DE4226580C2 - Portioniervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Portioniervorrichtung, die auf Flaschen anbringbar ist, um darin abgefüllte Getränke portioniert abgeben zu können, mit einem elektromagnetisch betätigten Ventil und mit einem festen und einem fliegenden Kern in der Vorrichtung, wobei der fliegende Kern mit dem Ventil verbunden ist, und mit einer elektromagnetischen Spule in der Abgabestation.

Aus der DE 25 48 442 C2 ist eine gattungsgemäße Portioniervorrichtung bekannt, die einen festen und einen fliegenden Kern aufweist. Zwischen diesen beiden Kernteilen und dem Gehäuse ist jedoch ein Zwischenraum vorgesehen, durch den die zu dosierende Flüssigkeit strömt. Der so entstandene große Spalt zwischen Spule und Kern führt zu einem schlechteren Wirkungsgrad des Magnetsystems und somit zu einer Überdimensionierung der Spule. Dadurch erhöht sich der Verbrauch an elektrischer Energie, was die Gefahr einer Überhitzung der Spule nach sich zieht.

Aus der US-PS 4 378 079 ist eine Portioniervorrichtung bekannt, mit der Flüssigkeiten unterschiedlicher und insbesondere sehr hoher Viskosität auch bei Viskositätsschwankungen aufgrund von Temperatureinflüssen zuverlässig dosiert werden können. Dabei weist die dort beschriebene Portioniervorrichtung einen zusätzlichen Propeller zum Fördern der hochviskosigen Flüssigkeiten auf, der ebenso wie das Ventil mittels eines ringförmigen Ankers betätigt wird.

Die EP 0 252 421 A1 beschreibt eine Ausgabeeinrichtung für eine Dosierkammer, die einen Steuerschieber mit einem Ring aufweist, der durch einen Elektromagneten beeinflußt wird. Des weiteren ist aus der AT-PS 392 052 eine Portioniervorrichtung bekannt, die mittels einer Betätigungsstange, die mit einem Elektromagneten in Verbindung steht, betätigt wird. Durch diese Betätigungsstange wird bei der dort beschriebenen Vorrichtung ein Belüftungsventil betätigt. Aus der US-PS 4 660 742 ist ferner ein Betätigungssystem für eine Portioniervorrichtung bekannt, bei der mit Hilfe einer optischen Codierung die auszugebende Flüssigkeit identifiziert wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Positioniervorrichtung bereitzustellen, deren Elektromagnet, um thermische Probleme zuverlässig zu vermeiden, mit möglichst gering dimensionierten elektrischen Spulen auskommt, wobei beim Durchfluß der zu portionierenden Flüssigkeit möglichst günstige Strömungsverhältnisse erreicht werden sollen. Ferner soll die Portioniervorrichtung leichter zu reinigen sein, sowie eine Zwangsbetätigung des zur Portioniervorrichtung gehörenden Belüftungsventils erreicht werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich weitere Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen ergeben. Dabei weisen bei der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung sowohl der feste als auch der fliegende Kern Ringform für den strömungsgünstigen Durchfluß des Getränkes auf.

Durch diese Maßnahme wird der Luftspalt zwischen der Spule und dem Kern merklich kleiner als es bisher möglich war, die Kernmasse wird wesentlich erhöht, die Strömungsverhältnisse werden wesentlich verbessert und die Reinigung wird stark erleichtert. Da die Verbindung zwischen fliegendem Kern und Auslaufdichtung, z. B. eine Ventilstange, einen kleinen Querschnitt aufweisen kann und, in Axialrichtung der Vorrichtung gesehen, nicht im Bereich der Kerne angeordnet ist, stört sie die günstigen Strömungsverhältnisse nicht.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft eine in axialer Richtung verlaufende Ausnehmung im festen Kern vorgesehen, durch die eine mit dem fliegenden Kern verbundene Betätigungsstange ragt, die mit dem Ventilteller des Belüftungsventils verbunden ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, das Belüftungsventil mit einer Feder zu beaufschlagen, so daß die Schließkraft auf ein Vielfaches des bisher möglichen gesteigert wird.

