DE69006416T2

DE69006416T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Beladung einer Flüssigkeit.

Info

Publication number: DE69006416T2
Application number: DE69006416T
Authority: DE
Inventors: Takayoshi Sagawa; Shichisei Tani
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1990-07-21
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2010-07-22
Also published as: EP0410332A3; EP0410332B1; DE69006416D1; DE410332T1; US5065800A; JPH03226403A; EP0410332A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Dosieren einer Flüssigkeit mit variabler Kapazität sowie auf eine Vorrichtung, und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dosieren einer bestimmten Menge einer Flüssigkeit in offene Behälter, die leere Kapseln sind, bevor sie in einem Verfahren zum Herstellen flüssigkeitsgefüllter Kapseln samt der Flüssigkeit verschlossen werden.
In den letzten Jahren kommt eine sich ständig steigernde Vielfalt an Tabakprodukten auf den Markt, und es werden, auch auf dem Gebiete der Zigarettenfilter, verschiedene Arten von Filterprodukten vorgeschlagen.
Beispielsweise gibt es ein Zigarettenfilter, das mit einer kleinen Kapsel geladen ist, die während des Rauchens durch Druck aufgebrochen wird, um die Flüssigkeit der Kapsel in das Filter sickern zu lassen.
Bei solch einem Filter mag die Flüssigkeit in der Kapsel Wasser, ein Parfum oder andere Substanzen enthalten, um den Geschmack und den Geruch des Tabaks zu verbessern. Durch Veränderung des Flüssigkeitsinhaltes ist es möglich, Zigaretten mit einer Vielfalt von Geschmacksrichtungen zu liefern, die einer wachsenden Unterschiedlichkeit der Bedürfnisse des Konsumenten genügen.
Eine gewöhnliche Methode zum Herstellen solcher Filter bringt das Füllen der Flüssigkeit in einen Behälter oder in eine Kapsel mit einem offenen Ende mit sich, sowie das hermetische Verschliessen der Öffnung mit einem Deckel.
Ein herkömmliches Verfahren zum Dosieren der Flüssigkeit in den Behälter besteht in folgendem: Einsetzen des Behälters mit aufwärts gerichteter Öffnung in eine an der Oberseite einer Platte ausgebildete, mit einem Boden versehene Ausnehmung; Positionieren der Platte an einer vorbestimmten Stelle; und Einfüllen einer bestimmten Menge an Flüssigkeit mittels einer Kolbenpumpe in den Behälter, die oberhalb der Platte angeordnet ist und ihren Hub zu ändern vermag, um die Menge an einzufüllender Flüssigkeit zu verändern.
Eine solche Flüssigkeitsdosiereinrichtung besitzt jedoch einen sehr geringen Wirkungsgrad, da bei jedem Hube der Pumpe nur ein Behälter mit Flüssigkeit befüllt wird. Daher erfordert das Befüllen einer grossen Anzahl von Behältern innerhalb einer gewissen Zeit die parallele Anordnung vieler Pumpen, was seinerseits nicht nur die Kosten der Flüssigkeitsdosiereinrichtung erhöht, sondern auch die Komplexität der Konstruktion vergrössert und die Wartung schwierig macht.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung wurde geschaffen, die oben erwähnten Probleme zu lösen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu liefern, die es möglich machen, fortlaufend eine gewisse Menge an Flüssigkeit in kleine Behälter mit sehr hohem Wirkungsgrade zu füllen, indem eine einfache Einrichtung verwendet wird.
Um das obige Ziel zu erreichen, umfasst ein erfindungsgemässes Verfahren zum Dosieren einer Flüssigkeit die folgenden Schritte: Zuführen der Flüssigkeit in einen und anschliessendes Austragen aus einem geschlossenen Raum, der oberhalb eines Lochblockes und rund um dessen äusseren Umfang ausgebildet ist, um so die Flüssigkeit in eine Mehrzahl von Ausnehmungen oder Löcher einzufüllen, die in der oberen Fläche des Lochblockes ausgebildet sind, wobei jedes dieser Löcher an der oberen Fläche des Lochblockes offen ist und wobei jedes dieser Löcher ein bestimmtes, die Flüssigkeit aufnehmendes Volumen und am unteren Ende eine Düse mit engem Durchmesser besitzt, die durch den Lochblock dringt; Zuführen einer Platte, auf der eine Anzahl von Behältern mit oben offenen Enden angeordnet ist; Anhalten und Positionieren der Platte unterhalb des Lochblockes an einer bestimmten Flüssigkeits-Einfüllstellung; Schliessen des Ventiles an der Auslassleitung, um den geschlossenen Raum hermetisch abzudichten; Einleiten von Druckluft in den geschlossenen Raum, um die Flüssigkeit in den Löchern mit Druck zu beaufschlagen und dadurch die Flüssigkeit in den Löchern durch die Düsen geringen Durchmessers in die Behälter auf dem Tablett fliessen zu lassen; und Wegführen der Platte aus dem Bereiche unterhalb des Lochblockes.
