DE3838462A1 - Vorrichtung zum dosierten abfuellen von fliessfaehigen produkten, insbesondere heiss abzufuellenden produkten, wie schmelzkaese od. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zum dosierten Abfüllen von fließfähigen Produkten, insbesondere heiß abzufüllenden Produkten, wie Schmelzkäse o. dgl. geeignete Vorrichtung, die aus einem mit einer Einlaß- und Auslaßöffnung versehenen Gehäuse, einem in einem Zylinder verstellbar gelagerten, die Einlaß- und Auslaßöffnung wechselweise freigebenden und verschließenden Ventilelement und einem in einem schräg angeordneten Zylinder zwischen einer Ansaug- und Ausstoßstellung axial verschieblich geführten Dosierkolben.

Bei einer bekannten Dosiervorrichtung gemäß der deutschen Auslegeschrift 21 63 097 ist das Ventilelement als Kolben ausgebildet, der in einer am unteren Ende des Gehäuses vorgesehenen Bohrung und eines sich daran anschließenden Füllstutzens mit Hilfe einer im oberen Teil des Gehäuses entlang einer vertikal verlaufenden Achse angeordneten Kolbenstange anhebbar und absenkbar ist. Zur Führung des Ventilkolbens in der angehobenen, die Auslaßöffnung freigebenden Stellung ist ein zusätzliches Lagerauge erforderlich, das in einen freien, vergrößerten Raum des Gehäuses hineinragt. Dieser vergrößerte Raum steht über eine im wesentlichen parallel zur Achse der Kolbenstange verlaufende Zulaufleitung mit einem nicht dargestellten Produktvorratsbehälter in Verbindung. Das Produkt wird über die Zulaufleitung in den vergrößerten Raum gegeben und muß dann um 90° unterhalb des Führungsauges für den Ventilkolben umgelenkt werden, um dann bei geöffnetem Ventil mit Hilfe des Dosierkolbens über den Füllstutzen ausgestoßen zu werden.

Dosiervorrichtungen der vorgenannten Art sind durchaus brauchbar, wenn als Füllmaterial, z. B. Joghurt, Puddig, Desserts o. dgl. abgefüllt werden soll. Bei anderen Produkten, insbesondere heiß abzufüllenden Produkten, wie z. B. Schmelzkäse o. dgl. kann es durchaus zu Schwierigkeiten kommen. So wird Schmelzkäse mit ca. 85°C abgefüllt und es kann, da ein solches Produkt eine sehr niedrige Viskosität aufweist, nur ohne Mundstück verarbeitet werden. Bei der Heißabfüllung dürfen keine problematischen geometrischen Formen an Einzelteilen vorhanden sein, da es ansonsten aufgrund des Wärmeverzugs zu Veränderungen kommt, die ein exaktes Dosieren beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Dosierung von heiß abzufüllenden Produkten ohne Mundstück ermöglicht und bei der der Totraum in der eigentlichen Dosierkammer möglichst klein gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Achsen der Zylinder für das drehbar gelagerte Ventilelement und den Dosierkolben im wesentlichen V-förmig zueinander angeordnet sind. Durch die geneigte Anordnung der Zylinder bzw. des Ventilelementes einerseits und des Dosierkolbens andererseits ergibt sich zwischen dem Ventilelement und der Vorderseite des Dosierkolbens ein vergleichsweise kleiner Totraum, der die Bildung von Produktnestern weitgehend ausschließt. Die Abfüllung von z. B. Schmelzkäse oder Kochkäse mittels eines derartigen Dosierers ist ohne Mundstücke möglich, so daß sich dieser Dosierer besonders für die Heißabfüllung eignet. Durch die geringe Auslauflänge im Gehäuse unterhalb der Ventilbohrung ergibt sich auch eine feinfühlige Dosierungsmöglichkeit.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind die Achsen zur Horizontalen unter einem flachen Winkel geneigt, der vorzugsweise jeweils 25° beträgt. Die Einlaßöffnung ist dabei im wesentlichen oberhalb des als Drehschieber ausgebildeten Ventilelementes angeordnet. Die Anordnung ist dabei ferner so getroffen, daß die Auslaßöffnung in bezug auf die im Durchlaßquerschnitt größere, vorzugsweise mehrfach größere, Einlaßöffnung zur Seite des Dosierkolbens hin versetzt angeordnet ist. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn die Achse der Auslaßöffnung etwa auf der Höhe der Schnittstelle der Achsen der Zylinder für den Drehschieber und den Dosierkolben angeordnet ist.

