用于在饮料灌装设备中相对于容器处理装置的底架安装容器处理转盘的轴承装置的制作方法

本发明涉及一种用于在饮料灌装设备中相对于容器处理装置的底架安装容器处理转盘的轴承装置、一种用于在饮料灌装设备中相对于容器处理装置的底架安装容器处理转盘的轴承装置的预装调整轴承组件的方法底架、以及一种用于在饮料灌装设备中使用的容器处理装置。

背景技术：

1、在用于用产品例如饮料填充容器然后用容器封闭件封闭已填充容器的灌装设备的领域中，已知灌装设备的至少一些容器处理装置，特别是用于用产品灌装容器的灌装器和用于用容器密封件密封已灌装容器的密封器，是旋转结构的。

2、对于采用旋转结构方式的处理装置来说，可围绕中心旋转轴线旋转的上部、也称为转盘可旋转地安装在下部、也称为底架。旋转轴线大部分是垂直定向的，因此基本上沿重力的方向定向。

3、上部在下部上的轴承组件通常包括两个滚动轴承，沿旋转轴线的方向看，其以指定的间距彼此布置，并相对于旋转轴线同心地布置。已知每个滚动轴承具有内圈和外圈，以及布置在内圈和外圈之间的多个滚动元件。

4、滚动轴承设置在轴承轴和轴承杯之间，轴承轴在与旋转的轴线相对应的纵向(中心)轴线上延伸，轴承杯相对于纵向轴线与轴承轴同心地布置在轴承轴的径向外部。在这里，滚动轴承的内圈以本身已知的方式与轴承轴接触，而外圈与轴承杯接触。

5、为了构成轴承组件，各种类型的轴承装置或不同的轴承组件的概念都是已知的。例如，已知轴承组件被配置为浮动式轴承组件，其中在滚动轴承之间沿轴向方向设置有通常为十分之几毫米的间隙。浮动式轴承通常不贵，但它们对于灌装设备中的处理装置是不利的，因为在使用这种轴承组件的情况下，上部在操作期间倾向于摆动或振动。

6、另一种概念是固定浮动轴承组件，其中在一侧上设置有用于承受轴向力和径向力的固定轴承，在另一侧设置有仅用于承受径向力的浮动轴承。固定浮动轴承组件尤其适用于补偿制造公差或当轴承轴和轴承杯在操作期间不同升温的情况。所有受间隙影响的轴承类型的缺点是不存在限定的轴承负载。

7、在避免上部的摆动或振动方面，轴承组件的一种特别有利的实施方案是调整轴承组件。调整轴承组件通常包括两个镜像对称布置的角接触轴承。角接触轴承的内圈或外圈在此彼此相对移动，直到达到指定的预紧力。轴承组件的调整可以理解为两个轴承相对于彼此的限定支撑。调整轴承组件根据滚动轴承的压力线情况进行区分，其中，采用角接触轴承结构方式的滚动轴承的压力线构成锥体并且在中心轴承轴上的一点、即所谓的压力锥尖相交。如果两个滚动轴承的压力锥尖在纵向轴线的方向上位于滚动轴承的位置之间或之内时，即当压力锥尖指向向内时，称为x布置。相应地，压力锥尖在o形布置的情况下指向向外。

8、对于调整轴承组件来说，特别精确地设置滚动轴承之间指定的预紧力是至关重要的。在预紧力过大的情况下，滚动轴承中的过度摩擦会导致过度磨损，并且轴承杯和轴承轴相对于彼此旋转的自由运动可能会受到影响。在预紧力过小的情况下，可能会出现与轴承组件存在间隙的情况类似的缺点。

9、可以通过将螺母拧到轴承轴上或轴承杯中来实现调整，该螺母在轴向方向上将力施加到相应的轴承圈上。为了确定正确的预紧力，在这里，必须在拧紧期间检测螺母的拉紧扭矩，或者必须测量由螺母在轴向方向上所覆盖的距离，这通常与螺母和轴承圈的初始接触点有关，因为两者都可以转换为用于预紧力的量度。这涉及到很大的努力。此外，测量可能会例如由于润滑剂的影响或由于轴承中的沉降行为而被篡改。