Eine Vorrichtung zum Dosieren einer Flüssigkeit, welche das obige Verfahren ausführt, weist folgendes auf: Eine Platte, die eine Reihe von in bestimmten Abständen voneinander angeordneten Ausnehmungen zur Aufnahme von Behältern mit oben offenen Enden aufweist, die darin aufgenommen werden können; eine Anhaltevorrichtung, um die auf einem Förderer getragene Platte in einer Flüssigkeits-Einfüll-Position zu stoppen; einen Lochblock, der eine Reihe von Löchern und Düsen mit engem Durchmesser aufweist, die beide darin ausgebildet und über den entsprechenden Ausnehmungen zur Aufnahme der Behälter der sich an der Flüssigkeits-Einfüll-Position befindenden Platte angeordnet sind, wobei diese Löcher an der oberen Fläche des Lochblockes offen sind und jede dieser Düsen geringen Durchmessers sich vom Boden jedes Loches nach unten hin erstreckt, mit einer Öffnung an der Unterseite des Lochblockes; einem Rahmen, der den äusseren Umfang des Lochblockes umgibt, so dass zwischen dem Rahrnen und dem Lochblock ein Bereich zur Aufnahme der Flüssigkeit gebildet ist; Flüssigkeits-Leitrillen, die an der oberen Fläche des Lochblockes zum Verbinden jedes der Löcher mit dem Bereiche zur Aufnahme der Flüssigkeit ausgebildet sind; einer Abdeckung, die an der oberen Kante des Rahmens befestigt ist, um einen hermetisch abgeschlossenen Raum innerhalb des Rahmens zu bilden; eine Druckluftleitung zum Verbinden des geschlossenen Raumes mit einer Druckluftquelle über ein Ventil; einer Auslassleitung zum Verbinden des geschlossenen Raumes mit der Aussenluft über ein Ventil; einer Flüssigkeits-Zuführleitung zum Verbinden des Bereiches zur Aufnahme der Flüssigkeit mit einem Flüssigkeitstank über eine Zuführpumpe; und einer Flüssigkeits- Abführleitung zum Verbinden des Bereiches zur Aufnahme der Flüssigkeit mit dem Flüssigkeitstank; wodurch auf die Flüssigkeit in den Löchern ein Druck aufgebracht wird, um die einzufüllende Flüssigkeit in die Behälter auf der in der Flüssigkeits-Einfüll-Position befindlichen Platte zu treiben.
Um die Flüssigkeit in den Löchern daran zu hindern, aus den Düsen hinunterzufallen, wird der oberhalb des Lochblockes ausgebildete geschlossene Raum vorzugsweise eine Vakuumquelle, und zwar über eine den Raum mit der Vakuumquelle verbindende Leitung vom Drucke befreit.
Um die Menge an in jedem Loche untergebrachter Flüssigkeit einzustellen, sind Nadeln in der Abdeckung derart vorgesehen, daß ihre Lage eingestellt werden kann und ihre Vorderenden in die Löcher ragen.
Die Flüssigkeits-Leitrillen können aus einer Mehrzahl von zueinander parallel angeordneten Verbindungsrillen und einer Mehrzahl von zueinander parallel angeordneten Durchgangsrillen bestehen, welche die Verbindungsrillen schneiden, wobei diese beiden Arten von Rillen in der oberen Fläche des Lochblockes ausgebildet sind. An der Oberfläche des Lochblockes, wo die Lochzeilen in Reihen und Kolonnen angeordnet sind, verlaufen die Verbindungsrillen zwischen den Lochkolonnen und stehen an ihren Enden mit dem Bereiche zur Aufnahme der Flüssigkeit in Verbindung. Die Durchgangsrillen sind so ausgebildet, daß sie die Verbindungsrillen kreuzen, unmittelbar durch die Lochreihen hindurchverlaufen und mit ihrem Boden höher liegen als derjenige der Verbindungsrillen. Die Flüssigkeits-Leitrillen können auch entweder als Reihen oder als Kolonnen von Rillen ausgebildet sein, die zwischen einander benachbarten Reihen oder Kolonnen von Löchern derart verlaufen, daß sie einen Teil des oberen Bereiches jedes Loches schneiden.
Mit Hilfe des obigen Verfahrens sowie der Vorrichtung zum Dosieren einer Flüssigkeit wird die Flüssigkeit, wie folgt, in Behälter abgefüllt:
Der geschlossene Raum ist oberhalb des Lochblockes und rund um dessen äusseren Umfang ausgebildet und durch die Abdekkung und den Rahmen begrenzt. Zuerst wird die Zufuhrpumpe in Betrieb gesetzt, um die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank durch die Flüssigkeits-Zuführleitung in den Raum zu speisen. Dies veranlasst die Flüssigkeit, in den Raum geliefert zu werden, bis das Flüssigkeitsniveau auf eine gewisse Höhe steigt, die höher als die offenen oberen Enden der Löcher ist.
Dann wird die in dem Raume befindliche Flüssigkeit durch die Flüssigkeits-Abführleitung abgeführt. Als Ergebnis sind die Löcher, von denen ein jedes eine bestimmte Volumengrösse besitzt, mit der Flüssigkeit gefüllt. n
Jedes Loch besitzt eine Düse, die sich abwärts durch den Lochblock hindurch erstreckt und sich an dessen Unterseite öffnet. Da der Düsendurchmesser sehr gering ist, strömt die Flüssigkeit nicht aus und wird aus der Düse nicht ausgetragen. Wie oben erwähnt, hindert eine Befreiung des Raumes vom Drucke vor der Zufuhr der Flüssigkeit in den Raum die Flüssigkeit mit grösserer Gewissheit am Hinunterfliessen.
Wenn die am Förderer getragene Platte an einer bestimmten Stelle angehalten wird, ist die Reihe der Behälter auf der Platte unmittelbar unterhalb der entsprechenden Düsen positioniert.
