DE4226580A1 - Portioniervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Portionier- bzw. Abgabe­ vorrichtung 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 be­ kannt. Sie verfügen über ein elektromagnetisch betätigtes Ventil, das von einer Schalt-, Regel- bzw. Steuervorrich­ tung 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 Kernteil feststehend in der Positioniervorrichtung angeordnet ist, während die zugehörige Wicklung außerhalb der Portionier­ vorrichtung in der Abgabevorrichtung vorgesehen ist.

Diese Anordnung zeichnet sich zwar durch ihren ein­ fachen 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 zylin­ derförmigen 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 darüberhinaus noch den Nachteil mit sich, daß zwischen der Spule und den beiden Kernteilen nicht nur der unum­ gänglich notwendige, durch die Stärke der Mantelwand der Portioniervorrichtung 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 Wir­ kungsgrad des Magnetsystems erreichbar ist, was eine Überdimensionierung der Spule und einen erhöhten Ver­ brauch 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 Ent­ lüftungsventils 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 Portionier­ vorrichtungen benötigt, um ein ungehindertes Ausfließen der abzugebenden Flüssigkeit sicherzustellen. Dabei ist eine Luftzufuhröffnung an der Außenseite der Portionier­ vorrichtung 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 zuckerhältige, somit klebrige und zur Bildung von Ab­ scheidungen 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 Portionier­ kammer, 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 akti­ vieren der Spule der fliegende Kern die Flasche anhebt, wobei Kräfte auftreten, die ein Verriegeln der Flasche an der Abgabestation notwendig machen, um ein ordnungsge­ mäßes Einschenken der Flüssigkeit zu sichern. Das Verrie­ geln 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 Strom­ durchflusses 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 vermei­ den. 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 Strömungs­ verhältnisse werden wesentlich verbessert und die Reini­ gung wird stark erleichtert. Da die Verbindung zwischen fliegendem Kern und Auslaufdichtung, z.Bsp. eine Ventil­ stange, einen kleinen Querschnitt aufweisen kann und, in Axialrichtung der Vorrichtung gesehen, nicht im Bereich der Kerne angeordnet ist, stört sie die günstigen Strö­ mungsverhältnisse nicht. Es kann sogar die Ventilstange zumindest teilweise hohl ausgebildet werden, wobei ein Dorn eines Manipulationsschutzes, der bei der Abgabeöff­ nung jeder Portioniervorrichtung vorgesehen ist, als Führung für die Ventilstange und somit auch für den flie­ genden Kern dienen kann.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaf­ terweise eine in axialer Richtung verlaufende Ausnehmung im festen Kern vorgesehen, durch die eine mit dem flie­ genden Kern verbundene Betätigungsstange ragt, die mit dem Ventilteller des Entlüftungsventils verbunden ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, das Entlüftungsven­ til mit einer Feder zu beaufschlagen, so daß die Schließ­ kraft 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, so daß 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 Betä­ tigungsstangen, 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 Por­ tioniervorrichtung, wobei bevorzugt die Betätigungsstan­ gen 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 Ventil­ teller des Entlüftungsventils zu liegen kommt, weiterhin 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 beilie­ genden Zeichnung näher erläutert, wobei

Fig. 1 eine Zusammenstellungszeichnung der er­ findungsgemäßen Vorrichtung, betriebsbereit und in der Geschlossenstellung ist,

Fig. 2 den festen Kern,

Fig. 3 den fliegenden Kern,

Fig. 4 den Federboden mit den drei Betätigungs­ stangen und

Fig. 5 ein Variante in der Geschlossenstellung zeigt.

In Fig. 1 ist eine betriebsbereite erfindungsgemäße 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 Ventilstange 21 mit einer Auslaufdichtung 4 verbun­ den, die mit einem Ventilsitz 5 des Gehäuses 1 zusammen­ wirkt. Stromabwärts des Ventils 4, 5 ist ein Manipulier­ schutz 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 Auslaufdich­ tung 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 geschlos­ senen 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 Ventil­ stange 15 des Entlüftungsventils 16 stößt. Dadurch wird das von der Feder 17 geschlossengehaltene Ventil 16 ge­ öffnet 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. Betäti­ gungsstangen 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 ein­ halten 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 Umfangswinkel 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 etwas kleiner als der Winkel b gewählt wird. Der feste Kern 3 besteht aus Metall, die Flügel 8 können einstückig mit ihm ausgebil­ det sein, es wird jedoch bevorzugt, daß diese Flügel an den Kern angeklebt werden, oder daß der Kern 3 eine Aus­ nehmung aufweist, auf die die mit einem Ring verbundenen Flügel 8 aufgezogen werden.

