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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern.
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Vorrichtungen zum Behandeln und/oder Transportieren von Behältern sind dem Fachmann in der Getränkeindustrie in den unterschiedlichsten Ausführungsvarianten seit langem bekannt.
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Beispielsweise sind dem Fachmann in diesem Zusammenhang Vorrichtungen zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern bekannt, die ein ortsfestes Maschinenelement, ein umlaufendes Maschinenelement und eine Dichtungsvorrichtung zum Abdichten eines Zwischenraums zwischen dem umlaufenden und dem ortsfesten Maschinenelement aufweisen. Mehr im Detail kann es sich bei der Vorrichtung oder Anlage um eine solche, zum Behandeln von Flaschen oder dergleichen Behältern, insbesondere eine Anlage oder Vorrichtung zum kaltaseptischen Abfüllen, mit wenigstens einem Übergang bzw. Zwischenraum zwischen einem umlaufenden und einem ortsfesten Maschinenelement sowie mit einer an dem Übergang bzw. Zwischenraum vorgesehenen und die Relativbewegung zwischen den Maschinenelementen ermöglichenden Dichtungsvorrichtung handeln.
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Vorrichtungen bzw. Anlagen zum kaltaseptischen Abfüllen eines flüssigen Füllgutes in Flaschen oder dergleichen Behälter, beispielsweise zum kaltaseptischen Abfüllen von hitzeempfindlichen Getränken (z.B. Fruchtsäften) sind ebenfalls in den unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Die einzelnen, eine solche Anlage bildenden und in der Fertigungs- oder Behandlungslinie aneinander anschließenden Maschinen, wie z.B. Rinser, Sterilisator, Füllmaschine, Verschließer, sind mit Einhausungen versehen, und zwar derart, dass sich innerhalb der Anlage eine Förderstrecke für die Behälter oder Flaschen in einem sterilen Raum ergibt, der durch diese Einhausung gegenüber angrenzenden nicht sterilen Räumen oder Bereichen, beispielsweise der Umgebung insbesondere auch gegen ein Eindringen von Keimen abgedichtet ist.
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Insbesondere bei Vorrichtungen umlaufender Bauart, wie beispielsweise Rinsern, Sterilisatoren, Füllmaschinen und/oder Schließmaschinen ist es üblich, dass eine solche Einhausung in der Regel mehrere Übergänge zwischen einem rotierenden oder umlaufenden Teil der Einhausung und einem ortsfesten Teil dieser Einhausung aufweist, sodass an diesen Bereichen speziellen Dichtungen erforderlich sind.
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Wird an dem umlaufenden Maschinenelement derartiger Vorrichtungen ein flüssiges Sterilisationsmedium zum Beispiel zum Sterilisieren von Behältern benötigt, so wird dieses von einer mit dem umlaufenden Maschinenelement nicht umlaufenden Versorgungseinheit über wenigstens einen Drehverteiler oder Drehdurchführung zugeführt. Diese Drehdurchführung besteht im einfachsten Fall aus zwei Elementen oder Drehdurchführungs-Teilen, von denen ein Drehdurchführungs-Teil als feststehendes Teil mit dem ortfesten Maschinenelement und ein mitdrehendes Drehdurchführungs-Teil mit dem umlaufenden Maschinenelement verbunden ist. Für das Sterilisationsmedium und das wenigstens eine weitere Medium sind in den beiden Teilen der Drehdurchführung voneinander sowie auch nach außen hin durch mechanische Dichtungen abgedichtete und durch die Drehdurchführung hindurch reichende Strömungskanäle ausgebildet.
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Um ein Eindringen von Bakterien oder anderen Keimen von außen in die Strömungswege für die Behandlungsmedien zu vermeiden, ist es bisher üblich und/oder notwendig, zwischen den Drehdurchführungs-Teilen der jeweiligen Drehdurchführung Barriere oder Pufferräume vorzusehen, die als Ringkammern bzw. Ringkanäle zwischen der Außenfläche eines innen liegenden Drehdurchführungs-Teils und der Innenfläche eines äußeren Drehdurchführungs-Teils der Drehdurchführung sowie zwischen zwei bezogen auf die Drehachse der Drehdurchführung axial versetzten, separaten mechanischen Dichtungen gebildet und während des Betriebes mit einem zusätzlichen, von den Behandlungsmedien unterschiedlichen Sterilisations- oder Sperrmedien beaufschlagt werden. Bei Ausbildung der Barriere oder Pufferräume als Dampfsperren ist das Sterilisations- oder Sperrmedien vielfach ein heißes dampfförmiges Medium.
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Nachteilig bei bekannten Vorrichtungen zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern mit einer zwischen dem ortsfesten Maschinenelement und dem umlaufenden Maschinenelement vorgesehenen Dichtungsvorrichtung ist die aufwändige und somit störanfällige Konstruktion der Dichtungsvorrichtung, die somit auch die Wartung der Dichtungsvorrichtung erschwert.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern aufzuzeigen, die eine störunanfällige und gleichzeitig einfach zu wartende Dichtungsvorrichtung aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern gemäß den Merkmalen der gleichwertigen Alternativen in den unabhängigen Ansprüchen 1 oder 2 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern. Bei den Behältern kann es sich vorzugsweise um Dosen und/oder Flaschen aus Metall, Glas und/oder Kunststoff, vorzugsweise aus PET (Polyethylenterephthalat), handeln. Besondere vorteilhaft kann es sich um Flaschen mit einem Neckring am Flaschenhals, insbesondere um PET-Flaschen mit einem Neckring, handeln.
