DE2211357A1 - Dosiervorrichtung fur Flüssigkeiten und pastenartige Produkte - Google Patents
Dosiervorrichtung fur Flüssigkeiten und pastenartige ProdukteInfo
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Description
Schweizerische Industrie-Gesellschaft,
8212 Neuhausen am Rheinfall, (Schweiz)
Dooiervorrichtung für Flüssigkeiten und pastenartige Produkte
Liebliche Doseiervorrichtungen für Flüssigkeiten und pastenartige
Produkte sind verhältnismässig teuer und platzraubend, was besonders dann nachteilig ist, "wenn eine grosse Anzahl von Verpackungsbehältern
mit kleineen Dosen gefüllt werden soll. Die
Dosiervorrichtung nach der Erfindung, welche die Behebung dieser Nachtuile bezweckt, zeichnet sich dadurch aus, dass sie mindestens
eine Baueinheit umfasst, die ein Eintrittsventil und ein über einen vertikalachsigen Balg mit demselben verbundenes vertikalachsiges
Austrittsventil aufweist, dessen Ventilkörper aus einer .Membran und einem mit derselben zusammenhängenden Ausgangstutzen
besieht, dass die beiden Enden des Balges jeder Baueinheit mit zwei untereinander angeordneten, durch eine Antriebsvorrichtung
um einen einstellbaren Wecj relativ zu einander auf und ab bewegbaren
Bauteilen verbunden sind; dass während der relativen Abwiir i,r.bf!weyunu dec unteren Bauteils das Ein fcrittsventil offen und
dns Au:; tri ttsventil geschlossen ist; 'und dass dagegen
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209842/0653
während der relativen Aufwärtsbewegung des unteren Bauteiles das Eintritts\/entil geschlossen und das Austrittsventil offen ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es ist:
Fig. 1 ein Vertikalschnitt durch eine Dosiervorrichtung, Fig.2 derselbe Vertikalschnitt wie in Fig.l aber in einer
anderen Arbeitsphase.
Die dargestellte Dosiervorrichtung weist eine gestellfeste,
horizontale Platte 1 und eine darunter befindliche, auf und ab
bewegliche horizontale Platte 2 auf. Durch ein in der Platte 1 vorgesehenes Loch 3 greift das obere, mit- einem kleinen Flansch 4
versehende Ende eines veriikalachsigen Balges 5 hindurch, der z.B.
aus Tfitrafluorpolyäthylen bestehen kann. Wenn der Flansch 4 nicht
genügend elastisch deformierbar ist, um ihn durch das Loch 3 hindurch
stecken zu können, kann das Loch 3 mit einer Ausbuchtung versehen sein, deren Radius grosser ist als derjenige des Flansches
4, durch welche Ausbuchtung der Flansch gesteckt wird, um dann in die gezeichnete Lage verschoben zu werden. Der Flansch 4 liegt in
einer seitlichen Ausnehmung 6 einer Kappe 7, die auf einem horizontalen Ausgangsstützen B des Gehäuses eines Eckventils 9 sitzt
und über eine Längsbnhrung 10 und eine Querbohrung 11 den Ventilausgang
mit dem Inneren des Balges 5 verbindet. Das Ventilgehäuse weist einen vertikalen Eingangsstutzen 12 auf, der mit einer nicht
dargestellten Zuführungsleitung für eine zu dosierende Flüssigkeit,
z.B. Rahm, verbunden ist. Ein mit den Ausgangsstützen küachsialer Ventilschaft 13 ist an einem im Gehäuse befindlichen
Ende mit einem Ventilteller 14 versahen, der in der in Fig.l gezeigten
5chliesslage auf einem Ventilsitz 15 liegt. Die Kappe 7 ist auf nicht näher dargestellte Weise, z.H. mittels Schrauben,
auf der Platte 1 befestigt, wobei zwischen der letzteren und dem
Flansch 4 eine Dichtung 16 vorgesehen ist.
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Während das obere Ende des Balges 5 durch deri Flansch '6
und die Kappe 7 an der Platte 1 befestigt ist, ist sein unteres Ende über ein Ventilgehäuse 17 mit der Platte 2 fest verbunden.
