is only detected by the magnetic field emanating from the magnet when it has been brought by the lifting unit to a predetermined position.
  • the lifting device has at least one lifting roller, which can be unrolled on a lifting cam for separating the lock.
  • the lift curve on which rolls the at least one lifting roller, generates a lifting movement which separates the armature from the magnetic lock.
  • the components of the lift curve and the at least a lifting roller are designed such that they withstand the maximum holding force of the permanent magnet of the magnetic lock, which is for example 800 Newton, or overcome this to separate the armature of the permanent magnet.
  • the container holder and in particular the armature experiences a lift, which conveys the armature out of the region of attraction of the permanent magnet.
  • the dead weight of the container holder, the bearing and the anchor is supported by the lifting device, which is responsible for raising and lowering the container holder, so that the at least one lifting roller and the lifting cam are provided only for separating the connection between the armature and the magnet ,
  • the magnet is a bolt, preferably a ferromagnetic bolt, for mechanical locking of the container holder opposite, wherein the bolt is prestressed by a bolt spring.
  • the bolt locks the container holder in a predetermined position by clamping it or pushing the bolt into a complementary bolt receptacle on the container holder.
  • the bolt spring may hold the bolt in an unlocked position. If the magnet acts on the bolt, the bolt can be brought into a locked position by the magnetic field generated by the magnet.
  • the magnet may repel the bolt and push the bolt spring against the container mount in opposition to the spring force. Alternatively, the magnet may exert an attractive force on the bolt and pull the bolt against the spring force of the bolt spring against the container mount.
  • the bolt spring ensures that the container holder is unlocked.
  • a permanent electromagnet can be used in which the magnetic field of the electromagnet counteracts the magnetic field of the permanent magnet. When a voltage is applied to the electromagnet, the magnetic field of the permanent magnet can then be weakened or neutralized, so that the bolt spring moves the bolt away from the container holder into the unlocked position.
  • the bolt spring may also push the bolt into the locked position.
  • the magnet then serves to move the bolt against the bolt spring force in the unlocked position.
  • a bearing for supporting the container holder and a guide for guiding the bearing via an anti-rotation device to prevent twisting of the lifting plate are secured to the guide in a plane perpendicular to a stroke direction.
  • the rotation lock is preferably arranged on the bearing and has a guide unit, which allows lifting movements of the lifting unit, in particular of the bearing, relative to the rotation.
  • the container holder is spring-mounted relative to the lifting device, preferably biased.
  • a pressing force of the container holder by means of which the container holder presses a container against a treatment member, in particular a filling member, is provided.
  • the suspension of the container holder is preferably subject to a bias voltage, which makes it possible to provide a predetermined contact force after the magnetic latch has locked the container holder in the predetermined position.
  • the sprung storage or bias of the container holder allows tolerances of the height of the container to be treated can be compensated.
  • the bearing is mounted on the guide by means of at least one sliding bearing. Accordingly, the storage together with the container holder be moved relative to the guide.
  • the sliding bearings allow lifting and lowering of the bearing or the container holder, whereby frictional forces, which arise due to the sliding of the bearing on the guide, are kept low.
  • the guide is bolt-shaped, wherein the bearing is tubular and is arranged concentrically to the guide. Accordingly, the storage can be plugged onto the guide and moved on this.
  • the tubular bearing provides sufficient space on the outer circumferential surface for attaching the other components of the lifting unit, in particular the container holder, the armature or the magnetic lock and a rotation.
  • the container holder is a lifting plate or a neck handling clamp for receiving a container.
  • These container holders are suitable for common bottle types.
  • a lifting plate is used to transport glass bottles or sturdy plastic bottles.
  • a neck-handling clamp is suitable, for example, for transporting plastic bottles made of PET or HDPE. Overall, such container holders represent a reliable transport through the treatment angle of a rotary filler through.
  • FIG. 1 shows a lifting unit 10, which can raise and lower containers in a container treatment plant.
  • the lifting unit 10 has a container holder 20, on which the containers can be arranged.
  • the container holder 20 is guided via a bearing 40 on a guide 30 and can be raised and lowered by means of a lifting device 60.
  • a latch 70 Arranged on a support plate 80 of a carousel is a latch 70 which can lock an armature 50 arranged on the support 40, so that the container support 20 is held in a predetermined position in order to carry out a corresponding container treatment.
  • FIGS. 1 and 3 the container holder 20 can be seen.
  • the container holder 20 has a lifting plate 21, which is screwed onto a Hubtellerstange 24 via a thread.
  • the lifting plate 21 has on the underside an annular recess in which the Hubtellerstange 24 and a concentric with the Hubtellerstange extending tube 22 can be added.
  • the Hubtellerstange 24 inserted in the tube 22 and is mounted axially displaceably in this slide bearing 25.
  • an O-ring 29 is arranged between the inner peripheral surface of the annular recess of the lifting plate 21 and the outer peripheral surface of the tube 22.
  • the Hubtellerstange 24 has an annular, circumferential projection 27, which is pressed by a spring 26 in the interior of the tube 22 against a shoulder of the tube 22.
  • the spring 26 is, for example, a spiral spring which extends below the projection 27 is arranged around the Hubtellerstange 24.
  • the spring 26 is enclosed by a cover 28 at the lower end of the tube 22 in the tube 22. In this case, the spring 26 is supported on the cover 28 and biases the Hubtellerstange 24 against the tube 22.
  • the bias is for example 500 Newton. Alternatively, depending on the application, a smaller or larger biasing force can be selected.
  • the lifting plate 21 can be pushed down together with the lifting plate rod 24, as a result of which the spring 26 is compressed.
  • the lifting plate 21, the Hubtellerstange 24, the tube 22 and the lid 28 are made of stainless steel. Alternatively, other metals can be used.
  • FIG. 3 It can also be seen that the cover 28 is screwed to the tube 22. In this case, between the contact surfaces of the tube 22 and the cover 28, an O-ring 29 is provided to seal the interior of the tube 22 from the environment.
  • the container holder 20 is disposed on an arm 23 which extends perpendicularly from an outer peripheral surface at a lower end 46 of the storage 40.
  • the arm 23 is screwed to the bearing 40.
  • the arm 23 may also be welded to the bearing 40.
  • the bearing 40 is tubular and inserted concentrically displaceable on the guide 30.
  • the displaceability of the bearing 40 on the guide 30 is made possible by slide bearings 42, which are each arranged at the ends of the tubular bearing 40. These are preferably lubricant-free plain bearings.
  • the storage 40 is a turned, milled part made of stainless steel. Alternatively, the bearing 40 may be made of another metal.
  • the guide 30 is bolt-shaped and connected at an upper end 34 via a thread 32 with the support plate 80 of a carousel. In this case, the guide 30 extends vertically from the support plate 80 down. At a lower end 36, the guide 30 is connected by means of a connection 92 with a rotation 90. The connection 92 is on the lower end 36 the guide 30 screwed.
  • the guide 30 and the connection 92 are made of stainless steel. Alternatively, other metals can be used.