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Die Vorrichtung weist dabei ein ortsfestes Maschinenelement, ein umlaufendes Maschinenelement und eine Dichtungsvorrichtung zum Abdichten eines Zwischenraums zwischen dem umlaufenden und dem ortsfesten Maschinenelement auf.
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Dabei kann die Vorrichtung als eine Behälterbehandlungsmaschine umlaufender Bauart mit einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Transportelement in Form eines Rotors als umlaufendes Maschinenelement ausgebildet sein. Insbesondere kann die Vorrichtung auch als Transfernstern ausgebildet sein, an dessen umlaufenden Maschinenelement in Form eines Rotors Greiferelemente für die Behälter vorgesehen sind.
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Vorteilhaft kann die Dichtungsvorrichtung einen aseptischen Hygieneraum der Vorrichtung gegenüber einem unsterilen Umgebungsraum abdichten, wobei die Vorrichtung insbesondere eine Füllmaschine, ein Sterilisator, ein Verschließer oder ein Transferstern sein kann. Ebenfalls vorteilhaft kann die Vorrichtung auch eine Einhausung aufweisen, wobei die Dichtungsvorrichtung zum Abdichten eines Übergangs zwischen dem umlaufenden und dem ortsfesten Maschinenelement der den aseptischen Hygieneraum von dem unsterilen Umgebungsraum trennenden Einhausung ausgebildet ist.
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Insbesondere zeichnet sich die vorliegende Erfindung gemäß der ersten Alternative dadurch aus, dass die Dichtungsvorrichtung wenigstens einen an dem umlaufenden Maschinenelement angeordneten Dichtkörper aufweist, dass der Dichtkörper wenigstens einen zumindest abschnittsweise an dem umlaufenden Maschinenelement anliegenden ersten Dichtabschnitt und zumindest einen sich abdichtend gegen das ortsfeste Maschinenelement bewegenden zweiten Dichtabschnitt aufweist, wobei der zweite Dichtabschnitt zumindest durch wenigstens eine erste Dichtlippe und wenigstens eine zweite Dichtlippe gebildet ist und wobei zwischen der wenigstens einen ersten und der wenigstens einen zweiten Dichtlippe ein Ringkanal zur Aufnahme eines Sperrmediums ausgebildet ist. Vorteilhaft kann das Sperrmedium als Dampf, insbesondere Wasserdampf oder anderes Medium mit Sterilisationswirkung wie beispielsweise H2O2, ausgebildet sein. Damit kann die Dichtungsvorrichtung mittels des Ringkanals eine Dampfsperre ausbilden.
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Insbesondere zeichnet sich die vorliegende Erfindung gemäß der weiteren Alternative dadurch aus, dass die Dichtungsvorrichtung wenigstens einen an dem ortsfesten Maschinenelement angeordneten Dichtkörper aufweist, dass der Dichtkörper wenigstens einen zumindest abschnittsweise an dem ortsfesten Maschinenelement anliegenden ersten Dichtabschnitt und zumindest einen sich abdichtend gegen das umlaufende Maschinenelement bewegenden zweiten Dichtabschnitt aufweist, wobei der zweite Dichtabschnitt zumindest durch wenigstens eine erste Dichtlippe und wenigstens eine zweite Dichtlippe gebildet ist und wobei zwischen der wenigstens einen ersten und der wenigstens einen zweiten Dichtlippe ein Ringkanal zur Aufnahme eines Sperrmediums ausgebildet ist.
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Besonders vorteilhaft wird durch die Ausbildung der erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung der beiden gleichwertigen Alternativen mit einem Dichtköper, bei dem an dem zweiten Dichtabschnitt die wenigstens eine erste Dichtlippe und wenigstens eine zweite Dichtlippe vorgesehen ist und wobei zwischen der wenigstens einen ersten und der wenigstens einen zweiten Dichtlippe ein Ringkanal zur Aufnahme eines Sperrmediums ausgebildet ist, eine Dichtungsvorrichtung geschaffen, die störunanfällig und gleichzeitig einfach zu warten ist. Insbesondere sind im Unterschied zum Stand der Technik keine zwei separaten Dichtringe mehr notwendig, da erfindungsgemäß an dem zweiten Dichtabschnitt die wenigstens eine erste Dichtlippe und wenigstens eine zweite Dichtlippe vorgesehen sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet eine effektive Abdichtung und ermöglicht gleichzeitig eine flexible Anpassung an unterschiedliche konstruktive Ausgestaltungen der Vorrichtung.
