EP0345685A1 - Filling nozzle - Google Patents

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Publication number
EP0345685A1
EP0345685A1 EP89110118A EP89110118A EP0345685A1 EP 0345685 A1 EP0345685 A1 EP 0345685A1 EP 89110118 A EP89110118 A EP 89110118A EP 89110118 A EP89110118 A EP 89110118A EP 0345685 A1 EP0345685 A1 EP 0345685A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
piston
mouthpiece
opening
special feature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP89110118A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lars Erik Trygg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SIG Combibloc GmbH and Co KG
Original Assignee
SIG Combibloc GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SIG Combibloc GmbH and Co KG filed Critical SIG Combibloc GmbH and Co KG
Publication of EP0345685A1 publication Critical patent/EP0345685A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B39/00—Nozzles, funnels or guides for introducing articles or materials into containers or wrappers
    • B65B39/001—Nozzles, funnels or guides for introducing articles or materials into containers or wrappers with flow cut-off means, e.g. valves
    • B65B39/004—Nozzles, funnels or guides for introducing articles or materials into containers or wrappers with flow cut-off means, e.g. valves moving linearly

Definitions

  • the present invention relates to a mouthpiece, especially a tap mouthpiece for filling machines and the like. for liquid products. It contains a housing with at least one connectable mouthpiece opening and a valve body in the form of a piston controlled in the housing.
  • the piston is designed so that it can slide back and forth in the housing, between the retracted position in which the opening is exposed and the advanced position in which the piston pushes into the opening and closes it completely.
  • Mouthpieces of this type are used, inter alia, in machines to fill soups, creams, fruit compotes, sauces and the like, which may contain fruit, vegetable or meat pieces, in packaging, which is carried out in rapid succession on a conveyor belt which is located under the mouthpiece opening is transported. Since it is food, the highest demands are placed on hygiene. The mouthpiece must be able to be sterilized at regular intervals. Together with the fact that the environment of the mouthpiece can be relatively aggressive, among other things as a result of fruit acids, this leads to the fact that the parts of known mouthpieces are made of stainless steel.
  • the products to be filled may in certain cases contain relatively large pieces as well as parts of long-fiber products where it must be possible to cut them off during filling. It is therefore necessary that a very precise fit can be maintained between the piston-shaped valve body and the mouthpiece opening in order to ensure an effective cutting function in between. This exact fit means that the piston gets stuck in the mouthpiece opening or in the controls used during the sterilization processes - as a result of the expansion of the material under elevated temperature - and only moves again when the temperature has dropped to an essentially normal operating temperature.
  • the prestressing element causes the dimensions of the piston to adapt to the control or to the mouthpiece opening, essentially independently of temperature fluctuations or wear.
  • a disadvantage of the mouthpiece with a split piston is that, for example, during steam sterilization at high pressure, the steam pressure acting on the piston compresses the piston a little with subsequent steam escape through the mouthpiece opening. Similarly, if the mouthpiece is used to pack a product that is under high pressure is used - the piston is compressed by the pressure of the product. There is then a risk that the product will escape through the mouthpiece opening, even if it is to be closed by means of the piston. Furthermore, small-sized pistons can be difficult to divide and accommodate the necessary biasing elements between the halves.
  • the housing in which the piston is controlled is divided instead of the piston.
  • This offers the same advantages as the use of a split piston, since the housing parts can move relative to one another to a small extent in order to prevent the piston from getting stuck in it due to temperature fluctuations.
  • the housing is placed in a vessel that is pressurized with vapor or that contains a liquid product under high pressure, this pressure will not result in deterioration of the seal between the piston and mouthpiece. This applies in the event that the outer surface of the housing is larger than the inner surface of the housing, which means that the pressure creates a pressing effect on the housing around the piston.
  • the particularly characteristic of a mouthpiece of the type described in the introduction is that the housing is divided in the axial direction and that devices are provided which are intended to press the housing halves against one another in order to act together with the piston in a sealing manner.
  • the devices mentioned contain pretensioning devices which surround the housing, preferably in the form of elastic sealing rings which are fitted around the housing. These are intended to act together with the walls in a vessel in which the housing is attached.
  • sealing elements are arranged between the housing halves.
  • the elements seal both radial and axial leakage at the boundary surfaces between the two housing halves.
  • the opposing connecting surfaces on the housing halves are provided with an axial groove or a thumb fitting into the groove.
  • a sealing element constructed in the form of a rubber rod is provided in each groove, provided with a part which runs through a recess in the inner boundary wall of the respective groove and seals off from the piston.
  • the sealing element just mentioned can also be used be provided with a fixing spring which is inserted into a recess in the opposite thumb.
  • the sealing elements are best so thick that in the normal operating position there is a narrow gap between the mutually facing interfaces of the housing halves.
  • the housing is provided with upper and lower flanges which seal against the walls of the vessel in which the housing is mounted.
  • the upper flange is provided with at least one axial opening so that the material in the container can get into the space between the flanges.
  • the housing between the flanges is provided with at least one radial opening, which in the retracted position of the piston leads to the aforementioned material being able to get into the housing and out through the mouthpiece opening.
  • Figure 1 shows very schematically the principle of a filling machine in which a mouthpiece according to the invention is used.
  • a container for a product is designated, which is to be filled in packaging (2).
  • the packaging is conveyed on a conveyor belt under the filling machine in quick succession.
  • the product can consist, for example, of fruit compotes with pieces of fruit or soups with meat cubes.
  • (3) denotes a valve which, in the shown schematic embodiment, is connected to the piston (9) in a mouthpiece (5) according to the invention by a control rod (4).
  • the rod (4) is raised and lowered using the control cylinder (6).
  • another cylinder is designated, which acts on a metering piston (8).
  • the housing (11) is in the form of two interconnected halves, see Fig. 3 and 4, executed.
  • Fig. 3 shows one half of the housing. From this it follows that the connection surfaces defined with one another are provided with a groove (13) in the corresponding housing halves or a thumb (14) fitting into the groove.
  • a rod-shaped sealing element (15) is attached - preferably made of rubber - which is so thick that, in the normal operating position, there is a narrow gap (16) between the two opposing interfaces of the housing halves. This means that certain relative fluctuations, for example temperature fluctuations between the piston (9) and the surrounding housing (11), can be absorbed without the risk of the piston becoming stuck in the housing.
  • the two halves of the housing are held together using an upper sealing ring (17) and a lower sealing ring (18). These sealing rings are located in the groove in the upper and lower flanges of the housing (11) and lie against the inner wall of the container (1), as a result of which the housing halves are pressed together.
  • each sealing element (15) is provided with a projecting section. This piece pushes itself through an out economy (20) in the inner boundary wall of the respective groove in order to make contact with the piston (9).
  • (21) denotes the projection of the respective sealing element (15), which slides into a corresponding recess (22) in the associated thumb (14) in order to fix the sealing element in exactly the right position.
  • the upper flange of the housing is provided with openings (23 ) through which the product flows down in the space delimited by the wall of the vessel and the foot flange (12).
  • the corresponding housing half (11) is provided with a radial opening (24). This allows the product to get further into the housing and out through the mouthpiece opening (10) when the piston (9) is in the retracted position.
  • Fig. 5 the mouthpiece according to the invention is shown during the portioning of the intended amount of product into a package (2) located below the mouthpiece opening.
  • the piston (9) is shown in the position in which it is being pushed into the opening (10).
  • the product pieces that flow past the edge of the opening are effectively cut off due to the cutting function between the piston (9) and the edge just mentioned.
  • the piston then moves further down to remove the amount of product still in the opening (10).
  • the piston (9) is provided with an O-ring if possible, which is attached around the piston. This seals against the upper part of the housing (11) when the piston is in its basic position.
  • pistons from TORLON and POLYSULFON were used with very good results, including in terms of cutting function.
  • a form of execution chosen according to the example was shown and described above. However, this can be varied in various ways within the scope of the claims.
  • the shape and attachment of the sealing rings and sealing elements can be varied. This is also valid for the number and shape of the openings through which the product is to flow into the housing (11).
  • the shape of the housing and also the shape of the corresponding number of mouthpiece openings or pistons can be varied as desired. It has been shown, however, that an oval piston according to the embodiment shown is superior to two separate circular-cylindrical pistons.

