DE3623417C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zum Dosieren und Abfüllen von flüssigen oder pastösen Massen, insbesondere keimfrei zu haltenden Nahrungsmitteln, wie Milch, Joghurt, Pudding, Desserts oder dergleichen in Behälter geeignete Dosiervorrichtung, die aus einem mit einem Mundstück und einem Produktzulauf versehenen Gehäuse besteht, in dem ein axial beweglicher Dosierkolben und ein unabhängig davon steuerbarer Ventilkolben koaxial zueinander angeordnet sind und die Ventilstange des Ventilkolbens zentrisch in einer Bohrung des Dosierkolbens und der hohl ausgebildeten Kolbenstange des Dosierkolbens geführt ist.

Eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art geht beispielsweise aus der DE-PS 27 11 208 hervor. Bei dieser Dosiervorrichtung erfolgt die Produktzuführung am unteren Ende des einen Vorratsraum darstellenden Gehäuses, in welchem ein zusätzliches Gehäuse fest angeordnet ist. Der Dosierkolben und der Ventilkolben sind in dem Zusatzgehäuse angeordnet. In dem Zusatzgehäuse sind Längsausnehmungen vorhanden, über die Produktmasse aus dem äußeren Gehäuse in das Zusatzgehäuse einströmen kann, und zwar dann, wenn der Dosierkolben nach oben bewegt wird. Dann bildet sich im Dosierraum ein Unterdruck, durch den das Produkt schlagartig in den Dosierraum einströmt. Abgesehen davon, daß das Produkt beim Ansaugen um 90 Grad umgelenkt wird, erfolgt das Einströmen auch nur bei diesem Ansaugvorgang, so daß ein feinfühliges Dosieren und eine hohe Leistung nicht möglich sind. Aufgrund der Anordnung und Ausbildung des Dosierkolbens einerseits und des Ventilkolbens andererseits muß bei der bekannten Vorrichtung in den Fällen, wo weniger abgefüllt werden soll, der Dosierkolben höher stehenbleiben, so daß in unerwünschter Weise Produktreste unterhalb des Dosierkolbens verbleiben.

Bei einer weiteren durch die DE-PS 27 23 320 bekanntgewordenen Dosiervorrichtung sind gleichfalls ein Dosierkolben und ein koaxial dazu angeordneter Steuerkolben vorhanden, wobei die Ventilstange in der hohl ausgebildeten Kolbenstange geführt ist. Aber auch hier erfolgt die Massezuleitung über einen im unteren Bereich des Gehäuses liegenden Anschluß in den Dosierraum, so daß auch in diesem Fall ebenfalls nur einseitig ein Produktzulauf stattfindet.

Bei dieser Dosiervorrichtung ist hinter dem Dosierraum ein im Durchmesser vergrößerter Raum vorgesehen, in den bei einer Durchlaufreinigung sowohl der Dosierkolben als auch der Steuerkolben eingefahren werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine schonende Abfüllung des Produktes sowie eine preiswerte und einen geringen Bauraum aufweisende Herstellung bei zugleich leichter und guter Reinigung auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kolbenstange mehrere über ihren Umfang verteilt angeordnete, durch Stege voneinander getrennte und ständig mit dem Produktzulauf in offener Verbindung stehende Längsausnehmungen und die Ventilstange einen mit dem Mundstück des Gehäuses zusammenwirkenden ersten Steuerbund und einen damit über eine gegenüber der Bohrung des Dosierkolbens im Durchmesser kleinere Stößelstange verbundenen zweiten Steuerbund aufweist. Bei einer derart ausgebildeten Dosiervorrichtung kann das Produkt sowohl beim Ansaug- als auch beim Ausstoßvorgang zuströmen, und zwar in weitgehend geradlinigem Verlauf, so daß sich das Produkt nicht nur sehr gut abfüllen läßt, sondern dabei auch kein Ruhezustand eintritt, was zu einer vergleichsweise großen Ausstoßleistung führt. Dabei ist wichtig, daß der Dosierkolben über den unteren Steuerbund hinweg nach unten hin in die untere Ausstoßstellung gefahren werden kann, so daß in jedem Fall das Produkt vollständig ausgestoßen wird. Das bedeutet auch, daß in den Fällen, wo weniger Produktgut abgefüllt werden soll, in jedem Fall die vollständige Menge ausgestoßen wird. da der Dosierkolben immer nach unten in die untere Ausgangsstellung gebracht werden kann. Da ferner der Dosierkolben stets beidseitig mit Produkt beaufschlagt ist, braucht insofern auch keine Abdichtung gegen Keime bzw. Bakterien vorgesehen zu werden.