Das obere Ende des zylindrischen Ventilgehäuses·17 liegt in einem Loch IB der Platte 2 und weist eine achsiale·Bohrung 19 auf, die
über eine Ringschulter 20 in eine achsiale Bohrung 21 von kleinerem Durchmesser übergeht.
In der Bohrung 19 liegen übereinander eine Dichtung 23, eine kreisringförmige Membran 24, eine Scheibe 25, einem unteren
■Ende des Balges vorgesehener Flansch 26 und eine Dichtung 27, welche Teile 23-27 zwischen der Ringschulter 20 und einem Flansch
2B zusammengepresst sind, der auf nicht näher dargestellte Weise mit dem Ventilgehäuse 17 und der Platte 2 fest verbunden ist. Der
Flansch 28 weist ein Loch 29 auf, durch welches das untere Ende des Balges 5 hindurch tritt und das so ausgebildet sein kann .wie
das Loch 3. Die Scheibe 25 weist einen Kranz von"Löchern 30 auf,
die in eine Ringnut 31 ausmünden, die durch zwei konische Flächen 32 und 33 begrenzt ist. Der zentrale Tei.1 34 der Scheibe 25 weist
ferner unten eine flache Ausnehmung 35 auf, so dass er zwischen dieser Ausnehmung 35 und der inneren konischen Fläche 33 einen
Ventilsitz 36 bildet.
Die kreisringförmige Membran 24 geht innen in einen mit
ihr aus einem Stück bestehenden, rohrförmige.n Ausgangsstutzen 37
über. Als Material für das den Ventilkörper darstellende Stück 24,
37 kann z.B. Tetrafluorpolyäthylen verwendet werden. Es ist Ersichtlich,
dass wenn sich der Venti.!körper 24 , 37 in der Lage von
Fig.1 befindet, d.h. die Membran 24 nach unten durchgebogen ist,
eine im Balg 5 enthaltene Flüssigkeit durch die Löcher 30 und die Ringnut 31 in das Innere des Ausgangsstutzen 37 gelangen und somit
aus demselben ausfliessen kann. Wenn dagegen gemäss Fig.2 eine
RingzoriB 30 des Ventilkürpers 24, 27 auf den Ventilsitz 36 gedruckt
wird, ist der Durchfluss der Flüssigkeit durch das als Ganzes mit 39 bezeichnete Ventil unterbunden.
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Das Ventil 39 wird durch Druckluft gesteuert, die über eine nicht dargestellte Leitung einer Querbohrung 40 des Ventilgehäuses
17 zugeführt werden kann. Die Querbohrung 40 mündet in die
achsiale Bohrung 21 ein, deren Durchmesser grosser ist als der' Aussendurchmesser des Ausgangsstutzens 37, so dass bei Zuführung ·
von Druckluft zum Ventil 39 dieselbe unter die Membran 24 gelangt und der Ventilkörper 24, 37 in die Schliesslage kommt, wobei eine
Dichtung 22 ein Austreten von Druckluft nach unten verhindert.
Zum Bewegen der Platte 2 ist eine nur in Fig.l schematisch
angedeutete Antriebsvorrichtung 41 vorgesehen, mit der die Platte 2 um eine einstellbare Höhendifferenz gehoben und gesenkt werdm
kann. Beispielsweise kann ein pneumatischer Zylinder vorgesehen sein, dessen Kolben die Platte 2 zwischen zwei Anschlägen 42, 43
auf und ab bewegt, von denen mindestens einer in Höhenrichtung verstellbar ist.