Vorteilhafterweise ist die Betätigungsstange für das Belüftungsventil nicht fest mit dessen Ventilteller verbunden, sondern schlägt im Zuge der Öffnungsbewegung des Hauptventils gegen diesen Ventilteller, so daß eine zeitliche Staffelung der maximal notwendigen Kräfte zu Beginn der Öffnungsbewegung der beiden Ventile erreicht wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind im festen Kern drei bogenförmige, sich um etwas mehr als 60° Zentrumswinkel erstreckende Öffnungen im Bereich der Mantelinnenseite der Portioniervorrichtung vorgesehen und sind mit dem fliegenden Kern drei bogenförmige Betätigungsstangen, die sich über einen Zentralwinkelbereich von etwas unter 60° erstrecken, vorgesehen.

Durch diese Maßnahme wird der Zusammenbau der Vorrichtung wesentlich vereinfacht, da keine genaue Winkellage einzuhalten ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Feder, die die Auslaufdichtung für die Flüssigkeitsabgabe in die Geschlossenstellung drückt, nicht zwischen den beiden Kernteilen vorgesehen, sondern zwischen Vorsprüngen der Betätigungsstangen und dem flaschenseitigen Ende der Portioniervorrichtung, wobei bevorzugt die Betätigungsstangen einen Federboden bilden und so einstückig ausgeführt sind. Dies erleichtert den Zusammenbau nochmals, da der obere Rand des ringförmigen Federbodens völlig unabhängig von der Winkellage der drei Vorsprünge gegen den Ventilteller des Belüftungsventils zu liegen kommt, weiters dadurch, daß statt der drei Betätigungsstangen nur ein Teil einzusetzen ist und schließlich dadurch, daß der feste Kern in die Portioniervorrichtung eingesetzt werden kann, ohne daß er gegen die Kraft einer von unten, vom fliegenden Kern, her drückenden Feder eingesetzt und während des weiteren Zusammenbaus gehalten werden muß.

Ausführungssbeispiele der Erfindung werden in der Folge anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, wobei die

Fig. 1 eine Zusammenstellungszeichnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, betriebsbereit und in der Geschlossenstellung ist, die

Fig. 2 den festen Kern, die

Fig. 3 den fliegenden Kern, die

Fig. 4 den Federboden mit den drei Betätigungsstangen und die

Fig. 5 ein Variante in der Geschlossenstellung zeigt.

In Fig. 1 ist eine betriebsbereite erfindungsgemäße Portioniervorrichtung dargestellt. Im Inneren eines Gehäuses 1 ist ein fliegender Kern 2 und ein fester Kern 3 vorgesehen. Der fliegende Kern 2 ist über eine Ventilstange 21 mit einer Auslaufdichtung 4 verbunden, die mit einem Ventilsitz 5 des Gehäuses 1 zusammenwirkt. Stromabwärts des Ventils 4, 5 ist ein Manipulierschutz 6 mit einem axial verlaufenden Dorn 7 unbeweglich bezüglich des Gehäuses 1 befestigt. Auf diesem Dorn 7 gleitet die hohle Ventilstange 21, wenn das Ventil 4, 5 geöffnet bzw. geschlossen wird. So wird die Auslaufdichtung 4 geführt und die Führung des fliegenden Kernes 2 an der Gehäuseinnenwand verbessert.

Stromaufwärts des fliegenden Kernes 2 (in der Fig. 1 oberhalb des Kernes) befindet sich, im Abstand von ihm angeordnet, der feste Kern 3. Dieser wird durch drei Flügel 8, die auf einem Absatz des Gehäuses 1 aufliegen und dem Gehäuseoberteil 9 an seiner Stelle gehalten.

In der dargestellten betriebsbereiten aber geschlossenen Position drückt ein Federteller 10, der innerhalb des Gehäuseoberteils 9 axial verschieblich gelagert ist, unter der Wirkung einer Feder 11, nach unten auf den fliegenden Kern 2. Bogenförmige Betätigungsstangen 12 des Federtellers 10, deren äußere Mantelflächen entlang der inneren Mantelfläche des Gehäuses 1 in axialer Richtung gleiten können, greifen durch die Ausnehmungen zwischen den Flügeln 8 des oberen festen Kernes 3 durch und drücken den fliegenden Kern 2 soweit nach unten, daß das Ventil 4, 5 geschlossen ist.