Abstract

A nozzle which contains a housing having at least one attachable nozzle aperture (19), especially a filling nozzle for filling machines and the like for liquid products containing particles. The nozzle contains a valve body in the form of a piston (9) controlled within the housing. This piston is so designed that it can move back and forth within the housing. This can occur both in the retracted position, in which the aperture (10) is exposed, and in the advanced position, in which the piston pushes into the aperture and closes it completely. In order always to guarantee a close fit between piston (9) and nozzle aperture (10), and in order to prevent the piston sticking as a consequence of temperature fluctuations in the material in the housing (11), the housing is divided in the axial direction. Furthermore, devices (1, 17, 18) are attached which are so designed that they press the housing halves towards each other and, together with the piston (9), exert a sealing effect. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mund­stück, speziell auf ein Zapf-Mundstück für Abfüllmaschinen u.ä. für flüssige Produkte. Es enthält ein Gehäuse mit mindestens einer anschließbaren Mundstücköffnung und einem Ventilkörper in Form eines im Gehäuse gesteuerten Kolbens. Der Kolben ist so konstruiert, daß er sich im Gehäuse vor und wieder zurück schieben kann, und zwar zwischen zurück­gezogener Lage, in welcher die Öffnung freigelegt ist, und vorgeschobener Lage, in welcher sind der Kolben in die Öffnung hineinschiebt und diese vollständig verschließt.The present invention relates to a mouthpiece, especially a tap mouthpiece for filling machines and the like. for liquid products. It contains a housing with at least one connectable mouthpiece opening and a valve body in the form of a piston controlled in the housing. The piston is designed so that it can slide back and forth in the housing, between the retracted position in which the opening is exposed and the advanced position in which the piston pushes into the opening and closes it completely.

Mundstücke dieser Art werden u.a. in Maschinen verwendet, um Suppen, Cremes, Frucktkompotte, Saucen u.ä., die Frucht,- Gemüse- oder Fleischstückchen enthalten können, in Verpackungen abzufüllen, die in schnellem Takt auf einem Fließband, das sich unter der Mundstücköffnung befindet, transportiert werden. Da es sich um Lebensmittel handelt, werden höchste Ansprüche an Hygiene gestellt. Das Mundstück muß in regelmäßigen Abständen sterilisiert werden können. Zusammen mit der Tatsache, daß die Umgebung des Mundstück­es relativ aggressive sein kann, u.a. als Folge von Frucht­säuren, führt dies dazu, daß die Teile bereits bekannter Mundstücke aus rostfreiem Stahl hergestellt werden.Mouthpieces of this type are used, inter alia, in machines to fill soups, creams, fruit compotes, sauces and the like, which may contain fruit, vegetable or meat pieces, in packaging, which is carried out in rapid succession on a conveyor belt which is located under the mouthpiece opening is transported. Since it is food, the highest demands are placed on hygiene. The mouthpiece must be able to be sterilized at regular intervals. Together with the fact that the environment of the mouthpiece can be relatively aggressive, among other things as a result of fruit acids, this leads to the fact that the parts of known mouthpieces are made of stainless steel.

