WO2021013486A1 - Füllmaschine zum füllen von behältern mit einem flüssigen füllgut und verfahren zum kühlen einer antriebs- und/oder getriebeeinheit einer füllmaschine - Google Patents

Füllmaschine zum füllen von behältern mit einem flüssigen füllgut und verfahren zum kühlen einer antriebs- und/oder getriebeeinheit einer füllmaschine Download PDF

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WO2021013486A1
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WO
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cooling
unit
cooling medium
drive
filling
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/068482
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Inventor
Michael Beisel
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Khs Gmbh
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Publication date
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    • 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
    • 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
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    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus

Definitions

  • the invention relates to a filling machine for filling containers with a liquid filling material according to the preamble of claim 1 and to a method for cooling a drive and / or gear unit of a filling machine according to the preamble of claim 13.
  • the invention relates to container treatment machines in the beverage industry, in particular container treatment machines with outputs of more than 10,000 containers per hour, in particular container treatment machines with an output of more than 50,000 containers per hour.
  • the invention relates to container treatment machines in the beverage industry, in particular container treatment machines with outputs of more than 10,000 containers per hour, in particular container treatment machines with an output of more than 50,000 containers per hour.
  • the invention relates to container treatment machines in the beverage industry, in particular container treatment machines with outputs of more than 10,000 containers per hour, in particular container treatment machines with an output of more than 50,000 containers per hour.
  • the invention relates
  • Container handling machines which are designed and set up as so-called filling machines or fillers for filling the containers with liquid contents, in particular with beverages.
  • Such filling machines comprise transport devices for transporting the containers, the transport devices being driven by drive and / or gear units.
  • the drive and / or gear units of the filling machine heat up, in particular when the filling machine has a high output, and must be cooled in order to ensure proper operation.
  • air cooling in which heat is dissipated from the drive and / or gear unit into the environment from the outside.
  • a fan is preferably also used here in order to generate air circulation and to improve the dissipation of heat.
  • it is not possible to dissipate large amounts of heat with air cooling.
  • Cooling water then flows through the drive unit or the cooling plates and continuously transports the heat away.
  • the disadvantage of this solution is that a separate cooling water supply is required and the consumption
  • Cooling water causes costs.
  • the present invention is based on the object of creating an improved cooling system for a drive and / or gear unit of a filling machine, which is particularly space-saving and inexpensive. Furthermore, the present invention is based on the object of providing an improved, in particular cost-effective, method for cooling a drive and / or
  • the object is achieved by a filling machine for filling containers with a liquid filling material according to the features of independent claim 1 and by a method for cooling a drive and / or gear unit of a filling machine according to the features of the independent claim 13.
  • containers are understood to mean, for example, bottles made of both glass and PET, cans or kegs.
  • the liquid contents are
  • the filling machine has at least one transport device for transporting the containers, with several transport devices transferring the containers from one to the next transport device and then transporting them onward.
  • the transport device or the transport devices are at least one Drive and / or gear unit driven.
  • the drive unit which comprises, for example, a servomotor, a gear of the gear unit is driven, for example, and a pinion is driven by it, from which a rotary ball joint of the
  • Transport device is driven.
  • the drive and / or gear unit In order to dissipate the heat generated in the drive and / or gear unit, for example due to friction, and thus to avoid overheating of the drive and / or gear unit, the drive and / or gear unit
  • Gear unit can be cooled with a cooling medium.
  • the filling machine has a filling unit for filling the liquid filling material into the container and a filling material reservoir for providing the liquid filling material.
  • the liquid filling material is guided from the filling material reservoir to the filling unit via a filling material line of the filling machine. It is also conceivable that the liquid filling material from a
  • Filling material reservoir is passed to several filling units, in this case includes the
  • the filling machine has at least one cooling circuit that carries the cooling medium.
  • a cooling medium pump unit is integrated into this cooling circuit, which
  • Cooling medium pumps through the cooling circuit. Furthermore, a heat exchanger unit is integrated into the cooling circuit, which cools the cooling medium heated by the drive and / or gear unit again. The cooled cooling medium is then returned to the drive and / or gear unit via the cooling circuit.
  • Cooling medium and the liquid filling material flowing through the filling material line Cooling medium and the liquid filling material flowing through the filling material line.
  • the liquid filling material is cooler than the heated cooling medium, so that the heated cooling medium can be cooled via the heat exchanger unit.
  • a heat exchanger is space-saving and inexpensive.
  • this cooling does not require any separate cooling water, since the heat exchange takes place with the liquid filling material, which is passed through the filling material line anyway when the filling machine is in operation.
  • Heat exchanger unit in thermal contact is given, for example, in that the cooling medium and the liquid filling material are separated from one another in a predetermined area only by a wall, for example a pipe section.
  • a particularly direct heat exchange between the cooling medium and the liquid filling material is thus possible.
  • a high thermal conductivity of the material of the wall as well as a small wall thickness also improve the heat exchange.
  • the heat exchanger unit comprises a line area for guiding the cooling medium which encloses a section of the filling material line.
  • the length of the section of the product line that is enclosed by the line area depends on many factors, for example the temperature of the liquid product, the required cooling capacity, the diameter of the product line or the thermal conductivity between the line area and the section of the Product line.
  • the line area is in particular arranged in the form of a jacket or spirally around the product line. In this way, for a given length of the section of the product line, the greatest possible contact area between the liquid product and the cooling medium can be achieved.
  • the cooling medium is liquid, since a liquid cooling medium has a high heat capacity and thus a large amount of heat can be dissipated from the drive and / or gear unit.
  • the cooling medium is a gear oil and / or a cooling liquid.
  • the gear oil that is already present in a gearbox to lubricate it can also be used to cool the
  • Gear unit can be used. For this purpose it is derived from the Gear unit removed and fed back to the gear unit via the cooling circuit and a supply line.
  • the gear oil returned to the gear unit is cooled compared to the gear oil discharged from the gear unit and thus serves to cool the gear unit.
  • other cooling liquids are also suitable as the cooling medium, the boiling temperature of the cooling liquid being above the maximum expected temperature of the cooling liquid.
  • the liquid filling material is advantageously cooled, in particular to temperatures below the ambient temperature.
  • the cooler the liquid product the greater the temperature difference between the cooling medium and the liquid product and the more heat can be transferred from the cooling medium to the liquid product.
  • Cooling circuit are integrated. This can be cooled directly from the inside via cavities in the drive and / or gear unit, so that it is not necessary to transport the heat generated to the outer surfaces of the drive and / or gear unit.
  • cavities are already present, namely in the form of the cavities in which the transmission oil is located.
  • cooling is also possible via cooling pipes which are arranged on the outside of the drive and / or gear unit and are integrated into the cooling circuit. Cooling pipes are to be interpreted broadly, so that, for example, cooling surfaces are also included. The cooling via cooling tubes can be easily implemented and, if necessary, even retrofitted in an existing filling machine.
  • Cooling tubes and the cavities and / or cooling tubes assigned to the gear unit are arranged one behind the other or parallel to one another in the cooling circuit. So in a cooling circuit both the drive unit and the gear unit are cooled.
  • Cooling circuit is arranged in the flow direction of the cooling medium behind that unit which is suitable for lower temperatures of the cooling medium.
  • the cooling medium In the case of cavities and / or cooling tubes arranged parallel to one another, the
  • Cooling medium to the drive unit and the gear unit takes place in a predetermined ratio, which can be achieved, for example, by a suitable valve.
  • Heat exchanger units for the drive unit and the gear unit This is particularly necessary when the drive unit and the gear unit use different cooling media.
  • separate cooling circuits and separate heat exchanger units can be advantageous, for example in order to allow separate regulation of the cooling of the drive unit and the gear unit.
  • a plurality of drive and / or gear units can thus be cooled with one cooling circuit and preferably only one cooling medium pump unit and only one heat exchanger unit.
  • the drive and / or gear units are arranged one behind the other in the cooling circuit, it must be ensured that the units that are suitable for higher temperatures of the cooling medium are in the cooling circuit in the flow direction of the cooling medium behind the units that are suitable for lower temperatures of the Cooling medium are suitable, are arranged.
  • all drive and / or gear units receive cooling medium at the same temperature on the input side.
  • the filling machine has at least one cooling medium sensor for
  • the pressure of the cooling medium provides information about the temperature of the cooling medium via the expansion of the cooling medium when the temperature rises.
  • the measured temperature or the measured pressure can be displayed and for example at
  • the filling machine can be stopped in good time and damage due to overheating of the drive and / or gear units can be avoided.
  • Cooling medium pump unit depending on the temperature and / or the pressure of the cooling medium.
  • the flow of the cooling medium through the cooling circuit is regulated in such a way that the cooling medium has a predetermined temperature or
  • Cooling medium pump unit can be used, for example
  • the filling machine has an emergency cooling unit, the emergency cooling unit and the heat exchanger unit being arranged one behind the other in the cooling circuit.
  • the emergency cooling unit is only activated in emergencies,
  • the emergency cooling unit always has the cooling medium flowing through it, but only cools when it is activated.
  • the emergency cooling unit can also be operated in addition to the heat exchanger unit if extra cooling is required for short periods of time.
  • the cooling circuit can have valves for the optional passage of the cooling medium through the heat exchanger unit or the emergency cooling unit, i.e. in one valve position the heat exchanger unit is in the cooling circuit, in the other valve position the emergency cooling unit is in Cooling circuit.
