CH685296A5

CH685296A5 - Auf Flaschen anbringbare Portioniervorrichtung.

Info

Publication number: CH685296A5
Application number: CH2494/92A
Authority: CH
Inventors: Kurt Artmann
Original assignee: Kurt Artmann
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1992-08-10
Publication date: 1995-05-31
Also published as: AT403904B; ATA158691A; DE4226580A1; DE4226580C2

Description

1

CH 685 296 A5

2

Beschreibung

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

Derartige Vorrichtungen sind seit längerer Zeit bekannt. Sie verfügen über ein elektromagnetisch betätigtes Ventil, das von einer Schalt-, Regel- bzw. Steuervorrichtung während eines Zeitintervalls offengehalten wird, das entweder voreingestellt ist oder, beispielsweise in Zusammenhang mit einer Wiegevorrichtung, als abgeleitete Grösse variierbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise durch eine amerikanische Dosiereinrichtung bekanntgeworden. Dabei bildet der Ventilkörper einen beweglichen Teil des Kernes eines Elektromagneten, dessen zweiter Kemteil feststehend in der Positioniervorrichtung angeordnet ist, während die zugehörige Wicklung ausserhalb der Portioniervorrichtung in der Abgabevorrichtung vorgesehen ist.

Diese Anordnung zeichnet sich zwar durch ihren einfachen Aufbau aus, bringt aber eine ganze Reihe von schwerwiegenden Nachteilen mit sich: Da der fliegende Kern den Ventilkörper selbst bildet, muss die auszugebende Flüssigkeit vom Flaschenhals um den feststehenden zylinderförmigen Kern herum in einen Ringspalt fliessen, in dem sich nicht nur die Feder befindet, die den fliegenden Kern gegen den Ventilsitz drückt, sondern in dem auch Stege angeordnet sind, auf denen der feste Kern aufliegt.

Diese Anordnung erschwert die Reinigung, bringt aber darüber hinaus noch den Nachteil mit sich, dass zwischen der Spule und den beiden Kernteilen nicht nur der unumgänglich notwendige, durch die Stärke der Mantelwand der Portioniervorrich-tungs vorgegebene Abstand, sondern auch noch der zum Durchströmen der Flüssigkeit, zur Aufnahme der Stege und zur Unterbringung der Feder notwendige Platz verbleiben muss. Dies bedeutet, dass durch den grossen Luftspalt zwischen Spule und Kern nur ein schlechter Wirkungsgrad des Magnetsystems erreichbar ist, was eine Überdimensionierung der Spule und einen erhöhten Verbrauch an elektrischer Energie zur Folge hat. Dabei sind weniger ökonomische Gründe als die Gefahr der Überhitzung schädlich.

Zu diesen Nachteilen kommt noch das Problem, dass die Feder zwischen dem festen und dem fliegenden Kern neben ihrer eigentlichen Aufgabe auch noch die Führung des fliegenden Kernes übernehmen muss, wozu sie naturgemäss nicht wirklich geeignet ist. Schwerer wiegt der Nachteil, den diese Anordnung bezüglich der Betätigung eines Entlüftungsventils mit sich bringt, da es völlig unmöglich ist, zwischen dem fliegenden Kern und dem wesentlich weiter stromaufwärts befindlichen Entlüftungsventil eine Wirkverbindung herzustellen.

Derartige Entlüftungsventile werden bei Portioniervorrichtungen benötigt, um ein ungehindertes Ausfliessen der abzugebenden Flüssigkeit sicherzustellen. Dabei ist eine Luftzufuhröffnung an der Aussenseite der Portioniervorrichtung vorgesehen, die mit einer Rückschlagklappe od.dgl. im Inneren der Vorrichtung in Verbindung steht, die bei Abgabe von Flüssigkeit durch den sich in der Flasche bildenden Unterdruck geöffnet wird und so einen Druckausgleich ermöglicht.

Besonders dann, wenn die Portioniervorrichtung für zuckerhaltige, somit klebrige und zur Bildung von Abscheidungen neigende Getränke eingesetzt wird, kann es leicht dazu kommen, dass dieses Entlüftungsventil entweder in seiner Offen- oder in seiner Geschlossenlage durch derartige Verunreinigungen festgehalten wird, wenn nur die Druckdifferenz bzw. der hydrostatische Druck zum Öffnen bzw. Schliessen zur Verfügung steht.

