DE1773420C2

DE1773420C2 - Dosiervorrichtung

Info

Publication number: DE1773420C2
Application number: DE1773420A
Authority: DE
Inventors: Louis Vincent Chicago Ill. Volkober (V.St.A.)
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1967-05-17
Filing date: 1968-05-13
Publication date: 1973-01-04
Also published as: NL6805918A; BE714281A; CH485201A; SE362141B; JPS4818266B1; GB1198736A; US3394850A; DE1773420B1; DE6610082U; DK121731B; AT287337B; FR1561617A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung, die einsn in einem Gehäuse angeordneten Rotor mit einem senkrecht zur Achse gerichteten Durchgang als Meßkammer aufweist, in der ein beweglicher Kolben zum Ausstoßen einer abgemessenen Dosiergutmenge auf der einen und zum gleichzeitigen Füllen der Meßkammer auf der gegenüberliegenden Seite eingepaßt ist.

Die Abgabe abgemessener Mengen einer Flüssigkeit aus einer Abgabevorrichtung in einzelne Behälter, die beispielsweise über ein Förderband geführt werden, erfordert eine genaue und sofortige Abgabe bei Bedarf. Üblicherweise wird ein solches Förderband schrittweise bewegt, um die nicht gefüllten Behälter unter einen Abgabekopf zu bringen, wobei die Abgabe der abgemessenen Mengen aus diesem Abgabekopf mit der Bewegung des Förderbandes synchronisiert ist.

Durch die deutsche Patentschrift 384 269 ist eine Vorrichtung zum Abfüllen dickflüssiger Massen bekanntgeworden, bei der ein frei fallender Kolben in einem Meßzylinder angeordnet ist, der sich in einem drehbaren Küken befindet Diese besonders für dickflüssige Massen vorgesehene Vorrichtung besitzt jedoch, besonders bei dünnflüssigem Gut, den Nachteil, daß beim Weiterdrehen des Kükens ein Nachtropfen stattfindet Dieses Nachtropfen wird besonders stark, wenn man bei der bekannten Vorrichtung eine verengte Entnahmeöffnung vorsieht

Durch die USA.-Patentschrift 3125 136 ist ebenfalls eine Dosiervorrichtung mit drehbarem Küken und in dessen Queröffnung einem verschiebbaren Kolben bekanntgeworden. Hier tritt ein Nachtropfen deshalb nicht auf, weil die dosiert abgegebene Masse nach oben, in ein Transportrohr, bewegt wird.

Auch die USA.-Patentschrift 1 867 998 zeigt eine Dosiervorrichtung mit beweglichem Kolben in der Querbohrung eines drehbaren Kükens. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird das Nachtropfen bei Flüssigkeiten oder plastischen Substanzen in Kauf genommen.

Bei der durch die USA.-Patentschrift 1 861 734 bekanntgewordenen Dosiervorrichtung, die insbesondere für Eiscrem vorgesehen ist, wird eine besondere Tropfscheibe eingebaut, die verhindern soll, daß beim unbeabsichtigten Schmelzen des Eiscreme die Flüssigkeit an den Wänden entlangläuft. Diese Vorrichtung arbeitet nur dann zufriedenstellend, wenn es sich um eine verhältnismäßig steife plastische Substanz, wie beispielsweise aufgeschlagenen und gefrorenen Eismix, handelt, der ohne Schwierigkeiten in einer geschlossenen zylindrischen Säule unterhalb der öffnung im Gehäuse hängt. Zum Dosieren von Dosensahne, Honig oder dtrgleicuen Flüssigkeiten mittlerer bis größerer Zähigkeit ohne die Gefahr des Nachtropfens ist diese bekannte Dosiervorrichtung ebenfalls nicht geeignet.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu entwikkeln, daß beim Abfüllen von Flüssigkeiten geringerer oder größerer Zähigkeit nach dem Verschließen der Entnahmeöffnung ein Nachtropfen mit Sicherheit verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Gehäuse an der Dosiergutauslauföffnung eine Ausnehmung vorgesehen ist, die nach dem vollständigen Herausdrücken des Dosiergutes das eine Ende des Kolbens aufnimmt, der dann, beim Weiterdrehen des Rotors, von der anschließenden zylindrischen Wand des Gehäuses unter Bildung eines geringen Unterdruckes in der Ausnehmung wieder etwas zurückgeschoben wird und somit ein Nachtropfen des Dosiergutes aus der Auslauföffnung verhindert.

