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PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum dosierten Abfüllen von flüssigen und pastenförmigen Materialien mit eine verschliessbare Ansaug- und Ausstossbohrung aufweisender Dosierkammer und Dosierkolben, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl von in einem Schieberkörper (1) angeordneten Dosierkammern (4) aufweist, der Schieberkörper (1) relativ zu Speiseleitungen (12) und Ausstossöffnungen (13) beweglich ist und wechselweise die Ansaugbohrungen (5) mit den Speiseleitungen (12) bzw. die Ausstossbohrungen (6) mit den Ausstossöffnungen (13) verbindet und dass mindestens ein Antriebsmittel für den Schieberkörper (1) und die Dosierkolben (7) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieberkörper (1) in einem Gehäuse (3) beweglich angeordnet ist, das Gehäuse Bohrungen (3a) für die Speiseleitungen (12) und die Ausstossöffnungen (13) aufweist und dass getrennte Antriebsmotoren für Schieberkörper (1) und Dosierkolben (7) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieberkörper (1) ein Drehschieber (1) ist und die Dosierkammern (4) und die Ausstossöffnungen (13) im Kreis angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse des Drehschiebers (1) parallel zu den Achsen der Dosierkolben (7) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein einseitig offenes Gehäuse (3) für den Schieberkörper (1) aufweist, der seinerseits mit Offnungen zur Aufnahme von Dosierzylindern (8) versehen ist, in die Dosierkolben (7) eingreifen, die über einen drehbaren Teller (9) an der Kolbenstange (16) eines Antriebsmotors für den Dosierantrieb befestigt sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenflächen des Gehäuses einen Kreis oder ein Sechseck definieren, an denen die Speiseleitungen (12) mittels Anschlusskörper (15) dichtend und lösbar befestigt sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierkammern (4) und die Speiseleitungen (12) heizbar sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiseleitungen (12) mit verschiedenen Vorratsbehältern in Verbindung stehen.
9. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Abfüllen von flüssigen oder pastenförmigen Substanzen.
10. Verwendung nach Anspruch 9, zum gleichzeitigen Abfüllen von verschiedenen Substanzen.
11. Verwendung nach Anspruch 9 oder 10, zum Abfüllen von Schmelzkäse.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Vorrichtungen zum dosierten Abfüllen von flüssigen und pastenförmigen Materialien mit Volumenmesseinrichtungen sind bekannt. Bei Pumpen- oder Messkolbenabfüllvorrichtungen wird das Füllgut durch eine Kolbenpumpe im ersten Arbeitsgang aus einem Leitungssystem in eine Messkammer angesaugt und im zweiten Arbeitsgang in ein anderes Leitungssystem ausgestossen. Bei einer anderen Abfüllvorrichtung gibt ein Messschieber bei jedem Arbeitstakt einen Messraum frei, der sich mit dem Füllgut anfüllt. Bei der nächsten Bewegung des Messschiebers wird die so festgelegte Dosis in den Aufnahmebehälter ausgestossen.
Mit solchen bekannten Vorrichtungen können nur Behälter oder Becher mit Füllgut beschickt werden, die in einem relativen Abstand zueinander angeordnet sind. Demzufolge können mit den bekannten Vorrichtungen aneinander anschliessende Becher oder miteinander zu einer Verpakkungseinheit verbundene Becher nur in einem mehrschrittigen Arbeitsgang abgefüllt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die das gleichzeitige dosierte Abfüllen von flüssigen oder pastenförmigen Materialien in unmittelbar aneinander anschliessende Behälter oder in eine Verpackungseinheit mit mehreren Bechern in einem einzigen Arbeitsgang erlaubt.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Die Mehrzahl von in einem einzigen Schieberkörper angeordneten Dosierkammern gestattet es, deren Ausstossöffnungen relativ nahe aneinander anzuordnen, wodurch flüssige oder pastenförmige Materialien gleichzeitig, in einem Arbeitsgang, in aneinander anschliessende Behälter, z. B. in eine Verpackungseinheit mit mehreren Bechern, dosiert abgefüllt werden können. Dadurch entfällt die Aufteilung des Abfüllvorganges in mehrere Schritte bzw. die Verwendung von mehreren Abfüllanlagen.
Das gleichzeitige Abfüllen von aneinander anschliessenden Bechern bringt u. a. dann besondere Vorteile, wenn eine Verpackungseinheit mit assortierten Produkten, wie mit verschiedenen Schmelzkäsesorten, hergestellt werden soll.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann mit einem relativ einfachen Antrieb angetrieben werden, was wiederum eine platzsparende gedrängte Bauweise erlaubt. Sie gestattet es, alle Kolben gemeinsam entweder mit dem Schieberkörper zusammen oder von diesem unabhängig anzutreiben.
