CH700417A1 - Verfahren, Steuerung, Ventilanordnung und Portioniereinrichtung zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse. - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse (m) angegeben. In einem ersten Schritt wird ein erstes Quetschventil (1) geöffnet und ein in einer Hauptfliessrichtung der Masse (m) danach angeordnetes, zweites Quetschventil (2) leicht geschlossen. Sobald eine gewünschte Menge der Masse (m) die Quetschventile (1, 2) passiert hat, wird das erste Quetschventil (1) geschlossen. Danach wird das zweite Quetschventil (2) geöffnet. Weiterhin wird eine Steuerung, eine Ventilanordnung (3) und eine Portioniereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens angegeben.

Description

  [0001]    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse durch Öffnen und Schliessen eines Quetschventils. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Steuerung zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse, umfassend Mittel zum Steuern eines Quetschventils. Schliesslich betrifft die Erfindung eine Ventilanordnung sowie eine Portioniereinrichtung zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse, umfassend ein Quetschventil.

  

[0002]    Im modernen Anlagenbau findet sich eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen eine fliessfähige Masse portioniert werden muss. Als Beispiel sei hier die Lebensmittelindustrie genannt, welche einen grossen Bereich von verschiedenen Nahrungsmitteln in ebenso verschiedene Behältnisse abfüllt oder in Formen giesst. Beispiele hierfür sind Fleischpasten, gekochtes Gemüse wie zum Beispiel Spinat, breiförmiges Obst, alle Arten von Teigen, Cremen und Schokolade. Fliessfähige Massen finden sich aber auch in anderen technischen Gebieten. Beispielsweise muss auch Beton oder Ton portioniert werden, wenn Betonsteine oder Ziegel gegossen werden. Als weiteres Beispiel wird die Kunststofftechnik genannt, bei der flüssige Kunststoffe in Formen, insbesondere zum Vergiessen elektronischer Bauelemente oder Schaltungen, gegossen wird.

   Schliesslich werden auch kornförmige Materialien, insbesondere versetzt mit einem Bindemittel, in industriellen Anlagen portioniert beziehungsweise abgefüllt oder vergossen.

  

[0003]    Es ist selbstverständlich, dass an dieser Stelle nicht alle möglichen Portioniereinrichtungen genannt werden können. Die obige Aufzählung ist daher als illustrative Aufstellung solcher Einrichtungen zu verstehen.

  

[0004]    Als konkretes Beispiel einer Portioniereinrichtung zeigt die WO 2008/141 468 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Giessen eines Verzehrproduktes aus einer giessbaren Masse, insbesondere einer Fettmasse wie z.B. Schokolade. Die Giessvorrichtung enthält einen Massebehälter zur Aufnahme der giessbaren Masse und eine Dosiereinheit mit Düsen, die mit dem Massebehälter-Innenraum in Fluidverbindung stehen. Die Dosiereinheit besitzt auf der vom Massebehälter abgewandten Seite einen Düsenblock mit Düsen und auf der dem Massebehälter zugewandten Seite einen Ventilblock mit mindestens einem Ventil, wobei zwischen dem Düsenblock und dem Ventilblock eine Dosierkammer mit einem Dosierkammer-Volumen begrenzt ist, das durch eine Relativbewegung zwischen dem Düsenblock und dem Ventilblock veränderbar ist.

   Das Giessverfahren weist die folgenden Schritte auf: a) Befüllen des Massebehälters mit der giessbaren Masse; b) Ansaugen von Masse in die Dosierkammer durch Vergrössern des Dosierkammer-Volumens durch eine erste Relativbewegung zwischen dem Düsenblock und dem Ventilblock; c) Ausstossen von Masse aus der Dosierkammer durch Verkleinern des Dosierkammer-Volumens durch eine zweite Relativbewegung zwischen dem Düsenblock und dem Ventilblock.