Der erste Steuerbund kann im wesentlichen die Länge des Mundstückes des Gehäuses aufweisen oder aber auch derart ausgebildet sein, daß er als flache Scheibe ausgebildet ist und einen Ventilabschluß sowohl am Einlaufende als auch am Auslaufende des Mundstückes bildet. Dabei kann das Auslaufende des Mundstückes einen verbreiterten Kopf aufweisen, so daß das Produkt beim Abfüllen wieder zu einem Strang zusammengeführt wird.

Bei mehrbahnigen Abfüllmaschinen kann der zweite Steuerbund mit einem entsprechenden Steuerbund eines oder mehrerer benachbarter Ventilkolben über eine gemeinsame Traverse verbunden sein, so daß die Steuerung insgesamt einfacher wird.

Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn der Übergang zwischen dem Zylinder des Gehäuses und dem Mundstück flach-konisch ausgebildet ist und zugleich auch der Dosierkolben an seiner Unterseite entsprechend konisch ausgebildet ist. Hierdurch wird zum einen ein noch weiterer verbesserter Produktlauf garantiert und zum anderen sichergestellt, daß das gesamte Produkt vollständig ausgestossen wird und somit keine Restbestände im Zylinder verbleiben.

Die Reinigung der Vorrichtung wird schließlich noch dadurch verbessert, wenn oberhalb des zum Füllen des Dosierkolbens notwendigen Steuerwegs des Dosierkolbens ein gegenüber dem Zylinder im Durchmesser größerer Raum vorhanden ist, in den der Dosierkolben zu Reinigungszwecken verfahrbar ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in einer schematischen Schnittdarstellung eine Dosiervorrichtung für eine mehrbahnige Abfüllvorrichtung, wobei der Dosierkolben und der Ventilkolben jeweils in verschiedenen Stellungen dargestellt sind,

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Dosierkolben,

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführung der Dosiervorrichtung,

Fig. 4 eine abgewandelte Variante des Mundstückes der Dosiervorrichtung,

Fig. 5 eine weitere Abwandlung der Steuerung des Ventilkolbens und

Fig. 6 eine abgeänderte Ausführungsform des Dosierkolbens und des Gehäuses.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist bei einer im einzelnen nicht dargestellten mehrbahnigen Abfüllmaschine eine Dosiervorrichtung mit einem Dosierblock 1 vorgesehen, der im einzelnen aus einem Gehäuse 2 besteht, das an seinem oberen Ende durch einen Deckel 3 abgeschlossen ist. Zwischen dem Deckel 3 und dem Gehäuse 2 ist ein Produktzulauf 4 vorhanden, der durch eine Bohrung oder Öffnung dargestellt ist und am rechten Ende des Dosierblockes 1 in einen Ausgleichsraum 5 für einen nicht dargestellten Ausgleichskolben übergeht. Da die Baueinheiten einer einzelnen Dosiereinheit jeweils gleich ausgebildet sind, genügt es im Prinzip, nur eine einzige zu besprechen. Der Einfachheit halber jedoch wird der Füllvorgang von links nach rechts anhand des gesamten Dosierblockes 1 beschrieben.

In einem Zylinder 6 des Gehäuses 2 ist ein Dosierkolben 7 axial verschieblich gelagert und zwar mit Hilfe einer hohl ausgebildeten Kolbenstange 8, die gegenüber dem Deckel 3 über eine Dichtung 9 abgedichtet ist. In der Kolbenstange 8 ist ein Ventilkolben 11 axial beweglich gelagert, der im einzelnen aus einer Ventilstange 12, einer Stösselstange 13 sowie einem ersten Steuerbund 14 und einem zweiten Steuerbund 15 besteht. Der erste Steuerbund 14 besitzt etwa die Länge eines Mundstückes 16 des Gehäuses 2, während der zweite Steuerbund 15 länger ausgebildet ist und im einzelnen in der Kolbenstange 8 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 17 geführt ist.