10、用于将预紧力施加到滚动轴承上的另一种变体是环状预紧元件，该环状预紧元件以预紧力状态布置在紧固于轴承轴或轴承杯上的元件或设置在后者元件上的肩部与相应的轴承圈之间并因此沿轴向方向将弹簧力施加到轴承圈上。已知使用与纵向(中心)轴线同心布置的弹簧垫圈作为预紧元件。弹簧垫圈构成了拧到轴承轴上或推入轴承杯中的中心盘形弹簧。

11、作为对此的替代，已知使用单层或多层扁平线波形弹簧，也称为“smalley”，来代替中心盘形弹簧。smalley相对昂贵，并且与盘形弹簧一样，隐藏着以下危险，尽管程度较轻，即，当它们例如由于人工安装者在安装过程中出错或由于操作期间不可预见的碰撞而压成块，则它们可能会完全失去支撑力。由于轴承轴通常具有较大的外径，因而盘形弹簧或smalley的内径也必须相应得较大，因为这些弹簧必须如上所述被推到轴承轴上。此外，对于具有大内径的盘形弹簧以及尤其是波形弹簧，难以实现由弹簧提供的轴向力沿圆周方向相对于纵向轴线的均匀分布。

12、调整轴承组件的共同点是维护和检修相对复杂，需要较大的努力。

13、例如从de948319c中可以得知一种轴承装置，该轴承装置具有基于一个盘形弹簧对的同心布置的弹簧垫圈，该弹簧垫圈借助支撑螺母沿轴承组件的方向推动。

技术实现思路

1、从已知的现有技术出发，本发明的目的是提供一种用于在饮料灌装设备中相对于容器处理装置的底架安装容器处理转盘的改进的轴承装置、一种改进的容器处理装置以及相应的方法。

2、该目的通过一种具有权利要求1的特征的用于在饮料灌装设备中相对于容器处理装置的底架安装容器处理转盘的轴承装置来实现。有利的改进方案从从属权利要求、说明书和附图中得出。

3、相应地，提出了一种用于在饮料灌装设备中相对于容器处理装置的底架安装容器处理转盘的轴承装置，其包括：沿纵向轴线延伸的轴承轴；可相对于轴承轴旋转的轴承杯；布置在轴承轴和轴承杯之间的、用于将轴承杯相对于轴承轴安置的调整轴承组件；以及用于将预紧力施加到调整轴承组件上的环状预紧单元。

4、轴承装置的特征在于，环状预紧单元包括多个相对于纵向轴线沿圆周方向均匀分布的弹簧组件，用于将预紧力施加到调整轴承组件上。

5、由于用于将预紧力施加到调整轴承组件上的环状预紧单元包括多个相对于纵向轴线沿圆周方向均匀分布的弹簧组件，因此可以通过某种方式实现对轴承组件的预紧力的精确设置。此外，可以通过预紧单元或轴承组件的圆周特别均匀地提供沿轴承组件的方向作用的力。

6、此外，要提供的计算出的轴承预紧力可以以比较简单的方式转换为弹簧组件。通过设置多个弹簧组件，由这些弹簧组件提供的力可以以简单的方式缩放，优选地通过改变弹簧组件的数量。

7、预紧力沿纵向轴线的方向定向或沿纵向轴线的方向作用，以便提供轴承沿纵向轴线的方向的调整。

8、为了在轴承组件方面例如减轻重量，轴承轴可以构成为管状。如果轴承轴与旋转上部连接或如果轴承轴固定在上部，则还可以由于与实心轴相比质量小而实现用于旋转上部的能量消耗的减少。

9、根据调整轴承组件的轴承装置来形成后者，预紧单元可以要么布置在轴承轴上，要么布置在轴承杯上。

10、根据另一优选实施方式，至少一个弹簧组件包括螺旋弹簧、波形弹簧和/或盘形弹簧，其中，优选地，至少一个弹簧组件包括多层波形弹簧和/或沿弹簧组件的作用方向的方向相互堆叠的多个盘形弹簧。