  

[0005]    In obigem Beispiel wird eine drucklose Masse portioniert. Präzise ausgedrückt wird durch die angesprochene Relativbewegung zwischen dem Düsenblock und dem Ventilblock einerseits Druck zum Ausstoss der Masse aufgebaut, andererseits wird gleichzeitig die ausgestossene Menge bestimmt. Gleiches gilt auch für andere an sich bekannte Kolben-Mechanismen oder auch Zahnradpumpen. Im modernen Anlagenbau werden häufig aber auch druckbeaufschlagte Massen portioniert. Dies wird durch verschiedenste Absperrmechanismen und Ventile bewerkstelligt, die den Massenstrom verringern und vergrössern oder auch absperren können. Als besonders tauglich haben sich hierfür sogenannte "Quetschventile" herausgestellt.

  

[0006]    Quetschventile bestehen aus einem schlauchförmigen Absperrelement, das in einem röhrenförmigen Gehäuse aus Metall oder Kunststoff angeordnet ist. Das schlauchförmige Absperrelement wird entweder mechanisch oder durch ein von aussen zugeführtes Fremdmedium zusammengequetscht, bis die Geschlossenstellung erreicht ist. Das Fremdmedium hat dabei in der Regel einen ca. 2,0 bis 2,5 bar höheren Druck als das Medium, das abgesperrt werden soll. Quetschventile werden in erster Linie als Absperrarmaturen für dickflüssige Medien oder Feststoffe verwendet. Durch verschiedene Schlauchmanschettenausführungen eignen sich Quetschventile zur Steuerung sehr unterschiedlicher Medien.

  

[0007]    Bei mehr oder minder allen Portioniereinrichtungen ist nun das Nachfliessen oder Nachtropfen der Masse problematisch. Obwohl beispielsweise der Kolben einer Portioniereinrichtung bereits stillsteht oder ein Ventil einer Portioniereinrichtung bereits abgesperrt ist, fliesst weiterhin Masse durch die Leitungen hinter dem Kolben oder dem Absperrventil beziehungsweise tropft aus der Leitung, wenn diese - etwa in Form einer Düse - in eine freie Umgebung mündet. Dies ist einerseits durch nach wie vor in der Leitung herrschenden Überdruck begründet, der erst langsam abgebaut werden kann, beziehungsweise auch durch verschiedene physikalische Effekte bei einem Leitungsende oder Düsenaustritt.

  

[0008]    Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren, eine Steuerung, eine Ventilanordnung und eine Portioniereinrichtung zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse anzugeben, bei denen die erwähnten Nachteile nicht auftreten oder zumindest gemindert werden.

  

[0009]    Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, einer Steuerung nach den Merkmalen des Patenanspruchs 5, einer Ventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und mit einer Portioniereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.

  

[0010]    Demgemäss umfasst das erfindungsgemässe Verfahren zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse die Schritte:
a) Öffnen eines ersten Quetschventils und leichtes Schliessen eines in einer Hauptfliessrichtung der Masse danach angeordneten, zweiten Quetschventils,
b) Schliessen des ersten Quetschventils, wenn eine gewünschte Menge der Masse die Quetschventile passiert hat und
c) Öffnen des zweiten Quetschventils.

  

[0011]    Demgemäss umfasst eine erfindungsgemässe Steuerung zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse Mittel zum Steuern:
a) eines ersten Quetschventils in eine Offen-Stellung und eines in einer Hauptfliessrichtung der Masse danach angeordneten, zweiten Quetschventils in eine leichte Schliessstellung,
b) des ersten Quetschventils in eine Schliessstellung, wenn eine gewünschte Menge der Masse die Quetschventile passiert hat und
c) des zweiten Quetschventils in eine gegenüber der leichten Schliessstellung weiter geöffnete Stellung.

  

[0012]    Weiterhin umfasst eine erfindungsgemässe Ventilanordnung zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse:
ein erstes Quetschventil und
ein in einer Hauptfliessrichtung der Masse danach angeordnetes, zweites Quetschventil.

  

[0013]    Schliesslich umfasst eine erfindungsgemässe Portioniereinrichtung zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse:
eine erfindungsgemässe Ventilanordnung und
eine daran angeschlossene, erfindungsgemässe Steuerung.