Wenn das Ventil an der Auslassleitung geschlossen ist, ist der Bereich zur Aufnahme der Flüssigkeit hermetisch isoliert. Da Luftdruck an den geschlossenen Raum durch die Druckluftleitung geliefert wird, wird die Flüssigkeit in den Löchern unter Druck gesetzt, um durch die engen Düsen heraus und in die darunter befindlichen Behälter zu strömen, wobei sie jeden der Behälter mit einer bestimmten Menge an Flüssigkeit füllt. Die Platte wird dann aus der Füllposition für die Flüssigkeit herausbewegt, womit ein Zyklus des Füllverfahrens für die Flüssigkeit vervollständigt ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Figuren 1 bis 4 veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung; in welchen
Figur 1 ein Querschnitt durch einen Seitenriss einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Dosieren einer Flüssigkeit ist;
Figur 2 eine Draufsicht auf einen Lochblock ist;
Figur 3 eine teilweise Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Lochblockes ist; und
Figur 4 eine teilweise Seitenansicht gemäss dem Pfeile X der Figur 3 ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
In Figur 1, welche einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Dosieren einer Flüssigkeit zeigt, besteht ein Rahmen 1 aus einer Bodenwand lb mit einer in der Mitte ausgebildeten Öffnung 1a, einer Seitenwand 1c, welche sich vom Umfange der Bodenwand 1b erhebt, sowie einem abgewinkelten Flanschteil 1d, der sich von der oberen Kante der Seitenwand 1c radial auswärts erstreckt.
Die Bodenwand 1b ist mit einer Abdichtungsnut 2 versehen, die parallel zur Öffnung 7a verläuft. Die Abdichtungsnut 2 ist mit einem Dichtungsmaterial 3, wie einem O-Ring, versehen, um den Berührungsabschnitt zwischen der Bodenwand 1b und einem auf der Bodenwand 1b aufgebauten Lochblock 4 wasserdicht zu machen. Am äusseren Umfange des Lochblockes 4 ist ein Bereich 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit ausgebildet, der von der Bodenwand 1b und der Seitenwand 1c umschlossen ist.
Der Lochblock 4 besitzt eine Reihe von darin ausgebildeten, nach oben zu offenen, kreisförmigen Löchern 6, die in gleichem Abstande voneinander in zwei zueinander orthogonalen Richtungen angeordnet sind, und zwar zwölf Löcher entlang einer Längsseite (in den Figuren 1 und 2 in der Breitenrichtung) und zwölf Löcher entlang einer lateralen Seite (in Richtung des Pfeiles H in Figur 2).
Am Boden jedes Loches 6 ist eine enge Düse 7 ausgebildet, die durch den Lochblock 4 hindurch verläuft und an der Unterseite desselben offen ist. Da der Durchmesser der Düsen 7 sehr klein ist, wird die die Löcher füllende Flüssigkeit, wie Wasser, durch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit daran gehindert, aus den Düsen 7 herauszufliessen. Rund um das untere Ende jeder Düse 7 ist eine Nut ausgebildet.
An der Oberseite des Flanschteiles 1d des Rahmens 1 ist eine kreisförmige Abdichtungsnut 8 ausgebildet, in die ein Dichtungsmaterial 9 eingesetzt ist, um den Berührungsabschnitt zwischen dem Rahmen 1 und einer am Rahmen 1 befestigten Abdeckung 10 luftdicht zu halten. Somit wird innerhalb des Rahmens 7 ein hermetisch geschlossener Raum gebildet.
Die Abdeckung 10 ist mit mit Gewinde versehenen Öffnungen 11 an Stellen ausgebildet, die auf jene der entsprechenden Löcher 6 ausgerichtet sind. In jeder mit einem Gewinde versehenen Öffnung 11 ist eine Nadel 12 eingeschraubt, die ein an ihrer äusseren Umfangsfläche eingeschnittenes Aussengewinde besitzt.
Die Nadel 12 besitzt ein konisch zugespitztes Vorderende 12b und besitzt am hinteren Ende einen eingeschnittenen Schlitz 12c zum Ansetzen eines Werkzeuges, um eine Feineinstellung der Lage des Vorderendes 12b der in das Loch 6 ragenden Nadel 12 zu gestatten, indem man einen in den Schlitz 12c eingesetzten werkzeugartigen Schraubenzieher dreht.
Während bei dieser Ausführungsform die Schraube zum Feineinstellen der Lage der Nadel 12 gebraucht wird, ist es ebenso möglich, einen Reibungsmechanismus zu verwenden.
An der Oberseite des Lochblockes 4 sind zwei Gruppen von Rillen ausgebildet, die einander senkrecht kreuzen. Eine Gruppe sind Verbindungsrillen 13, welche zwischen den Kolonnen der Löcher 6 verlaufen, um die beiden Enden des Lochblockes 4 zu erreichen. Die andere Gruppe sind Durchgangsrillen 14, die die Verbindungsrillen 13 in einem rechten Winkel schneiden und sich unmittelbar durch die Reihen von Löchern 6 hindurcherstrecken, um die beiden Enden des Lochblockes 4 zu erreichen. Die Verbindungsrillen 13 und die Durchgangsrillen 14 stellen Flüssigkeits-Leitrillen 15 dar, die jedes Loch 6 mit dem Bereiche 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit in Verbindung halten (siehe Figur 2).
Die Boden der Durchgangsrillen 14 sind flacher als jene der Verbindungsrillen 13 (siehe Figur 1), so dass die Flüssigkeit beim Ansteigen des Flüssigkeitsniveaus im Bereiche 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit zuerst in die Verbindungsrillen 13 eintritt und erst dann in die Durchgangsrillen 14, von denen aus sie in die Löcher 6 fliesst.