Die Produkte, die abgefüllt werden sollen, können in be­stimmten Fällen relativ große Stücke sowie Teile langfase­riger Produkte enthalten, bei denen es möglich sein muß, diese bei der Abfüllung abschneiden zu können. Deshalb ist es erforderlich, daß eine sehr genaue Paßform zwischen dem kolbenförmigen Ventilkörper und der Mundstücköffnung ein­gehalten werden kann, um dazwischen eine effektive Schnei­defunktion zu gewährleisten. Diese genaue Paßform führt dazu, daß der Kolben während der Sterilisierungsprozesse - als Folge der Materialausdehnung unter erhöhter Temperatur - in der Mundstücköffnung bzw. in den genutzten Steuerun­gen steckenbleibt und erst dann wieder beweglich wird, wenn die Temperatur auf eine im Wesentlichen normale Betriebs­temperatur abgesunken ist.The products to be filled may in certain cases contain relatively large pieces as well as parts of long-fiber products where it must be possible to cut them off during filling. It is therefore necessary that a very precise fit can be maintained between the piston-shaped valve body and the mouthpiece opening in order to ensure an effective cutting function in between. This exact fit means that the piston gets stuck in the mouthpiece opening or in the controls used during the sterilization processes - as a result of the expansion of the material under elevated temperature - and only moves again when the temperature has dropped to an essentially normal operating temperature.

Das kann eventuell dann akzeptiert werden, wenn die Ste­rilisierung während einer Stillstandsphase vorgenommen wird. In der letzten Zeit wurden Maschinen entwickelt, bei denen es erwünscht ist, daß der Kolben auch während der Sterilisierungsprozesse beweglich sein soll. Das ist mit älteren Kolbenkonstruktionen und Materialauswahlen nicht möglich, wenn gleichzeitig die für eine effektive Schneide­funktion erforderliche genaue Paßform beibehalten werden soll.This may be acceptable if the sterilization is done during a standstill phase. Recently, machines have been developed in which it is desirable that the piston be movable even during the sterilization processes. This is not possible with older piston designs and material selections if the exact fit required for an effective cutting function is to be maintained at the same time.

In meinem früheren schwedischen Patentgesuch 8604611-7 wird ein Mundstück beschrieben, bei dem die genannten Nachteile ausgeschaltet sind und das die Vorteile mit einer sehr ef­ fektiven Schneidefunktion verbindet sowie es ermöglicht, daß sich der Kolben auch während er Sterilisierungsproz­esse bewegt. Bei dem Mundstück gemäß des genannten Patent­gesuchs wird dies dadurch erreicht, daß der Kolben so konstruiert ist, daß er seine Abmessungen automatisch den aktuellen Abmessungen an der Mundstücköffnung anpaßt sowie an die für die Kolben vorgesehenen Steuerungen. Das wird dadurch erreicht, daß der Kolben geteilt oder in Axialrich­tung aufgeschlitzt ist sowie, daß die Vorspannungsvorrich­tungen zwischen den Kolbenhälften angeordnet sind, die diese auseinanderpressen und so zusammen mit den Wänden abdichtend auf die Mundstücköffnung wirken.In my previous Swedish patent application 8604611-7 a mouthpiece is described in which the disadvantages mentioned are eliminated and the advantages are very effective fective cutting function connects and allows the piston to move even during sterilization processes. In the mouthpiece according to the patent application mentioned, this is achieved in that the piston is designed so that it automatically adapts its dimensions to the current dimensions at the mouthpiece opening and to the controls provided for the pistons. This is achieved in that the piston is divided or slit open in the axial direction and in that the prestressing devices are arranged between the piston halves, which press them apart and thus act together with the walls to seal the mouthpiece opening.

Die genaue Steuerung führt dazu, daß der Kolben mit hoher Präzision und im Wesentlichen ohne Spiel in die Mundstück­öffnung eingeführt werden kann, um so eine gute Schneide­funktion zu erreichen. Dabei bewirkt das Vorspannungsele­ment, daß sich die Abmessungen des Kolbens an die Steuerung bzw. an die Mundstücköffnung anpassen und zwar im Wesent­lichen unabhängig von Temperaturschwankungen oder Ver­schleiß.The precise control means that the piston can be inserted into the mouthpiece opening with high precision and essentially without play, so as to achieve a good cutting function. The prestressing element causes the dimensions of the piston to adapt to the control or to the mouthpiece opening, essentially independently of temperature fluctuations or wear.

Ein Nachteil beim Mundstück mit geteiltem Kolben ist indes­sen, daß z.B. bei der Dampfsterilisierung mit hohem Druck der auf den Kolben wirkende Dampfdruck den Kolben mit nachfolgender Dampfentweichung durch die Mundstücköffnung ein wenig zusammenpreßt. Auf ähnliche Weise kann - wenn das Mundstück zum Verpacken eines Produktes, das unter hohem Druck steht, verwendet wird - der Kolben vom Druck des Produktes zusammengepreßt werden. Dabei besteht an­schließend die Gefahr, daß das Produkt durch die Mundstück­öffnung entweicht, auch wenn diese mittels des Kolbens geschlossen sein soll. Weiterhin kann es bei Kolben mit kleinen Abmessungen schwierig sein, diese zu teilen und Platz für die erforderlichen Vorspannungselemente zwischen den Hälften zu erhalten.A disadvantage of the mouthpiece with a split piston, however, is that, for example, during steam sterilization at high pressure, the steam pressure acting on the piston compresses the piston a little with subsequent steam escape through the mouthpiece opening. Similarly, if the mouthpiece is used to pack a product that is under high pressure is used - the piston is compressed by the pressure of the product. There is then a risk that the product will escape through the mouthpiece opening, even if it is to be closed by means of the piston. Furthermore, small-sized pistons can be difficult to divide and accommodate the necessary biasing elements between the halves.

