JPS63125102A - 少なくとも１つの閉鎖可能なノズル開口を有するノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、少なくとも１つの閉鎖可能なノズル開口を有
するノズル、特に液状製品用の充填機械及びその他の充
填ノズルであって、ピストンとして構成された弁体を有
し、該弁体が開口を解放する引込み位置と、ピストンが
開口内に突入しかつ開口を完全に閉鎖する押出し位置と
の間で往復運動可能である形式のものに関する従来の技
術 この種のノズルは、特に果肉、野菜又は肉を含有するこ
とのあるスープ、クリーム、フルーツコンポット、ソー
スその他を高速の間欠的流れでノズル開口の下に位置す
るコンベアベルト上を搬送されるパッケージ内に充填す
るための機械で使用される。この場合には、食糧品が問
題となるので、衛生に対して大きな要求が課せられかつ
ノズルは規則的インターバルで滅菌されねばならない。

この事実に基づきかっ又ノズルの周囲は、特に果汁酸の
ために、かなり腐食性であることにより、従来のノズル
部分は不錆鋼から製作される。

充填すべき製品は種々様々の場合化なり大きな塊及び又
、充填・と結び付き切断されるべき長繊維状物質から成
る塊を包含することがあるので、ピストン状弁体とノズ
ル開口との間には極めて狭い嵌合隙間を保持し、それに
よってこれらの部分間に有効な剪断機能を得ることがで
きるように構成することが必要である。この狭い嵌合隙
間は、ピストンが滅菌工程で高温における材料膨張のた
めにノズル開口もしくは所定の案内機構内に嵌合した状
態に維持され、温度がほぼ標準作動温度まで低下した後
に初めて可動となるように機能する。

このことは、滅菌を停止時間中に実施することができる
限り受は入れられる。最近、ピストンが滅菌工程中でも
可動であることが所望される機械が開発された、このこ
とは従来のピストン構造及び材料選択にいては、同時に
有効な剪断機能のために必要な狭い嵌合隙間が維持され
るべき場合には不可能である。

発明が解決しようとする問題点 従って、本発明の第１の課題は、前記欠点を排除して特
に極めて有効な剪断機能の利点を滅菌工程中であっても
ピストンを運動させる可能性と組み合わせた前記形式の
ノズルを提供することであった。

問題点を解決するための手段 前記課題は、本発明により要約すれば、ピストンをその
寸法が自動的にノズル開口及びビストン案内機構に実際
の寸法の適合するように構成することにより解決される
。

従って、本発明によれば、冒頭に述べた形式のノズルに
おいて、少なくとも２つの案内面を有するピストンの案
内機構を有し、該案内面がピストンをノズル開口内に正
確に案内するためにピストンのほぼ向かい合った２つの
面と協働し、ピストン軸線方向で分割されているか又は
スリットを有しており、かつピストン半体をノズル開口
の壁に対して密着させようとして相互に押し開くために
、プレロード部材が配置されていることを特徴とする。

作用 精確に案内することにより、ピストンを高い精度でノズ
ル開口内に、良好な剪断作用を得るために実質的に遊び
を伴わずに導入させることができ、その際プレロード部
材はピストンの寸法を案内機構もしくはノズル開口に対
して実質的に温度変化及び摩滅に依存せずに適合せしめ
る。ピストンは、前記の向かい合ったかつ前記の案内面
と協働するピストンの面の間を延びる軸線方向面内で分
割されているか又は該面内にスリットを有している。こ
の場合、好ましくは案内面はノズル開口の壁と同じ形を
有しかつ無段で該壁に移行している。

有利なｌ実施態様によれば、案内機構がピストンを包囲
しかつノズル開口に引き続く案内スリーブを有し、かつ
該スリーブの壁がピストンよってその押出し位置で閉鎖
可能な開口を有しており、ピストンの分割部もしくはス
リットによるノズル開口を経る漏れを阻止するためにシ
ール部材が設けられてる。

好ましくは、シール部材がピストン半体の間に配置され
たゴムパツキンを有し、該ゴムパツキンがピストンの外
側の制限面の形、少なくとも案内機構の外側に位置する
ピストン部分にピッタリと合っている。シール部材は、
ピストン半体内の切欠きと協働する位置決めする突起を
備えたゴム板の形を有することができる。ピストンの前
方端面に滴が残留するのを阻止するために、ゴム板はピ
ストン外側端部に肉厚部を有し、該肉厚部がピストンの
端面の外側に突出する単数又は複数の先端部に移行して
いる。

前方端部にスリットが設゛けられたピストン有するピス
トンを利用する場合には、シール部材はゴムリングから
成っており、該ゴムリングはピストンの、スリットが設
けられていない後方部分を包囲しかつピストンの押出し
位置でスリーブ状のピストン案内機構と協働するように
構成することができる。ピストン半体に作用するプレロ
ード部材は、好ましくはピストン半体の間に配置された
ばね部材を有する。