  • the bearing 40 has at an upper end 44 a connection surface 47, on which a receptacle 52 is screwed.
  • the receptacle 52 extends perpendicularly from a peripheral surface of the tubular bearing 40.
  • an iron plate On the top of the receptacle 52 is an iron plate, which forms an anchor 50, screwed.
  • the armature 50 may also comprise another ferromagnetic material, such as nickel or cobalt.
  • the armature 50 may be fixed to the support plate 80 via a latch 70.
  • the lock 70 has a magnet 72, which is designed here in the form of a permanent electromagnet.
  • the permanent electromagnet consists of a permanent magnet, which is coupled to an electromagnet.
  • the magnet 72 is arranged on the underside of the carrier plate 80 and lies opposite the armature 50. If the lifting plate 21 is raised by means of the lifting unit 60 to a predetermined position, the armature 50 is detected by a magnetic field emanating from the magnet 72. As a result, the lifting plate 21 can be held or locked in the predetermined position.
  • magnet 72 has a holding force of, for example, 800 N in direct contact with the armature 50. If a voltage is applied to the solenoid coupled to the permanent magnet, the holding force of the magnet 70 is reduced to 10 N. Due to the weight of the armature 50 and the components connected to the armature 50, the contact between the magnet 72 and the armature 50 then be solved.
  • FIG. 2 is further shown that the magnet 72 is enclosed by a tubular sheath 76 and sealed by a film 78 which is disposed on the surface of the magnet 70 opposite the armature 50 to protect the magnet 72 from corrosion. Accordingly, the magnet 72 does not come in contact with the fluid used in the container treatment or the cleaning of the container treatment equipment, so that the tendency to corrosion can also be reduced here.
  • FIGS. 1 and 2 It can also be seen that a shock absorber 74 is provided on the underside of the carrier plate 80, next to the latch 70.
  • the shock absorber 74 serves to dampen the impact of the armature 50 on the magnet 72.
  • a head 75 of the damper 74 occurs with it the recording 52 in contact.
  • the reduction of the speed with which the armature 50 strikes the magnet 72 serves to protect the individual components of the lifting unit 10, in particular the magnet 72.
  • the support plate 80 has on its underside a recess 82 into which the magnet 72 is partially retractable. At the bottom of the recess 82 is a through-threaded hole, by means of which the magnet 72 in the support plate 80 can be screwed.
  • FIGS. 1 and 4 is a receptacle 62 can be seen, which is bolted to a lateral attachment surface 48 at the lower end 46 of the bearing 40 and provides a connection to the anti-rotation 90 and the lifting device 60.
  • the receptacle 62 has a flange 61, which serves for screwing with the bearing 40.
  • the receptacle 62 is cylindrical and extends perpendicularly from the peripheral surface of the bearing 40.
  • On the peripheral surface of the receptacle 62 a guide seat 63 is provided, on which a guide 94 of a rotation lock 90 is arranged.
  • the guide 94 is fixed on the guide seat 63 via a securing ring 68.
  • the guide 64 may also be press-fitted to the guide seat 63.
  • FIG. 5 unrolled upper lift cam 602
  • FIG. 6 a height profile of a curve segment of the upper lift cam 602 are removed. If the lifting roller 64 rolls on the upper lifting cam 602, it is guided downward by the latter, whereby the in FIG. 1 shown armature 50 is moved away from the magnet 72.
  • FIG. 5 is a height profile of a curve segment of the lower lift curve 600 can be seen.
  • FIGS. 1 and 4 continue to show that on a front side of the receptacle 62, a disc 69 is screwed through which the bearing sleeves 65, 67, the retaining ring 68 and the guide 64 are held on the receptacle 62 axially in position.
  • the fuse 94 and the lifting rollers 64, 66th are made of plastic, for example, Murtfeldt S.
  • the receptacle 62 is made of stainless steel rotary part. Alternatively, the receptacle 62 may be made of other metals.
  • the anti-rotation 90 can be seen, which prevents the bearing 40 rotates at a force on the lifting unit 10 about the guide 30 and the longitudinal axis L common to the guide 30.
  • the anti-rotation 90 includes a guide plate 96 which is connected via the connection 92 with the guide 30. Accordingly, the lifting unit 10 can be moved relative to the anti-rotation 90.
  • the guide plate 96 extends parallel to the guide 30 and is in contact with the guide 94, which is connected via the receptacle 62 to the bearing 64.
  • the guide 94 can be moved on the guide plate 96 in the stroke direction H.
  • the guide 94 has pressure pieces 98, which are biased by a spring 99 perpendicular to the surface of the guide plate 96. As a result, the guide 94 can run evenly on or in the guide plate.
  • the pressure pieces 98 are made of plastic, such as Murtfeldt S.
  • FIG. 5 a lifting unit 10 is shown, wherein the lifting device 60 holds the magnet 72 and the armature 50 in a spaced-apart position. Accordingly, the lift roller 64 rolls on an upper lift cam 602, which is provided to release the armature 50 from the magnet 72 or remove.
  • the lifting roller 66 of the lifting unit 60 rolls on a lower lifting curve 600, by means of which the lifting unit 10 is supported, unless it is locked via the armature 50 to the magnet 72.
  • the lifting unit 10 can be raised to a predetermined position for container handling, wherein the armature 50 is moved toward the magnet 72.
  • FIG. 6 shows the height profile of a curve segment of the lower lift curve 600 and the upper lift curve 602. It can be seen that up to the middle of an outlet star 604 of the container treatment system rolls the corresponding lifting roller on the lower lift curve upwards.
  • the corresponding roller on the upper lift cam 602 begins to roll, whereby the lifting unit is lowered.
  • a container arranged on the lifting plate can be separated from the corresponding filling element.
  • the height profiles of the lower curve 600 and the upper curve 602 rise in parallel, so that the lifting unit is raised.
  • the upper lift curve 602 is in particular then needed if the lock can not be unlocked. That is, in the event that the solenoid fails and the holding force by which the permanent magnet pulls the armature can not be reduced.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hubeinheit (10) zum Anheben und Absenken eines Behälters in einer Behälterbehandlungsanlage, umfassend eine Behälterhalterung (20) zum Halten eines Behälters, eine Hubeinrichtung (60) zum Anheben und Absenken der Behälterhalterung (20), und eine Verriegelung (70) zum Verriegeln der Behälterhalterung (20) in einer vorgegebenen Position, wobei die Verriegelung (70) magnetisch ist.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hubeinheit zum Anheben und Absenken eines Behälters in einer Behälterbehandlungsanlage, umfassend eine Behälterhalterung zum Halten eines Behälters, eine Hubeinrichtung zum Anheben und Absenken der Behälterhalterung, und eine Verriegelung zum Verriegeln der Behälterhalterung in einer vorgegebenen Position.