Die beschriebene " Vorrichtung, die zürn genau dosierten Abfüllen
von Rahm in Becher 44 dient, arbeitet wie folgt:
Wenn die Platte 2 sich gemäss Fig. 2 in ihrer höchsten
Lage befindet, der Inhalt des Balges 5 somit am kleinsten ist, wird das Austrittsventil 39 durch Zuführung von Druckluft geschlossen
und das Eintrittsventil 9 geöffnet. Bei dem nun folgenden Absenken der Platte 2 in die Lage von Fig. 1 wird Flüssigkeit durch das
Eintrittsventil 9 hindurch in den Balg 5 hineingesaugt. Wenn die
Platte 2 sich in ihrer untersten Lage befindet, wird das Eintrittsventil 9 geschlossen und das Austrittoventil 39 geöffnet, indem
die Druckluft abgelassen wird. Hierzu befindet sich in der Druckluftleitung ein mit der Druckluftquelle und der Atmospähre verbundenes
Dreiwegventil, das mit dem Betätigungsmechanismus drj<;
Ventilschaftes 1,3 gekuppelt ist, der selbstverständlich auch mit
der Antriebsvorrichtung der Platte 2 synchronisiert ist. Die Membran
24 ist so vorgespannt, dass sie bei Aufhören des Luftdi-uckiis
in ihre nach unten durchgebogene Lage von Fig.l kommt. Wurm nun
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die Platte 2 wieder in ihre oberste Stellung gehaben wird, läuft aus ,dem sich verkleinernden Balg 5 genau soviel Flüssigkeit in
den Bacher 44, als vorher vom Balg 5 angesaugt worden war. Es ist
klar, dass man durch Aenderung des Hubes der Antriebsvorrichtung '
der --Platte 2 zur '-Verstellung der Anschläge 42 iind/rrder 43 die jeweils
gewünschte -Dosis verändern kann. Die hauptsächlich aus den
Ventilen 9 und 39 and dem Balg 5 bestehende Baueinheit braucht
wenig Platz und ist sehr wirtschaftlicher herstellbar. Dies ist
besonders dann von rgrosser Wichtigkeit, wenn viele in einer Kunststoffbahn
4:5 diirch Tiefziehen gebildete Becher 44 gleichzeitig gefüllt
werden sollen. £s können in der Bahn 45 z.B. zwei Reihen von
je acht Bechejrn, also insgesamt sechzehn Becher, eng "nebeneinander
angeordnet sein, für welche denn ebensoviele Baueinheiten .9, 5 39
zwischen den Platten 1 und 2 vorgesehen werden-. Dabei genügt eine
einzige Antriebsvorrichtung 41 für das Ausziehen- und Zusammendrücken
der Bälge-5 und können für die Steuerung der Austrittsventile
39 und die Betätigung der Eintrittsventilfi gemeinsame
Elemente benutzt werden. Die gefüllten Becher 44 werden dann in
bekannter Weise zunächst mit einer gemeinsamen Kunststoff-Folie
verschlossen und dcinn voneinander getrennt. In der in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsforrn der Dosiervorrichtung ist die
obere Platte 1 räumlich fest angordnet, so dass beim Ausstassen der
im Balg jeweils abgemessenen Portion die Platte 2 und damit eier
Ausgangsstutzen 37 einen Aufwärtshub ausführen. Dabei ist der jeweils zurückgelegte Weg stets der ausgestossenen Porduktmenge proportional.
Damit ergeben sich bei der Abfüllung der Behälter 44, ohne komplizierte Vorkehrungen,optimale Verhältnisse,
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Vorrichtung ist der, dass man dieselbe auf sehr einfache Weise einwandfrei reinigen kann,
indorri man bei offenen Ventilen 9 und 39 oder noch besser im normalen
Bütriebsvurfahren ein Reinigungsmedium durch die Baueinheit 9,
■5, 39 fördert. Dabei können gebräuchliche Reinigungsmedien wie ht;is:,r;H Wasser, Dampf, Laugen und dergleichen zur Anwendung kommen.
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Selbstverändlich sind zahlreiche Varianten der beschriebenen
Vorrichtung möglich; z.B. kann die Platte gestellfest, oder
es können beide Platten aufeinander zu und voneinander weg bcweyt werden. Ferner kann die Membran 24 des Austrittsventils 39 so
vorgespannt sein, dass aie, wenn sie keiner Kraft unterworfen ist,
nicht nach unten, sondern nach oben durchgebogen ist. Es ist dann nicht nötig, eine Druckluftsteuerung vorzusehen, weil das Ventil
39 auf dessen Membrane 24, von aussen her, ein konstanter Gegendruck
einwirkt, in diesem Falle stets in der Schliesslage nach Fig.2 ist, solange die Platte 2 nicht nach oben bewegt wird. Beim
Zusammendrücken des Balges 5 überwindet aber der Druck der Flüssigkeit
die Vorspannung der Membran 24, so dass das Austrittsventil geöffnet wird und die Flüssigkeit austreten lässt. Die Ausführung
mit Druckluftsteuerung hat aber den Vorzug der grösseren Betriebssicherheit,
das ein Nachlassen der Membranvorsparinung keine nachteiligen Folgen hat. Anstelle des als Eckventil ausgebildeten Eintrittsventils
9 kann auch ein vertikalachsiges Eintrittsventil
vorgesehen werden, das gegebenenfalls auch mit einer pneuinati .sehen
Steuerung versehen sein kann, ohne aber im einzelnen so ausgebildet
zu sein wie das Ventil 39-
Der aus der Marnbrane 24 und dem Auslaufstutzen 37 bestehende
Vt;ntilkörper muss nicht unbedingt einteilig sein. Bei grösüerun
Dimensionen kann es vielmehr zweckmässig sein, denselben aus einer
Membrane aus Kunststoff und einem Stutzen aus Metall zusammen zu setzen.