Die Seitenwand 1c, die die Innenwand des Bereiches 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit bildet, ist mit einem oberen Grenzdetektor 16 versehen, um die obere Grenze des Flüssigkeitsniveaus festzustellen, sowie mit einem unteren Grenzdetektor 17, für die untere Grenze des Flüssigkeitsniveaus. Die Abdeckung 10 nimmt eine Druckluftleitung 18 auf, die sich gegen den Bereich 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit hin öffnet.
Die Druckluftleitung 18 steht über ein Filter 19, ein Ventil 20, ein Druckregelventil 21 und ein Filter 22 mit einer Druckluftguelle 23 in Verbindung.
Das Ventil 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Solenoidventil, kann aber von einer Art sein, welche manuell oder durch Luftdruck betrieben wird, um die Druckluftleitung zu öffnen oder zu schliessen. Während bei diesem Ausführungsbeispiel ein Drucktank als Druckluftquelle 23 verwendet wird, kann an dessen Stelle ein Kompressor eingesetzt werden.
Die Druckluftleitung 18 besitzt Verzweigungen 18a und 78b, an welche jeweils ein Druckmesser 24, 25 angeschlossen ist.
Die Abdeckung 10 ist auch mit einer Vakuumleitung 52 versehen, die sich gegen den Bereich 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit hin öffnet. Die Vakuumleitung 52 ist über ein Filter 53 und ein Ventil 51 mit einer Vakuumquelle 50 verbunden. Die Vakuumquelle 50 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Vakuumtank, doch kann an dessen Stelle eine Vakkumpumpe verwendet werden. Dieses Ausführungsbeispiel gebraucht ein Solenoidventil für das Ventil 51, wogegen ein manuell oder pneumatisch betriebenes Ventil zum Öffnen oder Schliessen der Vakuumleitung ebenfalls verwendet werden kann.
Die Abdeckung 10 ist auch mit einer Auslassleitung 26 versehen, die sich gegen den Bereich 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit hin öffnet und über ein Filter 27 mit einem Ventil 28 in Verbindung steht, das gegen die äussere Atmosphäre hin öffnet. Das Ventil 28 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Solenoidventil, kann aber wie im Falle des Ventiles 20 von einer anderen Ventilart sein.
Die Seitenwand 1c ist mit einer Flüssigkeits-Zuführleitung 29 versehen, die sich gegen den Bereich 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit hin öffnet; sie nimmt auch eine Flüssigkeits- Abführleitung 30 auf, die sich gegen den Bereich 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit hin an einer Stelle unterhalb des unteren Grenzdetektors 17 öffnet. Die Flüssigkeits-Zuführleitung 29 steht über eine Zuführpumpe 31 mit einem Flüssigkeitstank 32 in Verbindung. Die Flüssigkeits-Abführleitung 30 steht ebenfalls, über eine Abführpumpe 33, mit dem Flüssigkeitstank 32 in Verbindung.
Die Flüssigkeit im Tank 32 wird durch eine Speisepumpe 36 an einer Speiseleitung 35 für die Flüssigkeit gefüllt, welche ein grosses Flüssigkeitsreservoir 34 und den Flüssigkeitstank 32 miteinander verbindet.
Der Flüssigkeitstank 32 ist an der Oberseite mit einem Rohr 38 versehen, das über ein Filter 37 mit der Aussenluft in Verbindung steht; das Flüssigkeitsreservoir 34 ist an der Oberseite mit einem Rohr 40 versehen, das sich über ein Filter 39 gegen die Aussenluft hin öffnet. Diese Rohre sichern, dass die Innenräume des Flüssigkeitstanks 32 und des Flüssigkeitsreservoirs 34 auf Atmosphärendruck gehalten werden.
Unterhalb des Lochblockes 4 ist ein Förderer 41 vom Rollentyp angeordnet, unterhalb dessen ferner eine Anhaltevorrichtung 44 installiert ist, welche aus einem Zylinder 42, einer Zylinderstange 42a und einem am Ende der Stange 42a befestigten Anschlag 43 besteht. Wenn die Stange 42a angehoben wird, ragt der Anschlag 43 über den Förderer 41, um ein Material anzuhalten, das in eine bestimmte Position gebracht wird. Der Zylinder mag durch ein Solenoid zum Anheben und Absenken des Anschlages 43 ersetzt werden.
Unmittelbar oberhalb des Förderers 41 ist ein Detektor 45 vorgesehen, der eine vom Förderer 41 in Richtung des Pfeiles F getragene Platte 46 feststellt, zu welchem Zeitpunkte der Anschlag 43 von der oberen Fläche des Förderers 41 vorragen gelassen wird und die Platte 46 an einer vorbestimmten Position unterhalb des Lochblockes 4 anhält.
Die Lage der Platte 46 der Breite nach (in einer senkrechten Richtung zur Ebene des Blattes der Figur 1) wird durch (nicht dargestellte) Führungen bestimmt, die zu beiden Seiten des Förderers montiert sind. Die Platte 46 besitzt eine Mehrzahl von vertieften Abschnitten 47, die mit derselben Teilung und mit demselben Muster angeordnet sind wie jene der Löcher 6. Die vertieften Abschnitte nehmen jeweils einen Behälter oder eine Kapsel 48 mit nach oben offenem Ende auf. Wenn die Platte 46 angehalten und an einer bestimmten Stelle positioniert ist, sind die Behälter 48 unmittelbar unterhalb der entsprechenden Düsen 7 angeordnet.
Nun wird das Verfahren der Dosierung der Flüssigkeit in die Behälter unter Verwendung der Vorrichtung zum Dosieren der Flüssigkeit mit der oben geschilderten Konstruktion erläutert.

