DE102004001309A1

DE102004001309A1 - Ventil zum taktweisen Abfüllen von flüssigen bis fließfähig-pastösen Produkten in einen Verpackungsbehälter

Info

Publication number: DE102004001309A1
Application number: DE200410001309
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Walter
Original assignee: Hassia Verpackungsmaschinen GmbH
Current assignee: Hassia Verpackungsmaschinen GmbH
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2005-08-04
Also published as: EP1590586A1; WO2005066527A1; EP1590586B1; DE502004000720D1; ES2260751T3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum taktweisen Abfüllen von flüssigen bis fließfähig-pastösen Produkten aus einem Vorratsbehälter (1) in Verpackungsbehälter, die entsprechend getaktet durch die Füllstation einer Verpackungsmaschine gefördert werden, bestehend aus im vom Vorratsbehälter (1) durch eine Dosierpumpe (2) zum Ausgabemundstück (3) führenden Produktförderweg angeordneten, getaktet verstellbaren Schließ- und Öffnungsventilen (4, 5). DOLLAR A Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schließ- und Öffnungsventile (4, 5) zu einem Ventil zusammengefaßt sind, das aus einem zwischen Platten (6, 7) abgedichtet verstellbaren Schieber (8) gebildet ist, wobei die Platten (6, 7) von der Dosierpumpe (2) zum Mundstück (3) zueinander fluchtende Kanäle (9, 10) enthalten und in der pumpenseitigen Platte (6) ein gegen den Schieber (8) ausmündender Produktzuförderkanal (11) angeordnet ist. Im Schieber (8) ist dabei pumpenseitig eine gegen die obere Platte (6) offene Querrippe (12) mit einer den Zuförderkanal (11) und den von der Dosierpumpe (2) abgehenden Kanal (9) erfassender Länge (L) angeordnet, und die Querrinne (12) ist an einem Ende mit einer auf die Kanäle (9, 10) einstellbare Durchgangsöffnung (13) versehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum taktweisen Abfüllen von flüssigen bis fließfähig-pastösen Produkten aus einem Vorratsbehälter in Verpackungsbehälter, die entsprechend getaktet durch die Füllstation einer Verpackungsmaschine gefördert werden, bestehend aus im vom Vorratsbehälter durch eine Dosierpumpe zum Ausgabemundstück führenden Produktförderweg angeordneten, getaktet verstellbaren Schließ- und Öffnungsventilen.
Unter Verpackungsbehältern sind hierbei insbesondere aus einer tiefziehbaren Packstoffbahn tiefgezogene Becher zu verstehen, die nach ihrer Füllung und ihrem Verschluß mit einer Deckfolie einzeln oder in Gruppen aus der die Verpackungmaschine, d.h., eine sogenannte FFS-Maschine in Taktschritten durchlaufenden Packstoffbahn ausgetrennt werden. von Interesse ist im vorliegenden Fall die entsprechend im Takt arbeitende Füllstation, zu der, wie einleitend angeführt, ein Produktvorratsbehälter, eine damit in Verbindung stehende Dosierpumpe und im Takt entsprechend gesteuerte Schließ- und Öffnungsventile gehören. Je nach Anzahl der in die Packstoffbahn eingeformten Becherreihen ist in Blockbauweise eine entsprechende Anzahl von mit dem Vorratsbehälter verbundenen Dosierpumpen in der Füllstation angeordnet, die ihrerseits mit einer entsprechenden Anzahl von Füllmundstücken in Verbindung stehen. Der Einfachheit halber ist nachfolgend immer nur von einer Dosierpumpe mit zugehöriem Füllmundstück und Ventilen die Rede.