Der Federteller 10 weist einen oberen Rand 13 auf, der während der Öffnungsbewegung des Ventiles 4, 5 durch Betätigung der nicht dergestellten Spule, die im axialen Bereich der beiden Kerne 2, 3 knapp außerhalb des Gehäuses 1 liegt, an den unteren Rand 14 einer Ventilstange 15 des Belüftungsventils 16 stößt. Dadurch wird das von der Feder 17 geschlossengehaltene Belüftungsventil 16 geöffnet und erlaubt den Zutritt von Luft ins Innere der (nicht dargestellten) darüberliegenden Flasche.

Eine fertigungstechnische und montagestrategisch günstige Lösung der Ausbildung der Flügel 8 bzw. Betätigungsstangen 12 ist in den Fig. 2 und 4 dargestellt. Das Vorsehen von jeweils drei derartigen Elementen 8, 12 ist aus Fertigungs- und Stabilitätsgründen bevorzugt, aber nicht unbedingt erforderlich. Um keine genauen Toleranzen einhalten zu müssen, ist vorgesehen, daß die Zentriwinkel a der Flügel 8 und c der Betätigungsstangen 12 jeweils einige Grad unter 60° betragen. So bleibt bei einer drehsymmetrischen Anordnung mit einem Zentriwinkel b von jeweils 120° in Umfangsrichtung genügend Spiel zwischen den Flügeln 8 und den Betätigungsstangen 12, um ein Klemmen sicher zu vermeiden.

Es ist selbstverständlich möglich, die Umfangswinkel a bzw. c ungleich voneinander zu wählen, wobei nur die Summe der beiden Winkel a, c nicht größer als der Winkel b sein kann und bevorzugt etwas kleiner als der Winkel b gewählt wird. Der feste Kern 3 besteht aus geeignetem Metall, die Flügel 8 können einstückig mit ihm ausgebildet sein, es wird jedoch bevorzugt, daß diese Flügel 8 an den festen Kern 3 angeklebt werden, oder daß der feste Kern 3 ein Ausnehmung aufweist, auf die die mit einem Ring verbundenen Flügel 8 aufgezogen werden.

In Fig. 5 ist eine Variante dargestellt, die insbesonders für klebrige Flüssigkeiten und selten gebrauchte Flaschen günstig ist. In der Fig. 5 sind, soweit sie zutreffen, die gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren verwendet. Bei diesen Gegebenheiten kann es leicht zum Ankleben des Ventils 24 am Ventilsitz 25 kommen. Um dies zu verhindern, ist bei dieser Variante zwischen dem fliegenden Kern 2 und dem Ventil 24 eine Feder 26 vorgesehen, wobei eine Anschlagfläche 23 am fliegenden Kern 2 und ein damit zusammenwirkender Vorsprung 22 auf der Ventilstange 21 dazu führen, daß das Ventil 24, 25 vom fliegenden Kern 2 geöffnet wird, wenn dieser in Zuge seiner Bewegung mit der Anschlagfläche 23 gegen den Vorsprung 22 stößt. Dadurch wird das Ventil 24, 25 nicht nur durch die magnetischen Kräfte, sondern auch durch die kinetische Energie des fliegenden Kernes 2 in Öffnungsrichtung beaufschlagt, wodurch es zuverlässig geöffnet wird.

Wesentlich dabei ist, daß der axiale Abstand der Anschlagfläche 23 zum Vorsprung 22 in der Geschlossenstellung des Ventiles 24, 25 so gewählt ist, daß der fliegende Kern 2 im Zuge der Öffnungsbewegung für eine ausreichende Öffnung des Ventiles 24, 25 sorgt.

Die Portioniervorrichtung nach der Erfindung kann verschiedentlich abgeändert und variiert werden. So ist es möglich, eine kürzere Ventilstange 21 vorzusehen, oder auf diese zu verzichten und eine Auslaufdichtung 4 vorzusehen, die mit dem fliegenden Kern 2 beispielsweise mittels eines sternförmigen Bauteils verbunden ist. Wenn die bogenförmigen Betätigungsstangen 12 am fliegenden Kern 2 befestigt sind und von unten gegen den Federring 10 anliegen, kann auf die zusätzliche Führung durch den Dorn 7 verzichtet werden. Wenn eine Zwangsbetätigung des Belüftungsventils 16 nicht angestrebt wird, können die Flügel 8 des festen Kerns 3 zu einem durchgehenden Ring ausgebildet sein und statt der Betätigungsstangen 12 kann die Feder 11 zwischen den beiden Kernen 2, 3 direkt vorgesehen werden, wobei die Feder 11 bevorzugt einen solchen Windungsdurchmesser aufweist, daß sie das Durchfließen der Flüssigkeit nicht behindert.