Die oben genannten Probleme werden gemäß vorliegender Er­findung dadurch gelöst, daß das Gehäuse, in dem der Kolben gesteuert wird, anstelle des Kolbens geteilt ist. Das bie­tet die gleichen Vorteile wie die Anwendung eines geteilten Kolbens, da sich die Gehäuseteile in geringem Maße relativ zueinander bewegen können, um zu verhindern, daß sich der Kolben infolge von Temperaturschwankungen darin festsetzt. Wenn hingegen das Gehäuse in einem Gefäß angebracht ist, das unter Dampfdruck gesetzt wird oder das ein flüssiges Produkt unter hohem Druck enthält, führt dieser Druck nicht dazu, die Dichtung zwischen Kolben und Mundstück zu ver­schlechtern. Dies gilt für den Fall, daß die Außenfläche des Gehäuses größer ist als die Innenfläche des Gehäuses, was dazu führt, daß der Druck eine Preßwirkung auf das Gehäuse um den Kolben herum erzeugt.The above problems are solved according to the present invention in that the housing in which the piston is controlled is divided instead of the piston. This offers the same advantages as the use of a split piston, since the housing parts can move relative to one another to a small extent in order to prevent the piston from getting stuck in it due to temperature fluctuations. Conversely, if the housing is placed in a vessel that is pressurized with vapor or that contains a liquid product under high pressure, this pressure will not result in deterioration of the seal between the piston and mouthpiece. This applies in the event that the outer surface of the housing is larger than the inner surface of the housing, which means that the pressure creates a pressing effect on the housing around the piston.

Das besonders charakteristische für ein Mundstück der ein­leitend beschriebenen Art ist dabei gemäß vorliegender Erfindung, daß das Gehäuse in Axialrichtung geteilt ist und daß Vorrichtungen angebracht sind, die dafür vorgesehen sind, die Gehäusehälften gegeneinander zu pressen, um zusammen mit dem Kolben abdichtend zu wirken.According to the present invention, the particularly characteristic of a mouthpiece of the type described in the introduction is that the housing is divided in the axial direction and that devices are provided which are intended to press the housing halves against one another in order to act together with the piston in a sealing manner.

Am besten ist es, wenn die genannten Vorrichtungen Vorspan­nungsvorrichtungen enthalten, die das Gehäuse umgeben, bevorzugt in Form von rund um das Gehäuse angebrachten elastischen Dichtungsringen. Diese sind dafür vorgesehen, zusammen mit den Wänden in einem Gefäß zu wirken, in dem das Gehäuse angebracht ist.It is best if the devices mentioned contain pretensioning devices which surround the housing, preferably in the form of elastic sealing rings which are fitted around the housing. These are intended to act together with the walls in a vessel in which the housing is attached.

Um nicht gewünschte Leckage infolge der Teilung des Gehäu­ses zu vermeiden und um die erforderliche Bewegung bei den beiden Gehäusehälften relativ zueinander zu ermöglichen, sind Dich-tungselemente zwischen den Gehäusehälften ange­ordnet. Die Elemente dichten sowohl radiale als auch axiale Leckage an den Grenzoberflächen zwischen den beiden Gehäusehälften ab.In order to avoid undesired leakage due to the division of the housing and to enable the required movement in the two housing halves relative to one another, sealing elements are arranged between the housing halves. The elements seal both radial and axial leakage at the boundary surfaces between the two housing halves.

Bei einer Form der Ausführung sind die sich gegenüberlie­genden Verbindungsflächen bei den Gehäusehälften mit einer axialen Nut versehen bzw. einem in die Nut passenden Dau­men. Außerdem ist in jeder Nut ein in Form eines Gummista­bes konstruiertes Dichtungselement angebracht, versehen mit einem Teil, das durch eine Aussparung in der inneren Begrenzungswand der jeweiligen Nut läuft und zum Kolben hin abdichtet. Das eben erwähnte Dichtungselement kann auch mit einer Fixierungsfeder versehen sein, die sich in eine Aus­sparung im gegenüberliegenden Daumen einschiebt.In one form of the embodiment, the opposing connecting surfaces on the housing halves are provided with an axial groove or a thumb fitting into the groove. In addition, a sealing element constructed in the form of a rubber rod is provided in each groove, provided with a part which runs through a recess in the inner boundary wall of the respective groove and seals off from the piston. The sealing element just mentioned can also be used be provided with a fixing spring which is inserted into a recess in the opposite thumb.

Die Dichtungselemente sind am besten so dick, daß in nor­maler Betriebsposition ein schmaler Spalt zwischen den ge­geneinander gewendeten Grenzflächen der Gehäusehälften vorliegt.The sealing elements are best so thick that in the normal operating position there is a narrow gap between the mutually facing interfaces of the housing halves.

Für einen guten Durchfluß der zur Abpackung vorgesehenen Produkte hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Mund­stücköffnung und die Querschnittsfläche des Kolbens in einer ovalen Form auszuführen.For a good flow of the products intended for packaging, it has proven advantageous to design the mouthpiece opening and the cross-sectional area of the piston in an oval shape.

Bei einer zu bevorzugenden Form der Ausführung ist das Ge­häuse mit oberen und unteren Flanschen ausgestattet, die gegen die Wände des Gefäßes hin, in dem das Gehäuse ange­bracht ist, abdichten. Der obere Flansch ist dabei mit min­destens einer axialen Öffnung versehen, damit das Material im Behälter in den Raum zwischen den Flanschen gelangen kann. Dabei ist das Gehäuse zwischen den Flanschen mit min­destens einer radialen Öffnung versehen, die in der zurück­gezogenen Position des Kolbens dazu führt, daß das erwähnte Material in das Gehäuse hinein und durch die Mundstücköff­nung hinaus gelangen kann.In a preferred form of construction, the housing is provided with upper and lower flanges which seal against the walls of the vessel in which the housing is mounted. The upper flange is provided with at least one axial opening so that the material in the container can get into the space between the flanges. The housing between the flanges is provided with at least one radial opening, which in the retracted position of the piston leads to the aforementioned material being able to get into the housing and out through the mouthpiece opening.