  

[0014]    Durch die Öffnung des zweiten Quetschventils nachdem das erste Quetschventil geschlossen wurde, wird eine Volumsvergrösserung im Bereich des zweiten Quetschventils und damit eine Drucksenkung bewirkt. Ein Massestrom wird daher sehr schnell gestoppt, beziehungsweise wird das Auslaufen oder Nachtropfen aus einer allfälligen, hinter dem zweiten Quetschventil angebrachten, Düse verhindert oder zumindest drastisch reduziert.

  

[0015]    Weiterhin kann die Ventilanordnung sehr leicht gereinigt werden. Üblicherweise reicht ein Durchspülen im eingebauten Zustand, da die Ventilanordnung eine glatte Innenseite aufweist. Wegen fehlender Spalte, so wie sie beispielsweise bei herkömmlichen Ventilen oder zwischen Kolben und Zylinder auftreten, wird bei der erfindungsgemässen Ventilanordnung überdies die Neigung zur Keimbildung deutlich reduziert, was insbesondere für die Lebensmittel-Industrie wesentlich ist. Bei der erfindungsgemässen Ventilanordnung fehlen darüber hinaus bewegliche Teile mit gegeneinander reibenden Flächen. Die Ventilanordnung ist somit weitgehend wartungsfrei. Schliesslich kann die Ventilanordnung bei Bedarf auch beheizt werden, um zum Beispiel die zu portionierende Masse dünnflüssiger zu machen.

   Auf diese Weise kann die Masse mit geringerem Energieaufwand befördert, gespritzt oder gegossen werden, ohne dass dadurch die Gefahr des Nachtropfens wesentlich steigt. Die Erfindung trägt somit auch zur Energieeffizienz bei.

  

[0016]    An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Druckbeaufschlagung nicht notwendigerweise durch technische Massnahmen, also zum Beispiel mit Hilfe eines Kompressors, erfolgen muss. Die Druckbeaufschlagung kann auch durch Schwerkraft gegeben sein, wenn ein Behälter mit der zu portionierenden Masse über einer Austrittsstelle, etwa einer Spritzdüse angeordnet wird.

  

[0017]    Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren der Zeichnung.

  

[0018]    Günstig ist es, wenn nach dem Schritt c) wieder der Schritt a) folgt. Auf diese Weise kann der Portioniervorgang beliebig oft wiederholt werden.

  

[0019]    Günstig ist es ferner, wenn die Masse nach dem zweiten Quetschventil in eine Umgebung ausfliesst. Wie schon angesprochen, kann die Masse nach dem zweiten Quetschventil, zum Beispiel über eine Düse, in eine Umgebung auslaufen. Beispielsweise können so Formen mit der fliessfähigen Masse befüllt werden. Im Rahmen der Erfindung wird unter "Umgebung" ein Raum verstanden, in dem die Druckbeaufschlagung der Masse, welche deren Förderung bewirkt, nicht mehr wirksam ist. Umgebung bedeutet aber nicht notwendigerweise einen Raum, in dem Atmosphärendruck herrscht. Es sind auch Umgebungen denkbar, die unter höherem oder niedrigerem Druck stehen. Vorteilhaft ist es dabei, wenn eine/mehrere in eine Umgebung mündende Düse/Düsen in der Hauptfliessrichtung der Masse nach dem zweiten Quetschventil angeordnet ist/den zweiten Quetschventilen angeordnet sind.

  

[0020]    Vorteilhaft ist es, wenn die fliessfähige Masse aus Schokolade besteht oder diese enthält. Das Nachtropfen ist besonders störend, wenn vergleichsweise kleine Mengen und/oder vergleichsweise teure Massen gespritzt oder gegossen werden. Schokoladepralinen oder Schokoladetafeln erfüllen beide Kriterien, sodass sich das erfindungsgemässe Verfahren insbesondere für die Verarbeitung von Schokolade oder schokoladenhaltigen Massen eignet.