An der äußeren Mantelfläche des Gehäuses 1 kann eine besonders einfache und rasch umrüstbare Codierung für das jeweils von der Portioniervorrichtung abgegebene Getränk angebracht sein. Dazu werden zwischen einer Abstufung 18 des Gehäuses 1 und dem gegenüberliegenden Ende 19 eines Abschlußteiles 20 nicht dargestellte Codierringe vorgesehen, deren radiale Erstreckung der der Abstufung 18 bzw. der Wandstärke des Abschlußteiles 20 entspricht. Beim Einschieben der Vorrichtung in die Abgabestation wird auf passende Weise (elektromagnetisch, bevorzugt jedoch optisch) die Abfolge der Ringe erkannt und mittels einer Datenverarbeitungsanlage (Zentralkasse) ausgewertet. Um den Code zu verändern, genügt es, mit Hilfe eines Spezialwerkzeuges das mit Pressung aufgeschobenen Abschlußteil 20 abzuziehen, die Codierringe in axialer Richtung abzunehmen und in der gewünschten neuen Reihenfolge und Kombination wieder aufzuschieben, worauf der Abschlußteil 20 wieder aufgeschoben wird. Diese an sich bekannte Maßnahme wird nur durch die Verwendung der ringförmigen Kerne 2, 3, die nahe der Gehäusewand 1 liegen und zufolge des großen Radius einen großen Querschnitt aufweisen, begünstigt.

Claims (6)

1. Portioniervorrichtung, die auf Flaschen anbringbar ist, um darin abgefüllte Getränke portioniert abgeben zu können, mit einem elektromagnetisch betätigten Ventil (4, 5, 24, 25) und mit einem festen (3) und einem fliegenden Kern (2) in der Vorrichtung, wobei der fliegende Kern (2) mit dem Ventil (4, 5) verbunden ist, und mit einer elektromagnetischen Spule in der Abgabestation, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der feste Kern (3) als auch der fliegende Kern (2) Ringform für den strömungsgünstigen Durchfluß des Getränkes aufweisen.

2. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im festen Kern (3) eine in axialer Richtung verlaufende Ausnahmung vorgesehen ist, durch die eine mit dem fliegenden Kern (2) verbundene Betätigungsstange (12) ragt, die mit dem Ventilteller eines Belüftungsventils (16) verbunden ist.

3. Portioniervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (12) für das Belüftungsventil (16) nicht fest mit dessen Ventilteller verbunden ist, sondern erst im Zuge der Öffnungsbewegung des Flüssigkeitsventils (4, 5) dagegen stößt.

4. Portioniervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im festen Kern (3) drei bogenförmige, sich um etwas mehr als 60° Zentrumswinkel erstreckende Öffnungen im Bereich der Mantelinnenseite der Portioniervorrichtung vorgesehen sind und daß mit dem fliegenden Kern (2) drei den Öffnungen entsprechende bogenförmige Betätigungsstangen (12), die sich über einen Zentralwinkelbereich von etwas unter 60° erstrecken, angeordnet sind.

5. Portioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, mit einer Feder (11), welche die Auslaufdichtung (4) in die Geschlossenstellung drückt, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (11) zwischen Vorsprüngen der Betätigungsstangen (12) und dem flaschenseitigen Ende der Portioniervorrichtung vorgesehen ist, wobei bevorzugt die Betätigungsstangen (12) einen Federboden bilden und mit ihm einstückig ausgeführt sind.

6. Portioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem fliegenden Kern (2) und dem Ventil (24) eine Feder (26) vorgesehen ist, wobei eine Anschlagfläche (23) des fliegenden Kernes (2) im Laufe von dessen Öffnungsbewegung mit einem Vorsprung (22) der Ventilstange (21) zusammenwirkt, um das Ventil (24, 25) zu öffnen.