[Vorbereitung]

Bei angehaltener Abführpumpe 33, geschlossenen Ventilen 20 und 28 und geöffnetem Ventil 51 wird die Zuführpumpe 31 in Betrieb gesetzt. Dies veranlasst die Flüssigkeit im Flüssigkeits tank 32 dazu, durch die Flüssigkeits-Zuführleitung 29 in den Bereich 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit zu strömen. Und der Bereich 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit ist vom Drucke befreit.
Sobald das Flüssigkeitsniveau im Bereiche 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit höher als die Verbindungsrillen 13 wird, strömt die Flüssigkeit in die Verbindungsrillen 13. Wenn sich dann das Flüssigkeitsniveau weiter aufwärts bewegt und höher wird als die Durchgangsrillen 14, tritt die Flüssigkeit aus den Verbindungsrillen 13 in die Durchgangsrillen 14 und sodann durch zwei seitliche, mit den Durchgangsrillen 14 in Verbindung stehende Öffnungen am oberen Abschnitt jedes Loches in jedes der Löcher 6. Wenn sich die Flüssigkeit in die Löcher 6 ergiesst, wird die Luft in den Löchern 6 durch andere als die seitlichen Öffnungen sanft ausgetrieben.
Auf diese Weise wird die restliche Luft durch die in die Löcher 6 strömende Flüssigkeit nicht am Entweichen gehindert und wird deshalb in den Löchern 6 nicht als Blasen gefangen. Mit anderen Worten, selbst wenn das Einströmen der Flüssigkeit rasch erfolgt, kann die bestimmte Menge an Flüssigkeit zuverlässig jederzeit in die Löcher 6 eingegossen werden.
Die in die Löcher 6 zugeführte Flüssigkeit fällt wegen des geringen Durchmessers der Düsen 7 und der Oberflächenspannung der Flüssigkeit und auch deswegen nicht aus den Düsen 7 heraus, weil der Bereich 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit nicht unter Druck steht.
Sobald das Niveau im Bereiche 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit bis zum oberen Grenzdetektor 16 steigt, gibt der Detektor ein Flüssigkeits-Feststellsignal ab, um die Zuführpumpe 31 anzuhalten und die Abführpumpe 33 in Betrieb zu setzen, gefolgt von einem Öffnen des Ventiles 28 und einem Schliessen des Ventiles 51, um den Bereich 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit mit der Aussenluft in Verbindung zu setzen. Die Flüssigkeit kehrt dann über die Flüssigkeits-Abführleitung 30 in den Flüssigkeitstank 32 zurück.
Sobald das Flüssigkeitsniveau unter die Durchgangsrillen 14 absinkt, befindet sich die Flüssigkeit in den Löchern 6 auf demselben Niveau wie der Boden der Durchgangsrillen 14, wobei eine bestimmte Menge an Flüssigkeit in jedem Loche 6 zurückgehalten wird. Unter dieser Bedingung ist die Flüssigkeit in den Löchern unbewegt und ihr Niveau niedrig, so dass sie nicht durch die Schwerkraft aus den Düsen 7 fällt. Beispielsweise wird im Falle von Wasser dieses Wasser nicht durch die Schwerkraft aus den Düsen abwärts strömen, bis nicht die Wassersäule im Loche 6 mehr als 30 mm hoch steht, wenn der Düsendurchmesser 0, 5 mm beträgt.
Die Menge an im Loche 6 aufgenommener Flüssigkeit kann leicht feinjustiert werden, indem die Spitze eines Schraubenziehers in den Schlitz 12c zur Aufnahme des Werkzeuges an der Nadel 12 eingesetzt und sie in die eine oder andere Richtung gedreht wird.
Sobald der untere Grenzdetektor 77 das Absinken des Flüssigkeitsniveaus im Bereiche 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit feststellt, wird die Abführpumpe 33 angehalten und das Ventil 28 geschlossen. Wenn die obigen Schritte durchgeführt worden sind, ist nun die Vorbereitungsphase komplettiert.