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Auch kann vorgesehen sein, dass an dem zweiten Dichtabschnitt zwei, drei oder vier erste Dichtlippen und zwei, drei oder vier zweite Dichtlippen vorgesehen sind. In anderen Worten können also an dem zweiten Dichtabschnitt auch mehrere erste Dichtlippen und mehrere zweite Dichtlippen vorgesehen sein. Durch das Vorsehen von mehreren ersten und zweiten Dichtlippen kann die Abdichtungsfunktion der Dichtungsvorrichtung nochmals weitergehend verbessert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper einteilig ausgebildet ist. Die einteilige Konstruktion des Dichtkörpers kann die Herstellungskosten noch weitergehend reduzieren, da weniger Montage- und Verbindungsaufwand erforderlich ist. Zudem erleichtert eine einteilige Ausgestaltung des Dichtkörpers dessen Wartung und den Austausch, da keine komplexen Demontage- und Montageprozesse notwendig sind. Ferner minimiert die einteilige Bauweise das Risiko von Undichtigkeiten an den Verbindungsstellen, was die Zuverlässigkeit der gesamten Dichtungsvorrichtung erhöht. Auch reduziert oder verhindert die einteilige Bauweise des Dichtkörpers Montagefehler, wie etwa eine mögliche falsche Anordnung der Dichtlippen gegenüber der zweiteiligen Lösung. Vorteilhaft kann der einteilige Dichtkörper durch Formgebungsverfahren, wie beispielsweise Spritzgussverfahren, hergestellt sein. Somit trägt die einteilige Struktur bzw. Ausgestaltung des Dichtkörpers dazu bei, die Effizienz, Wartungsfreundlichkeit und Zuverlässigkeit der Dichtungsvorrichtung insgesamt zu verbessern.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper mehrteilig ausgebildet ist. Komplexe Geometrien und spezifische Anforderungen der abzudichtenden Stellen sind somit besonders einfach zu realisieren. Dabei können die unterschiedlichen Bauteile bzw. Komponenten des Dichtkörpers modular gestaltet und einzeln austauschbar ausgebildet sein, was insbesondere die Wartung erleichtert und die Gesamtkosten der Dichtungsvorrichtung senkt, wenn nicht der gesamte Dichtkörper, sondern nur einzelne Bauteile getauscht werden müssen. Auch wird durch Mehrteiligkeit des Dichtkörpers eine Verwendung unterschiedlicher Materialien für verschiedene Bauteile bzw. Komponenten des Dichtkörpers ermöglicht, was eine Optimierung von Materialeigenschaften entsprechend den spezifischen Anforderungen jeder Komponente des Dichtkörpers sicherstellt. Ferner können bei einer Mehrteiligkeit des Dichtkörpers für die einzelnen Bauteile bzw. Komponenten jeweils präzise und für das einzelne Bauteil vorteilhafte Fertigungs- und Herstellungsverfahren genutzt werden, um sicherzustellen, dass jedes Bauteil bzw. jede Komponente des Dichtkörpers genau den spezifischen Anforderungen entspricht.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper ringförmig als Dichtprofil mit einer im Wesentlichen C-förmigen oder U-förmigen Querschnittsform ausgebildet ist. Durch die im Wesentlichen C-förmigen oder U-förmigen Querschnittsform des Dichtkörpers kann sich dieser gut an unterschiedliche Oberflächenkonturen angepasst und bleibt gleichzeitig jedoch ausreichend flexibel, um Bewegungen zwischen den Maschinenelementen der Vorrichtung auszugleichen. Auch kann durch den C- oder U-förmigen Querschnitt der Dichtkörper mit geringerer Reibung gegen das ortsfeste Maschinenelement bewegt werden, was zu einer verbesserten Lebensdauer der Dichtvorrichtung führt. Die ringförmige Struktur des Dichtkörpers erleichtert die Montage des Dichtkörpers, insbesondere bei Anwendungen, bei denen der Dichtkörper um das umlaufende Maschinenelement gelegt werden muss. Der ringförmige Dichtkörper kann aus elastischen Materialien wie Gummi und/oder Kunststoff hergestellt sein. Die ringförmige Struktur des Dichtkörpers mit C- oder U-förmigem Querschnitt ermöglicht eine effektive Abdichtung und Anpassungsfähigkeit der Dichtungsvorrichtung an unterschiedlichste Anwendungen.
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Dabei kann der als ringförmiges Dichtprofil ausgebildete Dichtkörper einen Innendurchmesser und einen Außendurchmesser aufweisen, wobei für den Innendurchmesser und den Außendurchmesser in Abhängigkeit der Verwendung der Dichtungsvorrichtung unterschiedliche Abmessungswerte vorgesehen sein können. Beispielweise können die Abmessungswerte des Innen- und Außendurchmessers des Dichtkörpers bei Verwendung der Dichtungsvorrichtung zur Abdichtung einer Verstelleinheit derart bemessen sein, dass der Innendurchmesser zwischen 15 mm und 25 mm, vorzugsweise im Wesentlichen 20 mm, beträgt und der Außendurchmesser zwischen 25 mm und 35 mm, vorzugsweise im Wesentlichen 30 mm. Alternativ können die Abmessungswerte des Innen- und Außendurchmessers des Dichtkörpers bei Verwendung der Dichtungsvorrichtung zur Abdichtung einer Medienzuführung derart bemessen sein, dass der Innendurchmesser zwischen 80 mm und 100 mm, vorzugsweise im Wesentlichen 90 mm, beträgt und der Außendurchmesser zwischen 100 mm und 120 mm, vorzugsweise im Wesentlichen 110 mm. Nochmals alternativ können die Abmessungswerte des Innen- und Außendurchmessers des Dichtkörpers bei Verwendung der Dichtungsvorrichtung zur