EP3630672A1 - Statormodul für einen linearantrieb einer behälterbehandlungsmaschine - Google Patents

Statormodul für einen linearantrieb einer behälterbehandlungsmaschine

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Publication number
EP3630672A1
EP3630672A1 EP18723479.4A EP18723479A EP3630672A1 EP 3630672 A1 EP3630672 A1 EP 3630672A1 EP 18723479 A EP18723479 A EP 18723479A EP 3630672 A1 EP3630672 A1 EP 3630672A1
Authority
EP
European Patent Office
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stator module
housing
stator
media supply
linear drive
Prior art date
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Pending
Application number
EP18723479.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Neubauer
Hartmut Davidson
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Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3630672A1 publication Critical patent/EP3630672A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C2003/228—Aseptic features
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/08—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium circulating wholly within the machine casing

Definitions

  • Stator module for a linear drive of a container treatment machine
  • the present invention relates to a stator module for a linear drive according to claim 1 and to a container treatment machine comprising a corresponding linear drive according to claim 7 and a method for operating a container treatment machine according to claim 10.
  • Linear drives and in particular long-stator systems are known from the prior art.
  • DE 10 2014 102 630 A1 shows a long-stator system which can be used in connection with the hygienic filling of products and thus also in the beverage-processing industry.
  • the actual drive outside a clean room in which the filling takes place whereas the interior of the clean room or insulator can be kept sterile. Since the engine is physically separated from the area where the filling takes place, it does not come into contact with any cleaning media or even the product.
  • the drive typically also extends or extends through the fill area.
  • Such arrangements entail that at least some components, such as here the engine, can be affected by contamination, which can lead to problems and undesirable downtimes, especially in the beverage processing industry.
  • the technical problem to be solved is thus to provide a stator module for a linear drive, in particular a long-stator drive, a container treatment machine, which is better protected against environmental influences and yet can be produced as inexpensively.
  • Previous options for the isolation of the components are complicated and expensive. solution
  • stator module according to claim 1 and the container treatment machine with a linear drive, comprising such a stator module, according to claim 7 and the method for operating a container treatment machine according to claim 10.
  • Advantageous developments of the invention are disclosed in the subclaims.
  • the stator module according to the invention for a linear drive of a container treatment machine in the beverage processing industry comprises a housing in which a core and at least one coil are arranged, wherein the stator module comprises a media supply for supplying a gas into the interior of the housing and the media supply is formed, the interior of the housing to apply an overpressure.
  • the stator module comprises a media supply for supplying a gas into the interior of the housing and the media supply is formed, the interior of the housing to apply an overpressure.
  • control electronics of the stator module is arranged in the housing. Even these sensitive components can be protected from contamination.
  • the core is or comprises steel and / or at least two coils are disposed in the housing. Insulation of the core and coils from the outside environment and in particular the wetting with liquids is particularly advantageous in this case, since all materials are electrically conductive, which could otherwise lead to short circuits when introducing liquid.
  • the housing comprises a base body of a first material and an enclosure of a second material.
  • the main body is here to understand a substantially U-shaped, preferably metallic region in which at least the coil and the core are arranged.
  • the main body is preferably surrounded on all sides by the enclosure. This may be in one piece (for example, from a material cast around the main body) or from several miteinan- consist of screwed, glued or otherwise connected parts.
  • VA2 stainless steel
  • VA2 is particularly suitable as a material.
  • This may be metallic or non-metallic materials, in particular plastic, and the materials for the body and the enclosure may also be different from each other. Since the interior is already sufficiently protected from the ingress of liquids by the application of the overpressure, these materials also need not necessarily be rust-resistant, since the ingress of liquids through small openings, which can form during the oxidation of metals over time, by the overpressure is avoided.
  • the first material is aluminum or stainless steel and the second material is stainless steel. Since the enclosure comes into contact with liquids, the use of stainless steel may be particularly advantageous here to prevent at least excessive oxidation.
  • the use of aluminum allows the reduction of the weight of the body and possibly a more cost-effective production of the stator module.
  • stator module is designed for use in a long-stator linear drive.
  • the media supply is either designed as a separately routed hose or integrated into a control and power cable, which includes at least one line for the control electronics and at least one further line for the power supply of the coils.
  • the first embodiment allows isolation of the media supply from the remaining components or conduits, which improves their accessibility.
  • an uncomplicated exchange of all lines can be done by these, as described, are modularly combined.
  • the container treatment machine according to the invention for treating containers in the beverage processing industry comprises a linear drive, wherein the linear drive comprises a stator module according to one of the preceding embodiments.
  • the container treatment machine is characterized by reduced downtime.