Die Kolbenstange 8 besitzt bis an den Dosierkolben 7 reichende Längsausnehmungen 18 und zwar - wie aus Fig. 3 hervorgeht - insgesamt drei Stück, die über Stege 19 voneinander getrennt sind. Im übrigen besitzt der Dosierkolben 7 eine Längsbohrung 21, die mit dem ersten Steuerbund 14 zusammenwirkt.

Im übrigen besitzt das Gehäuse 2 einen gegenüber dem Zylinder 6 im Durchmesser größeren Rückzugsraum 22, in den in weiter unten näher beschriebener Weise der Dosierkolben zu Reinigungszwecken zurückgefahren werden kann.

Die Funktion der Dosiervorrichtung ist wie folgt:

In der in der Zeichnung am weitesten links gezeichneten Stellung des Dosierkolbens und des Ventilkolbens 11 befindet sich die Dosiervorrichtung am Ende des Ausstoßvorganges. Dies bedeutet, daß der Dosierkolben 7 seine unterste Stellung eingenommen hat und daß durch den ersten Steuerbund 14 das Mundstück 16 vollständig abgeschlossen ist. Zum Aufnehmen neuen Produktgutes aus dem Produktzulauf 4 wird dann der Dosierkolben 7 in seine in der Zeichnung mit II bezeichnete Ansaugstellung verfahren. Beim Hochgehen des Dosierkolbens 7 wird Produktgut in den unteren Teil des Zylinders 6 eingesaugt, und zwar über die Längsbohrung 21 und die Längsausnehmungen 18 im Dosierkolben 7 bzw. in der Kolbenstange 8. Danach wird die Vorrichtung in die Stellung III gebracht, d.h. der Ventilkolben 11 ist hochgefahren worden, und zwar soweit, daß das untere Ende des ersten Steuerbundes 14 das Einlaufende des Mundstückes 16 abschließt und zugleich auch der Dosierkolben 7 im Bereich seiner Längsbohrungen 21 abgeschlossen wird. Daraufhin wird der Ventilkolben 11 noch weiter nach oben verfahren in die Stellung IV, und zwar so weit, daß das Einlaufende des Mundstückes 16 durch den ersten Steuerbund 14 geöffnet wird. Danach kann dann das Ausstoßen des Füllgutes erfolgen, und zwar erfolgt dies dadurch, daß der Dosierkolben 7 in die Stellung V verschoben wird, so daß das auf seiner Vorderseite befindliche Produktgut über das Mundstück 16 in den nicht dargestellten Behälter ausgestoßen wird. Gleichzeitig bei diesem Ausstoßvorgang wird aus dem Produktzulauf 4 über die Längsausnehmungen 18 in der Kolbenstange 8 neues Produktgut angesaugt, so daß sowohl beim Ausstoßen als auch beim Ansaugen Produktgut in die Vorrichtung aufgenommen wird.

Soll die Vorrichtung in eine Reinigungsstellung gebracht werden, so braucht z.B. ausgehend von der Stellung in der Darstellung gemäß IV lediglich der Dosierkolben in die mit strichpunktierter Linie dargestellte Stellung verschoben werden. Der Ventilkolben 11 befindet sich bereits in einer Stellung, in der er allseitig von einer Reinigungsflüssigkeit umspült werden kann, die beispielsweise über den Produktzulauf eingegeben werden kann.

Die Ausführungsvariante gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen in Fig. 1 und 2 lediglich dadurch, daß der untere bzw. erste Steuerbund aus einer flachen Scheibe 23 besteht, so daß durch entsprechendes axiales Verstellen des Ventilkolbens 11 sowohl das Auslaufende des Mundstückes 16 als auch das Einlaufende des Mundstückes (Stellung III und IV) abgeschlossen werden können. Beim Abfüllen tritt die flache Scheibe 23 aus dem Mundstück 16 heraus. Ansonsten ist die Funktion die gleiche wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2.