  • the cooling medium does not have to be passed through the emergency cooling unit during normal operation.
  • the emergency cooling unit can be cooled in particular electrically and / or by gas expansion of a compressed gas. Both variants are space-saving and a cooling effect occurs very quickly, especially when cooling by gas expansion.
  • the filling machine is designed for filling containers with a liquid filling material and in particular according to the preceding description.
  • Containers are understood to mean, for example, bottles made of both glass and PET, cans or kegs.
  • the liquid filling material is in particular drinks, but other liquid filling material is also conceivable.
  • One of the drive and / or gear units transports the containers
  • the filling machine can also have several
  • Heat exchanger unit heat is extracted from the cooling medium, so that the cooled cooling medium can then in turn cool the drive and / or gear unit.
  • heat is given off from the cooling medium to the liquid filling material in the heat exchanger unit.
  • the liquid filling material is cooler than the heated cooling medium, so that the heated cooling medium can be cooled via the
  • Heat exchanger unit can take place. Such a heat exchanger is space-saving and inexpensive. Furthermore, this cooling does not require any separate cooling water, since the heat exchange takes place with the liquid filling material, which is passed through the filling material line anyway when the filling machine is in operation.
  • the drive unit can be operated at higher speeds than when there is no or insufficient cooling. With higher speeds, a higher speed can be achieved with the same speed or speed of the transport device Gear ratio of the gear unit can be selected. Alternatively, higher speeds mean higher speeds with the same gear ratio
  • Adequate cooling also avoids problems that overheated drive and / or gear units cause.
  • cooling medium passes through cavities in the drive unit and / or cooling tubes arranged on the outside of the drive unit and through cavities in the
  • cooling is also possible via cooling pipes which are arranged on the outside of the drive and / or gear unit and are integrated into the cooling circuit. Cooling pipes are to be interpreted broadly, so that, for example, cooling surfaces are also included. The cooling via cooling pipes can be easily implemented and
  • the drive unit and the gear unit are cooled.
  • the cooled cooling medium should first be pumped through that unit which is suitable for lower temperatures of the cooling medium and then through that unit which is suitable for higher temperatures of the cooling medium.
  • the cooling medium can be pumped in parallel through the cavities and / or cooling pipes assigned to the drive unit and the gear unit, i.e. the cooling medium flow is
  • Cooling medium is passed through cavities and / or cooling pipes of the gear unit.
  • the drive unit and the gear unit are cooled by a cooling medium of the same temperature.
  • the cooling medium is advantageously pumped through cavities of a plurality of drive and / or gear units and / or cooling tubes arranged on the outside of a plurality of drive and / or gear units one behind the other and / or parallel to one another.
  • Cooling medium pump unit and a heat exchanger unit In the event that the cooling medium is pumped one after the other through the cavities and / or cooling pipes assigned to the drive and / or gear units, it should be noted that first the units that are suitable for lower temperatures of the cooling medium, and then the units that is suitable for lower temperatures of the cooling medium, through which the cooled cooling medium flows. In the case of drive and / or gear units with parallel flow through each other, cooling medium of the same temperature flows through all drive and / or gear units. In this case, the cooling medium is applied to the drive and / or gear units in one
  • the temperature and / or the pressure of the cooling medium are measured.
  • the pressure of the cooling medium provides information about the temperature of the cooling medium via the expansion of the cooling medium when the temperature rises.
  • the measured temperature or the measured pressure are displayed and / or trigger an alarm when a predetermined value is exceeded so that, for example, the filling machine can be stopped in good time and damage due to overheating of the drive and / or gear units can be avoided.
  • the pump output of the cooling medium pump unit is controlled as a function of the temperature and / or the pressure of the cooling medium.
  • Controlling the cooling medium pump unit the flow of the cooling medium through the cooling circuit is regulated in such a way that the cooling medium has or falls below a predetermined temperature.
  • the cooling medium pump unit can also be controlled as a function of further parameters, for example as a function of the speed of a motor of the drive unit or of a gear part of the gear unit and / or the temperature of the liquid filling material.
  • the cooling medium is advantageously used alternatively or in addition to
  • Emergency cooling unit is activated in particular when the temperature and / or the pressure of the cooling medium exceed a predetermined value.
  • the emergency cooling unit is always flowed through by the cooling medium, but only cools when it is activated.
  • the emergency cooling unit can also be operated in addition to the heat exchanger unit if, for example, extra cooling is required for short periods of time.
  • the cooling medium either through the heat exchanger unit or the
  • valves are provided with which this selection can be made. Again, the emergency cooling unit is only activated in emergencies and the valves are set accordingly. In this variant, the cooling medium is not passed through the emergency cooling unit during normal operation. In both cases, the emergency cooling unit is in particular electrical and / or through
  • Gas expansion of a compressed gas is cooled, since such cooling saves space and, in particular when cooling by gas expansion, a cooling effect also occurs very quickly.
  • aspects have been described in connection with a device, it goes without saying that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step .
  • aspects that have been described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or details or features of a corresponding device.
  • Apparatus such as B. a microprocessor, a programmable Computer or electronic circuit.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a filling machine
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through a further exemplary embodiment of a
  • FIG. 4 shows a schematic detailed view of a further exemplary embodiment of a filling machine
  • FIG. 5 shows a schematic detailed view of yet another exemplary embodiment of a filling machine
  • FIG. 6 shows a schematic detailed view of yet another exemplary embodiment of a filling machine
  • FIG. 7 shows a schematic detailed view of yet another exemplary embodiment of a filling machine
  • FIG. 8 shows a schematic detailed view of yet another exemplary embodiment of a filling machine
  • FIG. 9 shows a schematic detailed view of yet another exemplary embodiment of a filling machine.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a filling machine 1 for filling containers 2 with a liquid filling material.
  • the containers 2 can be, for example, bottles, both made of glass and PET, cans or kegs, and in the case of liquid filling goods in particular beverages, but other liquid filling goods are also conceivable.
  • the liquid filling material is guided from a filling material reservoir 3 via a filling material line 4 to a filling unit 5, the liquid filling material being filled into the container 2 in the filling unit 5.
  • the empty containers 2.1 are transported via one or more transport devices to the filling unit 5, where they are then filled with the liquid filling material.
  • the filled containers 2.2 are then in turn one or more
  • the filling unit 5 comprises a transport device 6, with the empty containers 2.1 being taken over, for example, at an inlet star, filled during further transport and then the filled containers 2.2 being transferred to an outlet star.
  • the invention is not restricted to filling units 5 which comprise a transport device 6, but is also to other filling units 5 in an obvious manner
  • the transport device 6 is driven by a drive unit 7 via a gear unit 8.
  • the drive unit 7 includes, for example, a servomotor by which a gear of the gear unit 8 is driven. From the transmission of the
  • Gear unit 8 a pinion is driven, one of which in turn
  • the rotary joint of the transport device 6 is driven.
  • many other variants of the drive and / or gear unit 7 or 8 are also conceivable to which the present invention can also be applied.
  • Cooling medium is provided which absorbs the heat produced in the drive and / or gear unit 7 or 8.
  • the cooling medium is then pumped in a cooling circuit 9 from a cooling medium pump unit 10 to a heat exchanger unit 11.
  • the cooling medium gives off heat and is then cooled and returned to the drive and / or gear unit 7 or 8.
  • the heat exchange in the heat exchanger unit 1 1 takes place between the
  • Cooling medium and the liquid filling material flowing through the filling material line 4 instead.
  • a section 12 of the filling material line 4 is enclosed by a line region 13 integrated in the cooling circuit 9, so that the cooling medium and the liquid filling material are in thermal contact.
  • Such a heat exchanger unit 11 is space-saving, uses the liquid filling material that is already present for heat exchange and can even be installed later if necessary. Because a section 12 of the filling material line 4 is enclosed by the line region 13, the liquid filling material can flow unhindered through the filling material line 4. The heating of the liquid product during heat exchange is negligibly small.
  • the cooling medium pump unit 10 can be controlled in its pumping power by a control unit 14.
  • a higher pumping power means a higher flow of the cooling medium through the cooling circuit 9 and thus a higher heat transfer to the liquid filling material.
  • the control unit 14 controls the cooling medium pump unit 10 in particular as a function of the temperature of the cooling medium, which is measured by the cooling medium sensors 15.
  • a cooling medium sensor 15 measures the temperature of the cooling medium upstream of the drive and / or gear unit 7 or 8 and a cooling medium sensor 15 measures the temperature of the cooling medium downstream of the drive and / or gear unit 7 or 8, with before and after each in Direction of flow of the cooling medium are to be understood.
  • the measured temperatures are forwarded directly to the control unit 14.
  • pressures of the cooling medium can also be measured, which are related to the temperature of the cooling medium via the expansion of the cooling medium when it is heated.
  • the control unit 14 can the Control the pumping power of the cooling medium pump unit 10 as a function of further parameters, for example those measured by a product sensor 16
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a heat exchanger unit 11, the line region 13 carrying the cooling medium 17 being arranged in the form of a jacket around the section 12 of the product line 4 carrying the liquid filling material 18.
  • the line area 13 thus encloses the section 12 of the filling material line 4 in the form of a cylinder jacket.
  • a feed line 19 and a discharge line 20, which integrate the heat exchanger unit 11 into the cooling circuit 9, are arranged on each side of the line region 13.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a heat exchanger unit 1 1, in which the line area 13 spirally around the section 12 of the product line 4
  • a supply line 19 and a discharge line 20 are again provided, which integrate the heat exchanger unit 11 into the cooling circuit 9.