  

[0021]    Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ventilanordnung eine Vielzahl erster Quetschventile und in der Hauptfliessrichtung der Masse danach angeordneter, zweiter Quetschventile aufweist. Mit Hilfe dieser Variante der Erfindung können gleichzeitig, also innerhalb eines Arbeitstakts, viele gleichartige Portionen hergestellt werden. Vorteilhaft ist es auch, wenn die ersten Quetschventile und/oder zweiten Quetschventile von einer Steuerung simultan angesteuert werden.

  

[0022]    Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die ersten Quetschventile in einer ersten Druckkammer angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Quetschventilen simultan mit demselben Druck beaufschlagt werden. Ein aufwändiges Rohrnetz zur Versorgung der ersten Quetschventile mit dem ersten Steuermedium kann daher entfallen. Gleiches gilt sinngemäss für die zweiten Quetschventile, die vorteilhaft in einer zweiten Druckkammer angeordnet werden können.

  

[0023]    An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass sich die zum erfindungsgemässen Verfahren genannten Ausführungsformen und die daraus resultierenden Vorteile gleichermassen auf die erfindungsgemässe Steuerung, die erfindungsgemässe Ventilanordnung und die erfindungsgemässe Portioniereinrichtung beziehen und umgekehrt.

  

[0024]    Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen sich auf beliebige Art und Weise kombinieren.

  

[0025]    Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
<tb>Fig. 1a<sep>eine erste schematisch dargestellte Ventilanordnung;


  <tb>Fig. 1b<sep>die Ventilanordnung aus Fig. 1ain einem ersten Zustand;


  <tb>Fig. 1c<sep>die Ventilanordnung aus Fig. 1ain einem zweiten Zustand;


  <tb>Fig. 1d<sep>die Ventilanordnung aus Fig. 1ain einem dritten Zustand;


  <tb>Fig. 2<sep>eine Anordnung mit einem Massebehälter und einer Vielzahl von ersten und zweiten Quetschventilen;


  <tb>Fig. 3<sep>eine Ventilanordnung mit einem Mittelrohr;


  <tb>Fig. 4<sep>eine Portioniereinrichtung mit einer Ventilanordnung und einer daran angeschlossenen Steuerung;

  

[0026]    In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und ähnliche Teile mit gleichen Bezugszeichen und funktionsähnliche Elemente und Merkmale - sofern nichts Anderes ausgeführt ist - mit gleichen Bezugszeichen aber unterschiedlichen Indizes versehen.

  

[0027]    Fig. 1a zeigt eine erste schematisch dargestellte Ventilanordnung 3, welche ein Rohr 4, sowie ein erstes, im Verlauf des Rohres 4 angeordnetes, Quetschventil 1 und ein zweites, im Verlauf des Rohres 4 angeordnetes, Quetschventil 2 aufweist. Durch das Rohr 4 strömt eine fliessfähige Masse m, welche mit einem Druck p beaufschlagt ist. Die Hauptfliessrichtung ist mit einem Pfeil symbolisiert. Das erste Quetschventil 1 umfasst einen Steueranschluss, durch den ein Steuermedium mit einem ersten Steuerdruck p1 fliessen kann. Schliesslich umfasst das zweite Quetschventil 2 einen Steueranschluss, durch den ein Steuermedium mit einem zweiten Steuerdruck p2 fliessen kann.

  

[0028]    Die beiden Quetschventile 1 und 2 sind von an sich bekannter Bauart. Im gezeigten Beispiel sollen diese mit Druckluft gesteuert werden. Prinzipiell sind aber auch andere Steuermedien, sowie eine mechanische Betätigung der Quetschventile 1 und 2 möglich. Durch die Druckluft kann eine flexible, rohrförmige Membran (mit einer dicken Linie dargestellt) derart verformt werden, dass der Querschnitt des Ventiles verengt beziehungsweise dieses sogar abgesperrt werden kann. Der erste und der zweite Steuerdruck p1 und p2 müssen daher entsprechend höher als der Druck der Masse p gewählt werden. In der Fig. 1awirken keine Steuerdrücke p1 oder p2, sodass die Membranen der ersten und zweiten Quetschventile 1 und 2 ihre Ruhestellung einnehmen und an der Innenseite des äusseren Ventilrohres anliegen.