Die Erfindung wird im folgenden näher beschrieben. Dies geschieht unter dem Hinweis auf die als Beispiel auf beige­fügter Zeichnung gezeigten Ausführungsformen.

  • Abb. 1 stellt schematisch eine Füllmaschine dar, teilweise im Schnitt, mit einem Mundstück gemäß Erfindung.
  • Abb. 2 ist eine Detailansicht zum Mundstück gemäß Abb. 1.
  • Abb. 3 zeigt eine Hälfte des Mundstückgehäuses.
  • Abb. 4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in Abb. 2.
  • Abb. 5 stellt das Mundstück gemäß Erfindung während eines Arbeitsganges dar.
The invention is described in more detail below. This is done with reference to the embodiments shown as an example on the attached drawing.
  • Fig. 1 shows schematically a filling machine, partly in section, with a mouthpiece according to the invention.
  • Fig. 2 is a detailed view of the mouthpiece according to Fig. 1.
  • Fig. 3 shows one half of the mouthpiece housing.
  • Fig. 4 is a section along the line IV-IV in Fig. 2.
  • Fig. 5 shows the mouthpiece according to the invention during an operation.

Abbildung 1 zeigt sehr schematisch das Prinzip einer Ab­füllmaschine, bei der ein Mundstück gemäß Erfindung zur Anwendung kommt. Mit (1) ist dabei ein Behälter für ein Produkt bezeichnet, das in Verpackungen (2) abgefüllt wer­den soll. Die Verpackungen werden in schnellem Takt auf einem Fließband unter der Abfüllmaschine befördert. Das Produkt kann beispielsweise aus Fruchtkompotten mit Frucht­stücken bestehen oder aus Suppen mit Fleischwürfeln. Mit (3) ist ein Ventil bezeichnet, das in der gezeigten sche­matischen Ausführung durch eine Steuerungsstange (4) mit dem Kolben (9) in einem Mundstück (5) gemäß Erfindung ver­bunden ist. Die Stange (4) wird unter Nutzung des Steue­rungszylinders (6) angehoben und gesenkt. Mit (7) ist ein weiterer Zylinder bezeichnet, der auf einen Dosierkolben (8) einwirkt.Figure 1 shows very schematically the principle of a filling machine in which a mouthpiece according to the invention is used. With (1) a container for a product is designated, which is to be filled in packaging (2). The packaging is conveyed on a conveyor belt under the filling machine in quick succession. The product can consist, for example, of fruit compotes with pieces of fruit or soups with meat cubes. (3) denotes a valve which, in the shown schematic embodiment, is connected to the piston (9) in a mouthpiece (5) according to the invention by a control rod (4). The rod (4) is raised and lowered using the control cylinder (6). With (7) another cylinder is designated, which acts on a metering piston (8).

Das Arbeitsprinzip dieser Abfüllmaschine ist wie folgt: Wenn sich die Kolbenstange nach unten bewegt, wird die Ausgabeöffnung des Mundstücks (5) geschlossen, worauf das Ventil (3) öffnet und der Kolben (8) seine Bewegung nach links in der Abbildung beginnt. Das bedeutet, daß eine gewisse, von der Bewegung des Kolbens (8) bestimmte Menge des in Behälter (1) befindlichen Produktes aus dem Behälter gesaugt wird. Danach wird die Stange (4) angehoben, so daß das Ventil (3) die Auslauföffnung des Behälters (1) schließt. Darauf wird die Auslauföffnung des Mundstücks (5) freigelegt und der Kolben (8) beginnt seine Bewegung nach rechts in der Abbildung. Hierbei wird eine gewisse, von der Bewegung des Kolbens (8) bestimmte Menge des Produktes in den zu dieser Zeit unter dem Mundstück (5) befindlichen Verpackung (2) abgegeben.The principle of operation of this filling machine is as follows: When the piston rod moves down, the outlet opening of the mouthpiece (5) is closed, whereupon the valve (3) opens and the piston (8) begins its movement to the left in the figure. This means that a certain amount, determined by the movement of the piston (8), of the product in the container (1) is sucked out of the container. Then the rod (4) is raised so that the valve (3) closes the outlet opening of the container (1). The outlet opening of the mouthpiece (5) is then exposed and the piston (8) begins its movement to the right in the illustration. Here, a certain amount of Movement of the piston (8) delivered a certain amount of the product in the packaging (2) located under the mouthpiece (5) at that time.

Diese Arbeitsgänge müssen in schnellem Takt und genau syn­chron mit dem Vorschieben der Verpackungen (2) ausgeführt werden und so, daß sämtliche Verpackungen mit exakt der richtigen Menge gefüllt werden und zwar ohne Schwund. Durch Schwund können die Verpackungen verschmiert werden und so ein späteres hermetisches Verschließen der Verpak­kungen unmöglich machen. Unter anderem dürfen halb abge­schnittene Produktteile nicht an dem Mundstück herunterhän­gen oder Tropfen vom Mundstück abgegeben werden, die dann auf die Verpackung fallen können.These operations must be carried out in rapid succession and exactly in synchronization with the advance of the packaging (2) and so that all packaging is filled with exactly the right amount and without shrinkage. Shrinkage can cause the packaging to become smeared, making it impossible to later hermetically seal the packaging. Among other things, half-cut product parts must not hang down on the mouthpiece or drop from the mouthpiece, which can then fall on the packaging.