Besonders wichtig für die Erfindung ist, daß das Ventilelement bzw. der Drehschieber sowohl als Einlaßventil, als auch als Auslaßventil fungiert. Die spezielle Ausgestaltung des Drehschiebers sieht daher vor, daß dieser aus einem im wesentlichen zylinderischen Teil und einem an seinem vorderen freien Ende angeordneten kegelstumpfförmigen Teil besteht, dessen Umfangsfläche vorzugsweise im wesentlichen parallel zur Unterseite des Gehäuses verläuft. Hierdurch wird ein sehr guter Abschluß der Auslaßöffnung erreicht. Außerdem kann durch die kegelige Ausbildung des Ventils die Länge der Auslaufbohrung auf ein Minimum vermindert werden.

Es hat sich für die Produktumlenkung als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der kegelstumpfförmige Teil eine keilförmig zulaufende Verjüngung aufweist, deren Keilfläche sich bis in eine einseitig offene Schlitzausnehmung im zylinderischen Teil erstreckt. Hierdurch wird der Produktzulauf von der mittig angeordneten Zulaufbohrung zu der Vorderseite des Dosierkolbens begünstigt und andererseits auch ein guter gleichbleibender Ausstoß des Produktes nach Verdrehen des Drehschiebers sichergestellt.

Durch die Schrägstellung der Kolben und Ventilachsen ist es möglich, etwaige Reinigungsleitungen oberhalb der Doseurunterkante zu verlegen, so daß die Vorrichtung sich auch sehr einfach reinigen läßt. Das ist besonders dann der Fall, wenn die Reinigungsleitungen jeweils an den rückwärtigen Zylinderräumen des Dosierkolbens und des Drehschiebers angeschlossen sind und wenn das Flanschgehäuse des Drehschiebers und das Gehäuse im Bereich vor der unteren Ausstoßstellung des Dosierkolbens jeweils einen mit dem Durchmesser gegenüber dem jeweils zugehörigen Innendurchmesser der Zylinder erweiterten Raum versehen ist. Somit braucht der Dosierkolben zur Reinigung lediglich nach vorne weiterbewegt zu werden, während der Drehschieber in den erweiterten Raum an der Rückseite des Zylinders eingezogen wird. Auf diese Weise ist eine allseitig gute Umspülung der einzelnen Bauteile möglich. Durch die spezielle Anordnung der Zulauf- und Ablaufleitungen für das Betriebshilfsmittel, wie z. B. die Reinigungsflüssigkeit, ist es möglich, sogar in der Produktion eine Zwischenreinigung der Hinterkammern vorzunehmen. Auch ein Aufwärmen des Doseurs auf Betriebswärme vor der Produktion ist mit einem entsprechend eingeleiteten Betriebsmittel denkbar.

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

Fig. 1 die Dosiervorrichtung in einer Schnittdarstellung in der Ansaugstellung,

Fig. 2 eine entsprechende Darstellung in der Ausdrückstellung und

Fig. 3 die Vorrichtung in der Reinigungsstellung.

Ein mit strichpunktierten Linien dargestellter Vorratsbehälter 1 für das abzufüllende Produkt, wie z. B. Schmelzkäse oder Kochkäse, ist über eine Zwischenplatte 2 und ein Zwischengehäuse 3 auf ein Gehäuse 4 der Dosiervorrichtung aufgesetzt. Im Dosiergehäuse sind eine Einlaßöffnung 5 sowie eine Auslaßöffnung 6 vorgesehen. Die Achse 7 der Einlaßöffnung 5 ist zu der Achse 8 der Auslaßöffnung 6 versetzt. Zu der Dosiervorrichtung gehören ferner ein Drehschieber 9 als Ventilelement sowie ein Dosierkolben 11, der über eine Kolbenstange 12 und eine Führungsbuchse 13 in einem Zylinder 14 axial beweglich gelagert ist. Der Zylinder ist an einer Flanschfläche des Gehäuses 4 angeschraubt. An der Rückseite des Dosierkolbens 11 münden in den rückwärtigen Zylinderraum eine Zulaufleitung 15 sowie eine Ablaufleitung 16 für ein Betriebshilfsmittel, wie z. B. eine Reinigungsflüssigkeit oder aber auch eine Heizflüssigkeit. Der Dosierkolben 11 kann durch einen nicht dargestellten Antrieb über seine Kolbenstange 12 in Richtung seiner Achse 17 hin und her bewegt werden. Die Achse 17 ist gegenüber der Horizontalen um etwa 25° geneigt angeordnet.