  • Heat transfer in addition to the temperature difference between the cooling medium 17 and the liquid filling material 18 from the contact surface between the cooling medium 17 and the liquid filling material 18, which is mainly determined by the diameter of the filling material line 4 and the length of the section 12 of the filling material line 4, and by the material and the thickness the wall separating the cooling medium 17 and the liquid filling material 18. These variables must be selected in such a way that sufficient cooling of the drive and / or
  • Gear unit 7 or 8 is guaranteed.
  • FIG. 4 shows a schematic detailed view of a further exemplary embodiment of a filling machine 1, in which only the details relevant to the invention are shown.
  • the transport device 6 can be assigned to the filling unit 5
  • Transport device 6 but it can also be one of the others
  • the drive unit 7 driving the transport device 6 is not in this exemplary embodiment via the
  • Cooling medium 17 cooled, but can have a different cooling.
  • the gear unit 8 of the transport device 6 is cooled by the cooling medium 17. if the gear oil is used as the cooling medium 17, which is already in the cavities of the gear unit 8 anyway.
  • the cooling medium pump unit 10 then pumps the cooling medium 17 through these cavities in the gear unit 8, so that the gear unit 8 is cooled from the inside, in particular at the points where the greatest heat generation takes place.
  • cooling circuit 9 Further details are shown in the cooling circuit 9, namely a vent valve 21 for venting the cooling circuit 9, a three-way valve 22 for filling or emptying the cooling circuit 9 and a filter 23 for filtering the cooling medium 17. Furthermore, a voltage source 24 is shown, via which the drive unit 7 and the
  • Cooling medium pump unit 10 are supplied with electrical power.
  • the drive unit 7 is also cooled by the cooling medium 17.
  • the gear unit 8 and the drive unit 7 are arranged one behind the other in the cooling circuit 9.
  • the cooling medium 17 is pumped, for example, through cooling pipes arranged on the outside of the drive unit 7.
  • Drive unit 7 can be dispensed with and the drive unit 7 is efficiently cooled.
  • Cooling medium 17 is divided into two partial flows, one partial flow being passed through the cavities of the gear unit 8 and the other partial flow through the cooling tubes of the drive unit 7.
  • the cooling medium 17 thus has the same temperature when it enters the cavities or cooling pipes.
  • two separate cooling circuits 9 are provided, one cooling circuit 9 cooling the gear unit 8 and the other cooling circuit 9 cooling the drive unit 7.
  • the two cooling circuits 9 can be operated with different cooling media 17, for example the
  • Cooling medium 17 flows through, but it is also conceivable that they are flowed through one after the other or any combination of parallel and
  • the filling machine 1 in FIG. 8 has an electrical emergency cooling unit 27.
  • two selector valves 28, which are designed as three-way valves it is possible to choose between a circuit 9 in which the heat exchanger unit 11 is integrated and a circuit 9 in which the emergency cooling unit 27 is integrated. In the event that the cooling via the heat exchanger unit 11 fails, the drive and / or gear units 7 and 8 can still be cooled via the emergency cooling unit 27.
  • the selector valves 28 can also be designed as distribution and mixing valves, so that part of the flow of the cooling medium 17 to the heat exchanger unit 11 and another part of the flow of the cooling medium 17 to the emergency cooling unit 27.
  • cooling can take place exclusively via the heat exchanger unit 11, exclusively via the emergency cooling unit 27 or via the heat exchanger unit 11 and the emergency cooling unit 27 together.
  • the heat exchanger unit 11 is supported by the emergency cooling unit 27, for example in order to achieve greater cooling of the cooling medium 17.
  • the emergency cooling unit 27 is operated by expanding a compressed gas from a gas cylinder 29. This kind of
  • Emergency cooling unit 27 brings a very fast cooling performance.
  • the selector valves 28 and a Relief valves 30 are controlled, for example, by an emergency control unit 31, wherein the emergency control unit 31 can also coincide with the control unit 14.
  • the emergency control unit 31 switches over to the emergency cooling unit 27, for example, if the temperature of the cooling medium 17 exceeds a predetermined value. In Figure 9, this case is shown, so that the part of the cooling circuit 9 that the
  • Heat exchanger unit 1 1 includes, is not flowed through by the cooling medium 17 and is therefore only shown in dashed lines.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllmaschine (1) zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut (18), wobei die Füllmaschine (1) zumindest eine Transporteinrichtung (6) zum Transportieren der Behälter (2), zumindest eine Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) zum Antreiben der zumindest einen Transporteinrichtung (6), wobei die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) mit einem Kühlmedium (17) kühlbar sind, eine Fülleinheit (5) zum Abfüllen des flüssigen Füllguts (18) in die Behälter (2), ein Füllgutreservoir (3) zum Bereitstellen des flüssigen Füllguts (18) und eine Füllgutleitung (4) zum Leiten des flüssigen Füllguts (18) vom Füllgutreservoir (3) zur Fülleinheit (5) aufweist, wobei die Füllmaschine (1) zumindest einen das Kühlmedium (17) führenden Kühlkreislauf (9), eine in den Kühlkreislauf (9) integrierte Kühlmediumspumpeneinheit (10) und eine in den Kühlkreislauf (9) integrierte Wärmetauschereinheit (11) aufweist. Die Füllmaschine (1) zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Wärmetauschereinheit (11) zum Wärmetausch zwischen dem Kühlmedium (17) und dem durch die Füllgutleitung (4) fließenden flüssigen Füllgut (18) ausgebildet ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) einer Füllmaschine (1) zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut (18), wobei in einer Wärmetauschereinheit (11) Wärme von einem Kühlmedium (17) an das flüssige Füllgut (18) abgegeben wird.

Description

Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut und Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit einer Füllmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und auf ein Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit einer Füllmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 13.
Die Erfindung betrifft Behälterbehandlungsmaschinen in der Getränkeindustrie, insbesondere Behälterbehandlungsmaschinen mit Leistungen von mehr als 10000 Behältern pro Stunde, insbesondere Behälterbehandlungsmaschinen mit einer Leistung von mehr als 50000 Behältern pro Stunde. Insbesondere betrifft die Erfindung
Behälterbehandlungsmaschinen, welche als so genannte Füllmaschinen oder Füller für die Befüllung der Behälter mit flüssigem Füllgut, insbesondere mit Getränken ausgebildet und eingerichtet sind.
Derartige Füllmaschinen umfassen Transporteinrichtungen zum Transportieren der Behälter, wobei die Transporteinrichtungen von Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten angetrieben werden. Insbesondere bei einer hohen Leistung der Füllmaschine erhitzen sich die Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten der Füllmaschine und müssen gekühlt werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten.
Eine aus dem Stand der Technik bekannte Lösung zum Kühlen der Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten ist die Luftkühlung, bei der von außen Wärme aus der Antriebs und/oder Getriebeeinheit in die Umgebung abgeführt wird. Vorzugsweise wird hierbei noch ein Gebläse eingesetzt, um eine Luftzirkulation zu erzeugen und das Abführen der Wärme zu verbessern. Ein Abführen von großen Wärmemengen ist mit der Luftkühlung jedoch nicht möglich.
Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Lösung ist die Wasserkühlung. Bei entsprechend ausgestatteten Antriebseinheiten wird das Kühlwasser direkt durch die Antriebseinheit geleitet, bei anderen Antriebseinheiten und bei Getriebeeinheiten werden im Außenbereich Kühlplatten montiert und wärmeleitend mit der Antriebs- bzw.
Getriebeeinheit verbunden. Kühlwasser strömt dann durch die Antriebseinheit bzw. die Kühlplatten und transportiert die Wärme kontinuierlich ab. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass eine separate Kühlwasserversorgung benötigt wird und der Verbrauch an
Kühlwasser Kosten verursacht.
Schließlich ist aus dem Stand der Technik eine Ölkühlung bekannt, bei der Öl,
insbesondere Getriebeöl, aus der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit mit einer Pumpe zu einem Wärmetauscher und dann gekühlt wieder zurückgeleitet wird. Die Kühlung am Wärmetauscher erfolgt dabei entweder mit Luft oder mit Kühlwasser. Im Falle von Luft ist dabei entweder die Kühlleistung zu gering oder der Wärmetauscher und die Kühlflächen, die mit der Luft in Kontakt stehen, sehr groß, was den Platzbedarf der gesamten
Füllmaschine vergrößert. Im Falle eine Kühlung mit Kühlwasser wird wiederum eine separate Kühlwasserversorgung benötigt und der Verbrauch an Kühlwasser verursacht Kosten.
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Kühlung für eine Antriebs- und/oder Getriebeeinheit einer Füllmaschine zu schaffen, die insbesondere platzsparend und kostengünstig ist. Des Weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes, insbesondere kostengünstiges, Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder
Getriebeeinheit zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch eine Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit einer Füllmaschine gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 13 gelöst. Die jeweiligen
Unteransprüche betreffen dabei besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der
Erfindung.