Eine solche Dosiervorrichtung verhindert ein Nachtropfen des Dosiergutes aus der Auslauföffnung mit Sicherheit. Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung ist außerordentlich einfach in ihrem Aufbau und zuverlässig in ihrer Funktion, da sie aus nur wenigen Teilen gebildet ist Die Dosiervorrichtung läßt sich dadurch leicht in vorhandene Verteilerköpfe von Abfülleinrichtungen od. dgl. einbauen, hat eine relativ hohe Lebensdauer und läßt sich leicht auseinandernehmen und reinigen.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kolben der

Dosiervorrichtung um einen Freikolben, dessen beide Enden zum leichteren Einlaufen in die Gehäuseausnehmung hinein oder zum Auslaufen aus dieser abgerundet sind. Dadurch werden ruckhafte Bewegungen des Kolbens, die einer schnellen und einwandfreien S Funktion entgegenstehen würden, vermieden. ■

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Rotor mehrere Durchgänge zur Aufnahme mehrerer Kolben aufweist, wobei den Kolben dann jeweils entsprechende Ausnehmungen im Gehäuse zugeordnet sind.

Die Erfindung wird mit der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch, eine erfindungsgemäße Dosiervorrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Dosiervorrichtung in einer anderen Lage des Kükens,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Dosiervorrichtung, in einer weiteren Lage des Kükens, wobei das zu do- so sierende Gut durch eine Auslauföff.iung in einen Behälter abläuft,

F i g. 4 einen Schnitt durch die Dosiervorrichtung nach einer geringen Drehung des Kükens aus der in F i g. 3 dargestellten Lage und

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 1.

Während die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung besonders gut zur Abgabe flüssiger Nahrungsmittelprodukte geeignet ist, beispielsweise Sahne, Kaffeemilch u. dgl., und zwar vornehmlich in einer hochtourig laufenden Behälterfüll- und Siegelmaschine, versteht es sich, daß die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung überall dort verwendet werden kann, wo eine genaue und sofortige Abgabe festgelegter Mengen eines Dosiergutes erwünscht ist, ohne daß ein Lecken oder Tropfen zwischen den einzelnen Abgaben "rfolgt.

Die Dosiervorrichtung 10 umfaßt ein Gehäuse 12 mit einer Durchgangsbohrung 14 zur Aufnahme eines 4» Rotors 16, der seinerseits mit einem Durchgang 18 versehen ist. Dieser Durchgang ist je nach seiner Lage zur Herstellung einer Verbindung mit oberen und unteren Dosiergutaufnahme- und Dosiergutauslauföffnungen 20 bzw. 7,2 vorgesehen, die im Gehause angeordnet sind. Der Durchgang 18 des Rotors 16 umfaßt einen Kolben 24, der in ihm eingeschlossen ist und der in Erwiderung auf die Bewegung des Rotors 16 eine Hubbewegung ausführt, um eine festgelegte Dosiergutmenge aufzunehmen und abzuge- 5" ben, wie das im einzelnen im nachfolgenden noch zu beschreiben sein wird. Die Dosiervorrichtung 10 umfaßt ferner als ein wichtiges Merkmal der Erfindung eine Ausnehmung 26, die an der Auslauföffnung 22 in das Gehäuse 12 eingeformt ist und sich von der Gehäusebohrung 14 radial nach außen erstreckt, in sie aber am äußeren Rand der Ausnehmung 26 übergeht. Der Zweck der Ausnehmung 26 in Verbindung mit der Funktion der anderen Teile der Dosiervorrichtung 10 geht aus dem Nachfolgenden noch hervor.

Das Dosiergut 28 gelangt vorzugsweise von einem Lagertank in die Dosiervorrichtung 10. Der Lagertank ist gestrichelt in Fig. 1 gezeigt. Der Tank 30 hat, falls er vorgesehen ist, vorzugsweise ein Halsstück 32, dessen Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung 20 der Dosiervorrichtung ist, so daß das Dosiergut schnell aus dem Tank 30 in die Dosiervorrichtung 10 fließen kann. Die Füllage der Dosiervorrichtung 10 ist in F i g. 1 gezeigt, bei der sich der Kolben 24 in der untersten bzw. zurückgezogenen Lage befindet und dabei gerade eine festgelegte Dosiergutmenge durch die Auslauföffnung 22 abgegeben hat Das Dosiergut aus dem Tank 30 kann damit in den Teil des Durchgangs 18 im Rotor einströmen, der sich unmittelbar über dem Kolben 24 befindet.