Es sind auch andere Arten von Portioniervorrichtungen bekannt, beispielsweise solche mit einer Portionierkammer, die zwischen zwei gemeinsam betätigten Ventilen angeordnet ist.

Noch eine andere Art von Portioniervorrichtung, die über nur ein Ventil verfügt, besitzt nur einen fliegenden Kern, der das Ventil betätigt. Bei diesen Vorrichtungen kommt es im Betrieb zu Unzulänglichkeiten, da beim Aktivieren der Spule der fliegende Kern die Flasche anhebt, wobei Kräfte auftreten, die ein Verriegeln der Flasche an der Abgabestation notwendig machen, um ein ordnungsgemässes Einschenken der Flüssigkeit zu sichern. Das Verriegeln erfolgt durch einen Bajonettmechanismus, was das winkelgenaue, somit zeitraubende, Aufsetzen der Flasche auf die Vorrichtung notwendig macht.

Durch das Vorsehen eines festen und eines fliegenden Kernes werden die magnetischen Kräfte zu inneren Kräften, wodurch auf eine Fixierung der Flasche während des Stromdurchflusses durch die Spule verzichtet werden kann.

Es ist daher eine wesentliches Ziel der Erfindung, eine Portioniervorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die leichter zu reinigen ist, bei der die Strömungsverhältnisse günstiger als bei den vorbekannten sind und die mit geringer dimensionierten elektrischen Spulen eine zumindest gleich grosse Öffnungskraft erreicht, um thermische Probleme zuverlässig zu vermeiden. Ein weiteres Problem, das in einer Ausgestaltung gelöst werden soll, ist die Zwangsbetätigung des zur Portioniervorrichtung gehörenden Entlüftungsventils.

Erfindungsgemäss werden die genannten Aufgaben dadurch gelöst, dass bei einer Portioniervorrichtung der eingangs definierten Art sowohl der feste als auch der fliegende Kern Ringform aufweist.

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 Ausiaufdichtung, 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. Es kann sogar die

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

3

CH 685 296 A5

4

Ventilstange zumindest teilweise hohl ausgebildet werden, wobei ein Dorn eines Manipulationsschutzes, der bei der Abgabeöffnung jeder Portioniervorrichtung vorgesehen ist, als Führung für die Ventilstange und somit auch für den fliegenden Kern dienen kann.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorteiihaf-terweise 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 Entlüftungsventils verbunden ist. Durch diese Massnahme ist es möglich, das Entlüftungsventil mit einer Feder zu beaufschlagen, sodass die Schliesskraft auf ein Vielfaches des bisher möglichen gesteigert wird.

Vorteilhafterweise ist die Betätigungsstange für das Entlüftungsventil nicht fest mit dessen Ventilteller verbunden, sondern schlägt im Zuge der Öffnungsbewegung des Hauptventils gegen diesen Ventilteller, sodass 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 Entlüftungsventils zu liegen kommt, weiter 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.

Die Erfindung wird in der Folge anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, wobei die Fig. 1 eine Zusammensteliungszeichnung 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 erfindungsge-mässe Portioniervorrichtung dargestellt. Im Inneren eines Gehäuses 1 ist ein fliegender Kernteil 2 und ein fester Kernteil 3 vorgesehen. Der fliegende Kernteil 2 ist über eine Ventiistange 21 mit einer Auslaufdichtung 4 verbunden, die mit einem Ventilsitz 5 des Gehäuses 1 zusammen wirkt. 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 Kernes 3 durch und drücken den fliegenden Kern 2 soweit nach unten, dass das Ventil 4, 5 geschlossen ist.

Die Federaufnahme 10 weist einen oberen Rand 13 auf, der während der Öffnungsbewegung des Ventiles 4, 5 durch Betätigung der nicht dargestellten Spule, die im axialen Bereich der beiden Kernteile 2, 3 knapp ausserhalb des Gehäuses 1 liegt, an den unteren Rand 14 einer Ventilstange 15 des Entlüftungsventils 16 stösst. Dadurch wird das von der Feder 17 geschlossengehaltene Ventil 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 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 Stangen 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 Stangen 12, um ein Klemmen sicher zu vermeiden.