[Dosieren der Flüssigkeit]

Wenn die Platte 46, welche auf dem Förderer 41 in der Richtung des Pfeiles F getragen wird, unter den Lochblock 4 gelangt, fühlt der Detektor 45 das sich nähernde Vorderende der Platte 46 ab und veranlasst den Anschlag 43 der Anhaltevorrichtung 44, sich aufwärts zu bewegen.
Wenn das Vorderende der Platte 46 den Anschlag 43 berührt, sind die in den vertieften Teilen 47 der Platte 46 aufgestellten Behälter 48 unmittelbar unterhalb der entsprechenden Düsen 7 positioniert. Gleichzeitig wird das Ventil 20 geöffnet, um Druckluft aus der Druckluftguelle 23 durch die Leitung 18 in den hermetisch geschlossenen Raum bzw. in den Bereich 5 zur Aufnahme der Flüssigkeit zu liefern. Der zugeführte Luftdruck veranlasst eine vorbestimmte Menge an Flüssigkeit in jedem der Löcher 6 dazu, aus den Düsen 7 in die entsprechenden, darunterliegenden Behälter 48 herauszufallen. Die rund um den Bodenauslass der Düse ausgebildete Nut hindert die Flüssigkeit beim Herabtropfen an einer Verteilung über die Unterseite des Lochblockes 4 und am Herabfallen auf unerwünschte Abschnitte der Platte. Dies sichert, daß die genaue Menge an Flüssigkeit verlässlich in jeden der Behälter 48 gebracht werden kann.
Bei mit der Flüssigkeit gefüllten Behältern wird der Anschlag 43 der Anhaltevorrichtung 44 abgesenkt und die Platte 46 auf dem Förderer 41 wiederum in Richtung des Pfeiles F zum nächsten Vorgange bewegt, wo die Öffnungen in den Behältern verschlossen werden, um flüssigkeitsgefüllte Kapseln zu bilden.
Nach einer bestimmten Zeitdauer wird das Ventil 20 geschlossen, um eine weitere Zufuhr an Druck zu unterbrechen, und das Ventil 51 wird geöffnet, um den hermetisch geschlossenen Raum vom Drucke zu befreien. Gleichzeitig wird die Zuführpumpe 31 in Betrieb gesetzt, um Flüssigkeit in die Löcher 6 in ähnlicher Weise zu füllen, in der der oben geschilderte Vorbereitungsvorgang durchgeführt wurde.
Nun ist ein Zyklus des Verfahrens zum Dosieren der Flüssigkeit komplettiert, und dieses Verfahren wird auf dieselbe Weise wiederholt, wobei fortlaufend vorbestimmte Mengen an Flussigkeit in eine grosse Anzahl von Behältern mit hohem Wirkungsgrade eindosiert werden.
Diese Art der Dosierung von Flüssigkeit in kleine Behälter kann nicht nur auf Tabak angewendet werden, sondern auch auf flüssige Gewürze, Parfums und Medikamente.
Die Figuren 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform der in der Oberfläche des Lochblockes 4 ausgebildeten Flüssigkeits- Leitrillen 15. Die Figur 3 ist eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil des Lochblockes und Figur 4 ist ein teilweiser Querschnitt durch denselben, gesehen in Richtung des Pfeiles X in Figur 3. Bei dieser Ausführungsform sind Flüssigkeits-Leitrillen 49 zwischen den Reihen der Löcher 6 derart vorgesehen, dass sie einen Teil des oberen Umfangsabschnittes der Löcher 6 schneiden.
Der Boden der Flüssigkeits-Leitrillen 49 ist hinsichtlich seiner Höhe gleich mit dem Boden der Durchgangsrillen 14 des ersten Ausführungsbeispieles. Die aus den Leitrillen 49 in die Löcher 6 strömende Flüssigkeit tritt durch die beiden oberen Ausschnittöffnungen in jedem Loche ein, so dass die Luft in den Löchern, wie bei der ersten Ausführungsform, durch andere als die seitlichen Öffnungen sicher entweichen kann, ohne dass restliche Luft in den Löchern als Blasen eingeschlossen wird.

