EP3678985B1 - Positioning device for the relative positioning of a container to be treated and a treatment apparatus in a container treatment facility - Google Patents
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- EP3678985B1 EP3678985B1 EP18769968.1A EP18769968A EP3678985B1 EP 3678985 B1 EP3678985 B1 EP 3678985B1 EP 18769968 A EP18769968 A EP 18769968A EP 3678985 B1 EP3678985 B1 EP 3678985B1
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- B67C3/244—Bottle lifting devices actuated by jacks, e.g. hydraulic, pneumatic
Definitions
- the present invention relates to a positioning device for the relative positioning of a container to be treated and a treatment device in a container treatment plant.
- container treatment systems in which a treatment element acts on a container to be treated, for example in beverage bottling systems for filling beverages into containers, it is known to position the respective treatment elements and the containers to be treated with the respective treatment element relative to one another.
- beverage bottling plants it is known in beverage bottling plants to bring a container to be filled to a filling element or to press it against the filling element.
- positioning devices are provided, by means of which a corresponding relative positioning between the treatment organ and the container to be treated can be achieved.
- pneumatic cylinders are used for relative positioning, in which a piston and a piston rod are accommodated and which form a pressure chamber between the piston and pneumatic cylinder, into which compressed air can be introduced to provide a force for relative positioning.
- a locking device In order to provide a corresponding pressing force over a longer period of time and to keep the position between the container to be treated and the treatment organ accordingly, it is also known to provide a locking device.
- a locking device is, for example, from DE 10 2014 117 278 A1 known.
- the U.S. 2,333,545A describes a filling device with a pneumatic cylinder for lifting the bottle to be filled.
- the piston of the cylinder can be secured in the lowest position with a pin.
- a positioning device for the relative positioning of a container to be treated and a treatment element in a container treatment system comprising a positioning cylinder and a piston accommodated in the positioning cylinder, which is connected to a piston rod, a pressure chamber being formed between the piston and the positioning cylinder, which can be acted upon by a working medium and a locking mechanism for locking the position of the positioning cylinder relative to the piston rod.
- the locking mechanism is accommodated in the piston rod, with the locking device comprising a shut-off valve arranged in the piston rod.
- the positioning device can be made more compact overall, which has an advantageous effect on the necessary installation space, so that the overall structure of a container treatment device and, for example, a treatment carousel in a container treatment device can be made more compact.
- the structure required for the locking function in its outer surface is reduced, so that overall the positioning device can be designed in a way that is easier to clean and more hygienic.
- the positioning device particularly preferably comprises a hydraulic fluid, for example a hydraulic oil, as the working medium.
- a hydraulic fluid for example a hydraulic oil
- an incompressible working medium is used, whereby a relative position once assumed between the container to be treated and the treatment element can be maintained essentially independently of the pressure or the contact pressure built up between the treatment element and the container.
- there is no springback when a contact pressure force is applied to the positioning device from the outside, so that precise positioning is made possible, essentially independently of the contact pressure force that is applied.
- hydraulic fluid ie an incompressible working medium
- springing back is avoided, so that the positioning cylinder remains in its predetermined position.
- the shards or fragments of the container are not accelerated by the positioning device because it remains in its position.
- a working medium channel for feeding a working medium into the pressure chamber is preferably arranged in the piston rod.
- the working medium channel can be provided in particular in the form of a bore within the piston rod, through which the working medium can then be introduced into the pressure chamber.
- the arrangement of the working media channel for feeding the working medium into the pressure chamber in the piston rod can here in turn be achieved according to a particularly compact and hygienic design of the positioning, since no separate supply line for the working medium in the pressure chamber is necessary.
- a particularly hygienic and at the same time pressure-safe transfer of the working medium to the pressure chamber can be achieved.
- the piston rod when installed in a container treatment device, the piston rod is firmly mounted in the container treatment device in the direction of the positioning movement and the positioning cylinder takes over the positioning work and moves accordingly relative to the piston rod in the positioning direction.
- a holder for the container to be treated is correspondingly attached to the positioning cylinder, for example, in order to move the container to be treated in the positioning direction by applying the working medium to the pressure chamber or to hold it in the assumed position by means of the locking mechanism.
- the treatment element can be arranged on the positioning cylinder and can be moved in the positioning direction relative to the container to be treated by the loading of the pressure chamber, for example pressed onto the container to be treated or kept in the assumed position by means of the locking mechanism.
- the locking mechanism preferably comprises a shut-off valve accommodated in the piston rod for locking the exchange of the working medium between the pressure chamber and a working medium supply.
- the shut-off valve acts on the working media channel arranged in the piston rod, so that both the working media are supplied via the piston rod to the pressure chamber and the working media is shut off to the pressure chamber in the piston rod.
- the shut-off valve can preferably be actuated by a plunger accommodated in the piston rod, with the plunger particularly preferably being inserted into the piston rod in a direction opposite the supply direction of the working media channel. It can thus be achieved that the piston rod can be held firmly in the container treatment device and the supply of working medium is accordingly achieved without interposed moving parts, for example without flexible supply hoses.
- the shut-off valve preferably has an annular surface which is effective in the opening direction. Accordingly, the pressure absorbed by the pressure chamber can be limited to a certain maximum pressure, for example by pressing a treatment element onto the container to be treated, from which point the annular surface acting in the opening direction of the shut-off valve opens the shut-off valve in order to create pressure equalization in this way . In this way damage can be avoided.
- the shut-off valve is particularly preferably pretensioned in the closing direction, preferably by means of a pretensioning spring. In this way, the control of the shut-off valve can be simplified and only the opening of the shut-off valve has to be carried out actively. In the phases in which the shut-off valve is to be closed, active control can accordingly be dispensed with.