Am einfachsten wird die Aussenseite der Membran 25 mit atinospährischern
Druck belastet. Unter Umständen kann es aber aus Sicherheitsgründen
zweckmässig sein, einen etwas höheren Gegendruck zu wählen, etwa 0,2 - 0,75 atü. In diesem Fall mündet die Quurbohrung
40 nicht ins Freie, sondern steht ununterbrochen mit einem entsprechenden Drucknetz in Verbindung.
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Der Ventilsitz 36 kann auch aus einem Dichtungsring bestehen, der auf der Scheibe 25 aufgespannt ist, statt von einem
Teil dieser Scheibe selbst gebildet zu werde-n.
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Claims (7)
- — α —Patentansprüche:[1A Dosiervorrichtung für Flüssigkeiten und pastenartige Produkte, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Baueinheit umfasst, die ein Eintrittsventil (9) und ein über einen vertikalachsigen Balg (5) mit demselben verbundenes vertikalachsigcs Austrittsventil (39) aufweist, dessen Ventilkörper aus einer Membran (24) und einem mit derselben zusammenhängenden Ausgangsstutzen (37) besteht, dass die beiden Enden des Balges (5) jeder Baueinheit (9,5,39) mit zwei untereinander angeordneten, durch eine Antriebsvorrichtung (41) um einen einstellbaren Weg relativ zu einander auf und ab bewegbaren Bauteilen (1,2) verbunden sind, dass während der relativen Abwärtsbewegung des unteren Bauteils (2) das Eintritteventil (9) offen und das Austrittsventil (39) geschlossen ist; und dass dagegen während der relativen Aufwärtsbewegung des unteren Bauteiles (2) das Eintrittsventil (9) geschlossen und das Austrittsventil (39) offen ist.
- 2. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (24,37) eine ringförmige Zone (3,0) aufweist, die mit einem ringförmigen Ventilsit?. (36) zusammenarbeitet .
- 3. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Ventilsitz (36) von einem auf einer Scheibe (25) aufgespannten Dichtungsring gebildet wird.
- 4. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die relativ zueinander bewegbaren Bauteile als Platten (1,2) ausgebildet sind, und dass dieselben mit den Enden der Bälge einer Mehrzahl von Baueinheiten (9,5,39) verbunden sind
- 5. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsstutzen (37) des Ventilkürpers (2A,3()BAD ORIGINAL 209842/0658in einer Längsbohrung (21) des Gehäuses (17) des Austrittsventils (39) angeordnet ist, deren Durchmesser grosser ist als der Aussend.urchmesser des Stutzens (37), dass eine Querbohrung (40) zum urnsteuerbeiren Anschluss an eine Druckluftleitüng in die Längsbohrung (21) einmündet, und dass die Membran (24) -nur.bei Druckluf tbeauf schlagung in die Schliesslage kommt.
- 6. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsstutzen (37) des Ventilkörpers (24, 37) in einer Längsbohrung (21) des Gehäuses (17) des Austrittventils (39) angeordnet ist, deren Durchmesser grosser ist als der Aussendurchmesser des Stutzens (37), dass eine Querbohrung (4D), welche ununterbrochen mit einer Druckquelle in Verbindung steht in die Längsbohrung (21) einmündet, und dass die Membran (24) so vorgespannt ist, dass sie das Austrittsventil schliesst, wenn sie auf der dem Balg (5) zugekehrten Seite keine Belastung erfährt.
- 7. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein rohrförmiger Ausgangsstutzen (37) und eine kreisringförmige Membran (24) einstückig aus demselben Material bestellen.209842/0658
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