Vorgeschlagen wird eine Füllmaschine zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut. Unter Behältern werden dabei beispielsweise Flaschen, sowohl aus Glas als auch aus PET, Dosen oder Kegs verstanden. Beim flüssigen Füllgut handelt es sich
insbesondere um Getränke, es ist aber auch anderes flüssiges Füllgut denkbar. Die Füllmaschine weist zumindest eine Transporteinrichtung zum Transportieren der Behälter auf, wobei bei mehreren Transporteinrichtungen die Behälter von einer zur nächsten Transporteinrichtung übergeben und dann von dieser weiter transportiert werden. Die Transporteinrichtung bzw. die Transporteinrichtungen werden von zumindest einer Antriebs - und/oder Getriebeeinheit angetrieben. Mittels der Antriebseinheit, die z.B. einen Servomotor umfasst, wird beispielsweise ein Getriebe der Getriebeeinheit und von diesem ein Ritzel angetrieben, von dem seinerseits eine Kugeldrehverbindung der
Transporteinrichtung angetrieben wird. Um die in der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit, beispielsweise durch Reibung, entstandene Wärme abzuleiten und somit eine Überhitzung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit zu vermeiden, ist die Antriebs- und/oder
Getriebeeinheit mit einem Kühlmedium kühlbar.
Des Weiteren weist die Füllmaschine eine Fülleinheit zum Abfüllen des flüssigen Füllguts in die Behälter und ein Füllgutreservoir zum Bereitstellen des flüssigen Füllguts auf. Über eine Füllgutleitung der Füllmaschine wird dabei das flüssige Füllgut vom Füllgutreservoir zur Fülleinheit geleitet. Es ist auch denkbar, dass das flüssige Füllgut von einem
Füllgutreservoir an mehrere Fülleinheiten geleitet wird, in diesem Fall umfasst die
Füllmaschine mehrere und/oder verzweigte Füllgutleitungen.
Ferner weist die Füllmaschine zumindest einen das Kühlmedium führenden Kühlkreislauf auf. In diesen Kühlkreislauf ist eine Kühlmediumspumpeneinheit integriert, die das
Kühlmedium durch den Kühlkreislauf pumpt. Des Weiteren ist eine Wärmetauschereinheit in den Kühlkreislauf integriert, die das von der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit erwärmte Kühlmedium wieder abkühlt. Das abgekühlte Kühlmedium wird sodann über den Kühlkreislauf wieder zur Antriebs- und/oder Getriebeeinheit geleitet.
Erfindungsgemäß ist die Wärmetauschereinheit zum Wärmetausch zwischen dem
Kühlmedium und dem durch die Füllgutleitung fließenden flüssigen Füllgut ausgebildet.
Das flüssige Füllgut ist dabei kühler als das erwärmte Kühlmedium, so dass eine Kühlung des erwärmten Kühlmediums über die Wärmetauschereinheit stattfinden kann. Ein derartiger Wärmetauscher ist platzsparend und kostengünstig. Des Weiteren benötigt diese Kühlung kein separates Kühlwasser, da der Wärmetausch mit dem flüssigen Füllgut stattfindet, das bei Betrieb der Füllmaschine sowieso durch die Füllgutleitung geleitet wird. Durch die Kühlung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit lassen sich höhere Drehzahlen der Antriebseinheit verwenden als bei keiner oder einer unzureichenden Kühlung. Mit höheren Drehzahlen kann man bei gleichbleibender Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Transporteinrichtung ein größeres Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinheit wählen. Alternativ dazu bedeuten höhere Drehzahlen bei gleichbleibendem
Übersetzungsverhältnis eine höhere Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Transporteinrichtung, damit einen höheren Produktdurchsatz und damit eine gesteigerte Produktivität der Füllmaschine. Des Weiteren werden durch eine adäquate Kühlung Probleme vermieden, die überhitzte Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten mit sich bringen. Ferner lässt sich ein Kühlkreislauf mit einer derartigen Wärmetauschereinheit aus
Edelstahl herstellen, was insbesondere für die Verwendung in der Lebensmittelindustrie von Vorteil ist.
Vorteilhafterweise sind das Kühlmedium und das flüssige Füllgut in der
Wärmetauschereinheit in thermischem Kontakt. Der thermische Kontakt ist beispielsweise dadurch gegeben, dass das Kühlmedium und das flüssige Füllgut in einem vorbestimmten Bereich lediglich durch eine Wand, beispielsweise einen Rohrabschnitt, voneinander getrennt sind. So ist ein besonders direkter Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium und dem flüssigen Füllgut möglich. Eine hohe Wärmeleitfähigkeit des Materials der Wand sowie eine geringe Wanddicke verbessern darüber hinaus den Wärmeaustausch.
Von Vorteil ist es, wenn die Wärmetauschereinheit einen Leitungsbereich zum Leiten des Kühlmediums umfasst, der einen Abschnitt der Füllgutleitung umschließt. Wie lang dabei der Abschnitt der Füllgutleitung ist, der vom Leitungsbereich umschlossen wird, hängt dabei von vielen Faktoren ab, beispielsweise von der Temperatur des flüssigen Füllguts, von der benötigten Kühlleistung, vom Durchmesser der Füllgutleitung oder von der Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Leitungsbereich und dem Abschnitt der Füllgutleitung. Durch das Umschließen der Füllgutleitung wird das Leiten des flüssigen Füllguts nicht beeinträchtigt, so dass beispielsweise auch ein Nachrüsten der Wärmetauschereinheit in eine bestehende Füllmaschine ohne weitere Modifikationen der Füllgutleitung möglich ist. Der Leitungsbereich ist insbesondere mantelförmig oder spiralförmig um die Füllgutleitung herum angeordnet ist. So lässt sich bei einer gegebenen Länge des Abschnitts der Füllgutleitung eine größtmögliche Kontaktfläche zwischen dem flüssigen Füllgut und dem Kühlmedium erreichen.
Vorteilhaft ist es, wenn das Kühlmedium flüssig ist, da ein flüssiges Kühlmedium eine hohe Wärmekapazität aufweist und somit eine große Wärmemenge von der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit abgeführt werden kann. Insbesondere handelt es sich beim Kühlmedium um ein Getriebeöl und/oder um eine Kühlflüssigkeit. Das Getriebeöl, das sowieso zum Schmieren eines Getriebes in diesem vorhanden ist, kann auch zur Kühlung der
Getriebeeinheit verwendet werden. Dazu wird es über eine Ableitung aus der Getriebeeinheit abgeführt und über den Kühlkreislauf und eine Zuleitung wieder der Getriebeeinheit zugeführt. Dabei ist das der Getriebeeinheit wieder zugeführte Getriebeöl gegenüber dem aus der Getriebeeinheit abgeführten Getriebeöl gekühlt und dient somit der Kühlung der Getriebeeinheit. Neben Getriebeöl sind als Kühlmedium auch andere Kühlflüssigkeiten geeignet, wobei die Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit über der maximal zu erwartenden Temperatur der Kühlflüssigkeit liegen sollte.
Vorteilhafterweise ist das flüssige Füllgut gekühlt, insbesondere auf Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur. Je kühler das flüssige Füllgut ist, desto größer ist die Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmedium und dem flüssigen Füllgut und desto mehr Wärme kann vom Kühlmedium auf das flüssige Füllgut übertragen werden. Auch mit ungekühltem flüssigen Füllgut ist allerdings eine Kühlung der Antriebs- und/oder
Getriebeeinheiten der Füllmaschine möglich, sofern die Temperatur des flüssigen Füllguts unterhalb der maximal erlaubten Temperatur des gekühlten Kühlmediums liegt. Je geringer allerdings dieser Temperaturunterschied ausfällt, desto größer muss der
Abschnitt der Füllgutleitung sein, der vom Leitungsbereich umschlossen ist, um das Kühlmedium auf oder unter eine vorbestimmte Temperatur zu kühlen.
Von Vorteil ist es, wenn Hohlräume der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit und/oder außen an der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit angeordnete Kühlrohre in den
Kühlkreislauf integriert sind. Über Hohlräume der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit kann diese direkt von innen gekühlt werden, so dass ein Transport der entstandenen Wärme zu Außenoberflächen der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit nicht nötig ist. Insbesondere bei einem ölgeschmierten Getriebe sind solche Hohlräume schon vorhanden, nämlich in Form der Hohlräume, in denen sich das Getriebeöl befindet. Für den Fall, dass solche
Hohlräume nicht vorhanden sind oder es unrentabel ist, solche Hohlräume bereitzustellen, ist auch eine Kühlung über außen an der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit angeordnete Kühlrohre, die in den Kühlkreislauf integriert sind, möglich. Kühlrohre ist hierbei weit zu interpretieren, so dass beispielsweise auch Kühlflächen umfasst sind. Die Kühlung über Kühlrohre lässt dabei einfach verwirklichen und gegebenenfalls sogar in eine bestehende Füllmaschine nachrüsten.
Vorteilhaft ist es, wenn die der Antriebseinheit zugeordneten Hohlräume und/oder
Kühlrohre und die der Getriebeeinheit zugeordneten Hohlräume und/oder Kühlrohre hintereinander oder parallel zueinander im Kühlkreislauf angeordnet sind. So kann in einem Kühlkreislauf sowohl die Antriebseinheit aus die Getriebeeinheit gekühlt werden.