Soweit bekannt und was die Schließ- und Öffnungsventile betrifft, ist dabei zwischen dem Vorratsbehälter und der Dosierpumpe ein Membranventil bekannter Bauart angeordnet, und zwar mit Rücksicht auf den in der Regel zu fordernden Sterilbetrieb. Unter der Füllpumpe und unmittelbar über der durch laufenden Packstoffbahn befindet sich dann schlauchverbunden ein einfaches wiederum separat angetriebens Auf-Zu-Schieberventil, dessen plattenförmiges Unterteil das Abfüllmundstück bzw. die Abfüllöffnung enthält. Solche Schieberventile aus hochverschleißfesten Werkstoffen (bspw. Keramik) haben sich besser bewährt als in diesem Bereich ebenfalls benutzte Drehschieberventile, da diese bei der Abfüllung insbesondere dünnflüssiger Produkte nicht absolut dicht sind. Außerdem können sich aufgrund sehr enger Passungen bei solchen Drehschieberventilen Probleme bei der Rückstellung der Drehschieber aus deren Reinigungsstellung in die Arbeitsstellung ergeben. Nachteile bestehen auch bzgl. der vorerwähnten Membranventile zwischen Vorratsbehälter und Dosierpumpe, da diese Ventile bzw. deren Membranen nur relativ geringe Verschleißfestigkeit haben, insbsondere wenn Stücke oder hin und wieder Kerne oder Kernbruchstücke enthaltendes Füllgut zu verarbeiten ist.

Als praktisch unproblematisch haben sich demgegenüber die vorerwähnten Schieberventile erwiesen, bei denen zwischen zwei Platten der Stellschieber zwischen Schließ- und Öffnungsstellung im Takt hin und her zu bewegen ist.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Füllstation dahingehend zu vereinfachen und zu verbessern, daß für die Produktzufuhr zur Dosierpumpe und die dosierte Produktabgabe am Ausgabemundstück antriebsreduzierend nur ein Ventil erforderlich ist, verbunden mit der Maßgabe, bezgl. des Ventils das vorteilhafte Schieberprinzip auszunutzen.

Diese Aufgabe ist mit einem Ventil der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schließ- und Öffnungsventile der Füllstation zu einem Ventil zusammengefaßt sind, das aus einem zwischen zwei Platten abgedichtet verstellbaren Schieber gebildet ist. Die beiden Platten enthalten dabei von der Dosierpumpe zum Mundstück zueinander fluchtende Kanäle und in der pumpenseitigen Platte ist ein gegen den Schieber ausmündender Produktzuförderkanal angeordnet. Ferner ist im Schieber pumpenseitig eine gegen die obere Platte offene Querrinne mit einer den Zuförderkanal und den von der Dosier pumpe abgehenden Kanal erfassender Länge angeordnet, wobei die Querrinne an einem Ende mit einer auf die Kanäle einstellbare Durchgangsöffnung versehen ist.

Abgesehen davon, daß dadurch die ganze Füllstation eine kompaktere Bauweise erhält, weil die Dosierpumpe ohne die bisherigen Schlauchverbindungen unmittelbar über dem Ventil sitzt, sind damit die Forderungen gemäß Aufgabenstellung erfüllt, nämlich durch einfache Verstellung des Schiebers mit nur einem entsprechend gesteuerten Antrieb zum Einen die Dosierpumpe beschicken zu können und zum Anderen bei Rückstellung des Schiebers den Weg zum Abfüllmundstück freizustellen. Im Grunde handelt es sich dabei zwar um ein einfaches Zweiwegeventil, dabei aber um ein Zweiwegeventil von insofern besonderer Art, als im Schieber nur eine Produktpassage in Form einer Querrinne vorhanden ist, die zur Produktzufuhrseite und zur Dosierpumpe hin offen ist und von welchem Querweg bei Produktausgabe aus der Dosierpumpe nur ein kleiner Teil für die Produktpassage in Anspruch genommen wird. Die zur Dosierpumpeseite hin offene Querrinne im Schieber macht diesen dabei besonders zur Herstellung aus Industriekeramik geeignet, welches Material zur Ausbildung des Schiebers auch bevorzugt zur Verwendung kommt.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen bestehen in Folgendem:
Da die Dosierpumpe mit ihrer Auslaßöffnung unmittelbar über dem Schieberventil angeordnet werden kann, ist es bei entsprechender Stärkenbemessung der oberen Ventilplatte vorteilhaft möglich, in der oberen Platte zumindest einen Teil der Dosierpumpe direkt mit zu integrieren.

Da bei solchen Verpackungs- und Abfüllvorgängen Produktwechsel verbunden mit einer Spülung üblich sind und auch Reinigungsspülungen vor Stillsetzung der betreffenden Maschine, ist ferner vorteilhaft vorgesehen, daß in einer der Platten ein Spülmittelkanal mit einer gegen den Schieber offenen Ausmündung derart angeordnet ist, daß die Querrinne in Spülstellung des Schiebers die Verbindung zwischen Produktzuförderkanal und Spülmittelkanal bildet. Dies bedeutet nichts anderes, als daß der Schieber, der im Normalbetrieb nach einer Seite hin und her bewegt wird, für die Spülung nach der anderen Seite zu verstellen ist, was noch näher erläutert wird.