Bevorzugte Ausbildungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Ansprüche 2 bis 8.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 die Seitenansicht einer Vorrichtung, teilweise im Schnitt;
Fig. 2 die Draufsicht der Vorrichtung gemäss Fig. 1, teilweise im Schnitt.
Der Schieber 1 in den Fig. 1 und 2 ist mit einem Schraubenbolzen 2 zentral im Gehäuse 3 befestigt. Er weist sechs im Kreis angeordnete Dosierkammern 4 und pro Dosierkammer 4 eine Ansaugbohrung 5 und eine Ausstossbohrung 6, die ihrerseits auch im Kreis angeordnet sind, auf. Die Ansaugbohrungen 5 stehen über den Bohrungen 3a im Gehäuse 3 mit den Speiseleitungen 12 und die Ausstossbohrungen 6 mit den Ausstossöffnungen 13 im Gehäuse in Verbindung.
Die Kolben 7 greifen in die Dosierzylinder 8 ein, die die Dosierkammern 4 bilden. Die Kolben 7 in Fig. 1 befinden sich in Ausstossstellung. Sie sind an ihrem oberen Ende 7a über einen Teller 9, der mit einem Kugellager 10 verbunden ist, an einem zentralen Befestigungselement 11 befestigt. Das Befestigungselement 11 steht mit der Kolbenstange 16 eines (nicht dargestellten) Zylinder-Kolben-Antriebsaggregates in Verbindung.
Um die Übersicht zu erleichtern, ist in Draufsicht in Fig. 2 nur der Schieber 1 und die mit ihm verbundenen bzw.
in ihn eingreifenden Elemente der Vorrichtung dargestellt, d.h. Teller 9, Kugellager 10 und Befestigungselement 11 werden nicht gezeigt.
An den Aussenflächen des Gehäuses 3, die einen Kreis oder ein Sechseck definieren. sind die Speiseleitungen 12 mittels zweier Anschlusskörper 15 lösbar durch Vorspannung
befestigt und über Bohrungen 3a im Gehäuse 3 dicht mit den Ansaugbohrungen 5 der Dosierkammern 4 verbunden.
An den Aussenflächen des Schiebers list ein Hebel 14 zum Schwenken des Schiebers 1 aus der Ansaugstellung A in Pfeilrichtung in die Ausstossstellung B und umgekehrt vorgesehen.
Im Betrieb wird der Schieber 1 mittels dem Hebel 14 in Ansaugstellung A geschwenkt, d. h. die Ansaugbohrungen 5 der Dosierkammern 4 werden über die Bohrungen 3a im Gehäuse 3 mit den Speiseleitungen 12 verbunden. Die Schwenkung wird von einem Antriebsmotor bewirkt, der auch für die Kolbenbewegung verantwortlich sein kann.
Durch Anheben des Kolbens 7 wird das Füllgut aus der Speiseleitung 12 durch die Bohrung 3a und die Ansaugbohrung 5 in die Dosierkammer 4 eingesaugt. Der vom Kolben 7 im Dosierzylinder 8 zurückzulegende Weg wird zentral im bereits erwähnten Zylinder-Kolben-Antriebsaggregat im Hubzylinder durch eine Spindel eingestellt.
Nach Beendigung der Hubbewegung wird der Schieber 1 in seine ursprüngliche Position A zurückgeschwenkt. Dadurch wird die Verbindung Ansaugbohrung 5 - Speiseleitung 12 unterbrochen und die Verbindung Ausstossbohrung 6 - Ausstossöffnung 13 im Gehäuse 3 hergestellt. Durch Hinunterdrücken des Kolbens 7 wird das angesogene Material aus der Dosierkammer ausgestossen.
Die einzelnen Betriebsschritte können über einen Zeitschalter im Takt oder über ein Signalmittel gesteuert werden.
Durch die kreisförmige Anordnung der sechs Dosierkammern 4 und der Ausstossbohrungen 6 können bis zu sechs einzelne, im Kreis angeordnete, Behälter oder ein kreisförmiger oder sechseckiger Behälter mit bis zu sechs zentralsymmetrisch angeordneten Einzelbechern mit dosierten Mengen von bis zu sechs verschiedenen flüssigen oder pastenförmigen Materialien beschickt werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann selbstverständlich auch noch andere, von der dargestellten abweichende, Ausführungsformen haben, wie eine Verlängerung der Aus stossöffnungen 13 mit Düsenelementen, zentraler Antrieb usw.
Zur Aufrechterhaltung der Fliessfähigkeit des Füllgutes können Gehäuse 3 und Speiseleitungen 12 mit einer Heizung ausgestaltet sein.
Ein Schieber 1 kann in kreisförmiger Anordnung mehr oder weniger als sechs Dosierkammern 4 aufweisen, wobei das Gehäuse 3 innen als zylindrischer Körper ausgebildet ist.