Der Fall von hintereinander angeordneten Hohlräumen und/oder Kühlrohren ist dabei besonders einfach zu verwirklichen, hierbei sollte allerdings darauf geachtet werden, dass diejenige Einheit, die für höhere Temperaturen des Kühlmediums geeignet ist, im
Kühlkreislauf in Flussrichtung des Kühlmediums hinter derjenigen Einheit, die für niedrigere Temperaturen des Kühlmediums geeignet ist, angeordnet ist. Im Fall von parallel zueinander angeordneten Hohlräumen und/oder Kühlrohren erhalten die
Antriebseinheit und die Getriebeeinheit eingangsseitig Kühlmedium der gleichen
Temperatur. In diesem Fall ist jedoch darauf zu achten, dass die Verteilung des
Kühlmediums an die Antriebseinheit und die Getriebeeinheit in einem vorbestimmten Verhältnis erfolgt, was sich beispielsweise durch ein geeignetes Ventil erreichen lässt.
Vorteilhafterweise weist die Füllmaschine separate Kühlkreisläufe und separate
Wärmetauschereinheiten für die Antriebseinheit und die Getriebeeinheit auf. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn die Antriebseinheit und die Getriebeeinheit unterschiedliche Kühlmedien verwenden. Aber auch bei gleichen Kühlmedien können separate Kühlkreisläufe und separate Wärmetauschereinheiten vorteilhaft sein, beispielsweise, um eine separate Regelung der Kühlung der Antriebseinheit und der Getriebeeinheit zu ermöglichen.
Von Vorteil ist es, wenn mehrere Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten hintereinander und/oder parallel zueinander im Kühlkreislauf angeordnet sind. So lässt sich mit einem Kühlkreislauf und vorzugsweise nur einer Kühlmediumspumpeneinheit und nur einer Wärmetauschereinheit eine Mehrzahl an Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten kühlen. Für den Fall, dass die Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten hintereinander im Kühlkreislauf angeordnet sind, ist zu beachten, dass die Einheiten, die für höhere Temperaturen des Kühlmediums geeignet sind, im Kühlkreislauf in Flussrichtung des Kühlmediums hinter den Einheiten, die für niedrigere Temperaturen des Kühlmediums geeignet sind, angeordnet sind. Im Fall von parallel zueinander angeordneten Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten erhalten alle Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten eingangsseitig Kühlmedium der gleichen Temperatur. In diesem Fall ist jedoch darauf zu achten, dass die Verteilung des Kühlmediums an die Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten in einem vorbestimmten Verhältnis erfolgt, was sich beispielsweise durch ein geeignetes Ventil erreichen lässt. Selbstverständlich ist auch eine Kombination von Hintereinander- und Parallelanordnung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten im Kühlkreislauf denkbar. Vorteilhaft ist es, wenn die Füllmaschine zumindest einen Kühlmediumssensor zum
Messen der Temperatur und/oder des Drucks des Kühlmediums aufweist. Dabei gibt der Druck des Kühlmediums über die Ausdehnung des Kühlmediums bei Temperaturerhöhung auch Aufschluss über die Temperatur des Kühlmediums. Die gemessene Temperatur bzw. der gemessene Druck können dabei angezeigt werden und beispielsweise bei
Überschreiten eines vorbestimmten Werts einen Alarm auslösen, so dass z.B. die
Füllmaschine rechtzeitig gestoppt und Schäden auf Grund von Überhitzung der Antriebs und/oder Getriebeeinheiten vermieden werden können.
Vorteilhafterweise weist die Füllmaschine eine Steuereinheit zum Steuern der
Kühlmediumspumpeneinheit in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder dem Druck des Kühlmediums auf. Dabei wird der Durchfluss des Kühlmediums durch den Kühlkreislauf derart geregelt, dass das Kühlmedium eine vorbestimmte Temperatur aufweist bzw.
unterschreitet. Weitere Parameter, die von der Steuereinheit zum Steuern der
Kühlmediumspumpeneinheit verwendet werden können, sind beispielsweise eine
Drehzahl eines Motors der Antriebseinheit oder eines Getriebeteils der Getriebeeinheit und/oder die Temperatur des flüssigen Füllguts.
Von Vorteil ist es, wenn die Füllmaschine eine Notkühlungseinheit aufweist, wobei die Notkühlungseinheit und die Wärmetauschereinheit hintereinander im Kühlkreislauf angeordnet sind. Die Notkühlungseinheit wird dabei nur in Notfällen aktiviert,
beispielsweise, wenn die Temperatur des Kühlmediums einen vorbestimmten Wert überschreitet oder wenn vorübergehend kein flüssiges Füllgut durch die Füllgutleitung geleitet wird. Durch die Hintereinanderschaltung im Kühlkreislauf wird die
Notkühlungseinheit zwar immer vom Kühlmedium durchströmt, kühlt allerdings nur dann, wenn sie aktiviert ist. Besonders vorteilhaft an dieser Ausführungsvariante ist, dass die Notkühlungseinheit auch zusätzlich zur Wärmetauschereinheit betrieben werden kann, wenn für kurze Zeiträume eine extra Kühlung benötigt wird. Alternativ zum Anordnung der Notkühlungseinheit und der Wärmetauschereinheit hintereinander im Kühlkreislauf kann der Kühlkreislauf Ventile aufweisen zum wahlweisen Durchlaufen des Kühlmediums durch die Wärmetauschereinheit oder die Notkühlungseinheit, das heißt, bei einer Ventilstellung befindet sich die Wärmetauschereinheit im Kühlkreislauf, bei der anderen Ventilstellung befindet sich die Notkühlungseinheit im Kühlkreislauf. Wiederum wird die
Notkühlungseinheit nur in Notfällen aktiviert und die Ventile entsprechend gestellt. In dieser Ausführungsvariante muss das Kühlmedium im Normalbetrieb nicht durch die Notkühlungseinheit geleitet werden. In beiden Fällen ist die Notkühlungseinheit insbesondere elektrisch und/oder durch Gasentspannung eines komprimierten Gases kühlbar. Beide Varianten sind platzsparend und insbesondere bei der Kühlung durch Gasentspannung tritt sehr schnell eine Kühlwirkung auf.
Ferner wird ein Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit einer Füllmaschine vorgeschlagen. Die Füllmaschine ist dabei zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut und insbesondere gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet. Unter Behältern werden beispielsweise Flaschen, sowohl aus Glas als auch aus PET, Dosen oder Kegs verstanden. Beim flüssigen Füllgut handelt es sich insbesondere um Getränke, es ist aber auch anderes flüssiges Füllgut denkbar. Von der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit wird eine die Behälter transportierende
Transporteinrichtung angetrieben. Die Füllmaschine kann auch mehrere
Transporteinrichtungen aufweisen, die dann insbesondere jeweils von einer Antriebs und/oder Getriebeeinheit angetrieben werden. In diesem Fall werden die Behälter von einer zur nächsten Transporteinrichtung übergeben und dann von dieser weiter transportiert. Das flüssige Füllgut wird von einem Füllgutreservoir über eine Füllgutleitung zu einer Fülleinheit geleitet, wo es dann in die Behälter gefüllt wird. Um die Antriebs und/oder Getriebeeinheit zu kühlen, wird ein die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit kühlendes Kühlmedium von einer Kühlmediumspumpeneinheit durch einen Kühlkreislauf und eine im Kühlkreislauf integrierte Wärmetauschereinheit gepumpt. In der
Wärmetauschereinheit wird dem Kühlmedium Wärme entzogen, so dass das gekühlte Kühlmedium dann wiederum die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit kühlen kann.
Erfindungsgemäß wird in der Wärmetauschereinheit Wärme vom Kühlmedium an das flüssige Füllgut abgegeben. Das flüssige Füllgut ist dabei kühler als das erwärmte Kühlmedium, so dass eine Kühlung des erwärmten Kühlmediums über die
Wärmetauschereinheit stattfinden kann. Ein derartiger Wärmetauscher ist platzsparend und kostengünstig. Des Weiteren benötigt diese Kühlung kein separates Kühlwasser, da der Wärmetausch mit dem flüssigen Füllgut stattfindet, das bei Betrieb der Füllmaschine sowieso durch die Füllgutleitung geleitet wird. Durch die Kühlung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit lässt sich die Antriebseinheit mit höheren Drehzahlen betreiben als bei keiner oder einer unzureichenden Kühlung. Mit höheren Drehzahlen kann bei gleichbleibender Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Transporteinrichtung ein größeres Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinheit gewählt werden. Alternativ dazu bedeuten höhere Drehzahlen bei gleichbleibendem Übersetzungsverhältnis eine höhere
Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Transporteinrichtung, damit einen höheren
Produktdurchsatz und damit eine gesteigerte Produktivität der Füllmaschine. Des Weiteren werden durch eine adäquate Kühlung Probleme vermieden, die überhitzte Antriebs und/oder Getriebeeinheiten mit sich bringen.
Vorteilhaft ist es, wenn das Kühlmedium durch Hohlräume der Antriebseinheit und/oder außen an der Antriebseinheit angeordnete Kühlrohre und durch Hohlräume der
Getriebeeinheit und/oder außer an der Getriebeeinheit angeordnete Kühlrohre
hintereinander gepumpt wird. Über Hohlräume der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit kann diese direkt von innen gekühlt werden, so dass ein Transport der entstandenen Wärme zu Außenoberflächen der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit nicht nötig ist.