Wie bereits erwähnt, erfordert dies eine sehr gute Paßform zwischen dem in das Mundstück (5) eingehenden kolbenför­migen Ventilkörper (9), siehe Abb. 2, und der dazugehöri­gen Mundstücköffnung (10) in der Bodenplatte (12) des Mundstückgehäuses (11).As already mentioned, this requires a very good fit between the piston-shaped valve body (9) entering the mouthpiece (5), see Fig. 2, and the associated mouthpiece opening (10) in the base plate (12) of the mouthpiece housing (11).

Um eine derartig gute Paßform, unabhängig vom Verschleiß des Kolbens (9) und der Wände der Öffnung (10) zu erreichen und ohne daß Probleme infolge von Temperaturerhöhung ent­stehen, wird das Gehäuse (11) gemäß vorliegender Erfindung in Form zweier miteinander verbundener Hälften, siehe Abb. 3 und 4, ausgeführt. Abb. 3 zeigt dabei die eine Hälfte des Gehäuses. Aus dieser geht hervor, daß die zur Verbindung miteinander bestimmten Flächen bei den entsprechenden Ge­häusehälften mit einer Nut (13) versehen sind bzw. einem in die Nut passenden Daumen (14). In jeder Nut ist dabei ein stabförmiges Dichtungselement (15) angebracht - am besten aus Gummi -,das so dick ist, daß in normaler Betriebsposi­tion ein schmaler Spalt (16) zwischen den beiden gegenein­ander gerichteten Grenzflächen der Gehäusehälften besteht. Das bedeutet, daß bestimmte relative Schwankungen, z.B. Temperaturschwankungen zwischen dem Kolben (9) und dem um­liegenden Gehäuse (11), ohne die Gefahr aufgenommen werden können, daß sich der Kolben im Gehäuse festsetzt.In order to achieve such a good fit, regardless of the wear of the piston (9) and the walls of the opening (10) and without problems due to temperature increase, the housing (11) according to the present invention is in the form of two interconnected halves, see Fig. 3 and 4, executed. Fig. 3 shows one half of the housing. From this it follows that the connection surfaces defined with one another are provided with a groove (13) in the corresponding housing halves or a thumb (14) fitting into the groove. In each groove, a rod-shaped sealing element (15) is attached - preferably made of rubber - which is so thick that, in the normal operating position, there is a narrow gap (16) between the two opposing interfaces of the housing halves. This means that certain relative fluctuations, for example temperature fluctuations between the piston (9) and the surrounding housing (11), can be absorbed without the risk of the piston becoming stuck in the housing.

Die beiden Gehäusehälften werden mithilfe eines oberen Dichtungsringes (17) und eines unteren Dichtungsringes (18) zusammengehalten. Diese Dichtungsringe befinden sich in der Nut in den oberen bzw. unteren Flanschen des Gehäu­ses (11) und liegen gegen die Innenwand des Behälters (1) an, wodurch die Gehäusehälften zusammengepreßt werden.The two halves of the housing are held together using an upper sealing ring (17) and a lower sealing ring (18). These sealing rings are located in the groove in the upper and lower flanges of the housing (11) and lie against the inner wall of the container (1), as a result of which the housing halves are pressed together.

Leckage in radialer Richtung in den Grenzflächen zwischen den beiden Gehäusehälften (11) wird von den Dichtungsele­menten (15) effektiv gestoppt. Axiale Leckage durch den Spalt (16) außerhalb des entsprechenden Dichtungselementes (15) wird von dem unteren Dichtungsring (18) gestoppt. Um axiale Leckage im Spalt (16) zwischen den jeweiligen Dich­tungselementen (15) und dem Kolben (9) zu verhindern, ist jedes Dichtungselement (15) mit einem vorspringenden Teil­stück versehen. Dieses Stück schiebt sich durch eine Aus­ sparung (20) in die innere Begrenzungswand der jeweiligen Nut, um Kontakt mit dem Kolben (9) zu bekommen. Mit (21) ist der Vorsprung des jeweiligen Dichtungselementes (15) bezeichnet, der sich in eine entsprechende Aussparung (22) im dazugehörigen Dau- men (14) schiebt, um das Dichtungs­element in genau der richtigen Lage zu fixieren.Leakage in the radial direction in the interfaces between the two housing halves (11) is effectively stopped by the sealing elements (15). Axial leakage through the gap (16) outside the corresponding sealing element (15) is stopped by the lower sealing ring (18). In order to prevent axial leakage in the gap (16) between the respective sealing elements (15) and the piston (9), each sealing element (15) is provided with a projecting section. This piece pushes itself through an out economy (20) in the inner boundary wall of the respective groove in order to make contact with the piston (9). (21) denotes the projection of the respective sealing element (15), which slides into a corresponding recess (22) in the associated thumb (14) in order to fix the sealing element in exactly the right position.

Um es zu ermöglichen, daß das Produkt im Behälter (1) durch die Mundstücköffnung (10), in der sich der Kolben (9) in zurückgezogener Position gemäß Abb. 2 befindet, zu strö­men, ist der obere Flansch des Gehäuses mit Öffnungen (23) versehen, durch die das Produkt in dem Raum hinunterfließt, der von der Wand des Gefäßes und dem Fußflansch (12) be­grenzt wird. Außerdem ist die entsprechende Gehäusehälfte (11) mit einer radialen Öffnung (24) versehen. Diese ermög­licht es, daß das Produkt weiter in das Gehäuse und durch die Mundstücköffnung (10) hinausgelangen kann, wenn sich der Kolben (9) in zurückgezogener Position befindet.In order to allow the product in the container (1) to flow through the mouthpiece opening (10), in which the piston (9) is in the retracted position as shown in Fig. 2, the upper flange of the housing is provided with openings (23 ) through which the product flows down in the space delimited by the wall of the vessel and the foot flange (12). In addition, the corresponding housing half (11) is provided with a radial opening (24). This allows the product to get further into the housing and out through the mouthpiece opening (10) when the piston (9) is in the retracted position.