Abdichtung gegenüber einem unsterilen Umgebungsraum derart bemessen sein, dass der Innendurchmesser zwischen 260 mm und 290 mm, vorzugsweise im Wesentlichen 272 mm, beträgt und der Außendurchmesser zwischen 290 mm und 310 mm, vorzugsweise im Wesentlichen 300 mm. Nochmals alternativ können die Abmessungswerte des Innen- und Außendurchmessers des Dichtkörpers bei Verwendung der Dichtungsvorrichtung zur Abdichtung einer Sternwelle derart bemessen sein, dass der Innendurchmesser zwischen 120 mm und 140 mm, vorzugsweise im Wesentlichen 130 mm, beträgt und der Außendurchmesser zwischen 140 mm und 160 mm, vorzugsweise im Wesentlichen 150 mm. Nochmals alternativ können die Abmessungswerte des Innen- und Außendurchmessers des Dichtkörpers bei Verwendung der Dichtungsvorrichtung zur Abdichtung eines Transfersterns derart bemessen sein, dass der Innendurchmesser zwischen 90 mm und 110 mm, vorzugsweise im Wesentlichen 100 mm, beträgt und der Außendurchmesser zwischen 110 mm und 130 mm, vorzugsweise im Wesentlichen 120 mm.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper einen die erste Dichtlippe aufweisenden ersten Lippenabschnitt, einen die zweite Dichtlippe aufweisenden zweiten Lippenabschnitt sowie einen die Lippenabschnitte verbindenden Basisabschnitt umfasst, wobei der Basisabschnitt dem umlaufenden Maschinenelement oder dem ortsfesten Maschinenelement zugewandt ist und zumindest teilweise den ersten Dichtabschnitt bildet. Die mehreren Lippenabschnitte ermöglichen eine optimierte Dichtungsleistung, da einzelnen Lippenabschnitte beispielsweise unterschiedliche Funktionen erfüllen können. Die erste und zweite Dichtlippe kann sich beispielsweise effektiver an das umlaufende Maschinenelement oder dem ortsfesten Maschinenelement anpassen, während der Basisabschnitt die Bewegungen gegenüber dem ortsfesten Maschinenelement oder dem umlaufenden Maschinenelement abdichtet. Durch den geteilten Aufbau des Dichtkörpers kann der Dichtkörper flexibel auf Bewegungen reagieren und sich an verschiedene Geometrien anpassen. Jeder Abschnitt des Dichtkörpers, d.h. der erste und/oder zweite Lippenabschnitt und/oder der Basisabschnitt, kann aus einem Material mit spezifischen Eigenschaften hergestellt werden, um den Anforderungen an Elastizität, Abriebfestigkeit oder Temperaturbeständigkeit gerecht zu werden. Somit ermöglicht diese Ausführungsvariante der Vorrichtung mit mehreren Lippenabschnitten eine nochmals weitergehende präzisere Anpassung an die spezifischen Anforderungen der Dichtungsvorrichtung, was zu einer verbesserten Dichtungsleistung und Langlebigkeit der Dichtungsvorrichtung führt.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Lippenabschnitte und der Basisabschnitt als separate, jedoch miteinander verbundene Bauteile ausgebildet sind. Die separate Ausgestaltung der Lippenabschnitte sowie des Basisabschnittes ermöglicht eine modulare Gestaltung der Dichtungsvorrichtung, wodurch die Lippenabschnitte und der Basisabschnitt als eigenständige Bauteile hergestellt und kombiniert werden können. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Lippenabschnitte und der Basisabschnitt aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, derart, dass vorzugsweise jeweils optimale Eigenschaften für ihre spezifischen Funktionen erreichbar sind. Beispielsweise können die Eigenschaften der Materialien hinsichtlich unterschiedlicher Härtegrade, Elastizitäten oder Temperaturbeständigkeiten optimiert werden. Durch die separate Fertigung und Verbindung der Bauteile kann die Montage vereinfacht werden, insbesondere, wenn unterschiedliche Materialien oder Herstellungsprozesse erforderlich sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Lippenabschnitte und der Basisabschnitt verschraubt, verklebt, verlötet, verschweißt und/oder mittels spezieller Steckverbindungen, insbesondere Nut-Feder-Verbindungen, miteinander verbunden sind.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die erste und die zweite Dichtlippe durch jeweilige Dichtlippen-Endabschnitte des Dichtkörpers gebildet sind und jede Dichtlippe ein jeweiliges freies Ende aufweist, wobei die freien Enden der Dichtlippen einander zugewandt sind. Mehr im Detail kann vorgesehen sein, dass die erste und die zweite Dichtlippe in dem jeweiligen Dichtlippen-Endabschnitt gewölbt oder gewinkelt/geknickt ausgebildet ist. Durch die Gestaltung der freien Enden der Dichtlippen, beispielsweise in gewölbter oder gewinkelter Form, kann eine effektive Abdichtung gegenüber dem ortsfesten Maschinenelement erreicht werden, indem damit der Kontakt mit dem ortsfesten Maschinenelement optimiert ist. Dies insbesondere deshalb, da die gewölbte oder gewinkelte Form der Dichtlippen-Endabschnitte eine bessere Anpassung an die Konturen des ortsfesten Maschinenelements ermöglicht, was zu einer verbesserten Abdichtung beiträgt. Die Formgebung der freien Enden der ersten und zweiten Dichtlippe tragen dazu bei, die Effizienz der Dichtungsvorrichtung nochmals weitergehen zu verbessern und diese an unterschiedliche Gegebenheiten anzupassen.