  

[0029]    In der Fig. la verengen die Membranen des ersten und zweiten Quetschventils 1 und 2 den Rohrquerschnitt. Dies ist jedoch keine zwingend nötige Bauart. Selbstverständlich kann die Membran auch im Verlauf des Rohres 4 angeordnet sein, das heisst kann mit diesem fluchten. In der Fig. 1aund den folgenden Figuren sind überdies kreisförmige Rohrquerschnitte dargestellt. Auch dies ist nicht zwingend nötig. Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf anderer Rohrquerschnitte anwendbar, beispielsweise rechteckförmige, polygonförmige oder ellipsenförmige.

  

[0030]    Fig. 1b zeigt die Ventilanordnung 3 aus Fig. 1anun in einem ersten Zustand a). Dabei ist das erste Quetschventil 1 voll geöffnet und das zweite Quetschventil 2 leicht geschlossen. Dies kann mit entsprechenden Steuerdrücken p1 und p2 bewerkstelligt werden. Entsprechend kann die Masse m die Ventilanordnung 3 passieren.

  

[0031]    Fig. 1c zeigt die Ventilanordnung 3 aus Fig. 1ain einem zweiten Zustand b). Dabei ist das erste Quetschventil 1 geschlossen. Der Volumenstrom wird nun gestoppt. Die Ventilanordnung 3 wird dabei in den zweiten Zustand b) gesteuert, wenn genug Masse m durch die Ventilanordnung 3 geströmt ist, das heisst die Masse m in gewünschter Weise portioniert ist.

  

[0032]    Fig. 1d zeigt die Ventilanordnung 3 aus Fig. 1anun in einem dritten Zustand c). Dabei bleibt das erste Quetschventil 1 geschlossen, das zweite Quetschventil 2 wird dagegen voll geöffnet. Durch diesen Vorgang wird das Volumen in der Ventilanordnung 3 vergrössert, sodass der Druck auf die Masse m reduziert wird oder die Masse m sogar etwas entgegen der ursprünglichen Strömungsrichtung bewegt, also zurückgesaugt wird. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn die Masse m nach Passieren der Ventilanordnung 3 in eine Umgebung ausfliesst. Als Umgebung kann dabei jeder Raum verstanden werden, in dem die Druckbeaufschlagung der Masse m nicht mehr wirkt. Häufig wird die Masse m in eine freie Umgebung ausfliessen, in dem der atmosphärische Luftdruck herrscht. Prinzipiell kann die Masse m aber auch in einen geschlossenen Raum ausfliessen.

   Durch die Saugwirkung des sich öffnenden zweiten Quetschventils wird ein Nachtropfen, so wie dies bei Lösungen nach dem Stand der Technik häufig vorkommt, vorteilhaft vermieden. Nach dem dritten Zustand c) kann der Zyklus wieder von vorne beim ersten Zustand a) beginnen.

  

[0033]    An dieser Stelle wird angemerkt, dass der beschriebene Vorgang auch dann funktioniert, wenn das zweite Quetschventil 2 im dritten Zustand c) nicht voll sondern nur teilweise geöffnet wird, da es nur auf die Volumensänderung und die damit verbundene Druckreduzierung beziehungsweise Saugwirkung ankommt. Ferner wird darauf hingewiesen, dass der erste Zustand a) (nach dem dritten Zustand c) sowohl durch simultanes Ansteuern der Quetschventile 1 und 2 als auch durch sequentielles Ansteuern derselben erreicht werden kann. Dabei kann beispielsweise zuerst das erste Quetschventil 1 geöffnet und dann das zweite Quetschventil leicht geschlossen werden. Aber auch das leichte Schliessen des zweiten Quetschventils 2 vor dem Öffnen des ersten Quetschventils 1 ist möglich.