Anstelle der parallelen Anordnung kann die Drehachse des Drehschiebers 1 mit jenen der Dosierkolben 7 einen Winkel von beispielsweise 90 bilden. Der Schieber 1 kann dabei von seinem Zentrum her angetrieben und die Kolben können entlang einer Steuereinrichtung, die um den Schieber 1 angeordnet ist, bewegt werden.
Anstelle der kreisförmigen Anordnung können die Dosierkammern in einer oder in mehreren, gegebenenfalls parallelen, Reihen angeordnet sein.
Die Vorrichtung wird vorzugsweise zum Abfüllen von Pharmazeutika, Kosmetika, Reinigungs- und Pflegepräparaten und Lebensmitteln, insbesondere von Schmelzkäse, eingesetzt.
Bei der Verwendung in der Lebensmittelindustrie sind für die einzelnen Bauelemente der Vorrichtung den Vorschriften entsprechende Materialien, wie rostfreier Stahl, lebensmittelkonforme Bronze und hochsäurebeständige Materialien, zu verwenden.
In diesem Zusammenhang ist die leichte Demontierbarkeit der erfindungsgemässen Vorrichtung zu betonen. Die schnelle und einfache Zerlegbarkeit für die Reinigung ist eine unabdingbare Notwendigkeit für die Hygiene in der Lebensmittelindustrie. So können z. B. bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung die in den Schieber 1 eingeschraubten Dosierzylinder 8 zum Reinigen als Einheit zusammen mit dem Schieber 1 aus dem Gehäuse 3 gehoben werden. Auch die Kolben 7 können als Ganzes mit dem Teller 9 und dem Befestigungselement 11 aus den Dosierzylindern 8 gezogen werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann in einer Anlage integriert sein, in der alle Schritte, von der Herstellung von Behältern über das Abfüllen bis zum Verschliessen und gegebenenfalls Abpacken der Behälter, automatisch erfolgen bzw. die notwendigen Einrichtungen nacheinander angeordnet sind.
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PATENT CLAIMS
1. Device for the metered filling of liquid and pasty materials with a closable suction and discharge bore metering chamber and metering piston, characterized in that it has a plurality of metering chambers (4) arranged in a slide body (1), the slide body (1) relatively to feed lines (12) and discharge openings (13) is movable and alternately connects the suction bores (5) to the feed lines (12) or the discharge bores (6) to the discharge openings (13) and that at least one drive means for the slide body (1) and the metering piston (7) is provided.
2. Device according to claim 1, characterized in that the slide body (1) is movably arranged in a housing (3), the housing has bores (3a) for the feed lines (12) and the discharge openings (13) and that separate drive motors for Slider body (1) and metering piston (7) are provided.
3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the slide body (1) is a rotary slide (1) and the metering chambers (4) and the discharge openings (13) are arranged in a circle.
4. The device according to claim 3, characterized in that the axis of rotation of the rotary slide (1) is arranged parallel to the axes of the metering pistons (7).
5. The device according to claim 3 or 4, characterized in that it has a housing open on one side (3) for the slide body (1), which in turn is provided with openings for receiving metering cylinders (8), engage in the metering piston (7) which are attached to the piston rod (16) of a drive motor for the metering drive via a rotatable plate (9).
6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the outer surfaces of the housing define a circle or a hexagon, on which the feed lines (12) by means of connection body (15) are sealingly and releasably attached.
7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the metering chambers (4) and the feed lines (12) can be heated.
8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the feed lines (12) are connected to different storage containers.
9. Use of the device according to one of claims 1 to 8 for filling liquid or pasty substances.
10. Use according to claim 9, for simultaneous filling of different substances.
11. Use according to claim 9 or 10, for filling processed cheese.
The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
Devices for metered filling of liquid and pasty materials with volume measuring devices are known. In the case of pump or volumetric piston filling devices, the filling material is sucked from a line system into a measuring chamber by a piston pump in the first work step and ejected into another line system in the second work step. In another filling device, a caliper opens a measuring space with each work cycle, which fills with the filling material. The next time the caliper is moved, the dose set in this way is ejected into the receptacle.
With such known devices, only containers or cups can be loaded with filling material which are arranged at a relative distance from one another. Accordingly, with the known devices, adjoining cups or cups connected to one another to form a packaging unit can only be filled in a multi-step operation.
The object of the present invention is to provide a device of the type mentioned at the outset which allows the simultaneous metered filling of liquid or pasty materials into directly adjoining containers or into a packaging unit with several cups in a single operation.
The object is achieved according to the invention by the features of the characterizing part of claim 1.