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass sich die freien Enden der Dichtlippen unter einer Vorspannung gegen eine Umfangsfläche des umlaufenden Maschinenelements oder des ortsfesten Maschinenelements abstützen. Die Vorspannung der freien Enden der Dichtlippen gegen die Umfangsfläche des ortsfesten Maschinenelements umlaufenden Maschinenelements trägt nochmals zu einer effektiven Abdichtung bei. Durch die Vorspannung bleibt ein kontinuierlicher Kontakt zwischen den Dichtlippen und dem ortsfesten bzw. umlaufenden Maschinenelement erhalten, und dies selbst bei dynamischen Betriebsbedingungen. Auch minimiert die Vorspannung mögliche herstellungs- oder betriebsbedingten Spalte oder Lücken zwischen den Dichtlippen und der Umfangsfläche des ortsfesten bzw. umlaufenden Maschinenelements, was das Risiko von einer Leckage weitergehend reduziert. Die Implementierung einer Vorspannung der freien Enden der Dichtlippen stellt somit wirkungsvoll sicher, dass die Dichtungsvorrichtung unter verschiedenen Bedingungen eine effektivere und zuverlässigere Abdichtung gewährleistet.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der mehrteilige Dichtkörper ein Verstärkungselement aufweist, wobei das Verstärkungselement insbesondere im Bereich des ersten Dichtabschnitts angeordnet ist. Das Verstärkungselement trägt zur Verbesserung der strukturellen Steifigkeit des Dichtkörpers bei, insbesondere im Bereich des ersten Dichtabschnitts, bei. Durch das Verstärkungselement wird die Lebensdauer der Dichtungsvorrichtung erhöht, indem es auch dazu beiträgt, Deformationen oder Verschleiß in einem kritischen Bereich der Dichtungsvorrichtung zu minimieren. Auch kann die strukturelle Unterstützung durch das Verstärkungselement dazu beitragen, die Abdichtungsfunktion des ersten Dichtabschnitts zu verbessern.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Verstärkungselement den die Lippenabschnitte verbindenden Basisabschnitt bildet. Das Verstärkungselement, das den Basisabschnitt bildet, bietet eine besonders robuste strukturelle Steifigkeit, insbesondere im Bereich, der die Lippenabschnitte verbindet. Das Verstärkungselement kann insbesondere aus einem metallischen Material ausgeführt sein, und damit aus einem Material mit hoher mechanischer Festigkeit.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass im ersten Dichtabschnitt wenigstens eine den Dichtabschnitt durchdringende Durchgangsbohrung zum Zu- und/oder Abführen des Sperrmediums in den/aus dem Ringkanal vorgesehen ist. Die Durchgangsbohrungen ermöglichen eine kontrollierte Zufuhr und/oder Abfuhr des Sperrmediums im Bereich des ersten Dichtabschnitts auch während des Betriebs der Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern. Ferner vorteilhaft kann über die Durchgangsbohrungen auch eine Medienzufuhr aus dem stationären Maschinenteil erfolgen. Vorzugsweise ist die Größe, Form und Anzahl der Durchgangsbohrung in Abhängigkeit von den Anforderungen an das Sperrmedium, beispielsweise die Menge pro Zeiteinheit des den Ringkanal durchströmenden Sperrmediums, also der Zirkulation des Sperrmediums, angepasst. Die Integration von Durchgangsbohrungen im ersten Dichtabschnitt ermöglicht somit eine einfache Zu- und/oder Abführung des Sperrmediums aus dem Ringkanal.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass zumindest die erste und die zweite Dichtlippe aus einem thermoplastischen Polymer, insbesondere aus PTFE oder einem PTFE-Compound, hergestellt sind. Thermoplastische Polymere wie PTFE weisen eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber verschiedenen Medien auf, was die Dichtungsvorrichtung besonders widerstandfähig, wartungsarm und langlebig werden lässt. Ferner weist PTFE eine hohe Temperaturbeständigkeit auf, wodurch die Dichtlippen auch bei hohen Temperaturen formstabil bleiben und ihre abdichtende Wirkung gegenüber dem ortsfesten Maschinenelement beibehalten. Schließlich haben thermoplastische Polymere auch gute Gleiteigenschaften, was dazu beiträgt, die Reibung zu reduzieren und die Lebensdauer der Dichtungsvorrichtung verbessert. Die Verwendung von thermoplastischem Polymer wie PTFE für die Dichtlippen bietet eine robuste Lösung mit ausgezeichneter chemischer Beständigkeit und Temperaturstabilität, was zu einer langlebigen und effizienten Dichtungsvorrichtung führt.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass im Bereich des ersten Dichtabschnittes ferner wenigstens zwei Dichtringelemente angeordnet sind, die dichtend an dem umlaufenden Maschinenelement oder dem ortsfesten Maschinenelement anliegen. Die Dichtringelemente im Bereich des ersten Dichtabschnitts tragen zur Schaffung einer zusätzlichen statischen Abdichtung bei, indem sie sicherstellen, dass keine Medien zwischen dem Dichtkörper und dem umlaufenden bzw. ortsfesten Maschinenelement entweichen können. Die Anordnung von Dichtringelementen erhöht auch die axiale Stabilität bzw. bewirkt eine axiale Abstützung der Dichtungsvorrichtung an dem umlaufenden bzw. ortsfesten Maschinenelement. Dies kann die strukturelle Integrität verbessern und sicherstellen, dass die Dichtlippen ihre optimale Position beibehalten. Die Dichtringelemente können als O-Ring-Dichtungen ausgebildet sein, die in den ersten Dichtabschnitt eingepresst sind.