In diesem Zusammenhang wird die Anordnung des Spülmittelkanales in der oberen Platte bevorzugt, da dadurch die untere Ventilplatte dünner bemessen werden kann.

Ebenfalls mit Rücksicht auf eine optimale Reinigung bszw. Spülung können die beiden Platten und der Schieber relativ zueinander distanzierbar angeordnet werden.

Das erfindungsgemäße Ventil bzw. die Füllstation witd nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt schematisch
1 im Schnitt und vergrößert die Ventilausbildung und -anordnung;
2 einen der 1 entsprechend Schnitt in etwas anderer Ausführungsform;
3 den Schieber in Draufsicht von der Pumpenseite her gesehen;
4A-4D verschiedene Betriebsphasen des Ventiles und
5 zum Vergleich die bisher übliche Ausbildung von Füllstationen.
Das Ventil zum taktweisen Abfüllen von flüssigen bis fließfähig-pastösen Produkten aus einem Vorratsbehälter 1 in Verpackungsbehälter B, die entsprechend getaktet durch die Füllstation einer Verpackungsmaschine gefördert werden, besteht nach wie vor aus im vom Vorratsbehälter 1 durch eine Dosierpumpe 2 zum Ausgabemundstück 3 führenden Produktförderweg PF angeordneten, getaktet verstellbaren Schließ- und Öffnungsventilen 4,5 (siehe 5), die aber nunmehr und erfindungsgemäß zu einem Ventil zusammengefaßt sind, das aus einem zwischen Platten 6, 7 abgedichtet verstellbaren Schieber 8 gebildet ist.
Die Platten 6, 7 enthalten dabei von der Dosierpumpe 2 zum Mundstück 3 zueinander fluchtende Kanäle 9, 10 und in der pumpenseitigen Platte 6 ist ein gegen den Schieber 8 ausmündender Produktzuförderkanal 11 angeordnet. Außerdem ist im Schieber 8 pumpenseitig eine gegen die obere Platte 6 offene Querrinne 12 mit einer den Zuförderkanal 11 und den von der Dosierpumpe 2 abgehenden Kanal 9 erfassender Länge L angeordnet, wobei die Querrinne 12 an einem Ende mit einer auf die Kanäle 9, 10 einstellbare Durchgangsöffnung 13 versehen ist.
In den 4A und 4B ist das Ventil mit dem zugehörigen und mit Füllgutnachfüllanschluß 1' versehenen Füllgut-Vorratsbehälter 1 dargestellt, wobei vorteilhaft in der oberen Platte 6, wie stark schematisiert angedeutet, die Dosierpumpe 2 integriert ist.
Die Stellung des Schiebers 8 mit seiner Querrinne 12 gemäß 4A entspricht dem Einsaug- bzw. Füllvorgang der Dosierpumpe 2, d.h., das Füllgut gelangt aus dem Produktzuförderkanal 11 via Querrinne 12 in die Dosierpumpe 2. Wenn der Pumpenkolben 2' seine Höchststellung erreicht hat und in der Füllpumpe die damit abgemessene Füllgutmenge vorhanden ist, wird der Schieber 8 in Position gemäß 4B verschoben bis die Durchgangsöffnung 13 des Schiebers 8 mit den Kanälen 9, 10 fluchtet und damit der Abfüllvorgang bei niedergehenden Pumpenkolben 2' vollzogen wird. Nach vollzogener Abfüllung eines Bechers B wird der Schieber 8 wieder nach rechts verstellt, d.h., in Position gemäß 4A zurückgestellt, und der ganze Vorgang wird für die Füllung des jeweiligen Folgebechers im Dauerbetrieb wiederholt.
Wie aus den 1, 2 ersichtlich, ist in einer der Platten 6, 7 ein Spülmittelkanal 14 mit einer gegen den Schieber 8 offenen Ausmündung 15 derart angeordnet, daß die Querrinne 12 in Spülstellung des Schiebers 8 die Verbindung zwischen Produktzuförderkanal 11 und Spülmittelkanal 14 bildet, der mit einem Spülmittelabflußanschluß 14' versehen ist. Bevorzugt ist der Spülmittelkanal 14 mit seiner Ausmündung 15, wie in 2 dargestellt, in der oberen Platte 6 angeordnet, wodurch die untere Platte 7 des Ventiles wesentlich dünner bemessen werden kann.
Der Spülvorgang ist in 4C verdeutlicht, von dem zunächst nur der Vorratsbehälter 1, der Kanal 11 und die Querrinne 12 in dieser Position erfaßt werden. Abgesehen davon, daß für die Spülung der Dosierpumpe 2 im Wechsel auch die Positionen gemäß der 4A und 4B genutzt werden könnten, wobei natürlich unter der Platte 7 für eine geeignete Spülmittelauffangeinrichtung SA für den Spülvorgang gesorgt werden muß, wird aber eine Ausführungsform gemäß 4D bevorzugt, bei der die Platten 6, 7 und der Schieber 8 relativ zueinander distanzierbar angeordnet sind, was keiner näheren Erläuterung bedarf, da solche apparativen Maßnahmen zur gängigen Spülpraxis gehören.
In 3 ist der Vollständigkeit halber ein Abschnitt des Schiebers 8 in Draufsicht von der Pumpenseite her gesehen dargestellt. Die darüber angeordnete Dosierpumpe 2 ist strichpunktiert angedeutet, wobei die ausgezogen dagestellte Position der Querrinne 12 der der Schieberstellung in 4A entspricht und die nach links verschobene, gestrichelte Position der gemäß 4B.
Dadurch, daß die Dosierpumpe 2 unmittelbar über dem Schieberventil sitzt bzw. in dieses zumindest zum Teil mit integriert sein kann, fällt der in der Vergleichsfigur 5 relativ lange Produktförderweg PF von der Dosierpumpe 2 zum dortigen einfachen Auf-ZU-Ventil 5 weg, was insofern von Vorteil ist, als sich bei Produktwechsel eine entsprechend verkürzte Mischstrecke ergibt. Außerdem entfällt durch die vorteilhafte Weiterbildung des Einbezuges des Spülmittelkanales 14 in die eine oder andere Platte 6, 7 das in 5 mit dargestellte und erforderliche Produktwechselventil PWV mit zugehörigem Spülmittelableitung SA.