- a container treatment device for treating a container to be treated, comprising a treatment carousel, on the circumference of which there are a plurality of treatment organs, each with associated container holders, with each pair of treatment organ and container holder having one of the positioning devices already described above for relative positioning of a container held in the container holder , Is assigned to be treated container and the treatment organ.
- a ring line is preferably provided on the treatment carousel, via which at least two and preferably a larger number, particularly preferably all positioning devices, are supplied with the respective working medium.
- a unit for providing a pressurized hydraulic fluid is particularly preferably arranged on the treatment carousel.
- FIG 1 1 is a schematic, perspective, partially sectioned illustration of a positioning device 1 for the relative positioning of a container to be treated and a treatment element, not shown here, in a container treatment system.
- a lifting plate 10 is provided here for positioning the container, on which the container to be treated can be placed and which can be raised and lowered in the direction of the arrow X by means of the positioning device 1 .
- the positioning device 1 comprises a positioning cylinder 2 and a piston 3 which is guided in the positioning cylinder 2 and is connected to a piston rod 4 .
- the piston 3 and the piston rod 4 are made in one piece.
- a pressure chamber 20 is formed between the piston 3 and the positioning cylinder 2, which can be pressurized accordingly with a working medium in order to exert a force between the positioning cylinder 2 and the piston 3, which can lead to the relative positioning of the positioning cylinder 2 and the piston 3.
- the positioning cylinder 2 is connected to the container holder in the form of the lifting plate 10 and the piston rod 4 is held firmly in the corresponding, higher-level container treatment device, which is not shown here.
- the piston rod 4 can, for example, be firmly connected to a treatment carousel of the container treatment device.
- the lifting plate 10 moves accordingly as a result of a movement of the positioning cylinder 2 relative to the piston rod 4 fixed in the container treatment device.
- a working medium channel 40 is provided in the piston rod 4 , which is designed here as a longitudinal bore in the piston rod 4 .
- the working media channel 40 branches off from the longitudinal bore into the pressure chamber 20 through a radial bore 42 arranged in the piston rod 4 .
- working medium can be guided through the piston rod 4 and in particular through the working medium channel 40 and the radial branch 42 into the pressure chamber 20 .
- the working media channel 40 is connected to a working media supply which, for example, provides a hydraulic fluid at a working pressure of 20 bar to 30 bar.
- a locking mechanism 5 is provided which is accommodated in the piston rod 4 .
- the locking mechanism 5 comprises a plunger 50 which is also guided in a longitudinal bore in the piston rod 4 , the plunger 50 being inserted into the piston rod 4 from the side opposite to the supply of the working medium channel 40 .
- the tappet 50 forms a valve cone 52 which can be accommodated in a valve seat 44 which is complementary thereto and which is machined in the piston rod 4 .
- the valve cone 52 and the valve seat 44 accordingly form a shut-off valve 54 which can enable or interrupt the communication between the pressure chamber 20 and the working medium channel 40 .
- pulling the tappet 50 out of the valve seat 44 provides communication between the working media channel 40, by means of which the working medium is supplied under pressure, and the pressure chamber 20 via the radial bore 42, so that communication between the working media channel 40 and the pressure chamber 20 consists.
- the positioning cylinder 2 can either be moved by the pressurization of the pressure chamber 20 with the working medium, or the positioning cylinder 2 can be moved by an external Actuator 6, which is shown in the embodiment shown in the form of a roller guide with a roller 60, are moved to the predetermined position.
- the positioning cylinder 2 is displaced via the external actuator 6, for example if it is raised, the working medium flows either into the pressure chamber 20 or out of the pressure chamber 20, in order in this way to achieve pressure equilibrium with the working medium supplied via the working medium channel 40 to reach. If the desired position of the positioning cylinder 2 has been reached by means of the actuator 6, the shut-off valve 54 can be closed.
- the shut-off valve 54 is closed in that the tappet 50 is advanced in such a way that the valve cone 52 is introduced into the valve seat 44 and the communication between the pressure chamber 20 and the working medium channel 40 is accordingly interrupted.
- the pressure medium is now blocked off from the working medium channel 40 under the pressure originally present in the working medium channel 40 .
- This pressure of the working medium present in the pressure chamber 20 ensures that a force that may be applied to the positioning cylinder 2 via the lifting plate 10 is counteracted and the lifting plate 10 accordingly remains in the predetermined position.
- a filling process of the container can first be carried out, in which the container is filled with a filling product.
- the container to be treated can be pressed against a filling element or the filling element can be pressed against the container positioned on the lifting plate 10 . Due to the closed locking mechanism 5 , the applied contact pressure will accordingly not result in an evasive movement of the position of the positioning cylinder 2 .
- the filling element can then be lifted again, which means that the force exerted on the container by the contact pressure of the filling element is eliminated, with the lifting plate 10 then remaining in the intended position due to the locking mechanism 5 and not springing back, so that a movement which is necessary to lift the filling element from the container mouth can also be kept small.
- the container still held on the lifting plate 10 can then possibly be closed by means of a closing member.
- the contact pressure forces occurring during closure are usually higher than the contact pressure forces applied by a filling element.
- the positioning device 1 can also oppose a corresponding counterforce to these contact pressure forces due to the locking by means of the locking mechanism 5 , without the positioning cylinder 2 moving.
- the tappet 50 is preferably prestressed in the closing direction of the shut-off valve 54 by means of a schematically indicated spring 56 .
- the plunger 50 can be actuated by means of a roller guide 58 .
- the plunger 50 can be moved out of the locking position via the roller 58 of the roller guide so that the shut-off valve 54 can be opened and accordingly the positioning to be carried out.
- the roller 58 can then remain without a roller guide, and the pretensioning spring 56 pushes the plunger 50 in the closing direction and thus closes the locking mechanism 5.
- annular surface effective in the opening direction is provided in the shut-off valve 54.