  • the linear drive of the container treatment machine comprises at least two stator modules and the media supply of each stator module is connected separately from the other stator modules with a media supply or the media feeds of the stator modules are arranged in series.
  • the separate connection of the media supply means each stator module with the media supply that lead out of a possibly provided common storage container for the medium (for example, a high-pressure gas tank) as many lines as stator modules are provided and if possible none of the lines partially coincides with one of the other lines ,
  • the switching of the media supply of the stator modules in series means that, for example, a main line is provided which leads to a first stator module and leads out of this stator module another line leading into an adjacent stator module.
  • a main line can also pass through all the stator modules and only one branch can be provided in each stator module, through which part of the medium flowing through the main line is conducted into the stator module.
  • the container treatment machine is designed as a filler and the housing of the stator module is made of stainless steel. Excessive rusting and thus a structural weakening of the stator module can thus be avoided.
  • the method according to the invention for operating a container treatment machine in the beverage processing industry comprising a linear drive with a stator module, wherein the stator module comprises a housing in which a core and at least one coil are arranged, wherein the stator module comprises a media supply, the method comprising introducing a gas with an overpressure into the interior of the housing through the media supply.
  • the gas is compressed air or an inert gas, in particular nitrogen.
  • an inert gas in particular nitrogen.
  • FIG. 1 shows a stator module according to the invention in relation to a linear drive of a container treatment machine.
  • FIGS. 2a and b show a stator module according to an embodiment in front view
  • Rear View. 3 shows a schematic representation of the interior of a stator module according to an embodiment.
  • Fig. 4a and b show two embodiments of a juxtaposition of stator modules.
  • FIG. 1 shows a stator module 100 according to an embodiment.
  • the stator module as shown here, between two guides 101 and 102 may be arranged for a mover not shown here in a container treatment machine.
  • the guides may be formed, for example, as a circle, but also linear and the stator module 100 may be arranged between the guides or with a slight offset thereto.
  • the guides may, in particular, be two opposing rails 101 and 102, which are arranged with respective fasteners 110 and 111 or 120 and 121 on, for example, the container treatment machine (not shown here).
  • the container treatment machine can be any container treatment machine commonly used in the beverage processing industry, in particular fillers, blow molding machines, cleaning devices, labeling machines, printing machines, mold filling machines or the like.
  • the mover can be connected via rollers with the guides and be movable along the guides.
  • the movers are provided with a magnetic component, so that by providing one or more stator modules along the elements 101 and 102, the movers can be moved by the attractive forces generated during operation.
  • the stator module 100 comprises a media feed 130, by means of which a gas can be introduced into the interior of the stator module in order to generate an overpressure with respect to the environment in the latter.
  • This overpressure may be relatively low, for example 1/100 bar, preferably 0.05 bar, particularly preferably 0.1 bar or more. This overpressure can prevent the penetration of liquids or gases, but also of microorganisms into the interior of the stator module.
  • FIGS. 2 a and 2 b show a front view (FIG. 2 a) and a rear view (FIG. 2 b) of the stator module 100 from FIG. 1.
  • the stator module is ultimately made of a housing, formed by a base body, not shown here, which may be formed for example U-shaped and in which the coil and the core of the stator module are arranged, as well as a housing formed, wherein the enclosure may for example comprise a plurality of parts 210 and 220, which form a substantially closed body.
  • the housing is formed from a cast material which substantially completely encloses the main body.
  • a cast material which substantially completely encloses the main body.
  • one or more openings in particular bores 221, can be provided, with which the stator module can be fastened, for example, to a holder or connected to other components.
  • Such openings 221 may also be provided on the base body.
  • the main body and the housing can also be sealed by other seals to the outside.
  • the basic body can be a basic body made of a metal, in particular of stainless steel or aluminum. However, plastics can also be used.
  • the enclosure may consist of the same material as the main body, ie in particular made of stainless steel. Since the enclosure comes into contact with liquids (cleaning media, product, adhesives, etc.), it is preferred if it is made of stainless steel to prevent excessive rusting.
  • the main body may also consist of lighter metals or semimetals, such as aluminum, for example, since it is virtually completely protected from contact with possibly oxidizing liquids by the enclosure and the applied overpressure.
  • the stator module comprises the media supply 130, through which a gas can be introduced, for example, from a compressed air tank into the interior of the stator module.
  • the gas may in particular be compressed air, since this is available at low cost and does not have to be kept in special containers.
  • the interior is subjected to an excess pressure of nitrogen, CO2 or other sterilizing gases in order to prevent the colonization of microorganisms as much as possible.
  • lines 231 and 232 can lead into the stator module.