Es ist selbstverständlich möglich, die Umfangs-winkel a bzw. c ungleich voneinander zu wählen, wobei nur die Summe der beiden Winkel nicht grösser als der Winkel b sein kann und bevorzugt etwas kleiner als der Winkel b gewählt wird. Der feste Kern 3 besteht aus Metall, die Flügel 8 können einstückig mit ihm ausgebildet sein, es wird jedoch bevorzugt, dass diese Flügel an den Kern ange5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

5

CH 685 296 A5

6

klebt werden, oder dass der Kern 3 eine Ausnehmung aufweist, auf die die mit einem Ring verbundenen Flügel 8 aufgezogen werden.

In Fig. 5 ist eine Variante dargestellt, die insbesondere für klebrige Flüssigkeiten und selten gebrauchte Flaschen günstig ist. In der Fig. 5 sind, soweit sie zutreffen, die gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figura 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 vom fliegenden Kern 2 geöffnet wird, wenn dieser im Zuge seiner Bewegung mit der Fläche 23 gegen den Vorsprung 22 stösst. Dadurch wird das Ventil 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 nur, dass der axiale Abstand der Anschlagfläche 23 zum Vorsprung 22 in der Geschlossenstellung des Ventiles 24, 25 so gewählt ist, dass der Kern 2 im Zuge der Öffnungsbewegung für eine ausreichende Öffnung des Ventiles sorgt.

Die Erfindung kann verschiedentlich abgeändert und variiert werden. So ist es möglich, eine kürzere Ventilstange 21 vorzusehen, oder auf diese zu verzichten und eine Auslaufdichtung vorzusehen, die mit dem fliegenden Kern 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 Entlüftungsventils 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 sie bevorzugt einen solchen Windungsdurchmesser aufweist, dass sie das Durchfliessen der Flüssigkeit nicht behindert.

Die erfindungsgemässen Massnahmen ermöglichen es überraschenderweise, an der äusseren Mantelfläche des Gehäuses 1 eine besonders einfache und rasch umrüstbare Codierung für das jeweils von der Portioniervorrichtung abgegebene Getränk aufzubringen. Dazu werden zwischen einer Abstufung 18 des Gehäuses 1 und dem gegenüberliegenden Ende 19 eines Abschlussringes 20 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 den mit Pressung aufgeschobenen Endteil 20 abzuziehen, die Ringe in axialer Richtung abzunehmen und in der gewünschten neuen Reihenfolge und Kombination wieder aufzuschieben, worauf der Endteil 20 wieder aufgeschoben wird. Diese Massnahme wird nur durch die Venwendung ringförmiger Kerne 2, 3, die nahe der Gehäusewand 1 liegen und zufolge des grossen Radius einen grossen Querschnitt aufweisen, möglich.

Claims

Patentansprüche

1. 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, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der feste Kern (3) als auch der fliegende Kern (2) Ringform aufweist.

2. Portioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im festen Kern (3) eine in axialer Richtung verlaufende Ausnehmung vorgesehen ist, durch die eine mit dem fliegenden Kern (2) verbundene Betätigungsstange (12) ragt, die mit einem Ventilteller eines Entlüftungsventils (16) verbunden ist.

3. Portioniervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsstange für das Entlüftungsventil (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 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 drei den Öffnungen entsprechende bogenförmige Betätigungsstangen, die sich über einen Zentralwinkelbereich von etwas unter 60° erstrecken, angeordnet sind.

5. Portioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (11), die die Auslaufdichtung (4) in die Geschlossenstellung drückt, zwischen Vorsprüngen der Betätigungsstangen (12) und dem flaschenseiti-gen 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 einer Abstufung (18) des Gehäuses (1) und dem gegenüberliegenden Ende (19) eines Abschlussringes (20) Codierringe aufgeschoben sind, deren radiale Erstreckung zumindest annähernd der der Abstufung (18) bzw. der Wandstärke des Abschlussteiles (20) entspricht.

7. Portioniervorrichtung nach einem der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem fliegenden Kern (2) und dem Ventil (24) eine

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4

7

CH 685 296 A5

Feder (26) vorgesehen ist, wobei eine Anschlagfläche (23) des fliegenden Kernes (2) im Laufe von dessen Öffnungsbewegung mit einem Vorsprung (22) einer Ventilstange (21) zusammenwirkt, um das Ventil (24) zu öffnen.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5