- a first ring seal 520 is provided on valve cone 52, which lies in the closing direction, and a second ring seal 522, which lies opposite to the closing direction, here, for example, above and below radial bore 42.
- Ring seal 520 which lies in the closing direction, has a smaller diameter than the ring seal 522 lying opposite to the closing direction. The difference in diameter thus provides an active ring surface which moves the plunger 5 into the open position against the bias of the biasing spring 56 when a predetermined pressure in the pressure chamber 20 is exceeded.
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung zur Relativpositionierung eines zu behandelnden Behälters und einer Behandlungseinrichtung in einer Behälterbehandlungsanlage.The present invention relates to a positioning device for the relative positioning of a container to be treated and a treatment device in a container treatment plant.
In Behälterbehandlungsanlagen, in denen ein Behandlungsorgan auf einen zu behandelnden Behälter wirkt, beispielsweise in Getränkeabfüllanlagen zum Abfüllen von Getränken in Behälter, ist es bekannt, die jeweiligen Behandlungsorgane und die mit dem jeweiligen Behandlungsorgan zu behandelnden Behälter relativ zueinander zu positionieren. Insbesondere ist es in Getränkeabfüllanlagen bekannt, einen zu befüllenden Behälter an ein Füllorgan heranzuführen beziehungsweise an das Füllorgan anzupressen. Hierzu sind Positioniervorrichtungen vorgesehen, mittels welchen eine entsprechende Relativpositionierung zwischen dem Behandlungsorgan und dem zu behandelnden Behälter erreicht werden kann.In container treatment systems in which a treatment element acts on a container to be treated, for example in beverage bottling systems for filling beverages into containers, it is known to position the respective treatment elements and the containers to be treated with the respective treatment element relative to one another. In particular, it is known in beverage bottling plants to bring a container to be filled to a filling element or to press it against the filling element. For this purpose, positioning devices are provided, by means of which a corresponding relative positioning between the treatment organ and the container to be treated can be achieved.
Zur Relativpositionierung werden beispielsweise Pneumatikzylinder verwendet, in welchen ein Kolben und eine Kolbenstange aufgenommen sind und welche zwischen Kolben und Pneumatikzylinder eine Druckkammer ausbilden, in die zur Bereitstellung einer Kraft zur Relativpositionierung Druckluft eingebracht werden kann.For example, pneumatic cylinders are used for relative positioning, in which a piston and a piston rod are accommodated and which form a pressure chamber between the piston and pneumatic cylinder, into which compressed air can be introduced to provide a force for relative positioning.
Um über einen längeren Zeitraum hinweg eine entsprechende Anpresskraft bereitzustellen und entsprechend die Position zwischen dem zu behandelnden Behälter und dem Behandlungsorgan zu halten, ist es weiterhin bekannt, eine Verriegelungsvorrichtung bereitzustellen. Eine solche Verriegelungsvorrichtung ist beispielsweise aus der
Es ist weiterhin bekannt, in Behälterbehandlungsanlagen hydraulische Hubvorrichtungen bereitzustellen, bei welchen ein Hydraulikmedium in eine zwischen einem Kolben und einem Zylinder bereitgestellte Druckkammer eingebracht wird. Eine solche Hubvorrichtung ist beispielsweise aus der
Die
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Positioniervorrichtung zur Relativpositionierung eines zu behandelnden Behälters und eines Behandlungsorgans in einer Behälterbehandlungsanlage anzugeben, welche einen weiter verbesserten Aufbau bereitstellt.Proceeding from the known prior art, it is an object of the present invention to specify a positioning device for the relative positioning of a container to be treated and a treatment element in a container treatment plant, which provides a further improved structure.
Diese Aufgabe wird durch eine Positioniervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.This object is achieved by a positioning device having the features of
Entsprechend wird eine Positioniervorrichtung zur Relativpositionierung eines zu behandelnden Behälters und eines Behandlungsorgans in einer Behälterbehandlungsanlage vorgeschlagen, umfassend einen Positionierzylinder und einen im Positionierzylinder aufgenommenen Kolben, welcher mit einer Kolbenstange verbunden ist, wobei zwischen Kolben und Positionierzylinder ein Druckraum ausgebildet ist, welcher mit einem Arbeitsmedium beaufschlagbar ist, und einen Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln der Position des Positionierzylinders relativ zur Kolbenstange. Erfindungsgemäß ist der Verriegelungsmechanismus in der Kolbenstange aufgenommen, wobei die Verriegelungsvorrichtung ein in der Kolbenstange angeordnetes Absperrventil umfasst.Accordingly, a positioning device for the relative positioning of a container to be treated and a treatment element in a container treatment system is proposed, comprising a positioning cylinder and a piston accommodated in the positioning cylinder, which is connected to a piston rod, a pressure chamber being formed between the piston and the positioning cylinder, which can be acted upon by a working medium and a locking mechanism for locking the position of the positioning cylinder relative to the piston rod. According to the invention, the locking mechanism is accommodated in the piston rod, with the locking device comprising a shut-off valve arranged in the piston rod.
Dadurch, dass der Verriegelungsmechanismus in der Kolbenstange aufgenommen ist, kann die Positioniervorrichtung insgesamt kompakter ausgebildet werden, was sich vorteilhaft auf den notwendigen Bauraum auswirkt, so dass der Gesamtaufbau einer Behälterbehandlungsvorrichtung und beispielsweise eines Behandlungskarussells in einer Behälterbehandlungsvorrichtung kompakter ausgeführt werden kann.Because the locking mechanism is accommodated in the piston rod, the positioning device can be made more compact overall, which has an advantageous effect on the necessary installation space, so that the overall structure of a container treatment device and, for example, a treatment carousel in a container treatment device can be made more compact.