   Abschliessend wird darauf hingewiesen, dass das Öffnen des zweiten Quetschventils beispielsweise durch blosse Reduktion des zweiten Steuerdrucks p2 erfolgen kann, wenn die Membran entsprechend vorgespannt ist, oder aber auch durch Anlegen eines entsprechenden Unterdrucks, sodass die Membrane sozusagen zum Aussenrohr des zweiten Quetschventils 2 gesaugt wird. Denkbar ist auch, dass auf die Masse m auch bei geschlossenem ersten Quetschventil 1 ein Druck wirkt, der die Membrane des zweiten Quetschventils 2 nach aussen drückt. Prinzipiell kann auch an das erste Quetschventil 1 ein Unterdruck p1angelegt werden. Da der Druck p der Masse die Membran des ersten Quetschventils 1 normalerweise ohnehin auseinanderdrückt, ist dies in der Regel aber nicht nötig.

  

[0034]    Fig. 2 zeigt nun schematisch eine Anordnung, bei der die mit einem Druck p beaufschlagte Masse m in einen Massebehälter 5 fliesst, von wo aus sie durch eine Vielzahl von ersten Quetschventilen 1a ... 1c, zweiten Quetschventilen 2a ... 2c und schliesslich durch Düsen 8a ... 8c ins Freie fliesst. Die ersten Quetschventile 1a ... 1c befinden sich bei dieser Anordnung in einer ersten Druckkammer 6 und werden durch Beaufschlagung der ersten Druckkammer 6 mit dem ersten Steuerdruck p1 simultan angesteuert. In analoger Weise befinden sich die zweiten Quetschventile 2a ... 2c in einer zweiten Druckkammer 7 und werden durch Beaufschlagung der zweiten Druckkammer 7 mit dem zweiten Steuerdruck p2 simultan angesteuert.

   Selbstverständlich kann an die erste oder zweite Druckkammer 6 oder 7 auch ein Unterdruck angelegt werden, um insbesondere die zweiten Quetschventile 2a ... 2c zu öffnen. Denkbar ist auch, dass die Masse m über die Düsen 8a ... 8c in eine Umgebung fliesst, in der erhöhter Druck herrscht, sodass die Membranen der zweiten Quetschventile 2a ... 2c auch ohne Absenken des zweiten Steuerdrucks p2 unter den Atmosphärendruck geöffnet werden.

  

[0035]    Die Steueröffnungen der Quetschventile 1a ... 1c und 2a ... 2c brauchen wegen der Druckkammern 6 und 7 nicht weiter an ein Rohrnetz angeschlossen sein, es reicht eine einfache Bohrung. Denkbar ist aber auch, dass die Quetschventile 1a ... 1c und 2a ... 2c nur aus einem elastischen Rohr oder Schlauch bestehen, das oder der bei Erhöhung des Steuerdrucks p1oder p2 zusammengedrückt wird. Das starre Aussenrohr, so wie es in den Fig. 1abis Fig. 1ddargestellt ist, kann daher prinzipiell entfallen. Denkbar ist auch, dass sich in der ersten und/oder zweiten Druckkammer 6 und 7 ein beheizbares Medium befindet, welches über die ersten und zweiten Quetschventile 1a ... 1c und 2a ... 2c auch die fliessfähige Masse m beheizt.

  

[0036]    Die Funktion der in Fig. 2dargestellten Anordnung ist gleich wie die Funktion der in den Fig. 1a bis Fig. 1d dargestellten Ventilanordnung 3, nur dass hier eine Vielzahl von Ventilanordnungen 3 simultan betätigt wird. Diese Anordnung eignet sich daher insbesondere dann, wenn die Masse m in einem Arbeitstakt in mehrere, gleich grosse Portionen aufgeteilt werden soll. Beispielsweise kann eine Vielzahl von Formen gleichzeitig befüllt werden.

  

[0037]    Fig. 3 zeigt nun schematisch eine weitere Ausführungsform einer Ventilanordnung 3, bei der zusätzlich ein Mittelrohr 9 bis zu einer an die Ventilanordnung 3 angeschlossene Düse 8 geführt wird. Mit Hilfe dieser Anordnung können gleichzeitig oder zeitlich versetzt zwei verschiedene Arten von fliessfähigen Massen gespritzt werden. In einer ersten Variante ist das Mittelrohr 9 starr, bleibt also auch dann offen, wenn das erste oder zweite Quetschventil 1 oder 2 geschlossen wird. In einer zweiten Variante ist das Mittelrohr 9 flexibel oder weist zumindest im Bereich der Quetschventile 1 oder 2 flexible Abschnitte auf. Der Massestrom durch das Mittelrohr 9 kann dann auch durch den ersten und zweiten Steuerdruck p1 und/oder p2beeinflusst werden.