    • Stand der Technik
  • Während der Behälterbehandlung beispielsweise in Rundläuferfüllmaschinen durchlaufen zu behandelnde Behälter einen Behandlungswinkel, entlang welchem sie gegen ein Behandlungsorgan gepresst werden. Das Bereitstellen einer Anpresskraft eines Behälters gegen ein Behandlungsorgan ist insbesondere dann notwendig, wenn auf den Behälter während der Behandlung Kräfte einwirken, die zur Trennung des Kontakts zwischen dem Behälter und dem Behandlungsorgan führen könnten. Derartige Kräfte treten beispielsweise auf, wenn der Behälter mit einem Füllventil in Kontakt steht und durch ein Gas vorgespannt wird. Auch beim Befüllen des Behälters mit Füllprodukt kommt es durch das Eigengewicht des in den Behälter strömenden Füllprodukts sowie damit einhergehenden Druckschwankungen zu Kräften, welche dem Kontakt zwischen dem Behälter und dem Füllorgan entgegenwirken. Entsprechend muss der Behälter mit einer Kraft gegen das jeweilige Behandlungsorgan gepresst werden, welche den Kontakt zwischen dem Behälter und dem Behandlungsorgan auch beim Vorliegen von der Kontaktierung entgegenwirkenden Kräften sicherstellt.
  • Es ist bekannt, die nötige Anpresskraft über einen pneumatischen Hubzylinder bereitzustellen. Dabei ist der Hubzylinder in der Lage, eine Behälterhalterung, wie zum Beispiel einen Hubteller oder eine Neck-Handling-Klammer, welche den Behälter aufnimmt, auf und ab zubewegen. Während des Durchlaufens des Behandlungswinkels bringt der Hubzylinder den Behälter mit dem Behandlungsorgan in Kontakt, indem er die Behälterhalterung zum Behandlungsorgan hin anhebt. Der Behälter wird dabei über die Behälterhalterung an das Behandlungsorgan angepresst. Während einer anschließenden Behälterbehandlung, wie zum Beispiel einem Befüllvorgang, hält der Hubzylinder die Anpresskraft über einen am Hubzylinder anliegenden Luftdruck aufrecht. Ist der Behandlungsvorgang abgeschlossen, senkt der Hubzylinder die Behälterhalterung ab, wodurch der Kontakt zwischen Behälter und Behälterbehandlungsorgan gelöst wird.
  • Nachteilig an einer Hubeinrichtung in Form eines pneumatischen Hubzylinders ist, dass zum Anheben und Absenken der Behälterhalterung sowie zur Bereitstellung beziehungsweise Aufrechterhaltung der Anpresskraft stets ein an dem Hubzylinder anliegender Luftdruck bereitgestellt werden muss, der so hoch sein muss, dass er auch den während der Behandlung notwendigen Anpressdruck bereitstellt. Die Bereitstellung eines hohen Luftdrucks während des gesamten Behälterbehandlungsvorgangs führt jedoch zu einem hohen Energieverbrauch. Weiterhin muss das gesamte hydraulische System für die zu erwartenden hohen Drücke ausgelegt sein und der hohe Druck über den gesamten Behandlungswinkel hinweg bereitgestellt werden.
    • Darstellung der Erfindung
  • Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Hubeinheit zum Anheben und Absenken eines Behälters in einer Behälterbehandlungsanlage bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Entsprechend wird eine Hubeinheit zum Anheben und Absenken eines Behälters in einer Behälterbehandlungsanlage angegeben, welche eine Behälterhalterung zum Halten eines Behälters, eine Hubeinrichtung zum Anheben und Absenken der Behälterhalterung, und eine Verriegelung zum Verriegeln der Behälterhalterung in einer vorgegebenen Position umfasst. Erfindungsgemäß ist die Verriegelung magnetisch.
  • Durch die magnetische Verriegelung ist es möglich, die Behälterhalterung, beispielsweise einen Hubteller oder eine Neck-Handling-Klammer, in einer vorgegebenen Hubposition zu halten. Dieses Halten der Hubposition ist dabei unabhängig von den auf den Behälter beziehungsweise die Behälterhalterung einwirkenden Kräften. Die Behälterhalterung wird dabei durch die Hubeinrichtung auf die vorgegebene Position angehoben oder abgesenkt und dann in dieser Position magnetisch verriegelt.
  • Bei der Hubeinrichtung kann es sich um mindestens eine mit der Behälterhalterung wirkverbundene Hubrolle handeln, welche auf einer Hubkurve abrollt. Entsprechend führt die Hubkurve die Hubrolle beziehungsweise die Behälterhalterung auf die vorgegebene Position, auf welcher die Behälterhalterung dann magnetisch verriegelt wird. Nachdem die Behälterhalterung magnetisch verriegelt worden ist, ist es nicht erforderlich, dass die Hubrolle weiterhin auf der Hubkurve abrollt. Während die Behälterhalterung den Behandlungswinkel durchläuft, in welchem er magnetisch verriegelt ist, ist es somit nicht erforderlich, dass eine Hubkurve bereitgestellt wird. Weiterhin kann auch bei Bereitstellung einer umlaufenden Hubkurve die Reibung und daher auch die zum Antrieb der Rundläufervorrichtung aufzuwendende Energie reduziert werden.
  • Alternativ kann die Hubeinrichtung pneumatisch ausgeführt sein. Dabei weist die Hubeinrichtung einen Pneumatikzylinder auf, an welchem ein Druck angelegt werden kann, um die Behälterhalterung anzuheben und abzusenken. Hat die Behälterhalterung die vorgegebene Position erreicht, wird sie magnetisch verriegelt. Dadurch ist es nicht erforderlich, den an dem Hubzylinder anliegenden hohen Druck aufrecht zu erhalten, während die Behälterhalterung den Behandlungswinkel durchläuft, in welchem sie magnetisch verriegelt ist.
  • In einer weiteren Variante ist die Hubeinrichtung durch einen Elektromotor, beispielsweise einen Linearmotor, bereitgestellt, welcher ein Anheben und Absenken der Behälterhalterung ermöglicht. Hat die Behälterhalterung die vorgegebene Position erreicht, kann sie in dieser Position magnetisch verriegelt werden, so dass der Elektromotor abgeschaltet werden kann.
  • Die vorgegebene Position der Behälterhalterung ist beispielsweise eine Position, in welcher ein von der Behälterhalterung getragener Behälter gegen ein Füllorgan, insbesondere eine Ventileinheit, angepresst wird.
  • Insgesamt wird die Hubeinrichtung dazu benötigt, die Behälterhalterung auf die vorgegebene Position zu bringen. In dieser Position kann die Behälterhalterung magnetisch verriegelt werden, so dass die Hubeinrichtung nicht benötigt wird, um die Behälterhalterung in der vorgegebenen Position zu halten.
  • In einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verriegelung einen Magneten, bevorzugt einen Permanent-Elektromagnet, zum Feststellen und Lösen einer Position der Behälterhalterung.
  • Durch die Verwendung eines Magneten kann eine kompakte Verriegelung bereitgestellt werden, welche vergleichsweise energiearm betrieben werden kann. Die Verwendung eines Permanentmagneten bedarf beispielsweise keiner Bereitstellung von Energie zur Erzeugung des Magnetfelds, welches die Verriegelung ermöglicht.