Weiterhin wird durch die Aufnahme des Verriegelungsmechanismus in der Kolbenstange der für die Verriegelungsfunktion notwendige Aufbau in seiner Außenfläche reduziert, so dass insgesamt eine einfacher zu reinigende und hygienischere Ausbildung der Positioniervorrichtung erreicht werden kann.Furthermore, by accommodating the locking mechanism in the piston rod, the structure required for the locking function in its outer surface is reduced, so that overall the positioning device can be designed in a way that is easier to clean and more hygienic.
Besonders bevorzugt umfasst die Positioniervorrichtung als Arbeitsmedium ein Hydraulikfluid, beispielsweise ein Hydrauliköl. Durch die Verwendung eines Hydraulikfluids als Arbeitsmedium wird ein inkompressibles Arbeitsmedium verwendet, wodurch eine einmal eingenommene Relativposition zwischen dem zu behandelnden Behälter und dem Behandlungsorgan im Wesentlichen unabhängig von dem zwischen dem Behandlungsorgan und dem Behälter aufgebauten Druck beziehungsweise der Anpresskraft beibehalten werden kann. Dabei findet insbesondere kein Rückfedern beim Aufbringen einer von außen auf die Positioniervorrichtung aufgebrachten Anpresskraft statt, so dass entsprechend ein präzises Positionieren im Wesentlichen unabhängig von der aufgebrachten Anpresskraft ermöglicht ist.The positioning device particularly preferably comprises a hydraulic fluid, for example a hydraulic oil, as the working medium. By using a hydraulic fluid as the working medium, an incompressible working medium is used, whereby a relative position once assumed between the container to be treated and the treatment element can be maintained essentially independently of the pressure or the contact pressure built up between the treatment element and the container. In particular, there is no springback when a contact pressure force is applied to the positioning device from the outside, so that precise positioning is made possible, essentially independently of the contact pressure force that is applied.
Weiterhin wird durch den Einsatz eines Hydraulikfluids, also mithin eines inkompressiblen Arbeitsmediums, beispielsweise auch beim Abheben eines vormals angepressten Behandlungsorgans von dem Behälter, ein Rückfedern vermieden, so dass der Positionierzylinder in seiner vorgegebenen Position verbleibt.Furthermore, by using hydraulic fluid, ie an incompressible working medium, for example also when lifting a previously pressed treatment element from the container, springing back is avoided, so that the positioning cylinder remains in its predetermined position.
Auch bei einem Defekt des zu behandelnden Behälters, beispielsweise bei einem Zerspringen beziehungsweise Platzen des Behälters während des Behandlungsvorganges, findet keine Beschleunigung der Scherben beziehungsweise Bruchstücke des Behälters durch die Positioniervorrichtung statt, da diese in ihrer Position verbleibt. Bei der Verwendung eines kompressiblen pneumatischen Arbeitsmediums kann es unter bestimmten Umständen vorkommen, dass durch ein Nachfedern der Positioniervorrichtung beim Zerbersten des zu behandelnden Behälters die Behälterbruchstücke unerwünscht beschleunigt werden.Even if the container to be treated is defective, for example if the container shatters or bursts during the treatment process, the shards or fragments of the container are not accelerated by the positioning device because it remains in its position. When using a compressible pneumatic working medium, it can happen under certain circumstances that the container fragments are undesirably accelerated as a result of the positioning device rebounding when the container to be treated bursts.
Bevorzugt ist ein Arbeitsmedienkanal zum Zuführen eines Arbeitsmediums in den Druckraum in der Kolbenstange angeordnet. Der Arbeitsmedienkanal kann insbesondere in Form einer Bohrung innerhalb der Kolbenstange vorgesehen sein, durch welche hindurch das Arbeitsmedium dann in den Druckraum eingebracht werden kann.A working medium channel for feeding a working medium into the pressure chamber is preferably arranged in the piston rod. The working medium channel can be provided in particular in the form of a bore within the piston rod, through which the working medium can then be introduced into the pressure chamber.
Durch die Anordnung des Arbeitsmedienkanals zur Zuführung des Arbeitsmediums in den Druckraum in der Kolbenstange kann hier entsprechend wiederum eine besonders kompakte und hygienische Ausbildung der Positioniervorrichtung erreicht werden, da keine separate Zuleitung für das Arbeitsmedium in den Druckraum notwendig ist. Bei einer festen Anordnung der Kolbenstange an einer Behälterbehandlungsvorrichtung, beispielsweise an einem Behandlungskarussell, kann dann eine besonders hygienische und gleichzeitig drucksichere Übergabe des Arbeitsmediums an die Druckkammer erreicht werden.The arrangement of the working media channel for feeding the working medium into the pressure chamber in the piston rod can here in turn be achieved according to a particularly compact and hygienic design of the positioning, since no separate supply line for the working medium in the pressure chamber is necessary. With a fixed arrangement of the piston rod on a container treatment device, for example on a treatment carousel, a particularly hygienic and at the same time pressure-safe transfer of the working medium to the pressure chamber can be achieved.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Kolbenstange im in einer Behälterbehandlungsvorrichtung eingebauten Zustand in Richtung der Positionierbewegung fest in der Behälterbehandlungsvorrichtung montiert und der Positionierzylinder übernimmt die Positionierarbeit und bewegt sich entsprechend relativ zur Kolbenstange in Positionierrichtung. An dem Positionierzylinder ist entsprechend beispielsweise eine Halterung für den zu behandelnden Behälter angebracht, um den behandelnden Behälter durch die Beaufschlagung der Druckkammer mit dem Arbeitsmedium entsprechend in Positionierrichtung zu bewegen beziehungsweise mittels des Verriegelungsmechanismus in der eingenommenen Position zu halten.In a particularly preferred embodiment, when installed in a container treatment device, the piston rod is firmly mounted in the container treatment device in the direction of the positioning movement and the positioning cylinder takes over the positioning work and moves accordingly relative to the piston rod in the positioning direction. A holder for the container to be treated is correspondingly attached to the positioning cylinder, for example, in order to move the container to be treated in the positioning direction by applying the working medium to the pressure chamber or to hold it in the assumed position by means of the locking mechanism.