   Selbstverständlich können durch das Mittelrohr 9 auch starre Körper, wie etwa Zuckerkugeln mit Flüssigkern oder Nüsse, gefördert werden, die dann mit zum Beispiel Schokolade umspritzt werden.

  

[0038]    Fig. 4 zeigt schliesslich schematisch eine Portioniereinrichtung 15, bei der eine Steuerung 12 mit einem ersten Steuerventil 10 und einem zweiten Steuerventil 11 verbunden ist. Bei den Steuerventilen 10 und 11 kann es sich beispielsweise um elektromagnetische Ventile handeln. Prinzipiell sind aber auch andere Bauarten gleichwertig einsetzbar. Die Steuerung 12 steuert die Steuerventile 10 und 11 entsprechend dem Arbeitstakt an und kann insbesondere auch mit einer übergeordneten Steuerung zusammenarbeiten, beziehungsweise Teil derselben sein.

  

[0039]    Der Einfachheit halber sind die Steuerventile 10 und 11 nur für die Belüftung des ersten und zweiten Quetschventils 1 und 2 vorgesehen. Selbstverständlich sollten auch (nicht dargestellte) Massnahmen zur Entlüftung getroffen werden, beispielsweise zusätzliche Entlüftungsventile. Anstelle der Steuerventile 10 und 11, welche ein mit dem ersten beziehungsweise zweiten Steuerdruck p1, p2 beaufschlagtes Steuermedium passieren lassen oder nicht, können auch in Zylindern verschiebbarer Kolben vorgesehen sein, die das Steuermedium in das erste und zweite Quetschventil 1 oder 2 pressen oder es aus diesem wieder heraussaugen.

  

[0040]    Die Steuerung 12 selbst umfasst im gezeigten Beispiel eine zentrale Recheneinheit 13 und einen damit verbundenen Speicher 14. Im Speicher 14 sind beispielsweise die erforderlichen Schritte zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, sowie die dafür notwendigen Variablen abgespeichert. Denkbar ist natürlich auch, dass das erfindungsgemässe Verfahren in Hardware abgebildet ist, etwa mit Hilfe entsprechender Logik-Gatter. Schliesslich ist auch eine gemischte Ausführung in Soft- und Hardware denkbar. Wie schon angesprochen, kann die Steuerung 12 mit einer übergeordneten Steuerung kooperieren oder Teil derselben sein. Denkbar ist, dass die Ventilanordnung 3 oder mehrere Ventilanordnungen 3 Teil einer grosstechnischen Anlage sind, die von einer zentralen Steuerung aus bedient werden.

  

[0041]    Die Erfindung eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, beispielsweise in der Lebensmittelindustrie bei der Portionierung von Fleischpasten, breiartigem Gemüse oder Obst, Teigen, Cremen und im Besonderen auch Schokolade. Denkbar ist aber auch eine Anwendung in der Herstellung von Betonsteinen oder Ziegeln. Schliesslich ist eine Anwendung zur Portionierung flüssiger Kunststoffe sowie kornförmiger Materialien, welche insbesondere mit einem Bindemittel versetzt sind, denkbar. Abschliessend wird darauf hingewiesen, dass die angeführten Beispiele nicht als Einschränkung des Anwendungsgebietes der Erfindung verstanden werden dürfen. Vielmehr dienen sie als Anregung für den Fachmann, der hier ohne Mühe weitere Anwendungsgebiete auffinden und die Erfindung auf seine Bedürfnisse adaptieren kann.