  • Durch die Verwendung eines Permanent-Elektromagnets wird eine Verriegelung bereitgestellt, welche die Position der Behälterhalterung sowohl verriegeln als auch lösen kann. Bei dem Permanent-Elektromagnet handelt es sich um einen Permanentmagneten, welcher mit einem Elektromagnetenen gekoppelt ist. Liegt an dem Elektromagneten keine Spannung an, so kann der Permanentmagnet sein Magnetfeld vollständig entfalten und stellt eine maximale Haltekraft zum Verriegeln der Behälterhalterung bereit. Wird an den Elektromagnet eine Spannung angelegt, erzeugt der Elektromagnet ein Magnetfeld, welches dem Magnetfeld des Permanentmagnets entgegenwirkt. Entsprechend reduziert der Elektromagnet das von Permanentmagnet und Elektromagnet erzeugte Gesamtmagnetfeld und dabei die von dem Permanentmagnet ausgehende Haltekraft, so dass die magnetische Verriegelung gelöst und daher die Behälterhalterung entriegelt beziehungsweise gelöst wird. Dabei kann die durch den Elektromagnet hervorgerufene Reduktion der Haltekraft des Permanentmagnets derart festgelegt sein, dass eine verbleibende, reduzierte Haltekraft des Permanentmagnets über die Gewichtskraft der Behälterhalterung überwunden werden kann, so dass die Behälterhalterung entriegelt beziehungsweise gelöst werden kann.
  • In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung liegt dem Magnet ein Anker, bevorzugt ein ferromagnetischer Anker, gegenüber, welcher zum magnetischen Verriegeln der Behälterhalterung von dem Magneten anziehbar ist.
  • Im verriegelten Zustand der Behälterhalterung wird der Anker durch das Magnetfeld, welches von dem Magnet, insbesondere dem Permanentmagnet, ausgeht, angezogen. Dabei weisen der Anker und der Magnet bevorzugt zwei glatte, parallel zueinander verlaufende Kontaktoberflächen auf.
  • Dadurch, dass der Anker ferromagnetisch ausgebildet ist, kann der Anker durch das von dem Magnet, insbesondere dem Permanentmagnet, ausgehende Magnetfeld eine spontane Magnetisierung erfahren. Befindet sich der Anker im entriegelten Zustand nicht im Bereich des von dem Magnet, insbesondere dem Permanentmagnet, ausgehenden Magnetfelds, weist der Anker keine Magnetisierung auf.
  • In einer weiter bevorzugten Weiterbildung ist die magnetische Verriegelung an einer Trägerplatte eines Füllerkarussells zum Transport des Behälters durch einen Behandlungswinkel oder an einer Lagerung zum Lagern der Behälterhalterung angeordnet.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Anker an einer Lagerung zum Lagern der Behälterhalterung oder einer Trägerplatte eines Füllerkarussells zum Transport des Behälters durch einen Behandlungswinkel angeordnet.
  • Bei der Lagerung kann es sich beispielsweise um ein Lagerrohr handeln, das eine Längsachse aufweist, die konzentrisch zu einer Führung angeordnet ist. Um eine Hubbewegung der Behälterhalterung zu ermöglichen, kann das Lagerrohr entlang der Führung verschoben werden.
  • Ist der Anker an der Lagerung angeordnet, ist der Anker über die Lagerung mit der Behälterhalterung verbunden, so dass der Anker den Hubbewegungen der Behälterhalterung folgt. Entsprechend ist die magnetische Verriegelung an der Trägerplatte eines Karussells angeordnet, so dass der Anker gemeinsam mit der Behälterhalterung relativ zu der magnetischen Verriegelung bewegbar ist. Ist die magnetische Verriegelung oberhalb des Ankers angeordnet, kann der Anker mittels der Hubeinrichtung angehoben werden, bis das von der magnetischen Verriegelung, insbesondere dem Magnet, ausgehende Magnetfeld den Anker erfasst und anzieht. In diesem Fall wirken das Eigengewicht der Behälterhalterung, der Lagerung und des Ankers der Anziehungskraft der magnetischen Verriegelung entgegen. Entsprechend kann das Eigengewicht der Behälterhalterung, des Lagers und des Ankers bei der Entriegelung beziehungsweise beim Lösen des Ankers von der magnetischen Verriegelung genutzt werden.
  • Darüber hinaus kann durch die Anordnung der magnetischen Verriegelung an der Trägerplatte eines Karussells ein elektrischer Anschluss an die magnetische Verriegelung, beispielsweise zur Bereitstellung eines Elektromagnets, begünstigt werden.
  • Ist der Anker an der Trägerplatte eines Karussells und die magnetische Verriegelung an der Lagerung angeordnet, folgt die magnetische Verriegelung der Hubbewegung der Behälterhalterung. Der Anker steht fest und kann durch die Trägerplatte ausgebildet sein. In diesem Fall besteht die Trägerplatte aus ferromagnetischem Material, so dass sie durch das von der magnetischen Verriegelungseinheit ausgehende Magnetfeld spontan magnetisiert werden kann.
  • In einer weiter bevorzugten Weiterbildung ist parallel zu dem Magnet und dem Anker ein Stoßdämpfer zum Dämpfen des Aneinanderstoßens des Ankers mit dem Magnet bereitgestellt. Dabei kann der Stoßdämpfer an der Trägerplatte eines Karussells oder an der Lagerung angeordnet sein. Der Stoßdämpfer stellt sicher, dass der Anker den Magnet beim Aufprall beziehungsweise Aneinanderstoßen nicht beschädigt. Je kleiner der Abstand zwischen dem Anker und dem Magnet ist, desto größer ist die Anziehungskraft, welche von dem Magnet ausgeht. Entsprechend erfährt der Anker durch das von dem Magnet ausgehende Magnetfeld eine Beschleunigung, so dass sich der Anker mit einer kritischen Geschwindigkeit auf den Magnet zu bewegt oder umgekehrt. Der Dämpfer ermöglicht es, diese Geschwindigkeit beziehungsweise Beschleunigung zu reduzieren, wodurch sowohl der Magnet als auch der Anker geschont werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung sind der Anker und der Magnet in Bezug auf eine Hubrichtung in Reihe, beziehungsweise nebeneinander, angeordnet. Sind der Anker und der Magnet in Bezug auf die Hubrichtung in Reihe angeordnet, wirkt die von dem Magnet auf den Anker wirkende Anziehungskraft parallel zur Hubrichtung der Hubeinheit. Entsprechend kann das Magnetfeld zur Unterstützung der Hubbewegung der Hubeinheit in eine vorgegebene Position genutzt werden.
  • Sind der Anker und der Magnet in Bezug auf die Hubrichtung nebeneinander angeordnet, wirkt die von dem Magnet auf den Anker wirkende Anziehungskraft senkrecht zur Hubrichtung der Hubeinheit. Dadurch ist es möglich, dass der Anker erst von dem von dem Magnet ausgehenden Magnetfeld erfasst wird, wenn er durch die Hubeinheit auf eine vorgegebene Position gebracht worden ist.