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Die Verwendung von Dichtringelementen im Bereich des ersten Dichtabschnitts verbessert somit nochmals weitergehend die statische Abdichtungsfunktion der Dichtungsvorrichtung und trägt gleichzeitig zur Erhöhung der axialen Stabilität des Dichtkörpers bei.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Ringkanal des Dichtkörpers bezogen auf seine geometrische Form und Größe derart ausgebildet ist, dass eine Querschnittsfläche des Ringkanals zwischen mindestens 25 % und höchstens 90 % einer Gesamtquerschnittsfläche des Dichtkörpers einnimmt. Es hat sich herausgestellt, dass damit eine ausreichende Menge an Sperrmedium durch den Ringkanal für die Dichtungsvorrichtung bereitgestellt werden kann, andererseits aber die Dichtungsvorrichtung noch eine hohe mechanische Festigkeit und effektive Dichtungswirkung auch langfristig sicherstellt.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das umlaufende Maschinenelement ein rotierender Medienverteiler ist, an den mehrere, vorzugsweise verschwenkbar gelagerte Zuführrohre zum Einbringen eines Mediums in die Behälter angeschlossen sind. Der Medienverteiler kann dazu ausgebildet sein, verschiedene Medien an die Behälter zu führen. Hierfür kann vorgesehen sein, dass der Medienverteiler zur Zuführung eines Sterilisationsmediums, insbesondere von H2O2, ausgebildet ist, welches zur Sterilisation von Behältern dient. Ferner kann der Medienverteiler kumulativ oder alternativ auch zum Zuführen von Sterilgas, insbesondere von Sterilluft, ausgebildet sein, welche zum Aktivieren und/oder Trocknen des Sterilisationsmediums in den Behältern dient. Der rotierende Medienverteiler kann mit mehreren Zuführrohren verbunden sein, die verschwenkbar ausgebildet sein können. Diese Zuführrohre sind vorzugsweise verschwenkbar gelagert, was eine Flexibilität in der Positionierung und Ausrichtung der an dem Medienverteiler angeschlossenen Zuführrohre ermöglicht.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das umlaufende Maschinenelement mehrere Halteelemente zum Abstützen der Behälter an deren Neckring und/oder zum bodenseitigen Abstützen der Behälter aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass die Halteelemente als aktive und/oder passive Greiferelemente ausgebildet sind. Auch kann vorgesehen sein, dass die Halteelemente als Neckringhalter, vorzugsweise als gabelförmige Neckringhalter, ausgebildet sind. Bevorzugt sind die Halteelemente für eine hängende Halterung der Behälter an einem die Behälteröffnung bildenden Behälterhals und/oder an einem dortigen Ring oder Flansch (Neckring) ausgebildet. Auch können die Haltelemente als Taschen, vorzugsweise kegelstumpfförmige Taschen, in einem Sternelement ausgebildet sein. Die Halteelemente sind also dazu ausgebildet, die Behälter zu halten und/oder abzustützen.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass eine Zuführleitung zum Zuführen des Sperrmediums in den Ringkanal und eine Abführleitung zum Abführen des Sperrmediums aus dem Ringkanal vorgesehen sind, wobei die Zuführleitung und die Abführleitung derart mit dem Ringkanal verbunden sind, dass der Ringkanal zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, vom Sperrmedium durchströmbar ist. Durch diese spezifische Fluidführung wird sichergestellt, dass der Dichtkörper kontinuierlich mit dem notwendigen Sperrmedium versorgt wird, um seine Dichtungsfunktion optimal zu erfüllen. Gleichzeitig ermöglicht die Abführleitung eine effektive Regeneration und wirkungsvollen Austausch des Sperrmediums, wenn dies erforderlich ist.
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Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Zuführleitung und die Abführleitung im ortsfesten Maschinenelement ausgebildet sind. Besonders vorteilhaft ist die Zuführungsleitung und/oder die Abführleitung als Bohrung in dem ortsfesten Maschinenelement ausgebildet Die Integration der Zuführ- und Abführleitungen als Bohrungen im ortsfesten Maschinenelement ermöglicht eine platzsparende Bauweise ohne externe Zu- oder Abführleitungen. Dies ist besonders wichtig, um den verfügbaren Bauraum effektiv zu nutzen und die Gesamtabmessungen der Vorrichtung zu minimieren. Das Vorsehen der Zuführleitung und die Abführleitung im ortsfesten Maschinenelement ermöglicht ferner einen problemlosen Zugang zu diesen Leitungen, da diese an einem unbewegten Bauteil der Vorrichtung vorgesehen sind. Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass die Zuführleitung und die Abführleitung im umlaufenden Maschinenelement ausgebildet sind. Besonders vorteilhaft ist die Zuführungsleitung und/oder die Abführleitung als Bohrung in dem umlaufenden Maschinenelement ausgebildet. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die die Zuführleitung und/oder die Abführleitung mit der Durchgangsbohrung der ersten Dichtabschnitts verbunden ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- beispielhaft und stark vereinfacht eine Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern der ersten Alternative der Erfindung;
- Fig. 2
- beispielhaft und stark vereinfacht eine weitere Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern der ersten Alternative der Erfindung;
- Fig. 3
- beispielhaft und stark vereinfacht eine nochmals weitere Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern der ersten Alternative der Erfindung;
- Fig. 4
- beispielhaft und stark vereinfacht eine Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern der weiteren Alternative der Erfindung;
- Fig. 5
- beispielhaft und stark vereinfacht eine weitere Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern der weiteren Alternativen der Erfindung;
- Fig. 6
- beispielhaft und stark vereinfacht eine nochmals weitere Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern der weiteren Alternative der Erfindung;
- Fig. 7
- beispielhaft und stark vereinfacht eine nochmals weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern;
- Fig. 8
- beispielhaft und stark vereinfacht eine nochmals weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern.
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Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren, soweit zweckdienlich, identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersichtlichkeit halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Auch ist die Erfindung in den Figuren nur als schematische Ansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise dargestellt. Insbesondere dienen die Darstellungen in den Figuren nur der Erläuterung des grundlegenden Prinzips der Erfindung.