  • it may be, for example, a line for the control electronics of the stator module in the line 231 and the line 232 to a power supply for arranged within the stator module coils.
  • the media supply not as shown here, is performed separately from these lines, but is integrated with these in a trunk group.
  • This can then preferably be connected via a plug-in connection which is as simple as possible to the stator module and the other components (medium supply, central control unit and the like), so that an exchange is easy, for example in the event of a defective line.
  • Particularly preferred connectors are used, which are insensitive to environmental influences such as liquids or dirt. Plug-in connections comprising durable plastics come into consideration here.
  • Fig. 3 shows schematically an interior view of the stator module 100, the housing is shown only by dashed lines.
  • the stator module comprises a core 341, which consists in particular of iron or another material with the highest possible magnetic permeability ⁇ ⁇ , so that by applying a current to the core 341 enclosing coil 342 as strong a magnetic field and thus high kinetic energy are generated in the movers can. It is understood that in each stator module and a plurality of coils and possibly cores can be arranged.
  • the control electronics 340 of the stator module can be arranged in the stator module. These include, for example, circuits that can regulate the power supply to the coil 342.
  • the corresponding components of the stator module are arranged in the main body 370. This is designed here as a U-shaped, but may also have a different shape, in particular angular shape.
  • the media supply 130 leads into the interior of the stator module, in which then the gas is introduced with an overpressure.
  • This gas exits through small, usually unintentional openings in the enclosure (gaps, holes or fine cracks), as exemplified at locations 361, 362 and 363.
  • FIGs 4a and 4b show possible implementations of the connections of several stator modules with a media supply.
  • the stator modules 410, 420 and 430 are connected "in series" with a media supply.
  • a central media supply 401 passes through the modules via the individual stator modules and intervening lines 412, 423, and 440, and sequentially supplies each of the modules with the appropriate gas under a certain overpressure.
  • the line 401 to 440 may be completely continuous, so that it also extends from one side of the stator module to the other side through the stator module and in the stator module only one or more small outlet openings through which the gas escape into the respective stator module can.
  • the line 401 to 440 is interrupted by the respective stator modules and only the compressed air within the stator module from the entry point, for example in the line 401, in the stator module to the exit point for the line 412 through the entire housing flows through the stator module and is only re-introduced into the line 412 at the end.
  • material can be saved and a complete flow through the stator modules can be ensured with the gas under pressure.
  • a central media supply 470 for example a gas tank
  • a central media supply 470 for example a gas tank
  • the gas can then be distributed in a targeted manner to the stator modules and it is also possible, for example by attaching controllable valves, to regulate and even adjust the media supply to the individual stator modules, while the media supply is continued independently of the other stator modules ,
  • sensors are provided in the stator modules which measure the pressure within the stator module and control the supply of the medium in such a way that a desired desired value with respect to the pressure is achieved at any time.
  • an excessively large leakage of a stator module can be detected via sensors that can be arranged in or on the supply lines.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Statormodul (100, 410, 420, 430) für einen Linearantrieb einer Behälterbehandlungsmaschine in der getränkeverarbeitenden Industrie, umfassend ein Gehäuse, in dem ein Kern (341) und wenigstens eine Spule (342) angeordnet sind, wobei das Statormodul eine Medienzufuhr (130) zum Zuführen eines Gases in den Innenraum des Gehäuses umfasst und die Medienzufuhr (130) ausgebildet ist, den Innenraum des Gehäuses mit einem Überdruck zu beaufschlagen, sowie eine entsprechende Behälterbehandlungsmaschine und ein Verfahren zum Betrieb einer Behälterbehandlungsmaschine.

Description

Statormodul für einen Linearantrieb einer Behälterbehandlungsmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Statormodul für einen Linearantrieb gemäß Anspruch 1 sowie eine Behälterbehandlungsmaschine, umfassend einen entsprechenden Linearantrieb gemäß Anspruch 7 und ein Verfahren zum Betrieb einer Behälterbehandlungsmaschine gemäß Anspruch 10.
Stand der Technik
Linearantriebe und insbesondere Langstator-Systeme sind aus dem Stand der Technik bekannt.
So zeigt beispielsweise die DE 10 2014 102 630 A1 ein Langstator-System, das im Zusammenhang mit der hygienischen Abfüllung von Produkten und damit auch in der getränkeverarbeitenden Industrie zum Einsatz kommen kann. Dabei ist der eigentliche Antrieb außerhalb eines Reinraums, in dem die Abfüllung stattfindet, angeordnet, wohingegen das Innere des Reinraums bzw. Isolators steril gehalten werden kann. Da der Motor hier von dem Bereich, in dem die Abfüllung stattfindet, physisch getrennt ist, kommt er nicht mit eventuellen Reinigungsmedien oder gar dem Produkt in Kontakt.