In einer alternativen Ausbildung kann das Behandlungsorgan an dem Positionierzylinder angeordnet sein und durch die Beaufschlagung der Druckkammer entsprechend in Positionierrichtung relativ zum zu behandelnden Behälter bewegt werden, beispielsweise auf den zu behandelnden Behälter aufgepresst werden beziehungsweise mittels des Verriegelungsmechanismus in der eingenommenen Position zu halten.In an alternative embodiment, the treatment element can be arranged on the positioning cylinder and can be moved in the positioning direction relative to the container to be treated by the loading of the pressure chamber, for example pressed onto the container to be treated or kept in the assumed position by means of the locking mechanism.
Bevorzugt umfasst der Verriegelungsmechanismus ein in der Kolbenstange aufgenommenes Absperrventil zum Verriegeln des Austausches des Arbeitsmediums zwischen der Druckkammer und einer Arbeitsmedienzufuhr. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wirkt dazu das Absperrventil auf den in der Kolbenstange angeordneten Arbeitsmedienkanal, so dass sowohl die Arbeitsmedienzuführung über die Kolbenstange zu dem Druckraum als auch das Absperren der Arbeitsmedienzufuhr zu dem Druckraum in der Kolbenstange erreicht wird.The locking mechanism preferably comprises a shut-off valve accommodated in the piston rod for locking the exchange of the working medium between the pressure chamber and a working medium supply. In a particularly preferred embodiment, the shut-off valve acts on the working media channel arranged in the piston rod, so that both the working media are supplied via the piston rod to the pressure chamber and the working media is shut off to the pressure chamber in the piston rod.
Bevorzugt ist das Absperrventil durch einen in der Kolbenstange aufgenommenen Stößel betätigbar, wobei der Stößel besonders bevorzugt in einer der Zuführrichtung des Arbeitsmedienkanals gegenüberliegenden Richtung in die Kolbenstange eingeführt ist. Damit kann erreicht werden, dass die Kolbenstange in der Behälterbehandlungsvorrichtung fest gehalten werden kann und entsprechend die Zufuhr von Arbeitsmedium ohne zwischengeschaltete bewegliche Teile erreicht wird, beispielsweise ohne dass flexible Zuführschläuche wären.The shut-off valve can preferably be actuated by a plunger accommodated in the piston rod, with the plunger particularly preferably being inserted into the piston rod in a direction opposite the supply direction of the working media channel. It can thus be achieved that the piston rod can be held firmly in the container treatment device and the supply of working medium is accordingly achieved without interposed moving parts, for example without flexible supply hoses.
Gleichzeitig kann bei einer Anordnung des Stößels von der dem Arbeitsmedienkanal entgegengesetzten Seite aus in der Kolbenstange der Stößel mechanisch oder über einen pneumatischen, hydraulischen, elektrischen oder magnetischen Aktuator betätigt werden, ohne dass die Betätigung des Stößels und damit des Verriegelungsmechanismus in Konflikt mit der unter hohem Druck stehenden Arbeitsmedienzufuhr kommen würde. Hierbei ist insbesondere bevorzugt, den Stößel über eine Rollenführung zu betätigen und den Stößel in Schließrichtung oder in Öffnungsrichtung des Verriegelungsmechanismus -je nach Ausbildung der Ansteuerung des Stößels - vorzuspannen.At the same time, in an arrangement of the plunger from the opposite side of the working media channel in the piston rod of the plunger mechanically or via a pneumatic, hydraulic, electric or magnetic actuator without the actuation of the plunger and thus the locking mechanism would come into conflict with the high-pressure working medium supply. It is particularly preferred here to actuate the ram via a roller guide and to prestress the ram in the closing direction or in the opening direction of the locking mechanism—depending on the design of the control of the ram.
Um bei Störungen der Ansteuerung des Verriegelungsmechanismus beziehungsweise des Absperrventils einen Schaden der gesamten Behälterbehandlungsvorrichtung zu reduzieren beziehungsweise zu unterbinden, weist das Absperrventil bevorzugt eine in Öffnungsrichtung wirksame Ringfläche auf. Entsprechend kann der von dem Druckraum aufgenommene Druck, beispielsweise durch das Anpressen eines Behandlungsorgans auf den zu behandelnden Behälter, auf einen bestimmten Maximaldruck begrenzt werden, ab welchem dann die in Öffnungsrichtung des Absperrventils wirkende Ringfläche das Absperrventil öffnet, um auf diese Weise einen Druckausgleich zu schaffen. Auf diese Weise können Beschädigungen vermieden werden.In order to reduce or prevent damage to the entire container treatment device in the event of faults in the actuation of the locking mechanism or the shut-off valve, the shut-off valve preferably has an annular surface which is effective in the opening direction. Accordingly, the pressure absorbed by the pressure chamber can be limited to a certain maximum pressure, for example by pressing a treatment element onto the container to be treated, from which point the annular surface acting in the opening direction of the shut-off valve opens the shut-off valve in order to create pressure equalization in this way . In this way damage can be avoided.
Besonders bevorzugt ist das Absperrventil in Schließrichtung vorgespannt, bevorzugt mittels einer Vorspannfeder. Auf diese Weise kann die Ansteuerung des Absperrventils vereinfacht werden und nur das Öffnen des Absperrventils muss aktiv durchgeführt werden. In den Phasen, in denen das Absperrventil geschlossen sein soll, kann entsprechend auf eine aktive Ansteuerung verzichtet werden.The shut-off valve is particularly preferably pretensioned in the closing direction, preferably by means of a pretensioning spring. In this way, the control of the shut-off valve can be simplified and only the opening of the shut-off valve has to be carried out actively. In the phases in which the shut-off valve is to be closed, active control can accordingly be dispensed with.