[Vorteile der Erfindung]

Die Vorteile der Erfindung können, wie folgt, zusammengefasst werden.
(1) Beim Verfahren und der Vorrichtung zum Dosieren einer Flüssigkeit nach dieser Erfindung, sind an den Böden der Löcher, von denen ein jedes eine bestimmte Aufnahmekapazität für die Flüssigkeit besitzt, enge Düsen vorgesehen, die die Flüssigkeit unter Atmosphärendruck nicht hindurchfallen lassen. Durch Anlegen eines Druckes auf die Flüssigkeit in den Löchern ist es möglich, mit einem Male eine gewisse Menge an Flüssigkeit in eine Mehrzahl von darunter angeordneten Behältern zu liefern. Somit kann die Dosierung der Flüssigkeit in eine Mehrzahl von Behältern in wirksamer Weise in sehr kurzer Zeit erfolgen.
Die Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung zum Dosieren einer Flüssigkeit nach der Erfindung ist nicht auf das Gebiet von Tabak beschränkt. Sie können ebenso auf andere technische Gebiete angewendet werden, die den Vorgang des Dosierens einer Flüssigkeit in kleine Behälter mit sich bringen. Beispielsweise können sie bei einem Verfahren zum Dosieren flüssiger Würzen, Parfums und flüssiger Medikamente in kleine Kapseln angewandt werden.
(2) Da die Löcher mit Flüssigkeit gefüllt werden, nachdem die Flüssigkeit durch die Düsen hindurch aus den Löchern ausgetrieben worden ist, kann das Dosieren der Flüssigkeit wiederholt und fortlaufend durchgeführt werden.
(3) Da die mit ihren Vorderenden in die entsprechenden Löcher eingesetzten Nadeln bezüglich ihrer Lage leicht justiert werden können, ist es sehr leicht, die in jedes Loch eingefüllte Menge an Flüssigkeit fein einzustellen.
(4) An Stelle einer in ihrer Konstruktion komplizierten Kolbenpumpe werden Löcher verwendet, die an ihrem Boden jeweils eine Düse angeschlossen haben. Diese Konstruktion ist einfach und besitzt eine hohe Dauerhaftigkeit, was die Wahrscheinlichkeit eines Versagens verringert und die Überprüfung sowie die Wartung vereinfacht. Diese Konstruktion bringt auch geringere Kosten der Herstellung mit sich als diejenigen herkömmlicher Dosiervorrichtungen für eine Flüssigkeit.
(5) Da die Flüssigkeits-Leitrillen so ausgebildet sind, dass sie einen Teil des oberen Abschnittes jedes Loches schneiden, hindert die in das Loch einströmende Flüssigkeit die Luft nicht daran, aus dem Loche zu entweichen, so dass keine Möglichkeit irgendwelcher sich bildender restlicher Luftblasen besteht, welche die Menge an dem Loche zugeführter Flüssigkeit verringern würde.

Claims

1. Verfahren zum Dosieren einer Flüssigkeit, das folgende Schritte umfasst:

- Zuführen der Flüssigkeit in einen und anschliessendes Austragen aus einem geschlossenen Raum (5), der oberhalb eines mit Löchern (6) versehenen Lochblocks (4) und rund um dessen äusseren Umfang ausgebildet ist, um so die Flüssigkeit in eine Mehrzahl von Löchern einzufüllen, die in einer oberen Oberfläche des Lochblocks (4) ausgebildet sind, wobei jedes dieser Löcher (6) an der oberen Oberfläche des Lochblocks (4) offen ist und wobei jedes dieser Löcher (6) ein bestimmtes, die Flüssigkeit aufnehmendes Volumen und an ihrem unteren Ende eine Düse (7) mit engem Durchmesser besitzt, die durch den Lochblock (4) dringt;

- Zuführen einer Platte (46), auf der eine Anzahl von Behältern (48) mit oben offenen Enden angeordnet ist; Anhalten und Positionieren der Platte (46) unterhalb des Lochblocks (4) an einer bestimmten Flüssigkeits-Einfüllstellung;

- Einleiten von Druckluft in den geschlossenen Raum (5), um die Flüssigkeit in den Löchern (6) mit Druck zu beauf-schlagen und sie somit aus diesen durch die engen Düsen (7) in die Behälter (48) auf der Platte (46) fliessen zu lassen; und

- Wegführen der Platte (46) aus dem Bereich unterhalb des Lochblocks (4).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Raum (5), der oberhalb des mit Löchern (6) versehenen Lochblocks (4) und rund um dessen äusseren Umfang ausgebildet ist, auf Normaldruck gebracht wird, bevor die Flüssigkeit dem Raum (5) zugeführt wird.