Es ist jedoch nicht immer möglich oder praktikabel, eine völlige physische Trennung von Motor und Füllbereich zu realisieren, insbesondere bei Füllmaschinen, die ohne Reinraum ausgestaltet sind. In solchen Fällen befindet sich oder erstreckt sich der Antrieb typischerweise auch durch den Füllbereich hindurch.
Solche Anordnungen bringen es mit sich, dass zumindest einige Komponenten, wie hier der Motor, durch Verunreinigungen beeinträchtigt werden können, was insbesondere in der getränkeverarbeitenden Industrie zu Problemen und zu unerwünschten Stillstandzeiten führen kann.
Aufgabe
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik besteht die zu lösende technische Aufgabe somit darin, ein Statormodul für einen Linearantrieb, insbesondere einen Langstator-Antrieb, einer Behälterbehandlungsmaschine anzugeben, das besser vor Umwelteinflüssen geschützt ist und dennoch möglichst kostengünstig produziert werden kann. Bisherige Möglichkeiten der Isolation der Komponenten sind aufwendig und kostspielig. Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Statormodul gemäß Anspruch 1 sowie die Behälterbehandlungsmaschine mit einem Linearantrieb, umfassend ein solches Statormodul, nach Anspruch 7 und das Verfahren zum Betrieb einer Behälterbehandlungsmaschine gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen er- fasst.
Das erfindungsgemäße Statormodul für einen Linearantrieb einer Behälterbehandlungsmaschine in der getränkeverarbeitenden Industrie umfasst ein Gehäuse, in dem ein Kern und wenigstens eine Spule angeordnet sind, wobei das Statormodul eine Medienzufuhr zum Zuführen eines Gases in den Innenraum des Gehäuses umfasst und die Medienzufuhr ausgebildet ist, den Innenraum des Gehäuses mit einem Überdruck zu beaufschlagen. Dadurch wird erreicht, dass Flüssigkeiten, wie beispielsweise in einen Behälter abzufüllendes Produkt oder Reinigungsmittel, nicht in den Innenraum des Gehäuses eindringen und so die Komponenten beschädigen können. Gleichzeitig kann jedoch auf komplizierte Kapselungssysteme und aufwendige Dichtungen verzichtet werden, da die Isolierung des Innenraums durch den angelegten Überdruck erreicht wird, der technisch einfach und daher kostengünstig umzusetzen ist.
Es kann vorgesehen sein, dass im Gehäuse wenigstens ein Teil der Ansteuerelektronik des Statormoduls angeordnet ist. Auch diese empfindlichen Komponenten können so vor Verunreinigungen geschützt werden.
In einer Ausführungsform besteht der Kern aus Stahl oder umfasst diesen und/oder es sind wenigstens zwei Spulen in dem Gehäuse angeordnet. Eine Isolation von Kern und Spulen gegenüber der äußeren Umgebung und insbesondere dem Benetzen mit Flüssigkeiten ist in diesem Fall besonders von Vorteil, da sämtliche Materialien elektrisch leitend sind, was beim Einbringen von Flüssigkeit ansonsten zu Kurzschlüssen führen könnte.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen Grundkörper aus einem ersten Material und eine Einhausung aus einem zweiten Material umfasst.
Unter dem Grundkörper ist hier ein im Wesentlichen U-förmiger, bevorzugt metallischer Bereich zu verstehen, in dem zumindest die Spule und der Kern angeordnet sind. Der Grundkörper ist bevorzugt von allen Seiten von der Einhausung umgeben. Diese kann einstückig sein (beispielsweise aus einem um den Grundkörper gegossenen Material) oder aus mehreren miteinan- der verschraubten, verklebten oder auf eine andere Art verbundenen Teilen bestehen. Als Material kommt insbesondere VA2 (rostfreier Stahl) infrage.
Dabei kann es sich um metallische oder auch nichtmetallische Materialien, insbesondere Kunststoff, handeln und die Materialien für den Grundkörper und die Einhausung können auch voneinander verschieden sein. Da der Innenraum vor dem Eindringen von Flüssigkeiten durch das Beaufschlagen mit dem Überdruck bereits ausreichend geschützt ist, müssen diese Materialien auch nicht zwingend rostbeständig sein, da das Eindringen von Flüssigkeiten durch kleine Öffnungen, die sich beim Oxidieren von Metallen mit der Zeit bilden können, durch den Überdruck vermieden wird.