Die oben beschriebene Aufgabe wird weiterhin durch eine Behälterbehandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.The object described above is further achieved by a container treatment device having the features of claim 8 . Advantageous developments result from the dependent claims, the description and the attached figures.
Entsprechend wird eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln eines zu behandelnden Behälters vorgeschlagen, umfassend ein Behandlungskarussell, an dessen Umfang eine Mehrzahl von Behandlungsorganen mit jeweils zugeordneten Behälterhalterungen vorgesehen ist, wobei jedem Paar aus Behandlungsorgan und Behälterhalterung eine der oben bereits beschriebenen Positioniervorrichtungen zur Relativpositionierung eines in der Behälterhalterung gehaltenen, zu behandelnden Behälters und des Behandlungsorgans zugeordnet ist.Accordingly, a container treatment device is proposed for treating a container to be treated, comprising a treatment carousel, on the circumference of which there are a plurality of treatment organs, each with associated container holders, with each pair of treatment organ and container holder having one of the positioning devices already described above for relative positioning of a container held in the container holder , Is assigned to be treated container and the treatment organ.
Bevorzugt ist an dem Behandlungskarussell eine Ringleitung vorgesehen, über welche mindestens zwei und bevorzugt eine größere Anzahl, besonders bevorzugt sämtliche Positioniervorrichtungen, mit dem jeweiligen Arbeitsmedium versorgt werden. Dazu ist besonders bevorzugt ein Aggregat zum Bereitstellen eines unter Druck stehenden Hydraulikfluids auf dem Behandlungskarussell angeordnet.A ring line is preferably provided on the treatment carousel, via which at least two and preferably a larger number, particularly preferably all positioning devices, are supplied with the respective working medium. For this purpose, a unit for providing a pressurized hydraulic fluid is particularly preferably arranged on the treatment carousel.
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1- eine schematische, teilgeschnittene Darstellung einer Positioniervorrichtung zum Positionieren eines Hubtellers in einer Behälterbehandlungsvorrichtung;
Figur 2- eine Detaildarstellung des Verriegelungsmechanismus der Positioniervorrichtung aus
, wobei der Verriegelungsmechanismus geöffnet ist; undFigur 1 Figur 3- eine Detaildarstellung des Verriegelungsmechanismus aus den
, wobei der Verriegelungsmechanismus geschlossen ist.Figuren 1 und 2
- figure 1
- a schematic, partially sectioned representation of a positioning device for positioning a lifting plate in a container treatment device;
- figure 2
- a detailed view of the locking mechanism of the positioning device
figure 1 , with the locking mechanism open; and - figure 3
- a detailed view of the locking mechanism from the
Figures 1 and 2 , with the locking mechanism closed.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the figures. Elements that are the same, similar or have the same effect are provided with identical reference symbols in the different figures, and a repeated description of these elements is sometimes dispensed with in order to avoid redundancies.
In
Die Positioniervorrichtung 1 umfasst einen Positionierzylinder 2 und einen in dem Positionierzylinder 2 geführten Kolben 3, welcher mit einer Kolbenstange 4 verbunden ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Kolben 3 und die Kolbenstange 4 einstückig ausgeführt.The
Zwischen dem Kolben 3 und dem Positionierzylinder 2 ist ein Druckraum 20 ausgebildet, welcher entsprechend mit einem Arbeitsmedium beaufschlagt werden kann, um eine Kraft zwischen dem Positionierzylinder 2 und dem Kolben 3 auszuüben, welche zur Relativpositionierung des Positionierzylinders 2 und des Kolbens 3 führen kann.A
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Positionierzylinder 2 mit der Behälterhalterung in Form des Hubtellers 10 verbunden und die Kolbenstange 4 ist fest in der entsprechenden, hier nicht gezeigten, übergeordneten Behälterbehandlungsvorrichtung gehalten. Die Kolbenstange 4 kann beispielsweise fest mit einem Behandlungskarussell der Behälterbehandlungsvorrichtung verbunden sein. Entsprechend bewegt sich der Hubteller 10 durch eine Bewegung des Positionierzylinders 2 relativ zu der in der Behälterbehandlungsvorrichtung festgelegten Kolbenstange 4.In the exemplary embodiment shown, the
Zur Beaufschlagung der Druckkammer 20 mit dem Arbeitsmedium ist in der Kolbenstange 4 ein Arbeitsmedienkanal 40 vorgesehen, welcher hier als Längsbohrung in der Kolbenstange 4 ausgeführt ist. Der Arbeitsmedienkanal 40 zweigt durch eine in der Kolbenstange 4 angeordnete Radialbohrung 42 von der Längsbohrung in den Druckraum 20 ab.In order to apply the working medium to the
Entsprechend kann Arbeitsmedium durch die Kolbenstange 4 und insbesondere durch den Arbeitsmedienkanal 40 und die radiale Abzweigung 42 in den Druckraum 20 geleitet werden. Der Arbeitsmedienkanal 40 steht dabei mit einer Arbeitsmedienzufuhr, welche beispielsweise ein Hydraulikfluid unter einem Arbeitsdruck von 20 bar bis 30 bar bereitstellt, in Verbindung.Correspondingly, working medium can be guided through the
Um die Positioniervorrichtung 1 in einer einmal eingenommenen Position fest halten zu können, ist ein Verriegelungsmechanismus 5 vorgesehen, welcher in der Kolbenstange 4 aufgenommen ist.In order to be able to hold the