11、弹簧组件的作用方向的取向为平行于纵向轴线，因此相对于轴承装置沿轴向方向定向。在具有沿作用方向即轴向方向布置的多个盘形弹簧的特别优选的实施方案中，在此优选至少两个、特别优选所有相邻的盘形弹簧分别彼此镜像对称地布置。换句话说，盘形弹簧优选地沿交替取向布置。在盘形弹簧沿交替取向布置的情况下，可以在保持恒定力的情况下，实现盘形弹簧中的每一个的弹簧行程的增加。可替代地或附加地，至少两个、优选所有相邻的盘形弹簧也可以处于相同的取向布置。在沿相同取向布置的情况下，沿相同取向布置的相邻盘形弹簧的弹簧力相加在一起而弹簧行程基本上保持相同。通过分层的可能性、即相同取向和相反取向的布置的组合，可以实现多种不同的弹簧特性曲线。因此，可以借助弹簧组件的配置和数量，由预紧单元提供的预紧力特别精确地设置为计算出的、理论上所需的预紧力。

12、根据一种改进方案，不同厚度的盘形弹簧可以以合适的方式、即沿相反取向布置、沿相同取向布置和/或沿相反取向和沿相同方向布置的组合来布置。通过这种方式，甚至有可能实现渐进式的弹簧特性曲线。为此，可以优选地使用具有不同材料厚度和/或具有不同材料的多个盘形弹簧、具有不同厚度的中间环和/或不同形式的分层的相同的盘形弹簧。

13、根据另一优选实施方式，预紧单元包括：具有螺纹部分的螺母元件，该螺纹部分与轴承轴或轴承杯上的相应成型的螺纹部分接合；并包括用于将通过弹簧组件提供的预紧力传递到调整轴承组件的轴承圈上的支撑环，其中，弹簧组件布置在螺母元件和支撑环之间。由此，一方面可以将螺母元件精确地布置在轴承轴或轴承杯上，另一方面可以通过支撑环将由弹簧组件提供的弹簧力特别均匀地传递到相应的轴承圈上。此外，可以通过旋转螺母进一步适配弹簧力以及由此产生的预紧力。

14、当用于在轴承轴上提供螺纹部分或用于在轴承杯上提供螺纹部分的螺纹提供部件固定在轴承轴或轴承杯上时，轴承杯或轴承轴的复杂性以及由此产生的轴承装置的制造成本以及由此产生的具有该轴承装置的容器处理装置的制造成本可以特别低，当然这取决于螺母元件是否被配置为与轴承杯上或轴承轴上的螺纹部分相互作用。优选地，螺纹提供部件优选地固定在轴承轴的端侧或沿径向方向延伸的凸缘或径向肩部上或在轴承杯的端侧或沿径向方向延伸的凸缘或径向肩部上。

15、当预紧单元的螺母元件被配置为以其螺纹部分与轴承轴上的螺纹部分接合时，则螺纹提供部件相应地被配置为在轴承轴上提供螺纹部分。而当预紧单元的螺母元件被配置为以其螺纹部分与轴承杯上的螺纹部分接合时，则在逻辑上螺纹提供部件被配置为在轴承杯上提供螺纹部分。

16、为了将弹簧组件牢固地定位在预紧单元中，螺母元件和/或支撑环可以具有被配置为用于收纳弹簧组件的多个切口，其中，优选地，在每种情况下，提供一个切口用于接收弹簧组件中的一个。换句话说，螺母元件和/或夹紧环优选地包括多个切口，该多个切口对应于沿圆周方向分布的弹簧元件的数量。在每种情况下，然后可以将每一个切口分配给在每一种情况下的一个弹簧组件。

17、优选地，切口具有深度，该深度大于所接收的弹簧组件的块长度，该弹簧组件在完全压缩状态下、换句话说在“压成块”的状态时。优选地，深度对应于块长度加上指定的剩余长度，因此对应于弹簧元件的指定的最小长度。因此，可以防止弹簧组件被过度压缩并由此可能不会再提供用于预紧力或调整轴承组件所需的弹簧力。此外，切口的深度优选地如此确定尺寸，使得该深度小于弹簧组件的零长度，后者在无负荷状态下呈现的零长度，也称为未符合弹簧的标称长度。