Eine weitere Variante besteht darin, daß das Mundstück 16 einen verbreiterten Austrittskopf 24 aufweist, so daß das Produkt beim Abfüllen wieder zu einem Strang zusammengeführt wird.

Bei mehrbahnigen Abfüllvorrichtungen lassen sich z.B. die hinteren Steuerbunde 15 nebeneinanderliegender Ventilkolben 11 über eine gemeinsame Traverse 25 mit einer gemeinsamen Ventilstange 26 verbinden. Hierdurch wird die Steuerung der gesamten Ventileinrichtung erheblich vereinfacht.

Schließlich hat es sich noch als zweckmäßig erwiesen, wenn das Gehäuse 2 im Übergangsbereich zwischen dem Zylinder 6 und dem Mundstück 16 flach-konisch ist, bzw. einen flachen konischen Übergang 27 aufweist und auch der Dosierkolben an dieser Stelle an seiner Unterseite entsprechend konisch ausgebildet ist. Dies ergibt den Vorteil, daß das gesamte Produkt aus dem Zylinder 6 ausgestoßen werden kann und mithin keine Reste von Produktgut verbleiben können, in denen sich etwa Keime oder dergleichen ansammeln könnten.

Claims (9)

1. Dosiervorichtung zum Dosieren und Abfüllen von flüssigen oder pastösen Massen, insbesondere keimfrei zu haltenden Nahrungsmitteln, wie Milch, Joghurt, Pudding, Desserts od. dgl. in Behälter, bestehend aus einem mit einem Mundstück und einem Produktzulauf versehenen Gehäuse, in dem ein axial beweglicher Dosierkolben und ein unabhängig davon steuerbarer Ventilkolben koaxial zueinander angeordnet sind und die Ventilstange des Ventilkolbens zentrisch in einer Bohrung des Dosierkolbens und der hohl ausgebildeten Kolbenstange des Dosierkolbens geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (8) mehrere über Ihren Umfang verteilt angeordnete, durch Stege (19) voneinander getrennte und ständig mit dem Produktzulauf (4) in offener Verbindung stehende Längsausnehmungen (18) und die Ventilstange (12) einen mit dem Mundstück (16) des Gehäuses (2) zusammenwirkenden ersten Steuerbund (14) und einen damit über eine gegenüber der Bohrung (21) des Dosierkolbens (7) im Durchmesser kleineren Stößelstange (13) verbundenen zweiten Steuerbund (15) aufweisen.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Steuerbund (14) an seinem dem Mundstück (16) abgewandten Ende in die Bohrung (21) des Dosierkolbens (7) einfahrbar und letzterer im Zylinder (6) des Gehäuses (2) über den Steuerbund (14) hinweg in eine untere Ausstoßstellung bewegbar ist.

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste Steuerbund (14) im wesentlichen die Länge des Mundstückes (16) des Gehäuses (2) aufweist.

4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste Steuerbund (14) als flache Scheibe (23) ausgebildet ist und einen Ventilabschluß sowohl am Einlaufende als auch am Auslaufende des Mundstückes (16) bildet.

5. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaufende des Mundstückes (16) einen verbreiterten Kopf (24) aufweist.

6. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrbahnigen Abfüllmaschinen der zweite Steuerbund (15) mit einem entsprechenden Steuerbund eines oder mehrerer benachbarter Ventilkolben (11) über eine gemeinsame Traverse (25) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang (27) zwischen dem Zylinder (6) des Gehäuses (2) und dem Mundstück (16) flach-konisch ausgebildet ist.

8. Dosiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die der flachen konischen Ausbildung des Übergangs (27) zugewandte Unterseite des Dosierkolbens (7) entsprechend konisch ausgebildet ist.

9. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder oberhalb des zum Füllen des Dosierkolbens (7) notwendigen Steuerwegs einen gegenüber dem Zylinder (6) im Durchmesser größeren Rückzugsraum (22) aufweist, in den der Dosierkolben (7) zu Reinigungszwecken verfahrbar ist.