Insbesondere bei einem ölgeschmierten Getriebe sind solche Hohlräume schon vorhanden, nämlich in Form der Hohlräume, in denen sich das Getriebeöl befindet. Für den Fall, dass solche Hohlräume nicht vorhanden sind oder es unrentabel ist, solche Hohlräume bereitzustellen, ist auch eine Kühlung über außen an der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit angeordnete Kühlrohre, die in den Kühlkreislauf integriert sind, möglich. Kühlrohre ist hierbei weit zu interpretieren, so dass beispielsweise auch Kühlflächen umfasst sind. Die Kühlung über Kühlrohre lässt dabei einfach verwirklichen und
gegebenenfalls sogar in eine bestehende Füllmaschine nachrüsten. Dadurch, dass das Kühlmedium hintereinander durch der Antriebseinheit und der Getriebeeinheit
zugeordnete Hohlräume und/oder Kühlrohre gepumpt wird, werden sowohl die
Antriebseinheit als auch die Getriebeeinheit gekühlt. Das gekühlte Kühlmedium sollte dabei zunächst durch diejenige Einheit, die für niedrigere Temperaturen des Kühlmediums geeignet ist, und sodann durch diejenige Einheit, die für höhere Temperaturen des Kühlmediums geeignet ist, gepumpt werden. Alternativ hierzu kann das Kühlmedium parallel durch der Antriebseinheit und der Getriebeeinheit zugeordnete Hohlräume und/oder Kühlrohre gepumpt werden, das heißt, der Kühlmediumsstrom wird,
beispielsweise an einem geeigneten Ventil, aufgeteilt, so dass ein Teil des Kühlmediums durch Hohlräume und/oder Kühlrohre der Antriebseinheit und der andere Teil des
Kühlmediums durch Hohlräume und/oder Kühlrohre der Getriebeeinheit geleitet wird. In diesem Fall werden die Antriebseinheit und die Getriebeeinheit von Kühlmedium der gleichen Temperatur gekühlt. Vorteilhafterweise wird das Kühlmedium durch Hohlräume mehrerer Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten und/oder außen an mehreren Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten angeordneten Kühlrohren hintereinander und/oder parallel zueinander gepumpt. Somit werden mehrere Antriebs- und Getriebeeinheiten mit einem Kühlkreislauf, einer
Kühlmediumspumpeneinheit und einer Wärmetauschereinheit gekühlt. Für den Fall, dass das Kühlmedium hintereinander durch die den Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten zugeordneten Hohlräume und/oder Kühlrohre gepumpt wird, ist zu beachten, dass zunächst die Einheiten, die für niedrigere Temperaturen des Kühlmediums geeignet sind, und sodann die Einheiten, die für niedrigere Temperaturen des Kühlmediums geeignet ist, vom gekühlten Kühlmedium durchströmt werden. Im Fall von parallel zueinander durchströmten Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten werden alle Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten von Kühlmedium der gleichen Temperatur durchströmt. In diesem Fall wird das Kühlmediums an die Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten in einem
vorbestimmten Verhältnis verteilt, was sich beispielsweise durch ein geeignetes Ventil erreichen lässt. Selbstverständlich ist auch eine Kombination von Hintereinander- und Paralleldurchströmung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten denkbar.
Von Vorteil ist es, wenn die Temperatur und/oder der Druck des Kühlmediums gemessen werden. Dabei gibt der Druck des Kühlmediums über die Ausdehnung des Kühlmediums bei Temperaturerhöhung auch Aufschluss über die Temperatur des Kühlmediums. Die gemessene Temperatur bzw. der gemessene Druck werden angezeigt und/oder lösen bei Überschreiten eines vorbestimmten Werts einen Alarm aus, so dass z.B. die Füllmaschine rechtzeitig gestoppt und Schäden auf Grund von Überhitzung der Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten vermieden werden können.
Vorteilhaft ist es, wenn die Pumpleistung der Kühlmediumspumpeneinheit in Abhängigkeit der Temperatur und/oder des Drucks des Kühlmediums gesteuert wird. Durch die
Steuerung der Kühlmediumspumpeneinheit wird der Durchfluss des Kühlmediums durch den Kühlkreislauf geregelt, und zwar derart, dass das Kühlmedium eine vorbestimmte Temperatur aufweist bzw. unterschreitet. Die Kühlmediumspumpeneinheit kann auch noch in Abhängigkeit weiterer Parameter gesteuert werden, beispielsweise in Abhängigkeit der Drehzahl eines Motors der Antriebseinheit oder eines Getriebeteils der Getriebeeinheit und/oder der Temperatur des flüssigen Füllguts. Vorteilhafterweise wird das Kühlmedium alternativ oder zusätzlich zur
Wärmetauschereinheit durch eine Notkühlungseinheit gepumpt, wobei die
Notkühlungseinheit insbesondere dann aktiviert wird, wenn die Temperatur und/oder der Druck des Kühlmediums einen vorgegebenen Wert überschreiten. Im Fall, dass das Kühlmedium stets durch die Wärmetauschereinheit und die Notkühlungseinheit gepumpt wird, wird die Notkühlungseinheit immer vom Kühlmedium durchströmt, kühlt allerdings nur dann, wenn sie aktiviert ist. Besonders vorteilhaft an dieser Ausführungsvariante ist, dass die Notkühlungseinheit auch zusätzlich zur Wärmetauschereinheit betrieben werden kann, wenn beispielsweise für kurze Zeiträume eine extra Kühlung benötigt wird. Im Fall, dass das Kühlmedium wahlweise durch die Wärmetauschereinheit oder die
Notkühlungseinheit gepumpt wird, sind Ventile vorgesehen, mit denen diese Auswahl vorgenommen werden kann. Wiederum wird die Notkühlungseinheit nur in Notfällen aktiviert und die Ventile entsprechend gestellt. In dieser Ausführungsvariante wird das Kühlmedium im Normalbetrieb nicht durch die Notkühlungseinheit geleitet. In beiden Fällen wird die Notkühlungseinheit insbesondere elektrisch und/oder durch
Gasentspannung eines komprimierten Gases gekühlt, da solche Kühlungen platzsparend sind und insbesondere bei der Kühlung durch Gasentspannung auch sehr schnell eine Kühlwirkung auftritt.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, so dass ein Block- oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparates) wie z. B. einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen
Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen beispielhaft:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Füllmaschine,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Wärmetauschereinheit,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Wärmetauschereinheit,
Fig. 4 eine schematische Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine,
Fig. 5 eine schematische Detailansicht eines nochmals weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine,
Fig. 6 eine schematische Detailansicht eines nochmals weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine,
Fig. 7 eine schematische Detailansicht eines nochmals weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine,
Fig. 8 eine schematische Detailansicht eines nochmals weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine und
Fig. 9 eine schematische Detailansicht eines nochmals weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersichtlichkeit halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Füllmaschine 1 zum Füllen von Behältern 2 mit einem flüssigen Füllgut. Bei den Behältern 2 kann es sich beispielsweise um Flaschen, sowohl aus Glas als auch aus PET, Dosen oder Kegs handeln, beim flüssigen Füllgut insbesondere um Getränke, es ist aber auch anderes flüssiges Füllgut denkbar. Das flüssige Füllgut wird dabei von einem Füllgutreservoir 3 über eine Füllgutleitung 4 zu einer Fülleinheit 5 geleitet, wobei das flüssige Füllgut in der Fülleinheit 5 in die Behälter 2 gefüllt wird.
Die leeren Behälter 2.1 werden über eine oder mehrere Transporteinrichtungen zur Fülleinheit 5 transportiert, wo sie dann mit dem flüssigen Füllgut befüllt werden. Die befüllten Behälter 2.2 werden dann wiederum über eine oder mehrere
Transporteinrichtungen weitertransportiert. In Figur 1 wird auf die Darstellung dieser Transporteinrichtungen verzichtet und nur die der Fülleinheit 5 zugeführten bzw. von der Fülleinheit 5 abtransportierten Behälter 2 gezeigt.
Die Fülleinheit 5 umfasst dabei eine Transporteinrichtung 6, wobei die leeren Behälter 2.1 beispielsweise an einem Einlaufstern übernommen, während des Weitertransports befüllt und anschließend die befüllten Behälter 2.2 an einen Auslaufstern übergeben werden. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf Fülleinheiten 5, die eine Transporteinrichtung 6 umfassen, sondern ist in naheliegender Weise auch auf andere Fülleinheiten 5
adaptierbar.
Die Transporteinrichtung 6 wird von einer Antriebseinheit 7 über eine Getriebeeinheit 8 angetrieben. Dabei umfasst die Antriebseinheit 7 beispielsweise einen Servomotor, von dem ein Getriebe der Getriebeeinheit 8 angetrieben wird. Von dem Getriebe der
Getriebeeinheit 8 wird ein Ritzel angetrieben, von dem seinerseits eine
Kugeldrehverbindung der Transporteinrichtung 6 angetrieben wird. Es sind allerdings noch viele weitere Varianten der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 denkbar, auf die die vorliegende Erfindung ebenfalls anwendbar ist.
Im Betrieb produziert die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 Wärme,
beispielsweise durch Reibung. Um ein Überhitzen der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 zu vermeiden, muss die produzierte Wärme abgeführt werden, das heißt, die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 muss gekühlt werden. Hierzu ist ein
Kühlmedium vorgesehen, das die in der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 produzierte Wärme aufnimmt. Das Kühlmedium wird sodann in einem Kühlkreislauf 9 von einer Kühlmediumspumpeneinheit 10 zu einer Wärmetauschereinheit 1 1 gepumpt. An der Wärmetauschereinheit 1 1 gibt das Kühlmedium Wärme ab und wird dann gekühlt wieder zur Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 zurückgeführt.