Nachdem der Raum des Durchgangs 18 unmittelbar über dem Kolben 24 mit dem Dosiergut vollkommen gefüllt ist, ist der Rotor 16 fertig zur Bewegung, um eine festgelegte Menge Dosiergut einzuschließen, das anschließend abgegeben werden soll. Das geht im einzelnen aus F i g. 2 hervor, in der sich der Rotor 16 in einer Lage befindet, die um etwa 90° zur Aufnahmelage verdreht ist Diese Darstellung zeigt, wie eine festgelegte Menge des Dosiergutes innerhalb der Dosiervorrichtung 10 eingeschlossen wird. Insbesondere ist zu ersehen, daß die "-'andung der Gehäusebohrung 14 eine festgelegte M?npe des Dosiergutes 28 innerhalb des Durchgangs 18 einschließt, das sich unmittelbar über dem Kolben 24 befindet. Es versteht sich, daß enge Fertigungstoleranzen in der Größenordnung von 25 μ, beispielsweise zwischen dem Kolben 24 und dem Durchgang 18 sowie zwischen dem Rotor 16 und der Gehäusebohrung 14, vorgesehen sind, um das Eindringen von Dosiergut zwischen diese zusammenwirkenden Teile der Dosiervorrichtung zu verhindern.

Die Funktion des Rotors 16 in einer Behälterfüll- und Siegelmaschine wird mit der Bewegung der Behälter derart synchronisiert, daß die Dosiervorrichtung 10 die gewünschte Dosiergutmenge in aufeinanderfolgende Behälter in kontinuierlicher Weise einfüllt. Deshalb wird der Rotor 16 durch einen Antriebsmechanismus mechanisch angetrieben, der mit dem Förderer synchronisiert ist, um die Behälter durch die Behälterfüll- und Siegelmaschine zu führen. Der Kolben 24 andererseits ist als Freikolben insofern ausgebildet, daß seine Bewegung durch die Schwerkraft gesteuert wird, während er in den verschiedenen Hublagen in Erwideiung auf die Bewegung des Rotors 16 wandert. Gegebenenfalls kann der Kolben 24 auch mechanisch in seiner Hubbewegung angetrieben sein, obgleich es festgestellt worden ist, daß das normalerweise nicht erforderlich ist.

Die Bewegung des Rotors 16 aus der Füllage gemäß der Darstellung in F i g. 1 durch die Transportlage gemäß der Darstellung in F i g. 2 in die Abgabelage gemäß der Darstellung in F i g. 3 erfordert sehr wenig Zeit im Arbeitsablauf der Dosiervorrichtung. Gemäß F i g. 3 ist zu ersehen, daß sich der Rotor 16 um 180° aus der in Fig. 1 geze'3ten Füllage gedreht hat, um das in dem Rotor 16 eingeschlossene Dosiergut gegenüber der Auslauföffnung 22 auszurichten. Sobald das geschehen ist, fällt der Kolben 24, da er keiner Zentrifugalkraft mehr ausgesetzt ist, auf Grund der Schwerkraft und drückt das in dem Rotor eingeschlossene Dosiergut 28 durch die Auslauföffnung 22 in einen Behälter 34, der mit der Auslauföffnung 22 fluchtet. Während der Kolben 24 das in dem Rotor 16 auf einer Seite eingeschlossene Dosiergut herausdrückt, wird gleichzeitig am anderen Ende des Kolbens das gegenüberliegende Ende des Durchgangs 18 geöffnet, um ein Einströmen von Dosiergut 28 durch die Aufnahmeöffnung 20 in ihn hinein zu ermöglichen. Damit dauert der Füll- und Abgabevorgang nur kurze Zeit.

Es ist festgestellt worden, daß nicht alles Dosiergut während eines Abgabevorgangs herausströmt, so daß dabei die Erscheinung auftritt, die in Abgabevorrichtungen allgemein als »Nachtropfen« bezeichnet ν:!rd. Diese Erscheinung ist in bekannten Vorrichtungen praktisch normal und stört ein an;>ciiließendes Siegeln, da das Auslaufen oder Auftropfen von Flüssigkeiten auf die Randbereiche des Behälters nicht nur ein unansehnliches Aussehen hervorrufen, sondern auch Schwierigkeiten beim Wärmeversiegeln eines Verschlußtcils am Behälterkörper hervorrufen. Um ferner zu gewährleisten, daß nur eine festgelegte Menge Dosiergut abgegeben wird, muß irgendeine Kontrollmöglichkcit für das »Nachtropfen« vorgesehen sein. In der vorliegenden Erfindung besteht die Kontrolle über das »Nachtropfen« durch eine mechanisch induzierte Saugwirkung, die Luft durch die Auslaßöffnung nach oben zieht, nachdem der Abfüllvorgang beendet ist, um vorhandenes Restgut in der Dosiervorrichtung zu halten, bis der nächste Abgabe- ao Vorgang erfolgt. Das wird erfindungsgemäß durch die Zusammenwirkung zwischen der Ausnehmung 26 und dem Kolben 24 erreicht.