  • In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die Hubeinrichtung mindestens eine Hubrolle auf, welche auf einer Hubkurve zum Trennen der Verriegelung abrollbar ist.
  • Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Behälterhalterung auch denn entriegelt werden kann, wenn der Elektromagnet der magnetischen Verriegelung ausfällt. Entsprechend erzeugt die Hubkurve, auf welcher die mindestens eine Hubrolle abrollt, eine Hubbewegung, welche den Anker von der magnetischen Verriegelung trennt. Die Komponenten der Hubkurve und der mindestens einen Hubrolle sind dabei derart ausgelegt, dass sie der maximalen Haltekraft des Permanentmagnets der magnetischen Verriegelung, welche beispielsweise 800 Newton beträgt, standhalten beziehungsweise diese überwinden, um den Anker von dem Permanentmagneten zu trennen.
  • Durch das Abrollen der mindestens einen Hubrolle auf der Hubkurve erfahren die Behälterhalterung und insbesondere der Anker einen Hub, welcher den Anker aus dem Bereich der Anziehungskraft des Permanentmagnets befördert. Das Eigengewicht der Behälterhalterung, des Lagers und des Ankers wird von der Hubeinrichtung, welche für das Anheben und Absenken der Behälterhalterung verantwortlich ist, getragen, so dass die mindestens eine Hubrolle und die Hubkurve lediglich zum Trennen der Verbindung zwischen dem Anker und dem Magnet bereitgestellt sind.
  • In einer Weiterbildung liegt dem Magnet ein Bolzen, bevorzugt ein ferromagnetischer Bolzen, zur mechanischen Verriegelung der Behälterhalterung gegenüber, wobei der Bolzen über eine Bolzenfeder vorspannbar ist.
  • Dabei verriegelt der Bolzen die Behälterhalterung in einer vorgegebenen Position, indem er diese festklemmt oder der Bolzen in eine komplementäre Bolzenaufnahme an der Behälterhalterung gedrückt wird. Beispielsweise kann die Bolzenfeder den Bolzen in einer entriegelten Position halten. Wirkt der Magnet auf den Bolzen, kann der Bolzen durch das von dem Magnet erzeugte Magnetfeld in eine verriegelte Position gebracht werden. Beispielsweise kann der Magnet den Bolzen abstoßen und entgegengesetzt der Federkraft der Bolzenfeder hin zu der Behälterhalterung drücken. Alternativ kann der Magnet eine Anziehungskraft auf den Bolzen ausüben und den Bolzen entgegengesetzt der Federkraft der Bolzenfeder an die Behälterhalterung ziehen.
  • Wird das von dem Magnet ausgehende Magnetfeld unterbrochen, sorgt die Bolzenfeder für eine Entriegelung der Behälterhalterung. Beispielsweise kann ein Permanent-Elektromagnet verwendet werden, bei welchem das Magnetfeld des Elektromagnets dem Magnetfeld des Permanentmagnets entgegenwirkt. Beim Anlegen einer Spannung an den Elektromagnet kann dann das Magnetfeld des Permanentmagnet geschwächt oder neutralisiert werden, so dass die Bolzenfeder den Bolzen von der Behälterhalterung weg in die entriegelter Position bewegt.
  • Alternativ kann die Bolzenfeder den Bolzen auch in die verriegelte Position drücken. In diesem Fall dient der Magnet dann dazu, den Bolzen entgegen der Bolzenfederkraft in die entriegelte Position zu bewegen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung sind eine Lagerung zum Lagern der Behälterhalterung und eine Führung zum Führen der Lagerung über eine Verdrehsicherung zum Vermeiden eines Verdrehens des Hubtellers um die Führung in einer Ebene senkrecht zu einer Hubrichtung gesichert.
  • Durch die Interaktion der Hubeinheit mit anderen Komponenten, wie beispielsweise einer Hubkurve, erfährt die Hubeinheit und insbesondere die Führung eine Belastung in Form von Kraftmomenten. Dies kann dazu führen, dass sich die Hubeinheit um die Führung verdreht. Eine solche Verdrehung wird mittels der Verdrehsicherung unterbunden. Dabei ist die Verdrehsicherung bevorzugt an dem Lager angeordnet und weist eine Führungseinheit auf, welche Hubbewegungen der Hubeinheit, insbesondere des Lagers, relativ zur Verdrehsicherung ermöglicht.
  • In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist die Behälterhalterung gegenüber der Hubeinrichtung gefedert gelagert, bevorzugt vorgespannt. Dadurch wird ermöglicht, dass im magnetisch verriegelten Zustand der Behälterhalterung eine Anpresskraft der Behälterhalterung, mittels welcher die Behälterhalterung einen Behälter gegen ein Behandlungsorgan, insbesondere ein Füllorgan, drückt, bereitgestellt wird. Dabei unterliegt die Federung der Behälterhalterung bevorzugt einer Vorspannung, welche es ermöglicht, eine vorgegebene Anpresskraft bereitzustellen, nachdem die magnetische Verriegelung die Behälterhalterung in der vorgegebenen Position verriegelt hat.
  • Darüber hinaus ermöglicht die gefederte Lagerung beziehungsweise Vorspannung der Behälterhalterung, dass Toleranzen der Höhe der zu behandelnden Behälter ausgeglichen werden können.
  • Insgesamt bedarf es nach der magnetischen Verriegelung der Behälterhalterung lediglich die von der gefederten Lagerung der Behälterhalterung ausgehende Vorspannkraft, um eine vorgegebene Anpresskraft bereitzustellen. Der energetische Aufwand zur Bereitstellung beziehungsweise zum Halten der Anpresskraft ist im Vergleich zu den bekannten Lösungen sehr gering.
  • In einer weiter bevorzugten Weiterbildung ist die Lagerung mittels mindestens einem Gleitlager auf der Führung gelagert. Entsprechend kann die Lagerung gemeinsam mit der Behälterhalterung dadurch relativ zu der Führung bewegt werden. Die Gleitlager ermöglichen ein Anheben und Absenken des Lagers beziehungsweise der Behälterhalterung, wobei Reibungskräfte, welche durch das Gleiten des Lagers auf der Führung entstehen, gering gehalten werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Führung bolzenförmig, wobei die Lagerung rohrförmig ist und konzentrisch zur Führung angeordnet ist. Entsprechend kann die Lagerung auf die Führung aufgesteckt und auf dieser verschoben werden. Die rohrförmige Lagerung bietet dabei ausreichend Platz auf der äußeren Umfangsoberfläche zum Anbringen der weiteren Komponenten der Hubeinheit, insbesondere der Behälterhalterung, dem Anker oder der magnetischen Verriegelung und einer Verdrehsicherung.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Behälterhalterung ein Hubteller oder eine Neck-Handling-Klammer zum Aufnehmen eines Behälters. Diese Behälterhalterungen sind für gängige Flaschentypen geeignet. So kommt ein Hubteller beispielsweise zum Transportieren von Glasflaschen oder stabilen Kunststoffflaschen zum Einsatz. Eine Neck-Handling-Klammer eignet sich beispielsweise für den Transport von Kunststoffflaschen aus PET oder HDPE. Insgesamt stellen derartige Behälterhalterungen einen zuverlässigen Transport durch den Behandlungswinkel eines Rundläuferfüllers hindurch dar.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    schematisch eine Schnittansicht einer Hubeinheit,
    Figur 2
    schematisch eine Detailansicht der Hubeinheit aus Figur 1, welche einen Stoßdämpfer und einen Magneten zeigt,
    Figur 3
    schematisch eine Detailansicht der Hubeinheit aus Figur 1, welche eine Behälterhalterung zeigt,
    Figur 4
    schematisch eine Detailansicht der Hubeinheit aus Figur 1, welche eine Hubeinrichtung zeigt,
    Figur 5
    schematisch eine Schnittansicht der Hubeinheit aus Figur 1, wobei die Hubeinheit mit zwei Hubkurven in Kontakt steht, und
    Figur 6
    schematisch ein Höhenprofil zweier Hubkurven.
    Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. Um Redundanzen zu vermeiden, wird auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in der nachfolgenden Beschreibung teilweise verzichtet.
  • Figur 1 zeigt eine Hubeinheit 10, welche Behälter in einer Behälterbehandlungsanlage anheben und absenken kann. Dazu weist die Hubeinheit 10 eine Behälterhalterung 20 auf, auf welcher die Behälter angeordnet werden können. Die Behälterhalterung 20 ist über eine Lagerung 40 auf einer Führung 30 geführt und kann mittels einer Hubeinrichtung 60 angehoben und abgesenkt werden. An einer Trägerplatte 80 eines Karussells ist eine Verriegelung 70 angeordnet, welche einen an der Lagerung 40 angeordneten Anker 50 verriegeln kann, so dass die Behälterhalterung 20 in einer vorgegebenen Position gehalten wird, um eine entsprechende Behälterbehandlung auszuführen.
  • Figuren 1 und 3 ist die Behälterhalterung 20 zu entnehmen. Die Behälterhalterung 20 weist einen Hubteller 21 auf, welcher über ein Gewinde auf eine Hubtellerstange 24 aufgeschraubt ist. Der Hubteller 21 weist auf der Unterseite eine ringförmige Aussparung auf, in welcher die Hubtellerstange 24 und ein konzentrisch zur Hubtellerstange verlaufendes Rohr 22 aufgenommen werden können. Dabei steckt die Hubtellerstange 24 in dem Rohr 22 und ist in diesem über Gleitlager 25 axial verschiebbar gelagert. Um die ringförmige Aussparung auf der Unterseite des Hubtellers 21 gegenüber der Umgebung abzudichten, ist zwischen der inneren Umfangsoberfläche der ringförmigen Aussparung des Hubtellers 21 und der äußeren Umfangsoberfläche des Rohrs 22 ein O-Ring 29 angeordnet.
  • Die Hubtellerstange 24 weist einen ringförmigen, umlaufenden Vorsprung 27 auf, welcher mittels einer Feder 26 im Inneren des Rohrs 22 gegen einen Absatz des Rohrs 22 gedrückt wird. Bei der Feder 26 handelt es sich beispielsweise um eine Spiralfeder, welche unterhalb des Vorsprungs 27 um die Hubtellerstange 24 angeordnet ist. Die Feder 26 ist mittels eines Deckels 28 am unteren Ende des Rohrs 22 in dem Rohr 22 eingeschlossen. Dabei stützt sich die Feder 26 auf dem Deckel 28 ab und spannt die Hubtellerstange 24 gegen das Rohr 22 vor. Die Vorspannung beträgt beispielsweise 500 Newton. Alternativ kann je nach Anwendungsfall auch eine kleinere oder größere Vorspannungskraft gewählt werden.
  • Geht während eines Behandlungsvorgangs von einem Behälter eine Kraft auf den Hubteller 21 aus, welche beispielsweise auf fertigungsbedingte Abweichungen des Behältermaßes zurückzuführen ist, kann der Hubteller 21 gemeinsam mit der Hubtellerstange 24 nach unten gedrückt werden, wodurch die Feder 26 zusammengedrückt wird. Um zu vermeiden, dass die Hubtellerstange 24 den Deckel 28 berührt, weist dieser eine entsprechende Aussparung auf. Der Hubteller 21, die Hubtellerstange 24, das Rohr 22 und der Deckel 28 sind aus Edelstahl gefertigt. Alternativ können auch andere Metalle zum Einsatz kommen.
  • Figur 3 ist weiterhin zu entnehmen, dass der Deckel 28 mit dem Rohr 22 verschraubt ist. Dabei ist zwischen den Kontaktflächen des Rohrs 22 und des Deckels 28 ein O-Ring 29 bereitgestellt, um das Innere des Rohrs 22 gegenüber der Umgebung abzudichten.
  • Die Behälterhalterung 20 ist auf einem Arm 23 angeordnet, welcher sich senkrecht von einer äußeren Umfangsoberfläche an einem unteren Ende 46 der Lagerung 40 erstreckt. Dabei ist der Arm 23 mit der Lagerung 40 verschraubt. Alternativ kann der Arm 23 auch mit der Lagerung 40 verschweißt sein.
  • Die Lagerung 40 ist rohrförmig ausgebildet und konzentrisch verschiebbar auf die Führung 30 gesteckt. Die Verschiebbarkeit der Lagerung 40 auf der Führung 30 wird über Gleitlager 42 ermöglicht, welche jeweils an den Enden der rohrförmigen Lagerung 40 angeordnet sind. Dabei handelt es sich bevorzugt um schmiermittelfreie Gleitlager. Bei der Lagerung 40 handelt es sich um ein Dreh-, Frästeil aus Edelstahl. Alternativ kann die Lagerung 40 auch aus einem anderen Metall gefertigt sein.
  • Die Führung 30 ist bolzenförmig und an einem oberen Ende 34 über ein Gewinde 32 mit der Trägerplatte 80 eines Karussells verbunden. Dabei erstreckt sich die Führung 30 senkrecht von der Trägerplatte 80 nach unten. An einem unteren Ende 36 ist die Führung 30 mittels einer Verbindung 92 mit einer Verdrehsicherung 90 verbunden. Dabei ist die Verbindung 92 auf das untere Ende 36 der Führung 30 aufgeschraubt. Die Führung 30 und die Verbindung 92 sind aus Edelstahl gefertigt. Alternativ können auch andere Metalle zum Einsatz kommen.
  • Die Lagerung 40 weist an einem oberen Ende 44 eine Anbindungsfläche 47 auf, auf welche eine Aufnahme 52 aufgeschraubt ist. Die Aufnahme 52 erstreckt sich senkrecht von einer Umfangsoberfläche der rohrförmigen Lagerung 40 aus. Auf die Oberseite der Aufnahme 52 ist eine Eisenplatte, welche einen Anker 50 bildet, angeschraubt. Alternativ kann der Anker 50 auch ein anderes ferromagnetisches Material, wie zum Beispiel Nickel oder Kobalt, aufweisen.