Claims

Ventil zum taktweisen Abfüllen von flüssigen bis fließfähigpastösen Produkten aus einem Vorratsbehälter (1) in Verpackungsbehälter, die entsprechend getaktet durch die Füllstation einer Verpackungsmaschine gefördert werden, bestehend aus im vom Vorratsbehälter (1) durch eine Dosierpumpe (2) zum Ausgabemundstück (3) führenden Produktförderweg angeordneten, getaktet verstellbaren Schließ- und Öffnungsventilen (4, 5), dadurch gekennzeichnet, daß die Schließ- und Öffnungsventile (4, 5) zu einem Ventil zusammengefaßt sind, das aus einem zwischen Platten (6, 7) abgedichtet verstellbaren Schieber (8) gebildet ist, wobei die Platten (6, 7) von der Dosierpumpe (2) zum Mundstück (3) zueinander fluchtende Kanäle (9, 10) enthalten und in der pumpenseitigen Platte (6) ein gegen den Schieber (8) ausmündender Produktzuförderkanal (11) angeordnet ist und im Schieber (8) pumpenseitig eine gegen die obere Platte (6) offene Querrinne (12) mit einer den Zuförderkanal (11) und den von der Dosierpumpe (2) abgehenden Kanal (9) erfassender Länge (L), und daß die Querrinne (12) an einem Ende mit einer auf die Kanäle (9, 10) einstellbare Durchgangsöffnung (13) versehen ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Platte (6) zumindest ein Teil der Dosierpumpe (2) integriert ist.
Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Platten (6, 7) ein Spülmittelkanal (14) mit einer gegen den Schieber (8) offenen Ausmündung (15) derart angeordnet ist, daß die Querrinne (12) in Spülstellung des Schiebers (8) die Verbindung zwischen Produktzuförderkanal (11) und Spülmittelkanal (14) bildet.
Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülmittelkanal (14) mit seiner Ausmündung (15) in der oberen Platte (6) angeordnet ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6, 7) und der Schieber (8) relativ zueinander distanzierbar angeordnet sind.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (8) aus Keramik gebildet ist.