The plurality of metering chambers arranged in a single slide body make it possible to arrange their ejection openings relatively close to one another, as a result of which liquid or pasty materials simultaneously, in one operation, into adjoining containers, for. B. in a packaging unit with several cups, can be filled in doses. This eliminates the division of the filling process into several steps or the use of several filling systems.
The simultaneous filling of adjoining cups brings u. a. Special advantages if a packaging unit with assorted products, such as different types of processed cheese, is to be manufactured.
The device according to the invention can be driven with a relatively simple drive, which in turn allows a space-saving compact design. It allows all pistons to be driven either together with the slide body or independently of it.
Preferred embodiments of the invention form the subject of claims 2 to 8.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the figures. It shows:
Figure 1 is a side view of a device, partially in section.
Fig. 2 is a plan view of the device of FIG. 1, partly in section.
The slide 1 in FIGS. 1 and 2 is fastened centrally in the housing 3 with a screw bolt 2. It has six metering chambers 4 arranged in a circle and one suction hole 5 and one ejection hole 6 per metering chamber 4, which in turn are also arranged in a circle. The suction bores 5 are connected via the bores 3a in the housing 3 to the feed lines 12 and the ejection bores 6 to the ejection openings 13 in the housing.
The pistons 7 engage in the metering cylinders 8, which form the metering chambers 4. The pistons 7 in Fig. 1 are in the ejection position. They are fastened to a central fastening element 11 at their upper end 7a via a plate 9 which is connected to a ball bearing 10. The fastening element 11 is connected to the piston rod 16 of a (not shown) cylinder-piston drive unit.
In order to facilitate the overview, only the slide 1 and the associated or
elements of the device which engage in it, i.e. Plate 9, ball bearing 10 and fastener 11 are not shown.
On the outer surfaces of the housing 3, which define a circle or a hexagon. the feed lines 12 can be detached by means of two connecting bodies 15 by pretensioning
attached and tightly connected via holes 3a in the housing 3 with the suction holes 5 of the metering chambers 4.
On the outer surfaces of the slide, a lever 14 is provided for pivoting the slide 1 from the suction position A in the direction of the arrow into the ejection position B and vice versa.
In operation, the slide 1 is pivoted into the suction position A by means of the lever 14, i. H. the suction bores 5 of the metering chambers 4 are connected to the feed lines 12 via the bores 3a in the housing 3. The pivoting is effected by a drive motor, which can also be responsible for the piston movement.
By lifting the piston 7, the filling material is sucked out of the feed line 12 through the bore 3a and the suction bore 5 into the metering chamber 4. The distance to be covered by the piston 7 in the metering cylinder 8 is set centrally in the cylinder-piston drive unit already mentioned in the lifting cylinder by a spindle.
After the lifting movement has ended, the slide 1 is pivoted back into its original position A. As a result, the connection of intake bore 5 - feed line 12 is interrupted and the connection of discharge bore 6 - discharge opening 13 in housing 3 is established. By pressing the piston 7 down, the sucked material is expelled from the metering chamber.
The individual operating steps can be controlled in time by a timer or by means of a signal.
Due to the circular arrangement of the six metering chambers 4 and the ejection bores 6, up to six individual containers arranged in a circle or a circular or hexagonal container with up to six centrally symmetrically arranged individual cups can be loaded with metered amounts of up to six different liquid or pasty materials .
The device according to the invention can of course also have other, different from the illustrated, embodiments, such as an extension of the push openings 13 with nozzle elements, central drive, etc.
In order to maintain the flowability of the filling material, the housing 3 and feed lines 12 can be designed with a heater.
A slide 1 can have more or less than six metering chambers 4 in a circular arrangement, the housing 3 being designed on the inside as a cylindrical body.
Instead of the parallel arrangement, the axis of rotation of the rotary slide 1 can form an angle of, for example, 90 with that of the metering pistons 7. The slide 1 can be driven from its center and the pistons can be moved along a control device which is arranged around the slide 1.
Instead of the circular arrangement, the metering chambers can be arranged in one or more, possibly parallel, rows.
The device is preferably used for filling pharmaceuticals, cosmetics, cleaning and care preparations and foods, in particular processed cheese.
When used in the food industry, appropriate materials such as stainless steel, food-grade bronze and highly acid-resistant materials must be used for the individual components of the device.
In this context, the ease of disassembly of the device according to the invention is to be emphasized. The quick and easy disassembly for cleaning is an essential necessity for hygiene in the food industry. So z. B. in the device shown in FIGS. 1 and 2, the screwed into the slide 1 dosing cylinder 8 for cleaning as a unit together with the slide 1 are lifted out of the housing 3. The pistons 7 as a whole can also be pulled out of the metering cylinders 8 with the plate 9 and the fastening element 11.
The device according to the invention can be integrated in a system in which all steps, from the production of containers to filling to closing and optionally packaging of the containers, take place automatically or the necessary devices are arranged one after the other.