DE2211357A1

DE2211357A1 - Dosiervorrichtung fur Flüssigkeiten und pastenartige Produkte

Info

Publication number: DE2211357A1
Application number: DE19722211357
Authority: DE
Inventors: Horst 7897 Tnengen B65b 1 32 Loewenthal
Original assignee: Schweizerische Industrie Gesell schaft, Neuhausen am Rheinfall (Schweiz)
Priority date: 1971-04-06
Filing date: 1972-03-09
Publication date: 1972-10-12
Also published as: CH540478A; FR2132030A1; US3794222A; GB1335007A; IT953947B; FR2132030B1

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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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

— 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()

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in 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.

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