Der Verriegelungsmechanismus 5 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Stößel 50, welcher ebenfalls in einer Längsbohrung in der Kolbenstange 4 geführt ist, wobei der Stößel 50 von der zur Zuführung des Arbeitsmedienkanals 40 entgegengesetzten Seite in die Kolbenstange 4 eingeführt ist.In the exemplary embodiment shown, the
Der Stößel 50 bildet an seinem in der Kolbenstange 4 liegenden Ende einen Ventilkegel 52 aus, welcher in einem dazu komplementären Ventilsitz 44, welcher in der Kolbenstange 4 ausgearbeitet ist, aufgenommen werden kann. Der Ventilkegel 52 und der Ventilsitz 44 bilden entsprechend ein Absperrventil 54 aus, welches die Kommunikation zwischen der Druckkammer 20 und dem Arbeitsmedienkanal 40 ermöglichen oder unterbrechen kann.At its end lying in the
Entsprechend wird durch ein Herausziehen des Stößels 50 aus dem Ventilsitz 44 eine Kommunikation zwischen dem Arbeitsmedienkanal 40, mittels welchem das Arbeitsmedium unter Druck zugeführt wird, und der Druckkammer 20 über die radiale Bohrung 42 bereitgestellt, so dass eine Kommunikation zwischen dem Arbeitsmedienkanal 40 und der Druckkammer 20 besteht.Correspondingly, pulling the
Ist entsprechend das Absperrventil 54 dadurch geöffnet, dass der Stößel 50 beziehungsweise der Ventilkegel 52 aus dem Ventilsitz 44 herausgezogen ist, so kann entweder durch die Beaufschlagung der Druckkammer 20 mit dem Arbeitsmedium der Positionierzylinder 2 bewegt werden, oder aber der Positionierzylinder 2 kann durch einen externen Aktuator 6, der im gezeigten Ausführungsbeispiel in Form einer Rollenführung mit einer Rolle 60 gezeigt ist, in die vorgegebene Position verschoben werden.If the shut-off
Findet eine Verschiebung des Positionierzylinders 2 über den externen Aktuator 6 statt, beispielsweise ein Anheben, so fließt das Arbeitsmedium entsprechend entweder in die Druckkammer 20 hinein oder aus der Druckkammer 20 heraus, um auf diese Weise ein Druckgleichgewicht mit dem über den Arbeitsmedienkanal 40 zugeführten Arbeitsmedium zu erreichen. Ist die gewünschte Position des Positionierzylinders 2 mittels des Aktuators 6 erreicht, so kann das Absperrventil 54 verschlossen werden.If the
Das Absperrventil 54 wird dadurch verschlossen, dass der Stößel 50 so vorgeschoben wird, dass der Ventilkegel 52 in dem Ventilsitz 44 eingebracht wird und entsprechend die Kommunikation zwischen der Druckkammer 20 und dem Arbeitsmedienkanal 40 unterbrochen wird.The shut-off
In der Druckkammer 20 befindet sich nun das Druckmedium abgesperrt gegenüber dem Arbeitsmedienkanal 40 unter dem ursprünglich im Arbeitsmedienkanal 40 vorliegenden Druck. Dieser in der Druckkammer 20 vorliegende Druck des Arbeitsmediums sorgt dafür, dass einer möglicherweise über den Hubteller 10 auf den Positionierzylinder 2 aufgebrachten Kraft entgegengewirkt wird und der Hubteller 10 entsprechend in der vorgegebenen Position verbleibt.In the
Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn als Arbeitsmedium ein Hydraulikfluid verwendet wird, welches inkompressibel ist. Dadurch, dass das dann in der Druckkammer 20 aufgenommene Hydraulikfluid nicht komprimiert werden kann, wird zumindest innerhalb eines bestimmten Kraftbereichs der Positionierzylinder 2 fest in der verriegelten Position gehalten.This is the case in particular when a hydraulic fluid which is incompressible is used as the working medium. Because the hydraulic fluid then received in the
Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn der auf dem Hubteller 10 aufgenommene Behälter einer bestimmten Behandlung durch ein oder mehrere Behandlungsorgane unterzogen wird. Beispielsweise kann zunächst ein Füllvorgang des Behälters durchgeführt werden, in welchem der Behälter mit einem Füllprodukt befüllt wird. Hierzu kann der zu behandelnde Behälter an ein Füllorgan angepresst werden beziehungsweise das Füllorgan kann an den auf dem Hubteller 10 positionierten Behälter angepresst werden. Der aufgebrachte Anpressdruck wird durch den geschlossenen Verriegelungsmechanismus 5 entsprechend nicht in einer Ausweichbewegung der Position des Positionierzylinders 2 resultiert.This is particularly important when the container received on the lifting
Nach dem Befüllen des Behälters kann dann das Füllorgan wieder abgehoben werden, wodurch entsprechend die durch den Anpressdruck des Füllorgans auf den Behälter ausgeübte Kraft wegfällt, wobei der Hubteller 10 dann aufgrund des Verriegelungsmechanismus 5 immer noch in der vorgesehenen Position verbleibt und nicht nachfedert, so dass auch eine Bewegung, welche zum Abheben des Füllorgans von der Behältermündung notwendig ist, klein gehalten werden kann.After the container has been filled, the filling element can then be lifted again, which means that the force exerted on the container by the contact pressure of the filling element is eliminated, with the lifting
Nachfolgend kann der immer noch auf dem Hubteller 10 gehaltene Behälter möglicherweise mittels eines Verschließorgans verschlossen werden. Die beim Verschließen auftretenden Anpresskräfte sind dabei üblicherweise höher, als die von einem Füllorgan aufgebrachten Anpresskräfte. Auch diesen Anpresskräften kann die Positioniervorrichtung 1 aufgrund der Verriegelung mittels des Verriegelungsmechanismus 5 eine entsprechende Gegenkraft entgegensetzen, ohne dass es zu einer Bewegung des Positionierzylinders 2 kommen würde.The container still held on the lifting