In einer Ausführungsform ist das erste Material Aluminium oder Edelstahl und das zweite Material Edelstahl. Da die Einhausung mit Flüssigkeiten in Berührung kommt, kann hier die Verwendung von Edelstahl besonders vorteilhaft sein, um zumindest übermäßige Oxidation zu verhindern. Die Verwendung von Aluminium erlaubt die Reduzierung des Gewichts des Grundkörpers und ggf. eine kostengünstigere Herstellung des Statormoduls.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Statormodul zur Verwendung in einem Langstator- Linearantrieb ausgebildet.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Medienzufuhr entweder als separat geführter Schlauch ausgebildet ist oder in ein Steuer- und Leistungskabel, das wenigstens eine Leitung für die Ansteuerelektronik und wenigstens eine weitere Leitung für die Stromzufuhr der Spulen umfasst, als Schlauch integriert ist. Die erste Ausführungsform erlaubt eine Isolierung der Medienzufuhr von den übrigen Komponenten bzw. Leitungen, was ihre Zugänglichkeit verbessert. In der zweiten Variante kann ein unkomplizierter Austausch sämtlicher Leitungen erfolgen, indem diese, wie beschrieben, modular zusammengefasst sind.
Die erfindungsgemäße Behälterbehandlungsmaschine zum Behandeln von Behältern in der getränkeverarbeitenden Industrie umfasst einen Linearantrieb, wobei der Linearantrieb ein Statormodul gemäß einer der vorangegangenen Ausführungsformen umfasst. Die Behälterbehandlungsmaschine zeichnet sich durch verringerte Ausfallzeiten aus.
Es kann vorgesehen sein, dass der Linearantrieb der Behälterbehandlungsmaschine wenigstens zwei Statormodule umfasst und die Medienzufuhr jedes Statormoduls separat von den übrigen Statormodulen mit einer Medienversorgung verbunden ist oder die Medienzufuhren der Statormodule in Serie angeordnet sind. Dabei bedeutet die separate Verbindung der Medienzufuhr jedes Statormoduls mit der Medienversorgung, dass aus einem möglicherweise vorgesehenen gemeinsamen Vorlagebehälter für das Medium (beispielsweise ein Hochdruckgastank) genau so viele Leitungen herausführen, wie Statormodule vorgesehen sind und möglichst keine der Leitungen teilweise mit einer der anderen Leitungen zusammenfällt. Die Schaltung der Medienzufuhr der Statormodule in Serie bedeutet, dass beispielsweise eine Hauptleitung vorgesehen ist, die zu einem ersten Statormodul führt und aus diesem Statormodul eine weitere Leitung herausführt, die in ein benachbartes Statormodul führt. Aus diesem führt wiederum eine weitere Leitung in ein diesem Statormodul benachbartes Statormodul, bis jedes der Statormodule mit dem Medium bzw. Gas versorgt ist. Dabei kann auch eine Hauptleitung durch sämtliche Statormodule hindurch führen und lediglich eine Abzweigung in jedem Statormodul vorgesehen sein, durch die ein Teil des durch die Hauptleitung fließenden Mediums in das Statormodul geleitet wird.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Behälterbehandlungsmaschine als Füller ausgebildet ist und das Gehäuse des Statormoduls aus Edelstahl besteht. Übermäßiges Rosten und damit eine strukturelle Schwächung des Statormoduls kann so vermieden werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Behälterbehandlungsmaschine in der getränkeverarbeitenden Industrie, wobei die Behälterbehandlungsmaschine einen Linearantrieb mit einem Statormodul umfasst, wobei das Statormodul ein Gehäuse, in dem ein Kern und wenigstens eine Spule angeordnet sind, umfasst, wobei das Statormodul eine Medienzufuhr umfasst, das Verfahren umfassend ein Einleiten eines Gases mit einem Überdruck in den Innenraum des Gehäuses durch die Medienzufuhr. Während des Betriebs der Behälterbehandlungsmaschine kann so eine Verunreinigung des Innenraums des Statormoduls vermieden werden.
In einer Ausführungsform ist das Gas Druckluft oder ein inertes Gas, insbesondere Stickstoff. So kann zum einen das Eindringen von Flüssigkeiten vermieden werden und zum anderen die An- siedlung von Mikroorganismen (bei der Verwendung von Stickstoff) unterdrückt oder zumindest verlangsamt werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Statormodul in Relation zu einem Linearantrieb einer Behälterbehandlungsmaschine.
Fig. 2a und b zeigen ein Statormodul gemäß einer Ausführungsform in Vorderansicht und
Rückansicht. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Innenraums eines Statormoduls gemäß einer Ausführungsform.