18、优选地，切口的深度对应于弹簧组件在无负荷状态下呈现的零长度与弹簧组件的指定预紧力行程之间的差，其中，弹簧组件在以指定预紧力行程压缩时提供由相应弹簧组件提供的弹簧力，作为其对提供所需预紧力的贡献。换句话说，深度优选地对应于与指定弹簧力相关联的弹簧的标称长度。相应地，调整轴承组件的预紧力可以以特别容易的方式设置为所需的预紧力，更具体地说，仅通过将螺母元件和支撑环安装成彼此接触。

19、根据另一优选实施方式，在螺母元件和支撑环之间布置至少一个定位元件，优选定位销，以便将螺母元件和支撑环相对于彼此沿圆周方向和沿径向方向定位和/或以便在沿相对于螺母元件的纵向轴线的方向引导支撑环，其中，优选地，设置有多个定位元件，其中，优选地，在每种情况下，每一个定位元件分配给在每一种情况下的一个弹簧组件，其中，优选地，至少一个定位元件相对于弹簧组件的中心轴线布置在所述中心轴线的中心，其中，弹簧组件优选地相对于所心轴线沿圆周方向围绕定位元件，其中，优选地，定位元件替代地或附加地被配置为将分配给其的弹簧组件沿纵向轴线的方向临时定位和/或定位。

20、至少一个定位元件可以因此还用于以下目的，提供螺母元件和支撑环相对于彼此的定位、优选居中，以及替代地或附加地提供至少一个弹簧组件或弹簧组件的部件、优选至少一个弹簧、特别优选盘形弹簧或波形弹簧，相对于螺母元件和/或相对于支撑环的定位。

21、预紧单元包括至少一个用于将螺母元件和支撑环彼此固定的固定元件，其中，优选地，在指定固定状态下，螺母元件的朝向调整轴承组件的轴向侧与支撑环的背离调整轴承组件的轴向侧接触。换句话说，螺母元件和支撑环在指定的固定状态下沿纵向轴线的方向看彼此无间隙地布置。

22、术语“轴向侧”是相对于纵向轴线而言的，因此轴向侧是相对于纵向轴线的端侧。

23、根据一个优选实施方式，螺母元件的螺纹部分被配置为内螺纹并且与轴承轴的螺纹部分接合，该螺纹部分在轴承轴上形成为外螺纹，其中，优选地，调整轴承组件具有o形布置，其中，优选地，预紧单元优选地经由支撑环将借助弹簧组件提供的预紧力施加到调整轴承组件的内圈上。

24、根据另一优选实施方式，螺母元件的螺纹部分被配置为外螺纹并且与轴承杯的螺纹部分接合，该螺纹部分在轴承杯上形成为内螺纹，其中，优选地，调整轴承组件具有x形布置，其中，优选地，预紧单元优选地紧经由支撑环将借助弹簧组件提供的预紧力施加到调整轴承组件的外圈上。

25、为了防止预紧单元、优选螺母元件在设置指定的预紧力之后例如在操作期间相对于其所附接的或其所接合的部件进行不适当的调整，预紧单元可以包括至少一个固定元件，用于在预紧单元与轴承轴接合时将预紧单元相对于轴承轴固定或在预紧单元与轴承杯接合时将预紧单元相对于轴承杯固定，优选用于将螺母元件固定以防止其相对于轴承轴或相对于轴承杯围绕纵向轴线旋转。固定元件优选地被配置为固定板形式。固定元件还可以进一步固定到轴承轴或轴承杯上，其中，优选地，固定元件的固定使预紧单元、优选预紧单元的螺母元件被固定以防止旋转。

26、在这里，固定元件被配置为在预紧单元布置在轴承轴上时固定预紧单元以对抗相对于轴承轴的旋转，并且相应地，固定元件被配置为在预紧单元布置在轴承杯上时固定预紧单元以对抗相对于轴承杯的旋转。

27、根据另一优选实施方式，调整轴承组件包括两个沿纵向轴线看彼此以指定的间距布置的滚动轴承，其中，优选地，每个滚动轴承包括内圈和外圈以及多个布置在内圈和外圈之间的滚动体，其中，优选地，至少一个滚动轴承构成为球轴承、滚子轴承、优选圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承，其中，优选地，至少一个滚动轴承、优选所有滚动轴承被配置为角接触轴承。