In Abb. 5 wird das Mundstück gemäß Erfindung während der Portionierung der vorgesehenen Produktmenge in eine unter­halb der Mundstücköffnung befindliche Verpackung (2) ge­zeigt. Der Kolben (9) wird dabei in der Position gezeigt, bei der er sich gerade in die Öffnung (10) schiebt. Hierbei werden die Produktstücke, die dabei an der Kante der Öff­nung vorbeifließen, aufgrund der Schneidefunktion zwischen dem Kolben (9) und der eben erwähnten Kante effektiv abge­schnitten. Der Kolben bewegt sich danach weiter nach un­ten, um die noch in der Öffnung (10) befindliche Produkt­menge abzuführen. Obwohl dies nicht gezeigt wird, ist der Kolben (9) nach Möglichkeit mit einem O-Ring versehen, der rund um den Kolben angebracht ist. Dieser dichtet gegen den oberen Teil des Gehäuses (11) hin ab, wenn sich der Kolben in seiner Grundstellung befindet.In Fig. 5 the mouthpiece according to the invention is shown during the portioning of the intended amount of product into a package (2) located below the mouthpiece opening. The piston (9) is shown in the position in which it is being pushed into the opening (10). Here, the product pieces that flow past the edge of the opening are effectively cut off due to the cutting function between the piston (9) and the edge just mentioned. The piston then moves further down to remove the amount of product still in the opening (10). Although this is not shown, the piston (9) is provided with an O-ring if possible, which is attached around the piston. This seals against the upper part of the housing (11) when the piston is in its basic position.

Ein wie oben ausgeführtes, zweigeteiltes Gehäuse für den Kolben (9) schließt unabhängig von den Betriebsbedingungen immer dicht um den Kolben herum ab, ohne daß die Gefahr be­steht, daß der Kolben sich festsetzt. Auch wonn das Produkt im Behälter (1) unter hohem Druck steht oder der Behälter mit Druckluft gereinigt wird, liegt eine einwandfreie Ab­dichtung vor, wenn die Außenfläche des Gehäuses größer ist als dessen Innenfläche. Das Resultat hierbei ist, daß es zu einem gewissen Zusammenpressen der Dichtungselemente (15) kommt. Die Gefahr, daß sich der Kolben im Gehäuse fest­setzt, besteht indessen nicht.A two-part housing for the piston (9), as described above, always closes tightly around the piston, regardless of the operating conditions, without the risk of the piston becoming stuck. Even if the product in the container (1) is under high pressure or the container is cleaned with compressed air, there is a perfect seal if the outer surface of the housing is larger than its inner surface. The result of this is that there is a certain amount of compression of the sealing elements (15). However, there is no risk that the piston will get stuck in the housing.

Durch Anwendung der Erfindung ist es somit möglich, Mate­rial von geeigneter Härte für eine gute Schneidefunktion und mit langer Lebensdauer zu wählen, wenn der Wärmeausdeh­nungskoeffizient einen nicht mehr so kritischen Wert hat. Es ist dabei sogar möglich, billigeres Material zu wählen als es vorher möglich war.By applying the invention it is thus possible to choose material of suitable hardness for a good cutting function and with a long service life if the coefficient of thermal expansion is no longer as critical. It is even possible to choose cheaper material than was previously possible.

In einer Prototyp-Ausführung wurden Kolben von TORLON und POLYSULFON mit sehr gutem Resultat angewendet, u.a. im Hin­blick auf die Schneidefunktion.In a prototype version, pistons from TORLON and POLYSULFON were used with very good results, including in terms of cutting function.

Oben wurde eine gemäß Beispiel gewählte Form der Ausführung gezeigt und beschrieben. Diese kann indessen im Rahmen der Patentansprüche in verschiedener Hinsicht variiert werden. So können beispielsweise Form und Anbringung der Dichtungs­ringe und Dichtungselemente variiert werden. Dies gilt auch für Anzahl und Form der Öffnungen, durch die das Produkt in das Gehäuse (11) strömen soll. Außerdem können die Form des Gehäuses und auch die Form der entsprechenden Anzahl von Mundstücköffnungen bzw. Kolben wunschgemäß variiert werden. Es hat sich indessen gezeigt, daß ein ovaler Kolben gemäß der gezeigten Ausführung zwei separaten, zirkularzylindri­schen Kolben überlegen ist.A form of execution chosen according to the example was shown and described above. However, this can be varied in various ways within the scope of the claims. For example, the shape and attachment of the sealing rings and sealing elements can be varied. this is also valid for the number and shape of the openings through which the product is to flow into the housing (11). In addition, the shape of the housing and also the shape of the corresponding number of mouthpiece openings or pistons can be varied as desired. It has been shown, however, that an oval piston according to the embodiment shown is superior to two separate circular-cylindrical pistons.

Claims (9)