Auf der gegenüberliegenden Seite des Zylindergehäuses 14 ist ein entsprechender Zylinder 18 für den Drehschieber 9 angeordnet. Der Zylinder 18 besteht aus einer Bohrung im Gehäuse 4 und zum anderen Teil aus einem Flanschgehäuse 19, in dem ebenfalls eine Führungsbuchse 21 angeordnet ist, in der der Drehschieber mittels seiner Kolbenstange 22 über einen nicht dargestellten Antrieb axial hin und her bewegbar und verdrehbar ist. Das Flanschgehäuse 19 ist gleichfalls mit einer Zulaufleitung 23 und einer im Gehäuse befindlichen Ablaufleitung 24 für den Zufluß und den Abfluß einer Reinigungsflüssigkeit bzw. einer Heizflüssigkeit versehen.

Der Drehschieber 9 besteht im einzelnen aus einem zylinderischen Teil 25 und einem kegelstumpfförmig ausgebildeten Teil 26, wobei ausgehend von dem kegelstumpfförmigen Teil 26 der Drehschieber insgesamt keilförmig ausgebildet ist. Die Keilfläche 27 erstreckt sich bis in den zylinderischen Teil 25 und zwar bis zwischen eine einseitig offene Schlitzausnehmung 28.

Mit Hilfe des Drehschiebers wird für die Einlaßöffnung 5 ein Einlaßventil und für die Auslaßöffnung 6 ein Auslaßventil gebildet. Wie ferner aus Fig. 1 hervorgeht, kann der Drehschieber im Bereich seines kegelstumpfförmigen Teils 26 noch mit nach außen abgeflachten Flächen 29 versehen sein.

Das Gehäuse 4 weist im Bereich der Ausstoßstellung des Dosierkolbens 11 einen verbreiterten Raum 31 auf. Ebenso ist der hintere Raum 32 des Flanschgehäuses 19 größer ausgebildet als der Durchmesser des zylinderischen Teils 25 des Drehschiebers 9. Der Sinn und Zweck dieser verbreiterten Räume wird weiter unten anhand der Fig. 3 erläutert.

Die Vorrichtung funktioniert wie folgt:

In der Ansaugstellung gemäß Fig. 1 befindet sich der Drehschieber 9 in einer solchen Stellung, daß das abzufüllende Produkt entsprechend der Pfeilangabe 33 entlang der Keilfläche 27 durch den nach oben gehenden Kolben 11 angesaugt wird. Durch die äußere Mantelfläche 30 ist dabei die Auslaßöffnung 6 abgeschlossen. Zum dosierten Abfüllen des Produktes wird dann der Drehschieber in die in Fig. 2 dargestellte Ausdrückstellung bewegt, so daß durch den zylinderischen Teil 25 die Einlaßöffnung 5 abgeschlossen wird, während gleichzeitig durch den abgeflachten Bereich im kegelstumpfförmigen Bereich 26 das Produkt entlang der Pfeilangaben 34 ausgestoßen wird. Ebenso wie die Achse 17 ist auch die Achse 20 des Zylinders 18 geneigt angeordnet und zwar etwa ebenfalls um 25°. Im übrigen ist die Auslaßöffnung 6 so angeordnet, daß sie im wesentlichen oberhalb der Schnittstelle der beiden Achsen 20 und 17 liegt.