Fig. 4a und b zeigen zwei Ausführungsformen einer Aneinanderreihung von Statormodulen.
Ausführliche Beschreibung
Fig. 1 zeigt ein Statormodul 100 gemäß einer Ausführ ungsform. Das Statormodul kann, wie hier dargestellt, zwischen zwei Führungen 101 und 102 für einen hier nicht weiter dargestellten Mover in einer Behälterbehandlungsmaschine angeordnet sein. Die Führungen können beispielsweise als Kreis, aber auch linear ausgebildet sein und das Statormodul 100 kann zwischen den Führungen oder mit einem geringen Versatz dazu angeordnet sein.
Bei den Führungen kann es sich insbesondere um zwei gegenüberliegende Schienen 101 und 102 handeln, die mit jeweiligen Befestigungen 1 10 und 1 1 1 bzw. 120 und 121 an beispielsweise der Behälterbehandlungsmaschine (hier nicht dargestellt) angeordnet sind. Bei der Behälterbehandlungsmaschine kann es sich um jede in der getränkeverarbeitenden Industrie üblicherweise eingesetzte Behälterbehandlungsmaschine, insbesondere um Füller, Blasformmaschinen, Reinigungseinrichtungen, Etikettiermaschinen, Druckmaschinen, Formfüllmaschinen oder Ähnliches handeln.
Die nicht dargestellten Mover können über Rollen mit den Führungen verbunden und entlang der Führungen beweglich sein. Die Mover sind mit einer magnetischen Komponente ausgestattet, sodass bei Vorsehen eines oder mehrerer Statormodule entlang der Elemente 101 und 102 durch die im Betrieb hervorgerufenen Anziehungskräfte die Mover bewegt werden können.
Das Statormodul 100 umfasst erfindungsgemäß eine Medienzufuhr 130, durch die ein Gas in den Innenraum des Statormoduls eingebracht werden kann, um in diesem einen Überdruck gegenüber der Umgebung zu erzeugen. Dieser Überdruck kann relativ gering sein, beispielsweise 1/100 bar, bevorzugt 0,05 bar, besonders bevorzugt 0,1 bar oder mehr. Durch diesen Überdruck kann das Eindringen von Flüssigkeiten oder Gasen, aber auch von Mikroorganismen in den Innenraum des Statormoduls vermieden werden.
Fig. 2a und 2b zeigen eine Vorderansicht (Fig. 2a) und eine Rückansicht (Fig. 2b) des Statormoduls 100 aus Fig. 1.
Wie in Fig. 1 dargestellt, wird das Statormodul letztlich aus einem Gehäuse, gebildet durch einen hier nicht dargestellten Grundkörper, der beispielsweise U-förmig ausgebildet sein kann und in dem die Spule und der Kern des Statormoduls angeordnet sind, sowie einer Einhausung gebildet, wobei die Einhausung beispielsweise mehrere Teilen 210 und 220umfassen kann, die einen im Wesentlichen abgeschlossenen Körper bilden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Einhausung aus einem gegossenen Material gebildet wird, das den Grundkörper im Wesentlichen vollständig einschließt. Der Anschaulichkeit halber wird im folgenden auf eine Einhausung aus mehreren Teilen Bezug genommen. Es versteht sich jedoch, dass alle Ausführungen auch auf gegossene Materialien angewendet werden können. Bevorzugt zeigt die Öffnung des U-förmigen Grundkörpers in Richtung der Mover.
In einem der Teile 220 können eine oder mehrere Öffnungen, insbesondere Bohrungen 221 vorgesehen sein, mit denen das Statormodul beispielsweise an einer Halterung befestigt oder mit anderen Komponenten verbunden werden kann. Solche Öffnungen 221 können auch am Grundkörper vorgesehen sein. Der Grundkörper und die Einhausung können auch durch weitere Dichtungen nach außen hin abgedichtet werden.
Bei dem Grundkörper kann es sich um einen Grundkörper aus einem Metall, insbesondere aus Edelstahl oder Aluminium, handeln. Es können jedoch auch Kunststoffe zum Einsatz kommen. Ferner kann die Einhausung aus demselben Material wie der Grundkörper bestehen, also insbesondere aus Edelstahl. Da die Einhausung mit Flüssigkeiten in Kontakt kommt (Reinigungsmedien, Produkt, Klebemittel etc.), ist es bevorzugt, wenn diese aus Edelstahl besteht, um übermäßiges Rosten zu verhindern. Der Grundkörper hingegen kann auch aus leichteren Metallen oder Halbmetallen, wie beispielsweise Aluminium, bestehen, da dieser durch die Einhausung und den angelegten Überdruck praktisch vollständig vor dem Kontakt mit eventuell oxidierenden Flüssigkeiten geschützt ist.