1. Mundstück, speziell ein Zapf-Mundstück (5) für Abfüllma­schinen u.ä. für flüssige Produkte, bestehend aus einem Ge­häuse (11) mit mindestens einer anschließbaren Mundstück­öffnung (10) und einem Ventilkörper in Form eines im Gehäu­se gesteuerten Kolbens (9). Dieser ist so konstruiert, daß er sich im Gehäuse vor- und wieder zurückschieben kann. Dies kann sowohl in zurückgezogener Lage geschehen, in der die Öffnung (10) freigelegt ist, als auch in vorgeschobener Lage, in der sich der Kolben (9) in die Öffnung hinein­schiebt und diese vollständig verschließt, mit dem besonderen Kennzeichen, daß das Ge­häuse (11) in Axialrichtung geteilt ist und daß Vorrichtun­gen (1, 17, 18) angeordnet sind, die dafür vorgesehen sind, die Gehäusehälften (11) gegeneinander zu pressen und zu­sammen mit dem Kolben (9) dichtend zu wirken.1. Mouthpiece, especially a tap mouthpiece (5) for filling machines and the like For liquid products, consisting of a housing (11) with at least one connectable mouthpiece opening (10) and a valve body in the form of a piston (9) controlled in the housing. This is designed so that it can slide back and forth in the housing. This can be done both in the retracted position, in which the opening (10) is exposed, and in the advanced position, in which the piston (9) slides into the opening and closes it completely, with the special characteristic that the housing ( 11) is divided in the axial direction and that devices (1, 17, 18) are arranged which are intended to press the housing halves (11) against one another and to act in a sealing manner together with the piston (9). 2. Mundstück gemäß Anspruch 1, mit dem beson­deren Kennzeichen, daß die erwähnten Vor­richtungen Vorspannungsvorrichtungen (17, 18) enthalten, die das Gehäuse umgeben.2. Mouthpiece according to claim 1, with the special feature that said devices contain biasing devices (17, 18) which surround the housing. 3. Mundstück gemäß Anspruch 2, mit dem beson­deren Kennzeichen, daß die erwähnten Vor­spannungsvorrichtungen elastische Dichtungsringe (17, 18) enthalten, die rund um das Gehäuse angebracht und dafür vorgesehen sind, mit den Wänden eines Gefäßes (1), in dem sich das Gehäuse (11) befindet, zusammenzuwirken.3. Mouthpiece according to claim 2, with the special feature that said biasing devices contain elastic sealing rings (17, 18) which are attached around and for the housing are provided to cooperate with the walls of a vessel (1) in which the housing (11) is located. 4. Mundstück gemäß einem der Ansprüche 1-3, mit dem besonderen Kennzeichen, daß zwischen den Gehäusehälften (11) Dichtungselemente (15) angebracht sind, die sowohl radiale als auch axiale Leckage in den Grenzflächen zwischen den beiden Gehäusehälften abdichten.4. Mouthpiece according to one of claims 1-3, with the special feature that between the housing halves (11) sealing elements (15) are attached, which seal both radial and axial leakage in the interfaces between the two housing halves. 5. Mundstück gemäß Anspruch 4, mit dem beson­deren Kennzeichen, daß die gegenüberliegen­den Verbindungsflächen an den Gehäusehälften (11) mit einer axialen Nut (13) bzw. einem in die Nut passenden Daumen (14) versehen sind und daß in jeder Nut (13) ein in Form eines Gummistabes (15) konstruiertes Dichtungselement ange­bracht ist, versehen mit einem Teil (19), das durch eine Aussparung (20) in der inneren Begrenzungswand der jeweili­gen Nut läuft und zum Kolben (9) hin abdichtet.5. Mouthpiece according to claim 4, with the special feature that the opposite connecting surfaces on the housing halves (11) are provided with an axial groove (13) or a thumb (14) fitting into the groove and that in each groove (13) a sealing element constructed in the form of a rubber rod (15) is attached, provided with a part (19) which runs through a recess (20) in the inner boundary wall of the respective groove and seals off from the piston (9). 6. Mundstück gemäß Anspruch 5, mit dem beson­deren Kennzeichen, daß das erwähnte Dich­tungselement (15) mit einer Fixierungsfeder versehen ist, die sich in eine Aussparung (22) im gegenüberliegenden Dau­men (14) einschiebt.6. Mouthpiece according to claim 5, with the special feature that said sealing element (15) is provided with a fixing spring which is inserted into a recess (22) in the opposite thumb (14). 7. Mundstück gemäß einem der Ansprüche 4-6, mit dem besonderen Kennzeichen, daß das er­wähnte Dichtungselement (15) eine solche Stärke hat, daß bei normaler Betriebsposition ein schmaler Spalt (16) zwi­schen den gegeneinander gewandten Grenzflächen der Gehäuse­hälften (11) besteht.7. Mouthpiece according to one of claims 4-6, with the special feature that said sealing element (15) has such a strength that in the normal operating position there is a narrow gap (16) between the mutually facing interfaces of the housing halves (11). 8. Mundstück gemäß einem der Ansprüche 1-7, mit dem besonderen Kennzeichen, daß die Mund­stücköffnung (10) und die Querschnittsfläche des Kolbens oval sind.8. Mouthpiece according to one of claims 1-7, with the special feature that the mouthpiece opening (10) and the cross-sectional area of the piston are oval. 9. Mundstück gemäß einem der Ansprüche 1-8, mit dem besonderen Kennzeichen, daß das Ge­häuse (11) mit oberen und unteren Flanschen versehen ist, die zu den Wänden eines Gefäßes (1) hin abdichten, in dem sich das Gehäuse (11) befindet und daß der obere Flansch mit mindestens einer axialen Öffnung (23) versehen ist, um es zu ermöglichen, daß das Material im Gefäß (1) in den Raum zwischen den Flanschen gelangen kann und daß das Ge­häuse (11) zwischen den Flanschen mit mindestens einer ra­dialen Öffnung (24) versehen ist, die es in zurückgezogener Lage des Kolbens (9) ermöglicht, daß das genannte Material in das Gehäuse (11) hinein- und durch die Mundstücköffnung (10) hinausgelangen kann.9. Mouthpiece according to one of claims 1-8, with the special feature that the housing (11) is provided with upper and lower flanges which seal against the walls of a vessel (1) in which the housing (11) and that the upper flange is provided with at least one axial opening (23) to allow the material in the vessel (1) to get into the space between the flanges and that the housing (11) between the flanges with at least a radial opening (24) is provided which, in the retracted position of the piston (9), enables the material mentioned to get into the housing (11) and out through the mouthpiece opening (10).
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