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In den Figuren 1 bis 3 ist dabei die erste Alternative der Erfindung gezeigt, während die Figuren 4 bis 6 die weitere, gleichwertige Alternative der Erfindung darstellen.
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Mehr im Detail ist in den Figuren 1 bis 3 schematisch stark vereinfacht eine Vorrichtung 1 zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern darstellt. Die Vorrichtung 1 umfasst hierbei ein ortsfestes Maschinenelement 3, ein umlaufendes Maschinenelement 2 und eine Dichtungsvorrichtung 4 zum Abdichten eines Zwischenraums zwischen dem umlaufenden und dem ortsfesten Maschinenelement 2, 3, wobei die Dichtungsvorrichtung 4 wenigstens einen vorzugsweise mitrotierend an dem umlaufenden Maschinenelement 2 angeordneten Dichtkörper 5 aufweist.
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Der Dichtkörper 5 weist ferner wenigstens einen zumindest abschnittsweise an dem umlaufenden Maschinenelement 2 anliegenden ersten Dichtabschnitt 6 und zumindest einen sich abdichtend gegen das ortsfeste Maschinenelement 3 bewegenden zweiten Dichtabschnitt 7 auf.
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Der zweite Dichtabschnitt 7 ist dabei zumindest durch wenigstens eine erste Dichtlippe 8 und wenigstens eine zweite Dichtlippe 9 gebildet ist und wobei zwischen der wenigstens einen ersten und der wenigstens einen zweiten Dichtlippe 8, 9 ein Ringkanal 10 zur Aufnahme eines Sperrmediums ausgebildet ist. Bei dem Sperrmedium kann sich vorzugsweise um Wasserdampf, insbesondere lebensmittelgeeigneten Wasserdampf, handeln.
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Wie bereits erwähnt, zeigen im Vergleich zu den Figuren 1 bis 3 die Figuren 3 bis 6 die weitere, gleichwertige Alternative der Erfindung. Mehr im Detail ist hierin die Vorrichtung 1 zum Behandeln und/oder zum Transportieren von Behältern dargestellt, bei der unterschiedlich zu den Figuren 1 bis 3 die Dichtungsvorrichtung 4 wenigstens einen an dem ortsfesten Maschinenelement 3 angeordneten Dichtkörper 5 aufweist. Ferner weist in dieser Alternative der Figuren 3 bis 6 der Dichtkörper 5 wenigstens einen zumindest abschnittsweise an dem ortsfesten Maschinenelement 3 anliegenden ersten Dichtabschnitt 6 und zumindest einen sich abdichtend gegen das umlaufende Maschinenelement 2 bewegenden zweiten Dichtabschnitt 7 auf.
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Werden nachfolgend einzelne Merkmale der Erfindung beispielhaft nur anhand einer Alternative erläutert, so gelten diese Ausführungen selbstredend auch sinngemäß für die weitere, gleichwertige Alternative.
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Wie aus der Figur 1 bzw. 4 ersichtlich ist, kann der Dichtkörper 5 der Dichtungsvorrichtung 4 einteilig ausgebildet sein. Die Figuren 2 und 3 bzw. 5 und 6 zeigen dabei eine Ausführungsvariante des Dichtkörpers 5, bei der dieser mehrteilig ausgebildet ist.
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Vorteilhaft kann der Dichtkörper 5 ringförmig als Dichtprofil mit einer im Wesentlichen C-förmigen oder U-förmigen Querschnittsform ausgebildet sein. Dabei kann der Dichtkörper 5 einen die erste Dichtlippe 8 aufweisenden ersten Lippenabschnitt 12, einen die zweite Dichtlippe 8 aufweisenden zweiten Lippenabschnitt 13 sowie einen die Lippenabschnitte 12, 13 verbindenden Basisabschnitt 14 umfassen, wobei der Basisabschnitt 14 dem umlaufenden Maschinenelement 2 (vgl. Figuren 1 bis 3) oder dem ortsfesten Maschinenelement 3 (vgl. Figuren 4 bis 6) zugewandt ist und zumindest teilweise den ersten Dichtabschnitt 6 bildet. Die Lippenabschnitte 12, 13 und der Basisabschnitt 14 können als separate, jedoch miteinander verbundene Bauteile ausgebildet sein
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Mehr im Detail sind die erste und die zweite Dichtlippe 8, 9 durch jeweilige Dichtlippen-Endabschnitte 8.1, 9.1 des Dichtkörpers 5 gebildet und jede Dichtlippe 8, 9 weist ein jeweiliges freies Ende 8', 9' auf. Diese freien Enden 8', 9' der Dichtlippen 8, 9 können einander zugewandt sein. Dabei können die Dichtlippen-Endabschnitte 8.1, 9.1 des Dichtkörpers 5 gewölbt oder gewinkelt oder geknickt ausgebildet sein. Auch können sich die freien Enden 8', 9' der Dichtlippen 8, 9 unter einer Vorspannung gegen eine Umfangsfläche des umlaufenden Maschinenelements 2 (vgl. Figuren 4 bis 6) oder des ortsfesten Maschinenelements 3 (vgl. Figuren 1 bis 3) abstützen. Auch kann zumindest die erste und die zweite Dichtlippe 8, 9 aus einem thermoplastischen Polymer, insbesondere aus PTFE oder einem PTFE-Compound, hergestellt sein.
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Wie aus den Figuren 2 und 3, bzw. 5 und 6 ersichtlich ist, kann der mehrteilige Dichtkörper 5 auch ein Verstärkungselement 11 aufweisen, wobei das Verstärkungselement 11 insbesondere im Bereich des ersten Dichtabschnitts 6 angeordnet ist. Hierbei kann das Verstärkungselement 11 den die Lippenabschnitte 12, 13 verbindenden Basisabschnitt 14 bilden.