Gemäß Fig. 2b umfasst das Statormodul die Medienzufuhr 130, durch die ein Gas beispielsweise aus einem Druckluftbehälter in den Innenraum des Statormoduls eingeleitet werden kann. Bei dem Gas kann es sich insbesondere um Druckluft handeln, da diese kostengünstig erhältlich ist und auch nicht in speziellen Behältern vorgehalten werden muss. Um hygienische Anforderungen besser erfüllen zu können, kann auch vorgesehen sein, dass der Innenraum mit einem Überdruck an Stickstoff, CO2 oder anderen sterilisierenden Gasen beaufschlagt wird, um das Ansiedeln von Mikroorganismen möglichst zu unterbinden.
Zusätzlich zu der Medienzufuhr können weitere Leitungen 231 und 232 in das Statormodul hineinführen. Dabei kann es sich bei der Leitung 231 beispielsweise um eine Leitung für die Ansteuerelektronik des Statormoduls handeln und bei der Leitung 232 um eine Stromzufuhr für die innerhalb des Statormoduls angeordneten Spulen. Sind diese Leitungen in einem Steuer- und Leistungskabel zusammengefasst, kann auch vorgesehen sein, dass die Medienzufuhr, nicht wie hier dargestellt, separat von diesen Leitungen geführt wird, sondern zusammen mit diesen in einem Leitungsbündel integriert ist. Dieses kann dann bevorzugt über eine möglichst einfach lösbare Steckverbindung mit dem Statormodul und den übrigen Bauteilen (Medienversorgung, zentrale Steuereinheit und Ähnliches) verbunden sein, sodass ein Austausch bei beispielsweise einer defekten Leitung einfach möglich ist. Besonders bevorzugt werden Steckverbindungen eingesetzt, die unempfindlich gegen Umwelteinflüsse wie Flüssigkeiten oder Schmutz sind. Hier kommen Steckverbindungen umfassend langlebige Kunststoffe infrage.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Innensicht des Statormoduls 100, dessen Einhausung nur gestrichelt dargestellt ist. Das Statormodul umfasst einen Kern 341 , der insbesondere aus Eisen oder einem anderen Material mit möglichst hoher magnetischer Permeabilität μΓ besteht, sodass durch Anlegen eines Stroms an die den Kern 341 umschließende Spule 342 ein möglichst starkes Magnetfeld und damit hohe Bewegungsenergie in den Movern erzeugt werden kann. Es versteht sich, dass in jedem Statormodul auch mehrere Spulen und ggf. Kerne angeordnet sein können. Zusätzlich kann zumindest ein Teil der Ansteuerelektronik 340 des Statormoduls in dem Statormodul angeordnet sein. Dazu zählen beispielsweise Schaltkreise, die die Stromzufuhr zur Spule 342 regeln können. Wie hier angedeutet, sind die entsprechenden Komponenten des Statormoduls im Grundkörper 370 angeordnet. Dieser ist hier als U-förmig ausgebildet, kann aber auch eine andere Form, insbesondere eckige Form aufweisen.
Wie hier dargestellt, führt die Medienzufuhr 130 in den Innenraum des Statormoduls, in den dann das Gas mit einem Überdruck eingebracht wird. Dieses Gas tritt über kleine, üblicherweise nicht beabsichtigte Öffnungen in der Einhausung (Spalten, Löcher oder feine Risse) aus, wie dies an den Stellen 361 , 362 und 363 beispielhaft dargestellt ist.
Die Fig. 4a und 4b zeigen mögliche Realisierungen der Verbindungen mehrerer Statormodule mit einer Medienzufuhr. In der Fig. 4a sind die Statormodule 410, 420 und 430 "in Serie" mit einer Medienzufuhr verbunden. In dieser Ausführungsform führt eine zentrale Medienzufuhr 401 über die einzelnen Statormodule und dazwischen liegende Leitungen 412, 423 und 440 durch die Module hindurch und beaufschlagt jedes der Module nacheinander mit dem entsprechenden Gas unter einem gewissen Überdruck. Dabei kann die Leitung 401 bis 440 komplett durchgängig ausgebildet sein, sodass sie auch von der einen Seite des Statormoduls zu der anderen Seite durch das Statormodul hindurch verläuft und im Statormodul nur eine oder mehrere kleine Austrittsöffnungen aufweist, durch die das Gas in das jeweilige Statormodul entweichen kann. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Leitung 401 bis 440 durch die jeweiligen Statormodule unterbrochen wird und lediglich die Druckluft innerhalb des Statormoduls von dem Eintrittspunkt, beispielsweise in der Leitung 401 , in das Statormodul bis zu dem Austrittspunkt für die Leitung 412 durch das gesamte Gehäuse des Statormoduls hindurch strömt und lediglich am Ende wieder in die Leitung 412 eingeleitet wird. So kann Material eingespart und ein vollständiges Durchströmen der Statormodule mit dem Gas unter Überdruck gewährleistet werden.