28、优选地，在预紧单元和调整轴承组件的面向预紧单元的轴承之间沿纵向轴线的方向看布置有用于径向密封件、优选动态径向密封件、特别优选径向密封环的旋转环，其中，旋转环被配置为沿纵向轴线的方向传递压力。优选地，旋转环包括金属合金，特别优选钢合金。

29、上述目的还通过一种具有权利要求11的特征的用于饮料灌装设备的容器处理装置来实现。有利的改进方案从本说明书和附图得出。

30、相应地，提出了一种用于饮料灌装设备的容器处理装置，其包括底架和可围绕中心旋转轴线相对于底架旋转的容器处理转盘。

31、容器处理装置还包括根据前述实施方式中任一个所述的轴承装置，该轴承装置布置在底架和容器处理转盘之间，用于将容器处理转盘安装在底架上。

32、由于容器处理装置还包括根据前述实施方式中任一个所述的轴承装置，因而在轴承装置方面所描述的优点和效果也可以类似地通过容器处理装置来实现。

33、轴承轴优选地紧固在底架上，并且轴承杯优选地紧固在容器处理转盘上。替代地，也可以将轴承轴与容器处理转盘连接并将轴承杯与底架连接。

34、上述目的还通过一种具有权利要求12的特征的用于在饮料灌装设备中相对于的容器处理装置的底架安装容器处理转盘的轴承装置的调整轴承组件进行预紧的方法来实现。该方法的有利改进方案从从属权利要求以及本说明书和附图得出。

35、相应地，提出了一种用于对根据前述实施方式中任一个所述的对用于在饮料灌装设备中相对于容器处理装置的底架安装容器处理转盘的轴承装置的调整轴承组件进行预紧的方法，包括：将预紧单元、优选预紧单元的螺母元件和支撑环彼此固定在指定的固定状态下；将预紧单元施加到轴承轴或轴承杯上，从而使预紧单元与调整轴承组件的轴承圈沿纵向轴线的方向接触；将预紧单元分别固定在轴承轴或轴承杯上的位置；以及释放该固定状态。

36、在轴承装置和容器处理装置方面所描述的优点和效果可以类似地通过该方法实现。

37、根据另一优选实施方式，预紧单元的施加包括将预紧单元拧到轴承轴或轴承杯上，其中，优选地，将预紧单元位置的固定包括：当预负载单元拧到轴承轴上时，将已拧紧的预紧单元固定以防止其相对于轴承轴的旋转，或者当预紧单元拧到轴承杯上时，将已拧紧的预紧单元固定以防止其相对于轴承杯的旋转。

38、优选地，用于将预紧单元施加到轴承轴或轴承杯上从而预紧单元沿纵向轴线的方向与调整轴承组件的轴承圈接触，包括：首先将预紧单元拉紧直到调整轴承组件的轴承处于无间隙地并优选呈支撑状态，轴承组件因此处于已调整状态；还包括：然后释放支撑作用，即松开优选支撑的预紧单元；随后重新拉紧预紧单元，以便由此将指定的预紧力设置到调整轴承组件上。

39、当预紧单元包括螺母元件和支撑环时，则在优选地情况下，至少在上述最后提到的重新拉紧预紧单元以将指定的预紧力设置到调整轴承组件上的最终步骤中，预紧单元至少最初处于指定的固定状态，在该指定的固定状态下，如上所述，螺母元件的面向调整轴承组件的轴向侧与支撑环的背离调整轴承组件的轴向侧接触。

40、上述提到的重新拉紧预紧单元以将指定的预紧力设置到调整轴承组件上的步骤还优选地包括在释放支撑作用的步骤之后，分别相对于轴承轴或相对于轴承杯拉紧处于固定状态的螺母元件直到支撑环与调整轴承组件的待预紧的轴承圈无间隙地接触。在此，螺母元件优选地以指定的拉紧力矩被拉紧，优选以手紧方式进行拉紧。用于重新拉紧预紧单元以将指定的预紧力设置到调整轴承组件上的步骤还优选地包括：优选地通过在指定的固定状态下释放用于将螺母元件和支撑环相对于彼此固定的至少一个固定元件来随后释放固定状态。

41、“手紧”在此应尤其理解为在标准en1090-2或2018年dast(德国钢结构委员会)指南024、isbn978-3-941687-35-6或与此类似的含义内的“手紧”。