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Gemäß einer insbesondere in den Figuren 3 und 6 gezeigten Ausführungsvariante kann im ersten Dichtabschnitt 6 wenigstens eine den Dichtabschnitt 6 durchdringende Durchgangsbohrung 15 zum Zu- und/oder Abführen des Sperrmediums in den/aus dem Ringkanal 10 vorgesehen sein.
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Auch können im Bereich des ersten Dichtabschnittes 6 ferner wenigstens zwei Dichtringelemente 16 angeordnet sein, die dichtend an dem umlaufenden Maschinenelement 2 (vgl. Figuren 1 bis 3) oder dem ortsfesten Maschinenelement 3 (vgl. Figuren 4 bis 6) anliegen.
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Der Ringkanal 10 des Dichtkörpers 5 kann bezogen auf seine geometrische Form und Größe derart ausgebildet sein, dass eine Querschnittsfläche des Ringkanals 10 zwischen mindestens 25 % und höchstens 90 % einer Gesamtquerschnittsfläche des Dichtkörpers 5 einnimmt. Hierbei kann eine Zuführleitung 17 zum Zuführen des Sperrmediums in den Ringkanal 10 und eine Abführleitung 18 zum Abführen des Sperrmediums aus dem Ringkanal 10 vorgesehen sein, wobei die Zuführleitung 17 und die Abführleitung 18 derart mit dem Ringkanal 10 verbunden sind, dass der Ringkanal 10 vom Sperrmedium durchströmbar ist.
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Dabei sind in den Figuren 1 und 3 exemplarisch eine Zuführleitung 17 dargestellt und in den Figuren 4 und 6 eine Abführleitung 18. In den Figuren ist dabei mittels Pfeilen in den Zu- und Abführleitungen 17 und 18 jeweils die Fließrichtung des Sperrmediums angedeutet. Wie aus den Figuren ersichtlich, kann die Zuführleitung 17 im ortsfesten Maschinenelement 3 oder im umlaufenden Maschinenelement 2 ausgebildet sein. Auch die Abführleitung 18 kann im ortsfesten Maschinenelement 3 oder im umlaufenden Maschinenelement 2 ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist dabei sowohl die Zuführleitung 17 als auch die Abführleitung 18 jeweils im ortfesten Maschinenelement 3 vorgesehen. Wie insbesondere in der Ausführungsvariante der Figuren 7 und 8 dargestellt, kann die Zuführleitung 17 und/oder die Abführleitung 18 als Bohrung im jeweiligen Maschinenelement, also im ortsfesten Maschinenelement 3 oder im umlaufenden Maschinenelement 2, ausgebildet sein. Weist der erste Dichtabschnitt 6 wenigstens eine den Dichtabschnitt 6 durchdringende Durchgangsbohrung 15 auf, so ist die Zuführleitung 17 und/oder Abführleitung 18 über die Durchgangsbohrung 15 mit dem Ringkanal 10 verbindbar.
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Die Figur 7 zeigt dabei eine Ausführungsvariante der Vorrichtung 1, bei das umlaufende Maschinenelement 2 mehrere, nur sehr grob schematisch angedeutete Halteelemente 20 zum Abstützen der Behälter an deren Neckring und/oder zum bodenseitigen Abstützen der Behälter aufweist. Dabei kann die Vorrichtung 1 als eine Behälterbehandlungsmaschine umlaufender Bauart mit einem um eine vertikale Maschinenachse MA umlaufend antreibbaren Transportelement in Form eines Rotors RT als umlaufendes Maschinenelement 2 ausgebildet sein. Insbesondere ist hierbei eine Dichtungsvorrichtung 4 vorgesehen, die einen an dem ortsfesten Maschinenelement 3 angeordneten ringförmigen Dichtkörper 5 aufweist.
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Die Figur 8 zeigt dabei eine Ausführungsvariante der Vorrichtung 1, bei der das umlaufende Maschinenelement 2 ein rotierender Medienverteiler ist, an den mehrere, vorzugsweise verschwenkbar gelagerte und in Figur 8 nur grob schematisch angedeutete Zuführrohre 22 zum Einbringen eines Mediums in die Behälter angeschlossen sind. Beispielsweise kann der rotierenden Medienverteiler eine Baugruppe eines Sterilisators sein. Wie insbesondere in der Figur 8 ersichtlich, kann dabei im unteren Bereich der Vorrichtung 1 eine Dichtungsvorrichtung 4 vorgesehen sein, die einen an dem ortsfesten Maschinenelement 3 angeordneten ringförmigen Dichtkörper 5 aufweist, während im oberen Bereich der Vorrichtung 1 eine weitere Dichtungsvorrichtung 4 vorgesehen ist, die einen an dem umlaufenden Maschinenelement 2 angeordneten, ringförmigen Dichtkörper 5 aufweist. Damit ist das als rotierender Medienverteiler ausgebildete umlaufende Maschinenelement 2 im unteren und oberen Bereich jeweils gegenüber einem ortsfesten Maschinenelement 3 abgedichtet. Wie man am Beispiel des rotierenden Medienverteilers der Figur 8 auch erkennen kann, dichtet die Dichtungsvorrichtung 4 hierbei einen aseptischen Hygieneraum H der Vorrichtung 1 gegenüber einem unsterilen Umgebungsraum U ab.
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Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.