Bezugszeichenliste

  

[0042]    
<tb>1, 1a ... 1c <sep>erstes Quetschventil 


  <tb>2, 2a ... 2c<sep>zweites Quetschventil


  <tb>3<sep>Ventilanordnung


  <tb>4<sep>Rohr


  <tb>5<sep>Massebehälter


  <tb>6<sep>erste Druckkammer


  <tb>7<sep>zweite Druckkammer


  <tb>8, 8a ... 8c<sep>Düse


  <tb>9<sep>Mittelrohr


  <tb>10<sep>erstes Steuerventil


  <tb>11<sep>zweites Steuerventil


  <tb>12<sep>Steuerung


  <tb>13<sep>zentrale Recheneinheit


  <tb>14<sep>Speicher


  <tb>15<sep>Portioniereinrichtung


  <tb>m<sep>Masse


  <tb>p<sep>Druck der Masse


  <tb>p1<sep>erster Steuerdruck


  <tb>p2<sep>zweiter Steuerdruck

Claims (13)

1. Verfahren zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse (m), umfassend die Schritte:

a) Öffnen eines ersten Quetschventils (1, 1a ... 1c) und leichtes Schliessen eines in einer Hauptfliessrichtung der Masse (m) danach angeordneten, zweiten Quetschventils (2, 2a ... 2c),

b) Schliessen des ersten Quetschventils (1, 1a ... 1c), wenn eine gewünschte Menge der Masse (m) die Quetschventile (1, 1a ... 1c, 2, 2a ... 2c) passiert hat und

c) Öffnen des zweiten Quetschventils (2, 2a ... 2c).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt c) wieder der Schritt a) folgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse (m) nach dem zweiten Quetschventil (2, 2a ... 2c) in eine Umgebung ausfliesst.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die fliessfähige Masse (m) aus Schokolade besteht oder diese enthält.

5. Steuerung (12) zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse (m), umfassend Mittel (13, 14) zum Steuern:

a) eines ersten Quetschventils (1, 1a ... 1c) in eine Offenstellung und eines in einer Hauptfliessrichtung der Masse (m) danach angeordneten, zweiten Quetschventils (2, 2a ... 2c) in eine leichte Schliessstellung,

b) des ersten Quetschventils (1, 1a ... 1c) in eine Schliessstellung, wenn eine gewünschte Menge der Masse (m) die Quetschventile (1, 1a ... 1c, 2, 2a ... 2c) passiert hat und

c) des zweiten Quetschventils (2, 2a ... 2c) in eine gegenüber der leichten Schliessstellung weiter geöffnete Stellung.

6. Steuerung (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (13, 14) zur simultanen Steuerung einer Vielzahl erster Quetschventile (1, 1a ... 1c) und/oder zweiter Quetschventile (2, 2a ... 2c) vorgesehen sind.

7. Ventilanordnung (3) zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse (m), umfassend: ein erstes Quetschventil (1, 1a ... 1c) und ein in einer Hauptfliessrichtung der Masse (m) danach angeordnetes, zweites Quetschventil (2, 2a ... 2c).

8. Ventilanordnung (3) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Vielzahl erster Quetschventile (1a ... 1c) und in der Hauptfliessrichtung der Masse (m) danach angeordneter, zweiter Quetschventile (2a ... 2c).

9. Ventilanordnung (3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Quetschventile (1a ... 1c) in einer ersten Druckkammer (6) angeordnet sind.

10. Ventilanordnung (3) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Quetschventile (2a ... 2c) in einer zweiten Druckkammer (7) angeordnet sind.

11. Ventilanordnung (3) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine/mehrere in eine Umgebung mündende Düse (8)/Düsen (8a ... 8c) in der Hauptfliessrichtung der Masse (m) nach dem zweiten Quetschventil (2) angeordnet ist/den zweiten Quetschventilen (2a ... 2c) angeordnet sind.

12. Ventilanordnung (3) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die fliessfähige Masse (m) aus Schokolade besteht oder diese enthält.

13. Portioniereinrichtung (15) zum Portionieren einer fliessfähigen, druckbeaufschlagten Masse (m), umfassend:

eine Ventilanordnung (3) nach einem der Ansprüche 7 bis 12 und

eine daran angeschlossene Steuerung (12) nach einem der Ansprüche 5 bis 6.