Nachdem die Abgabe einer festgelegten Dosiergutmenge beendet ist, wandert der Kolben 24 in die as Ausnehmung 26, wie das in F i g. 1 und 5 gezeigt ist. Eine anschließende Bewegung des Rotors 16 bewirkt eine Bewegung des Kolbens 24, wie das in F i g 4 gezeigt ist, aus der Ausnehmung 26 in die Gehäusebohrung 14 hinein, und das erzeugt ein geringes Vakuum oder »Zurücksaugen« an der Auslauföffnung 22, wodurch Luft in die Auslauföffnung 22 eingesaugt wird, wie das durch die Pfeile in F i g. 4 dargestellt ist. Dieses mechanisch hervorgerufene Vakuum vermindert ein Tropfen oder Lecken durch die Ausübung pneumatischer Kräfte auf eine eventuell verbleibende Restflüssigkeit. In dieser Weise vollführt die Dosiereinrichtung ihre Abgabefunktion und verhindert gleichzeitig ein Nachtropfen zwischen den einzelnen Abgabevorgängen.

Die gegenüberliegenden Enden des Kolbens 24 sind gerundet, wie das bei 36 in der Zeichnung dargestellt ist, um das obenerwähnte mechanisch hervorgerufene Vakuum zu erreichen, ohne daß ein unnötiger Verschleiß oder eine Störung in der Funktion des Rotors 16 hervorgerufen wird. Das Maß der Krümmung an den Enden 36 des Kolbens 24 sowie der Ausnehmung 26 kann innerhalb festgelegter Grenzen variiert werden, um die angestrebten Ergebnisse zu erzielen. Ferner versteht es sich, daß das Gehäuse 12 länglich ausgebildet sein kann, um einen länglichen Rotor 16 aufzunehmen, der eine Mehrzahl voneinander getrennter Durchgänge 18, einen Kolben 24 innerhalb eines jeden Durchgangs usw. umfaßt, um gleichzeitig eine einsprechende Anzahl von Behältern /üllen zu können.

Durch die Erfindung ist also eine Dosiervorrichtung geschaffen worden, die nach Bedarf für eine genaue und sofortige Abgabe sorgt und die gleichzeitig ein Lecken oder Tropfen zwischen den einzelnen Dosiergutabgabevorgängen weitgehend verringert oder überhaupt verhindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dosiervorrichtung, die einen in einem Gehäuse angeordneten Rotor mit einem senkrecht zur Achse gerichteten Durchgang als Meßkammer aufweist, in der ein beweglicher Kolben zum Ausstoßen einer abgemessenen Dosiergutmenge auf der einen Seite und zum gleichzeitigen Füllen der Meßkammer auf der gegenüberliegenden Seite eingepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, to daß in dem Gehäuse (12) an derDosiergutauslauföffnung (22) eine Ausnehmung (26) vorgesehen ist, die nach dem vollständigen Herausdrücken des Dosiergutes (28) das eine Ende des Kolbens (24) aufnimmt, der dann, beim Weiterdrehen des Rotors (16), von der anschließenden zylindrischen Wand des Gehäuses unter Bildung eines geringen ünterdruckes in der Ausnehmung \#ieder etwas zurückgeschoben wird und somit ein Nachtropfen des Dosiergutes aus der Auslauföffnung (22) verhindert.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) ein Freikolben ist.

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden (36) des Kolbens (24) zum leichten Einlaufen in die im Gehäuse ^vorgesehene Ausnehmung (26) hinein oder zum Auslaufen aus dieser Ausnehmung abgerundet sind.

4. Dosiervoirichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dai* der Rotor mit mehreren Durchgängen zur Aufnahme einer entsprechenden Anzahl von Kolben versehen ist, wobei den Kolben jeweils entsprechende Ausnehmungen zugeordnet sind.

5. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiergutaufnahmeöffnung (20) im Gehäuse etwa die gleiche Breite wie der Durchgang (18) im Rotor (16) hat.

6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiergutauslauföffnung (22) wesentlich kleiner als der Durchgang (18) im Rotor (16) ist.