In Fig. 3 ist die Reinigungsstellung der Vorrichtung dargestellt. Zu diesem Zweck wird der Dosierkolben 11 in den am vorderen Ende der Ausstoßstellung liegenden verbreiterten Raum 31 bewegt, während gleichzeitig der Drehschieber 9 in eine rückwärtige Stellung, nämlich in den verbreiterten Raum 32 des Zylinders 18 bewegt wird. Durch die Anschlüsse der Zulaufleitungen 15, 23 einerseits und die Ablaufleitungen 16 und 24 andererseits, kann entsprechend den Pfeilangaben Reinigungsflüssigkeit durch die Vorrichtung geleitet werden. Somit können ohne Ausbau der Teile diese gut von der Reinigungsflüssigkeit umspült werden. Es ist sogar aufgrund der Anordnung der Zulaufleitungen 15, 23 möglich, auch in der Produktionsstellung die rückwärtigen Räume des Dosierkolbens und des Drehschiebers zu reinigen. Anstelle einer Reinigungsflüssigkeit kann auch eine Heizflüssigkeit eingeleitet werden, wenn es z. B. notwendig ist, den Doseur vor der Produktaufnahme auf eine entsprechende Temperatur zu erwärmen.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern im Rahmen der Ansprüche auch Abänderungen zuläßt. So ist es durchaus denkbar, daß die Neigung der Achsen 17 und 20 für den Dosierkolben 11 und den Drehschieber 9 auch unter einem anderen, z. B. etwas steileren Winkel verläuft. Außerdem eignet sich die Vorrichtung auch zum Abfüllen von anderen Produkten.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum dosierten Abfüllen von fließfähigen Produkten, insbesondere heiß abzufüllenden Produkten, wie Schmelzkäse o. dgl., bestehend aus einem mit einer Einlaß- und Auslaßöffnung versehenen Gehäuse, einem in einem Zylinder verstellbar gelagerten, die Einlaß- und Auslaßöffnung wechselweise freigebenden und verschließenden Ventilelement und einem in einem schräg angeordneten Zylinder zwischen einer Ansaug- und Ausstoßstellung axial verschieblich geführten Dosierkolben, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (17, 20) der Zylinder (14, 18) für das drehbar gelagerte Ventilelement (9) und den Dosierkolben (11) im wesentlichen V-förmig zueiander angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Achsen (17, 20) der beiden Zylinder (14, 18) zur Horizontalen unter einen flachen Winkel geneigt sind, der vorzugsweise 25° beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einlaßöffnung (5) im wesentlichen oberhalb des als Drehschieber ausgebildeten Ventilelementes (9) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (6) in bezug auf die im Durchlaßquerschnitt mehrfach größere Einlaßöffnung (5) zur Seite des Dosierkolbens (11) hin versetzt angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (8) der Auslaßöffnung (6) etwa auf Höhe der Schnittstelle der Achsen (17 und 20) der Zylinder (14, 18) für den Dosierkolben (11) und den Drehschieber (9) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber aus einem im wesentlichen zylinderischen Teil (25) und einem an seinem vorderen freien Ende angeordneten kegelstumpfförmigen Teil (26) besteht, dessen Umfangsfläche (30) vorzugsweise im wesentlichen parallel zur Unterseite des Gehäuses (4) verläuft.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelstumpfförmige Teil (26) eine keilförmig zulaufende Verjüngung aufweist, deren Keilfläche (27) sich bis in eine einseitig offene Schlitzausnehmung (28) im zylinderischen Teil (25) des Drehschiebers (9) erstreckt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (14) des Dosierkolbens (11) von einem separaten, am Gehäuse (4) angeflanschten Zylinder und der Zylinder des axial verstellbaren Drehschiebers teilweise vom Gehäuse (4) und einem daran angeflanschten Lagergehäuse (19) gebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch jeweils an den rückwärtigen Zylinderraum des Dosierkolbens (11) und des Drehschiebers (9) angeschlossenen Zulauf- und Ablaufleitungen (15, 16, 23, 24) für ein Betriebshilfsmittel, wie z. B. Reinigungsflüssigkeit.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschgehäuse (19) des Drehschiebers (9) und das Gehäuse (4) im Bereich vor der Ausstoßstellung des Dosierkolbens (11) jeweils mit einem im Durchmesser gegenüber dem jeweils zugehörigen Innendurchmesser des Zylinders erweiterten Raum (31, 32) versehen ist.