  • Der Anker 50 kann über eine Verriegelung 70 an der Trägerplatte 80 fixiert werden. Die Verriegelung 70 weist einen Magneten 72 auf, welcher hier in Form eines Permanent-Elektromagnets ausgebildet ist. Der Permanent-Elektromagnet besteht aus einem Permanentmagnet, welcher mit einem Elektromagneten gekoppelt ist. Der Magnet 72 ist an der Unterseite der Trägerplatte 80 angeordnet und liegt dem Anker 50 gegenüber. Wird der Hubteller 21 mittels der Hubeinheit 60 auf eine vorgegebene Position angehoben, so wird der Anker 50 von einem von dem Magnet 72 ausgehenden Magnetfeld erfasst. Dadurch kann der Hubteller 21 in der vorgegebenen Position gehalten beziehungsweise verriegelt werden.
  • Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Magnet 72 weist bei direktem Kontakt zu dem Anker 50 eine Haltekraft von beispielsweise 800 N auf. Wird an den mit dem Permanentmagnet gekoppelten Elektromagnet eine Spannung angelegt, reduziert sich die Haltekraft des Magnets 70 auf 10 N. Aufgrund der Gewichtskraft des Ankers 50 sowie der mit dem Anker 50 verbundenen Bauteile, kann der Kontakt zwischen dem Magnet 72 und dem Anker 50 dann gelöst werden.
  • Figur 2 ist weiterhin gezeigt, dass der Magnet 72 durch eine rohrförmige Hülle 76 eingefasst und durch eine Folie 78, welche auf der dem Anker 50 gegenüberliegenden Oberfläche des Magnets 70 angeordnet ist, versiegelt ist, um den Magnet 72 vor Korrosion zu schützen. Entsprechend kommt der Magnet 72 nicht mit Fluid, welches bei der Behälterbehandlung oder der Reinigung der Behälterbehandlungsanlage zum Einsatz kommt, in Kontakt, so dass hier auch die Korrosionsneigung reduziert werden kann.
  • Den Figuren 1 und 2 ist weiterhin zu entnehmen, dass an der Unterseite der Trägerplatte 80, neben der Verriegelung 70, ein Stoßdämpfer 74 bereitgestellt ist. Der Stoßdämpfer 74 dient dazu, den Aufprall des Ankers 50 auf den Magnet 72 zu dämpfen. Ein Kopf 75 des Dämpfers 74 tritt dabei mit der Aufnahme 52 in Kontakt. Die Reduzierung der Geschwindigkeit, mit welcher der Anker 50 auf den Magnet 72 trifft, dient dazu, die einzelnen Komponenten der Hubeinheit 10, insbesondere den Magnet 72, zu schonen.
  • Die Trägerplatte 80 weist an ihrer Unterseite eine Aussparung 82 auf, in welche der Magnet 72 teilweise versenkbar ist. Am Boden der Aussparung 82 befindet sich eine Durchgangsgewindebohrung, mittels welcher der Magnet 72 in der Trägerplatte 80 verschraubbar ist.
  • Den Figuren 1 und 4 ist eine Aufnahme 62 zu entnehmen, welche auf einer seitlichen Anbindungsfläche 48 am unteren Ende 46 der Lagerung 40 angeschraubt ist und eine Verbindung zur Verdrehsicherung 90 sowie zur Hubeinrichtung 60 bereitstellt. Die Aufnahme 62 weist einen Flansch 61 auf, welcher zur Verschraubung mit der Lagerung 40 dient. Die Aufnahme 62 ist zylinderförmig und erstreckt sich senkrecht von der Umfangsoberfläche der Lagerung 40. Auf der Umfangsoberfläche der Aufnahme 62 ist ein Führungssitz 63 bereitgestellt, auf welchem eine Führung 94 einer Verdrehsicherung 90 angeordnet ist. Die Führung 94 ist über einen Sicherungsring 68 auf dem Führungssitz 63 fixiert. Alternativ kann die Führung 64 auch auf den Führungssitz 63 pressgepasst sein.
  • An den Sicherungsring 68 grenzt eine Lagerhülse 65 an, auf welcher eine Hubrolle 64 gelagert ist. Die Hubrolle 64 kann auf einer in Figur 5 gezeigten oberen Hubkurve 602 abrollen, wodurch der Kontakt zwischen dem in Figur 1 gezeigten Magnet 72 und dem Anker 50 gelöst werden kann. In diesem Zusammenhang kann Figur 6 ein Höhenprofil eines Kurvensegments der oberen Hubkurve 602 entnommen werden. Rollt die Hubrolle 64 auf der oberen Hubkurve 602 ab, wird sie von dieser nach unten geführt, wodurch der in Figur 1 gezeigte Anker 50 von dem Magnet 72 weg bewegt wird. Den Figuren 1 und 4 ist weiterhin zu entnehmen, dass auf der Aufnahme 62 an die Lagerhülse 65 eine Lagerhülse 67 angrenzt, auf welcher eine Hubrolle 66 angeordnet ist. Die Hubrolle 66 rollt auf einer in Figur 5 gezeigten unteren Hubkurve 600 ab, wodurch die Hubeinheit 10 angehoben und abgesenkt werden kann. Figur 6 ist ein Höhenprofil eines Kurvensegments der unteren Hubkurve 600 zu entnehmen.
  • Figuren 1 und 4 zeigen weiterhin, dass auf eine Stirnseite der Aufnahme 62 eine Scheibe 69 geschraubt ist, durch welche die Lagerhülsen 65, 67, der Sicherungsring 68 und die Führung 64 auf der Aufnahme 62 axial in Position gehalten werden. Die Sicherung 94 sowie die Hubrollen 64, 66 sind aus Kunststoff gefertigt, beispielsweise Murtfeldt S. Die Aufnahme 62 ist ein aus Edelstahl gefertigtes Drehteil. Alternativ kann die Aufnahme 62 auch aus anderen Metallen gefertigt sein.
  • Figur 1 ist weiterhin die Verdrehsicherung 90 zu entnehmen, welche verhindert, dass sich die Lagerung 40 bei einer Krafteinwirkung auf die Hubeinheit 10 um die Führung 30 beziehungsweise die mit der Führung 30 gemeinsame Längsachse L dreht. Die Verdrehsicherung 90 umfasst dabei ein Führungsblech 96, welches über die Verbindung 92 mit der Führung 30 verbunden ist. Entsprechend kann die Hubeinheit 10 relativ zu der Verdrehsicherung 90 bewegt werden. Das Führungsblech 96 verläuft parallel zur Führung 30 und steht mit der Führung 94, welche über die Aufnahme 62 mit der Lagerung 64 verbunden ist, in Kontakt. Die Führung 94 kann auf dem Führungsblech 96 in Hubrichtung H verschoben werden. Die Führung 94 weist Druckstücke 98 auf, welche mittels einer Feder 99 senkrecht auf die Oberfläche des Führungsblechs 96 vorgespannt sind. Dadurch kann die Führung 94 gleichmäßig auf beziehungsweise in dem Führungsblech laufen. Die Druckstücke 98 sind aus Kunststoff, beispielsweise Murtfeldt S, gefertigt.