Der Wärmetausch in der Wärmetauschereinheit 1 1 findet dabei zwischen dem
Kühlmedium und dem durch die Füllgutleitung 4 fließenden flüssigen Füllgut statt. Hierzu wird ein Abschnitt 12 der Füllgutleitung 4 von einem im Kühlkreislauf 9 integrierten Leitungsbereich 13 umschlossen, so dass das Kühlmedium und das flüssige Füllgut in thermischem Kontakt sind. Eine solche Wärmetauschereinheit 1 1 ist platzsparend, nutzt das sowieso schon vorhandene flüssige Füllgut zum Wärmetausch und lässt sich gegebenenfalls sogar noch nachträglich installieren. Dadurch, dass ein Abschnitt 12 der Füllgutleitung 4 vom Leitungsbereich 13 umschlossen wird, kann das flüssige Füllgut ungehindert durch die Füllgutleitung 4 strömen. Die Erwärmung des flüssigen Füllguts beim Wärmetausch ist dabei vernachlässigbar gering.
Um die Wärmeabgabe des Kühlmediums in der Wärmetauschereinheit 1 1 zu steuern und damit die Temperatur des Kühlmediums sowie die Temperatur der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 zu beeinflussen, kann die Kühlmediumspumpeneinheit 10 von einer Steuereinheit 14 in ihrer Pumpleistung gesteuert werden. Eine höhere Pumpleistung bedeutet dabei einen höheren Durchfluss des Kühlmediums durch den Kühlkreislauf 9 und damit eine höhere Wärmeabgabe an das flüssige Füllgut. Die Steuereinheit 14 steuert dabei die Kühlmediumspumpeneinheit 10 insbesondere in Abhängigkeit der Temperatur des Kühlmediums, die von Kühlmediumssensoren 15 gemessen wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel misst ein Kühlmediumssensor 15 die Temperatur des Kühlmediums vor der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8 und ein Kühlmediumssensor 15 die Temperatur des Kühlmediums nach der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit 7 bzw. 8, wobei vor und nach jeweils in Flussrichtung des Kühlmediums zu verstehen sind. Die gemessenen Temperaturen werden direkt an die Steuereinheit 14 weitergeleitet. Alternativ oder zusätzlich zu den Temperaturen können auch Drücke des Kühlmediums gemessen werden, die über die Ausdehnung des Kühlmediums bei Erwärmung mit der Temperatur des Kühlmediums Zusammenhängen. Des Weiteren kann die Steuereinheit 14 die Pumpleistung der Kühlmediumspumpeneinheit 10 noch in Abhängigkeit von weiteren Parametern steuern, beispielsweise der von einem Füllgutsensor 16 gemessenen
Temperatur des flüssigen Füllguts, einer Drehzahl eines Motors der Antriebseinheit 7 oder eines Getriebeteils der Getriebeeinheit 8 oder eines Betriebsparameters der Fülleinheit 5. Die Übertragung dieser Daten ist in Figur 1 mit gestrichelten Linien gekennzeichnet.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Wärmetauschereinheit 11 , wobei der das Kühlmedium 17 führende Leitungsbereich 13 mantelförmig um den Abschnitt 12 der das flüssige Füllgut 18 führenden Füllgutleitung 4 herum angeordnet ist. Der Leitungsbereich 13 umschließt also den Abschnitt 12 der Füllgutleitung 4 in Form eines Zylindermantels.
An jeweils einer Seite des Leitungsbereichs 13 sind eine Zuleitung 19 und eine Ableitung 20 angeordnet, die die Wärmetauschereinheit 1 1 in den Kühlkreislauf 9 einbinden.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wärmetauschereinheit 1 1 , bei der der Leitungsbereich 13 spiralförmig um den Abschnitt 12 der Füllgutleitung 4 herum
angeordnet ist. Wiederum sind eine Zuleitung 19 und eine Ableitung 20 vorgesehen, die die Wärmetauschereinheit 11 in den Kühlkreislauf 9 einbinden.
Bei beiden Ausführungsbeispielen der Wärmetauschereinheit 1 1 hängt der
Wärmeübertrag neben der Temperaturdifferenz zwischen Kühlmedium 17 und flüssigem Füllgut 18 von der Kontaktoberfläche zwischen dem Kühlmedium 17 und dem flüssigen Füllgut 18, die vor allem vom Durchmesser der Füllgutleitung 4 und der Länge des Abschnitts 12 der Füllgutleitung 4 bestimmt wird, und vom Material und der Dicke der das Kühlmedium 17 und das flüssige Füllgut 18 trennenden Wand ab. Diese Größen müssen derart gewählt werden, dass eine hinreichende Kühlung der Antriebs- und/oder
Getriebeeinheit 7 bzw. 8 gewährleistet ist.
Figur 4 zeigt eine schematische Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Füllmaschine 1 , bei der lediglich die für die Erfindung relevanten Details dargestellt sind. Die Transporteinrichtung 6 kann dabei die der Fülleinheit 5 zugeordnete
Transporteinrichtung 6 sein, es kann sich dabei aber auch um eine der anderen
Transporteinrichtungen 6 der Füllmaschine 1 handeln. Die die Transporteinrichtung 6 antreibende Antriebseinheit 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht über das
Kühlmedium 17 gekühlt, kann aber eine andere Kühlung aufweisen. Vom Kühlmedium 17 gekühlt wird die Getriebeeinheit 8 der Transporteinrichtung 6. Dabei ist es vorteilhaft, wenn als Kühlmedium 17 das Getriebeöl genommen wird, das sich sowieso schon in Hohlräumen der Getriebeeinheit 8 befindet. Die Kühlmediumspumpeneinheit 10 pumpt dann das Kühlmedium 17 durch diese Hohlräume der Getriebeeinheit 8, so dass die Getriebeeinheit 8 von innen gekühlt wird, und zwar insbesondere an den Stellen, an denen auch die größte Wärmeerzeugung stattfindet.
Im Kühlkreislauf 9 sind noch weitere Details dargestellt, nämlich ein Entlüftungsventil 21 zur Entlüftung des Kühlkreislaufes 9, ein Dreiwegeventil 22 zum Befüllen bzw. Entleeren des Kühlkreislaufs 9 sowie ein Filter 23 zum Filtern des Kühlmediums 17. Des Weiteren ist eine Spannungsquelle 24 dargestellt, über die die Antriebseinheit 7 sowie die
Kühlmediumspumpeneinheit 10 mit elektrischem Strom versorgt werden.
Im Vergleich zu der in Figur 4 dargestellten Füllmaschine 1 wird bei dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Füllmaschine 1 auch die Antriebseinheit 7 vom Kühlmedium 17 gekühlt. Dazu sind die Getriebeeinheit 8 und die Antriebseinheit 7 hintereinander im Kühlkreislauf 9 angeordnet. Zur Kühlung der Antriebseinheit 7 wird das Kühlmedium 17 dabei beispielsweise durch außen an der Antriebseinheit 7 angeordnete Kühlrohre gepumpt. Bei dieser Anordnung kann auf eine separate Kühlung der
Antriebseinheit 7 verzichtet werden und die Antriebseinheit 7 wird effizient gekühlt.
Bei dem in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Füllmaschine 1 sind im Vergleich zu dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel die Getriebeeinheit 8 und die
Antriebseinheit 7 parallel zueinander im Kühlkreislauf 9 angeordnet. Hierzu sind ein Verteilventil 25 und ein Mischventil 26 im Kühlkreislauf 9 integriert. Am Verteilventil 25 wird der Strom des Kühlmediums 17 in zwei Teilströme aufgeteilt, wobei der eine Teilstrom durch die Hohlräume der Getriebeeinheit 8 und der andere Teilstrom durch die Kühlrohre der Antriebseinheit 7 geleitet wird. Somit hat das Kühlmedium 17 beim Eingang in die Hohlräume bzw. Kühlrohre die gleiche Temperatur. Nach dem Durchströmen der
Hohlräume der Getriebeeinheit 8 bzw. der Kühlrohre der Antriebseinheit 7 werden die beiden Teilströme in dem Mischventil 26 wieder zusammengeführt und weiter in Richtung der Wärmetauschereinheit 11 gepumpt.
Beim Ausführungsbeispiel der in Figur 7 gezeigten Füllmaschine 1 sind zwei separate Kühlkreisläufe 9 vorgesehen, wobei der eine Kühlkreislauf 9 die Getriebeeinheit 8 und der andere Kühlkreislauf 9 die Antriebseinheit 7 kühlt. Die beiden Kühlkreisläufe 9 können dabei mit verschiedenen Kühlmedien 17 betrieben werden, beispielsweise der
Kühlkreislauf 9 für die Getriebeeinheit 8 mit Getriebeöl und der Kühlkreislauf 9 für die Antriebseinheit 7 mit einer wasserbasierten Kühlflüssigkeit. Beide Kühlkreisläufe 9 weisen eine eigene Kühlmediumspumpeneinheit 10 und eine eigene Wärmetauschereinheit 1 1 auf. Die Längen der Abschnitte 12 der Füllgutleitung 4, die von den Leitungsbereichen 13 der beiden Kühlkreisläufe 9 umschlossen werden, können dabei unterschiedlich sein, beispielsweise in Abhängigkeit der von der Getriebeeinheit 8 und Antriebseinheit 7 jeweils produzierten Wärme oder der für die Getriebeeinheit 8 und Antriebseinheit 7 jeweils zulässigen Maximaltemperatur.