3. Vorrichtung zum Dosieren einer Flüssigkeit mit:

- einer Platte (46), die eine Reihe von in bestimmten Abständen voneinander angeordneten Ausnehmungen (47) zur Aufnahme von Behältern (48), mit oben offenen Enden aufweist, die darin aufgenommen werden können;

- einer Anhaltevorrichtung (44), um die erwähnte Platte (46) an einem Förderer in der Flüssigkeits-Einfüll-Position zu stoppen;

- einem mit Bohrung versehenen Lochblock (4), der eine Reihe von Löchern (6) und Düsen (7) mit engem Durchmesser aufeist, die beide darin ausgebildet sind und über den entsprechenden Behälter-Aufnahme-Mulden (47) der sich an der Flüssigkeits-Einfüll-Position befindenden Platte (46) angeordnet sind, wobei diese Löcher (6) an einer oberen Oberfläche des Lochblocks (4) offen sind und jede dieser engen Düsen (7) sich vom Boden jeder Bohrung nach unten hin erstreckt, mit einer Öffnung an der Unterseite des Lochblocks (4);

- einem Rahmen (1), der den äusseren Umfang des Lochblocks (4) umgibt, so dass zwischen dem Rahmen und dem Lochblock (4) ein Bereich (5) zur Aufnahme der Flüssigkeit gebildet ist;

- Flüssigkeits-Leitrillen, (13, 14), die in der oberen Oberfläche des Lochblocks (4) ausgebildet sind, zur Verbindung jedes der Löcher (6) mit dem Bereich (5) zur Aufnahme der Flüssigkeit;

- einer Abdeckung (10), die an einer oberen Kante des Rahmens (1) befestigt ist, auf diese Weise einen geschlossenen Raum innerhalb des Rahmens (1) bildend;

- einer Auslassleitung (26) zur Verbindung des geschlossenen Raumes (5) mit der Aussenluft über ein Ventil (28);

- einer Druckluftleitung (18) zur Verbindung des geschlossenen Raumes mit einer Druckluftquelle (23) über ein Ventil (20);

- einer Flüssigkeits-Zuführleitung (29) zur Verbindung des Bereichs zur Aufnahme der Flüssigkeit mit einem Flüssigkeitstank (32) über eine Pumpe (31); und

- einer Flüssigkeits-Abführleitung (30) zur Verbindung des Bereichs (5) zur Aufnahme der Flüssigkeit mit dem Flüssigkeitstank (32), wodurch die Flüssigkeit in den Löchern (6) derart mit Druck beaufschlagt wird, dass sie in die Behälter (48) auf der sich an der Flüssig-keits- Einfüll-Position befindenden Platte (46) eingefüllt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeits-Leitrillen (13, 14), die in der oberen Oberfläche des Lochblocks (4) ausgebildet sind, bestehend aus:

- einer Mehrzahl von parallel angeordneten Verbindungsrillen (13), die zwischen den Bohrungs-Spalten (6) hindurchlaufen und an ihren Enden mit dem Bereich (5) zur Aufnahme der Flüssigkeit in Verbindung stehen; und

- einer Mehrzahl von paralllel angeordneten Durchgangsrillen (14), die die Verbindungsrillen (13) kreuzen und genau durch die Bohrungs-Reihen (6) hindurchgehen, wobei der Boden dieser Durchgangsrillen (14) höher liegt als derjenige der Verbindungsrillen (13).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeits-Leitrillen (13, 14) in der oberen Oberfläche des Lochblocks (4) derartig angeordnet sind, dass sie zwischen den parallel angeordneten Loch-Reihen (6) verlaufen und einen Teil des oberen Bereichs jeden Loches schneiden, und dass ihre Enden mit dem Bereich (5) zur Aufnahme der Flüssigkeit in Verbindung stehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vakuumleitung (52) zur Verbindung des geschlossenen Raums im Rahmen (1) mit einer Vakuumquelle (50) über ein Ventil (51) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine kreisförmige Rille rund um den unteren Auslass jeder engen Düse (7) im Lochblock (4) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Nadeln (12) mit einstellbarer Lage in der Abdeckung (10) vorgesehen ist, den hermetisch abge schlossenen Raum (5) definierend, so dass das vordere Ende (12b) der Nadeln (12) in die Löcher (6) hinein-ragt.