In Fig. 5 ist eine Variante dargestellt, die insbe­ sonders für klebrige Flüssigkeiten und selten gebrauchte Flaschen günstig ist. In der Fig. 5 sind, soweit sie zutreffen, die gleichen Bezugszeichen wie in den vorher­ gehenden 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 Vor­ sprung 22 auf der Ventilstange 21 dazu führen, daß das Ventil 24, 25 vom fliegenden Kern 2 geöffnet wird, wenn dieser in 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 Öffnungs­ richtung beaufschlagt, wodurch es zuverlässig geöffnet wird.

Wesentlich dabei ist nur, daß der axiale Abstand der Anschlagfläche 23 zum Vorsprung 23 in der Geschlossen­ stellung des Ventiles 24, 25 so gewählt ist, daß der Kern 2 im Zuge der Öffnungsbewegung für eine ausreichende Öff­ nung des Ventiles sorgt.

Die Erfindung kann verschiedentlich abgeändert und variiert werden. So ist es möglich, eine kürzere Ventil­ stange 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 Ring 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 ange­ strebt 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 über­ raschenderweise, 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 Abstu­ fung 18 des Gehäuses 1 und dem gegenüberliegenden Ende 19 eines Abschlußringes 20 Codierringe vorgesehen, deren radiale Erstreckung der der Abstufung 18 bzw. der Wand­ stärke 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 Datenverar­ beitungsanlage (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 auf­ zuschieben, worauf der Endteil 20 wieder aufgeschoben wird. Diese Maßnahme wird nur durch die Verwendung ring­ förmiger Kerne 2, 3, die nahe der Gehäusewand 1 liegen und zufolge des großen Radius einen großen Querschnitt auf­ weisen möglich.

Claims (7)

1. Portioniervorrichtung, die auf Flaschen anbring­ bar 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 ver­ bunden 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 Betäti­ gungsstange (12) ragt, die mit dem Ventilteller des Ent­ lüftungsventils (16) verbunden ist.

3. Portioniervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange für das Entlüf­ tungsventil (16) nicht fest mit dessen Ventilteller ver­ bunden ist, sondern erst im Zuge der Öffnungsbewegung des Flüssigkeitsventils (4, 5) dagegen stößt.

4. Portioniervorrichtung nach 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im festen Kern drei bogenförmige, sich um etwas mehr als 60° Zentrumswinkel erstreckende Öffnun­ gen im Bereich der Mantelinnenseite der Portioniervor­ richtung vorgesehen sind und daß mit dem fliegenden Kern drei den Öffnungen entsprechende bogenförmige Betäti­ gungsstangen, die sich über einen Zentralwinkelbereich von etwas unter 60° erstrecken, angeordnet sind.

5. Portioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (11), die die Auslaufdichtung (4) in die Geschlossenstellung drückt, zwischen Vorsprüngen der Betätigungsstangen (12) und dem flaschenseitigen Ende der Portioniervorrichtung vorgesehen ist, wobei bevorzugt die Betätigungsstangen (12) einen Federboden bilden und mit ihm einstückig aus­ geführt sind.

6. Portioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Abstu­ fung (18) des Gehäuses (1) und dem gegenüberliegenden Ende (19) eines Abschlußringes (20) Codierringe aufge­ schoben sind, deren radiale Erstreckung zumindest annä­ hernd der der Abstufung (18) bzw. der Wandstärke des Abschlußteiles (20) entspricht.

7. Portioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem fliegen­ den Kern (2) und dem Ventil (24) eine Feder (26) vorgese­ hen ist, wobei eine Anschlagfläche (23) des fliegenden Kernes (2) im Laufe von dessen Öffnungsbewegung mit einem Vorsprung (22) der Ventilstange (21) zusammenwirkt, um das Ventil (24, 25) zu öffnen.