Gemäß Fig. 4b kann alternativ vorgesehen sein, dass eine zentrale Medienversorgung 470 (beispielsweise ein Gastank) vorgesehen ist und aus diesem genauso viele Leitungen 461 , 462 und 463 separat herausführen und zu diesen jeweils zugeordneten einzelnen Statormodulen 451 , 452 und 453 führen. Durch diese Medienzufuhren 461 , 462 und 463 kann das Gas dann gezielt an die Statormodule verteilt werden und es ist beispielsweise durch Anbringen steuerbarer Ventile auch möglich, die Medienzufuhr zu den einzelnen Statormodulen zu regeln und sogar einzustellen, während die Medienzufuhr der übrigen Statormodule unabhängig davon weitererfolgt.
In einer Weiterbildung der Ausführungsformen gemäß den Figuren 4a und 4b sind in den Statormodulen Sensoren vorgesehen, die den Druck innerhalb des Statormoduls messen und die Zufuhr des Mediums so steuern, dass zu jedem Zeitpunkt ein gewünschter Sollwert bezüglich des Drucks erreicht wird.
Außerdem kann über Sensoren, die in den oder an den Zuleitungen angeordnet sein können, eine übermäßig große Leckage eines Statormoduls detektiert werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Statormodul für einen Linearantrieb einer Behälterbehandlungsmaschine in der getränkeverarbeitenden Industrie, umfassend ein Gehäuse, in dem ein Kern und wenigstens eine Spule angeordnet sind, wobei das Statormodul eine Medienzufuhr zum Zuführen eines Gases in den Innenraum des Gehäuses umfasst und die Medienzufuhr ausgebildet ist, den Innenraum des Gehäuses mit einem Überdruck zu beaufschlagen.
2. Statormodul nach Anspruch 1 , wobei im Gehäuse wenigstens ein Teil der Ansteuerelektronik des Statormoduls angeordnet ist.
3. Statormodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kern aus Stahl besteht oder Stahl umfasst und/oder mehrere, wenigstens zwei Spulen in dem Gehäuse angeordnet sind.
4. Statormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gehäuse einen Grundkörper aus einem ersten Material und eine Einhausung aus einem zweiten Material umfasst.
5. Statormodul nach Anspruch 4, wobei das erste Material Aluminium oder Edelstahl ist und das zweite Material Edelstahl ist.
6. Statormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Statormodul zur Verwendung in einem Langstator-Linearantrieb ausgebildet ist.
7. Statormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Medienzufuhr entweder als separat geführter Schlauch ausgebildet ist oder in ein Steuer- und Leistungskabel, das wenigstens eine Leitung für die Ansteuerelektronik und wenigstens eine weitere Leitung für die Stromzufuhr der Spulen umfasst, als Schlauch integriert ist.
8. Behälterbehandlungsmaschine zum Behandeln von Behältern in der getränkeverarbeitenden Industrie, umfassend einen Linearantrieb, wobei der Linearantrieb wenigstens ein Statormodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.
9. Behälterbehandlungsmaschine nach Anspruch 8, wobei der Linearantrieb wenigstens zwei Statormodule umfasst und die Medienzufuhr jedes Statormoduls separat von den übrigen Statormodulen mit einer Medienversorgung verbunden ist oder wobei die Medienzufuhren der Statormodule in Serie angeordnet sind.
10. Behälterbehandlungsmaschine nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Behälterbehandlungsmaschine als Füller ausgebildet ist und das Gehäuse des Statormoduls aus Edelstahl besteht.
1 1. Verfahren zum Betrieb einer Behälterbehandlungsmaschine in der getränkeverarbeitenden Industrie, wobei die Behälterbehandlungsmaschine einen Linearantrieb mit einem Statormodul umfasst, wobei das Statormodul ein Gehäuse umfasst, in dem ein Kern und wenigstens eine Spule angeordnet sind, wobei das Statormodul eine Medienzuführ umfasst, das Verfahren umfassend ein Einleiten eines Gases mit einem Überdruck in den Innenraum des Gehäuses durch die Medienzufuhr.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei das Gas Druckluft oder ein inertes Gas, insbesondere Stickstoff ist.
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