  • Figur 5 ist eine Hubeinheit 10 zu entnehmen, wobei die Hubeinrichtung 60 den Magnet 72 und den Anker 50 in einer voneinander beabstandeten Position hält. Entsprechend rollt die Hubrolle 64 auf einer oberen Hubkurve 602 ab, welche dazu bereitgestellt ist, um den Anker 50 von dem Magneten 72 zu lösen beziehungsweise zu entfernen.
  • Die Hubrolle 66 der Hubeinheit 60 rollt auf einer unteren Hubkurve 600 ab, mittels welcher die Hubeinheit 10 getragen wird, sofern sie nicht über den Anker 50 an dem Magnet 72 verriegelt ist. Mittels der unteren Hubkurve 60 kann die Hubeinheit 10 auf eine vorgegebene Position zur Behälterbehandlung angehoben werden, wobei der Anker 50 hin zu dem Magnet 72 bewegt wird.
  • Figur 6 zeigt das Höhenprofil eines Kurvensegments der unteren Hubkurve 600 und der oberen Hubkurve 602. Dabei ist zu erkennen, dass bis zur Mitte eines Auslaufsterns 604 der Behälterbehandlungsanlage die entsprechende Hubrolle auf der unteren Hubkurve nach oben rollt.
  • Nach der Mitte des Auslaufsterns 604 beginnt die entsprechende Rolle auf der oberen Hubkurve 602 abzurollen, wodurch die Hubeinheit abgesenkt wird. Dadurch kann ein auf dem Hubteller angeordneter Behälter von dem entsprechenden Füllorgan getrennt werden. Kurz vor einer Mitte eines Einlaufsterns 606 steigen die Höhenprofile der unteren Kurve 600 und der oberen Kurve 602 parallel an, so dass die Hubeinheit angehoben wird. Die obere Hubkurve 602 wird insbesondere dann benötigt, wenn die Verriegelung nicht entriegelt werden kann. Das heißt, für den Fall, dass der Elektromagnet ausfällt und die Haltekraft, mittels welcher der Permanentmagnet den Anker an sich zieht, nicht reduziert werden kann.
  • Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Hubeinheit
    20
    Behälterhalterung
    21
    Hubteller
    22
    Rohr
    23
    Arm
    24
    Hubtellerstange
    25
    Gleitlager
    26
    Feder
    27
    Vorsprung
    28
    Deckel
    29
    O-Ring
    30
    Führung
    32
    Gewinde
    34
    Oberes Ende
    36
    Unteres Ende
    40
    Lagerung
    42
    Gleitlager
    44
    Oberes Ende
    46
    Unteres Ende
    47
    Anbindungsfläche
    48
    Anbindungsfläche
    50
    Anker
    52
    Aufnahme
    54
    Bolzen
    56
    Bolzenfeder
    60
    Hubeinrichtung
    61
    Flansch
    62
    Aufnahme Rollen
    63
    Führungssitz
    64
    Hubrolle
    65
    Lagerhülse
    66
    Hubrolle
    67
    Lagerhülse
    68
    Sicherungsring
    69
    Scheibe
    600
    Untere Hubkurve
    602
    Obere Hubkurve
    604
    Mitte Auslaufstern
    606
    Mitte Einlaufstern
    70
    Verriegelung
    72
    Magnet
    74
    Stoßdämpfer
    75
    Kopf
    76
    Hülle
    78
    Folie
    80
    Trägerplatte
    82
    Aussparung
    90
    Verdrehsicherung
    92
    Verbindung
    94
    Führung
    96
    Führungsblech
    98
    Druckstück
    99
    Feder
    H
    Hubrichtung
    L
    Längsachse

Claims (12)

  1. Hubeinheit (10) zum Anheben und Absenken eines Behälters in einer Behälterbehandlungsanlage, umfassend eine Behälterhalterung (20) zum Halten eines Behälters, eine Hubeinrichtung (60) zum Anheben und Absenken der Behälterhalterung (20), und eine Verriegelung (70) zum Verriegeln der Behälterhalterung (20) in einer vorgegebenen Position,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verriegelung (70) magnetisch ist.
  2. Hubeinheit (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung (70) einen Magneten (72), bevorzugt einen Permanent-Elektromagnet, zum Feststellen und Lösen einer Position der Behälterhalterung (20) umfasst.
  3. Hubeinheit (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Magnet (72) ein Anker (50), bevorzugt ein ferromagnetischer Anker (50), gegenüberliegt, welcher zum Verriegeln der Behälterhalterung (20) von dem Magnet (72) anziehbar ist.
  4. Hubeinheit (10) Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Verriegelung (70) an einer Trägerplatte (80) eines Füllerkarussells zum Transport des Behälters durch einen Behandlungswinkel oder an einer Lagerung (40) zum Lagern der Behälterhalterung (20) angeordnet ist.
  5. Hubeinheit (10) gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (50) an einer Lagerung (40) zum Lagern der Behälterhalterung (20) oder einer Trägerplatte (80) eines Füllerkarussells zum Transport des Behälters durch einen Behandlungswinkel angeordnet ist.
  6. Hubeinheit (10) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem Magnet (72) und dem Anker (50) ein Stoßdämpfer (74) zum Dämpfen des Aneinanderstoßens des Ankers (50) mit dem Magnet (72) bereitgestellt ist.
  7. Hubeinheit (10) gemäß Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (50) und der Magnet (72) in Bezug auf eine Hubrichtung (H) in Reihe, beziehungsweise nebeneinander, angeordnet sind.
  8. Hubeinheit (10) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung (60) mindestens eine Hubrolle (64) aufweist, welche auf einer Hubkurve (602) zum Trennen der Verriegelung (70) abrollt.
  9. Hubeinheit (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Magnet (72) ein Bolzen (54), bevorzugt ein ferromagnetischer Bolzen (54), zur Verriegelung der Behälterhalterung (20) gegenüberliegt, wobei der Bolzen über eine Bolzenfeder (56) vorspannbar ist.
  10. Hubeinheit (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerung (40) zum Lagern der Behälterhalterung (20) und eine Führung (30) zum Führen der Lagerung (40) über eine Verdrehsicherung (90) zum Vermeiden eines Verdrehens des Hubtellers (21) um die Führung (30) in einer Ebene senkrecht zu einer Hubrichtung (H) gesichert sind.
  11. Hubeinheit (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterhalterung (20) gegenüber der Hubeinrichtung (60) gefedert gelagert, bevorzugt vorgespannt, ist.
  12. Hubeinheit (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterhalterung ein Hubteller oder eine Neck-Handling-Klammer zum Aufnehmen eines Behälters ist.
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