Der Stößel 50 ist bevorzugt mittels einer schematisch angedeuteten Feder 56 in Schließrichtung des Absperrventils 54 vorgespannt. Mittels einer Rollenführung 58 kann der Stößel 50 betätigt werden. Entsprechend kann in den Bereichen, in welchen ein Anheben beziehungsweise Absenken der Positioniervorrichtung 1 und insbesondere des Positionierzylinders 2 relativ zur Kolbenstange 4 erwünscht ist, über die Rolle 58 der Rollenführung der Stößel 50 aus der Verriegelungsposition bewegt werden, damit das Absperrventil 54 geöffnet werden und entsprechend die Positionierung vorgenommen werden. In den Bereichen, in welchen eine solche Positionierung der Positioniervorrichtung 1 nicht mehr vorgenommen werden soll, sondern in denen eine Verriegelung der Position erwünscht ist, kann die Rolle 58 dann ohne Rollenführung verbleiben, und die Vorspannfeder 56 schiebt den Stößel 50 in die Verschließrichtung vor und verschließt damit den Verriegelungsmechanismus 5.The
Um bei Maschinenstörungen beziehungsweise bei Störungen der Ansteuerung des Stößels 5 Beschädigungen zu vermeiden, ist in dem Absperrventil 54 eine in Öffnungsrichtung wirksame Ringfläche vorgesehen. Hierzu ist am Ventilkegel 52 eine erste Ringdichtung 520 vorgesehen, welche in Verschließrichtung liegt und eine zweite Ringdichtung 522, welche entgegen der Verschließrichtung liegt, hier beispielsweise oberhalb und unterhalb der Radialbohrung 42. Die in Verschließrichtung liegende Ringdichtung 520 weist dabei einen geringeren Durchmesser auf, als die entgegen der Verschließrichtung liegende Ringdichtung 522. Durch die Differenz der Durchmesser wird damit eine aktive Ringfläche bereitgestellt, welche den Stößel 5 beim Überschreiten eines vorgegebenen Druckes in der Druckkammer 20 entgegen der Vorspannung der Vorspannfeder 56 in die Öffnungsstellung bewegt.In order to avoid damage in the event of machine faults or faults in the control of the
Dadurch kann erreicht werden, dass beim Auftreten von Maschinenstörungen dennoch ein Absenken beziehungsweise ein Verändern der Relativposition zwischen dem Positionierzylinder 2 und der Kolbenstange 4 erreicht werden kann.As a result, it can be achieved that when machine malfunctions occur, a lowering or a change in the relative position between the
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.As far as applicable, all individual features that are presented in the exemplary embodiments can be combined with one another and/or exchanged without departing from the scope of the invention.
- 11
- Positioniervorrichtungpositioning device
- 1010
- Hubtellerlifting plate
- 22
- Positionierzylinderpositioning cylinder
- 2020
- Druckkammerpressure chamber
- 33
- KolbenPistons
- 44
- Kolbenstangepiston rod
- 4040
- Arbeitsmedienkanalworking media channel
- 4242
- Radialbohrungradial bore
- 4444
- Ventilsitzvalve seat
- 55
- Verriegelungsmechanismuslocking mechanism
- 5050
- Stößelpestle
- 5252
- Ventilkegelpoppet
- 5454
- Absperrventilshut-off valve
- 5656
- Vorspannfederbias spring
- 5858
- Rollerole
- 520520
- Ringdichtungring seal
- 522522
- Ringdichtungring seal
- 66
- Aktuatoractuator
- 6060
- Rollerole
- XX
- Positionierrichtungpositioning direction
Claims (9)
- Positioning device (1) for the relative positioning of a container to be treated and a treatment element in a container treatment apparatus, comprising a positioning cylinder (2) and a piston (3) accommodated in the positioning cylinder (2), which piston is connected to a piston rod (4), wherein a pressure chamber (20) is formed between the piston (3) and positioning cylinder (2), which pressure chamber can be pressurised by means of a working medium, and a locking mechanism (5) for locking the position of the positioning cylinder (2) relative to the piston rod (4), wherein the locking mechanism (5) is accommodated in the piston rod (4),
characterised in that
the locking mechanism (5) comprises a stop valve (54) arranged in the piston rod (4). - Positioning device (1) according to claim 1, characterised in that a working medium channel (40) is arranged in the piston rod (4) for feeding the working medium into the pressure chamber (20).
- Positioning device (1) according to claim 1 or 2, characterised in that the stop valve (54) can be actuated by a ram (5) accommodated in the piston rod (4), wherein the ram (5) is preferably inserted into the piston rod (4) in a direction opposite the feed direction of the working medium channel (40).
- Positioning device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the stop valve (54) has an annular surface effective in opening direction for limiting the pressure of the working medium in the pressure chamber (20).
- Positioning device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the stop valve (54) is pretensioned in closing direction, preferably by means of a pretensioning spring (56).
- Positioning device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the piston rod (4) is formed in one piece with the piston (3).
- Positioning device (1) according to any of the preceding claims, characterised in that the locking mechanism (5) is actuated by means of an actuator, preferably by means of a roller (58) of a roller guide.
- Container treatment apparatus for treating a container to be treated, comprising a treatment carousel having a plurality of treatment elements with respectively assigned container holders provided on the periphery thereof, wherein each pair consisting of treatment element and container holder is assigned a positioning device (1) according to any of the preceding claims for the relative positioning of a container to be treated held in the container holder and the treatment element.
- Container treatment apparatus according to claim 8, characterised in that a ring line is provided on the treatment carousel, by means of which working medium can be supplied to at least two, preferably to several, particularly preferably to all pressure chambers (20) of the positioning devices (1).
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