Bei der in Figur 8 dargestellten Füllmaschine 1 sind noch weitere Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten 7 bzw. 8 in den Kühlkreislauf 9 integriert. In diesen Ausführungsbeispiel werden die Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten 7 bzw. 8 parallel zueinander vom
Kühlmedium 17 durchströmt, es ist aber auch denkbar, dass sie hintereinander durchströmt werden oder eine beliebige Kombination von Parallel- und
Hintereinanderanordnung verwirklicht ist.
Des Weiteren weist die Füllmaschine 1 der Figur 8 eine elektrische Notkühlungseinheit 27 auf. Mittels zwei Wahlventilen 28, die als Dreiwege-Ventile ausgebildet sind, kann dabei zwischen einem Kreislauf 9, in den die Wärmetauschereinheit 1 1 integriert ist, und einem Kreislauf 9, in den die Notkühlungseinheit 27 integriert ist, gewählt werden. Für den Fall, dass die Kühlung über die Wärmetauschereinheit 1 1 ausfällt, lassen sich die Antriebs und/oder Getriebeeinheiten 7 bzw. 8 noch über die Notkühlungseinheit 27 kühlen. Die Wahlventile 28 können auch als Verteil- und Mischventile ausgebildet sein, so dass ein Teil des Stroms des Kühlmediums 17 zur Wärmetauschereinheit 1 1 und ein anderer Teil des Stroms des Kühlmediums 17 zur Notkühlungseinheit 27 geleitet werden. In diesem Fall kann je nach Stellung der Wahlventile 28 ausschließlich über die Wärmetauscheinheit 11 , ausschließlich über die Notkühlungseinheit 27 oder über die Wärmetauschereinheit 1 1 und die Notkühlungseinheit 27 gemeinsam gekühlt werden. Im letzten Fall wird die Wärmetauschereinheit 1 1 von der Notkühlungseinheit 27 unterstützt, beispielsweise um eine stärkere Kühlung des Kühlmediums 17 zu erreichen.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 9 wird die Notkühlungseinheit 27 über die Entspannung eines komprimierten Gases aus einer Gasflasche 29 betrieben. Diese Art der
Notkühlungseinheit 27 bringt eine sehr schnelle Kühlleistung. Die Wahlventile 28 und ein Entspannungsventil 30 werden dabei beispielsweise von einer Notsteuereinheit 31 gesteuert, wobei die Notsteuereinheit 31 auch mit der Steuereinheit 14 zusammenfallen kann. Die Notsteuereinheit 31 schaltet dabei beispielsweise auf die Notkühlungseinheit 27 um, wenn die Temperatur des Kühlmediums 17 einen vorbestimmten Wert überschreitet. In Figur 9 ist dieser Fall gezeigt, so dass der Teil des Kühlkreislaufs 9, der die
Wärmetauschereinheit 1 1 umfasst, nicht vom Kühlmedium 17 durchströmt wird und daher nur gestrichelt dargestellt ist.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die Patentansprüche definierte Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.
Bezugszeichenliste
1 Füllmaschine
2 Behälter
2.1 leerer Behälter
2.2 befüllter Behälter
3 Füllgutreservoir
4 Füllgutleitung
5 Fülleinheit
6 T ransporteinrichtung
7 Antriebseinheit
8 Getriebeeinheit
9 Kühlkreislauf
10 Kühlmediumspumpeneinheit 11 Wärmetauschereinheit 12 Abschnitt
13 Leitungsbereich
14 Steuereinheit
15 Kühlmediumssensor
16 Füllgutsensor
17 Kühlmedium
18 flüssiges Füllgut
19 Zuleitung
20 Ableitung
21 Entlüftungsventil
22 Dreiwegeventil
23 Filter
24 Spannungsquelle
25 Verteilventil
26 Mischventil
27 Notkühlungseinheit
28 Wahlventil
29 Gasflasche
30 Entspannungsventil
31 Notsteuereinheit

Claims

Patentansprüche
1. Füllmaschine zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut (18), wobei die Füllmaschine (1 ) zumindest eine Transporteinrichtung (6) zum Transportieren der Behälter (2), zumindest eine Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) zum Antreiben der zumindest einen Transporteinrichtung (6), wobei die Antriebs- und/oder
Getriebeeinheit (7; 8) mit einem Kühlmedium (17) kühlbar sind, eine Fülleinheit (5) zum Abfüllen des flüssigen Füllguts (18) in die Behälter (2), ein Füllgutreservoir (3) zum Bereitstellen des flüssigen Füllguts (18) und eine Füllgutleitung (4) zum Leiten des flüssigen Füllguts (18) vom Füllgutreservoir (3) zur Fülleinheit (5) aufweist, wobei die Füllmaschine (1 ) zumindest einen das Kühlmedium (17) führenden Kühlkreislauf (9), eine in den Kühlkreislauf (9) integrierte Kühlmediumspumpeneinheit (10) und eine in den Kühlkreislauf (9) integrierte Wärmetauschereinheit (1 1 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinheit (11 ) zum Wärmetausch zwischen dem Kühlmedium (17) und dem durch die Füllgutleitung (4) fließenden flüssigen Füllgut (18) ausgebildet ist.
2. Füllmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (17) und das flüssige Füllgut (18) in der Wärmetauschereinheit (1 1 ) in thermischem Kontakt sind.
3. Füllmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wärmetauschereinheit (1 1 ) einen einen Abschnitt (12) der Füllgutleitung (4) umschließenden Leitungsbereich (13) zum Leiten des Kühlmediums (17) umfasst, wobei der Leitungsbereich (13) insbesondere mantelförmig oder spiralförmig um die Füllgutleitung (4) herum angeordnet ist.
4. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (17) flüssig, insbesondere ein Getriebeöl und/oder eine Kühlflüssigkeit ist.
5. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Füllgut (18) gekühlt ist.
6. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Hohlräume der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) und/oder außen an der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) angeordnete Kühlrohre in den Kühlkreislauf (9) integriert sind.
7. Füllmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die der Antriebseinheit (7) zugeordneten Hohlräume und/oder Kühlrohre und die der Getriebeeinheit (8) zugeordneten Hohlräume und/oder Kühlrohre hintereinander oder parallel zueinander im Kühlkreislauf (9) angeordnet sind.
8. Füllmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmaschine (1 ) separate Kühlkreisläufe (9) und separate Wärmetauschereinheiten (1 1 ) für die Antriebseinheit (7) und die Getriebeeinheit (8) aufweist.
9. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten (7; 8) hintereinander und/oder parallel zueinander im Kühlkreislauf (9) angeordnet sind.
10. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmaschine (1 ) zumindest einen Kühlmediumssensor (15) zum Messen der
Temperatur und/oder des Drucks des Kühlmediums (17) aufweist.
11 . Füllmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmaschine (1 ) eine Steuereinheit (14) aufweist zum Steuern der Kühlmediumspumpeneinheit (10) in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder dem Druck des Kühlmediums (17).
12. Füllmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmaschine (1 ) eine Notkühlungseinheit (27) aufweist, die insbesondere elektrisch und/oder durch Gasentspannung eines komprimierten Gases kühlbar ist, wobei die Notkühlungseinheit (27) und die Wärmetauschereinheit (1 1 ) hintereinander im
Kühlkreislauf (9) angeordnet sind oder der Kühlkreislauf (9) Ventile aufweist zum wahlweisen Durchlaufen des Kühlmediums (17) durch die Wärmetauschereinheit (1 1 ) oder die Notkühlungseinheit (27).
13. Verfahren zum Kühlen einer Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) einer
Füllmaschine (1 ) zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine die Behälter (2) transportierende
Transporteinrichtung (6) von der Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) angetrieben wird und flüssiges Füllgut (18) von einem Füllgutreservoir (3) über eine Füllgutleitung (4) zu einer Fülleinheit (5) geleitet wird, wo es in die Behälter (2) gefüllt wird, wobei ein die Antriebs- und/oder Getriebeeinheit (7; 8) kühlendes Kühlmedium (17) von einer Kühlmediumspumpeneinheit (10) durch einen Kühlkreislauf (9) und eine im
Kühlkreislauf (9) integrierte Wärmetauschereinheit (1 1 ) gepumpt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wärmetauschereinheit (1 1 ) Wärme vom Kühlmedium (17) an das flüssige Füllgut (18) abgegeben wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (17) durch Hohlräume der Antriebseinheit (7) und/oder außen an der Antriebseinheit (7) angeordnete Kühlrohre und durch Hohlräume der Getriebeeinheit (8) und/oder außer an der Getriebeeinheit (8) angeordnete Kühlrohre hintereinander oder parallel zueinander gepumpt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (17) durch Hohlräume mehrerer Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten (7; 8) und/oder außen an mehreren Antriebs- und/oder Getriebeeinheiten (7; 8) angeordneten Kühlrohren hintereinander und/oder parallel zueinander gepumpt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur und/oder der Druck des Kühlmediums (17) gemessen werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpleistung der Kühlmediumspumpeneinheit (10) in Abhängigkeit der Temperatur und/oder des Drucks des Kühlmediums (17) gesteuert wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (17) alternativ oder zusätzlich zur Wärmetauschereinheit (1 1 ) durch eine Notkühlungseinheit (27) gepumpt wird, wobei die Notkühlungseinheit (27)
insbesondere dann aktiviert wird, wenn die Temperatur und/oder der Druck des Kühlmediums (17) einen vorgegebenen Wert überschreiten.
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