実施例 次に、添付図面に示した実施例により本発明の詳細な説
明する。

第１図は、本発明によるノズルが使用される充填機械の
原理を示す。この場合には、１でパッケージ２に充填す
べき製品のための容器が示されており、該パッケージは
高速の間欠的流れで充填機械の下を走行するベルト上を
搬送される。製品は例えば果肉片を含有するフルーツコ
ンポット又は肉片を含有するスープから成っていてもよ
い。この場合、３で弁が示されており、該弁は図示の略
示実施例では操作棒によって本発明によるノズル５内の
ピストンと連結されている。該棒４は作動シリンダ６を
利用することにより上下運動せしめられる。７でもう１
つのシリンダが示されており、該シリンダは計量供給ピ
ストン８に作用する。

この充填機械の作動原理は以下のとうりである。

ピストン棒が下向きに運動すると、ノズル５の開口が閉
じられかつその後弁３は片からかつピストン８は図面に
おいては左側に向かうその運動を開始する、このことは
ピストン８の運動によって規定される、容器１内に存在
する製品の徴が容器から吸い出されることを意味する。

その後、棒４は上向きに運動せしめられる、それによっ
て弁３は容器ｌの出口を閉鎖し、ひいてはノズル５の流
出口は解放され、ピストン８は図面において右向きのそ
の運動を開始する。

この際に、ピストンの運動によって決められた量の製品
がその都度、ノズル５の下に存在するパッケージ２に充
填される。

この作業工程は高速の間欠的流れで正確にパッケージ２
の搬送と同期して、詳言すれば総てにパッケージに正に
精確な量が、かつパッケージを汚しかつパッケージの後
での気密密封を不可能にする恐れのあるこぼれが起きな
いように充填されるように実施されねばならない。特に
、半切断された製品片がノズルに垂れ下がったり又は滴
がノズルから垂れ下がり、パッケージ上に落下するよう
なことはあってはならない。

従って、既述のとうり、ノズル５内に導入されるピスト
ン状弁体９（第２図参照）と、円筒状ノズルケーシング
１１の底板１２内の対応するノズル開口１０との間で極
めて狭い嵌合隙間が必要となる。

従って、狭い嵌合隙間をピストン９および開口ＩＯの壁
の摩滅とは無関係に達成し、かつ温度膨張に基づく問題
点が生じないようにするために、本発明によるピストン
９は２つの半体に分割されていてもよく（第３図参照）
、該半体には、この実施例においてはピストン半体を相
反する方向にかつ開口１０の制限壁に支承させるために
押し付けるばねによってプレロードが負荷されている。

しかしなから、このようにしてピストンを大きな精度及
び高い速度をもって開口ｌＯ内に導入することができる
ようにするには、ピストン運動の極めて精確な案内が必
要である。この目的は本発明によれば、第２図に示され
ているように、円筒状案内機構１４を使用することによ
って達成され、該機構の案内部は開口１０と精確に同じ
内径を有し、その案内面は無段で開口１０の壁に移行し
ている。この場合、ピストン９は又案内機構１４の内壁
でシールされ、かつ製品を開口１０を経て押出すことが
できるように、円筒状案内機構１４はその下方部分に開
口１５を備えている。図示の実施例では、それぞれの案
内機構！４は向かい合った２つの開口１５を備えている
。これらの開口は、ピストン９が底板１２内の開口内に
突入すると、該ピストンによって閉鎖される。

従って、開口１０のすぐ上に、案内機構１４は２つの湾
曲した案内面を形成し、これらの案内面は相応するピス
トン９の２つの向かい合った面と協働し、その際案内面
は無段で開口１０に移行しているので、開口１０に対す
るピストンの誤った心合わせの危険は生じない。シール
性の見地においては、各ピストン９は前記の向かい合っ
たかつ開口１０に無段で移行する案内面の間を延びる軸
線方向面で分割されているのが望ましい。

この場合には、ピストン間の分割部を伝わってノズル開
口を経る漏れを阻止するためには、案内機構１４の上を
延びる部分に亙ってピストン半体間をシールすれば十分
である。第４図には、ゴム板の形の有利なシール部材が
示されており、該ゴム板はピストン半体間に取り付ける
ように形成されており、かつピストン９の外側輪郭にピ
ッタリ合うような幅を有している（第５図参照）。ゴム
板は、それぞれのピッタリ半体内の切欠きと協働する位
置決め突起１７を備えかっばね１３のための開口１８を
有する。

全体的ゴム板１６に対する１つの選択性として、例えば
ピストン半体の縁部に沿って延びる、ピストン半体内の
溝内に固定された、例えばフレーム状のゴム片を使用す
ることもできる。

このようにして、ゴムストリップ又はゴム板は更にもう
１つの重要な機能、詳言すればダンパとしての機能を満
たす。ピストン９を高速で相応する開口内に押込み、同
時に肉塊片を切断すべき場合には、半径方向内側に向か
う力が発生し、核力はピストン半体をばね１３の作用に
抗しである程度圧縮する。その際、ばねを衝撃によって
惹起されるピストン半体の内側に向かう運動に抵抗する
ように設計すると不都合な場合がある。しかしなから、
この場合にはゴム板もしくはゴムストリップは、ピスト
ン半体を緩衝しかつ該半体の過度の圧縮を阻止する有効
なダンバとして機能する。場合により、ばね１３をゴム
からなるシール部材で完全に代行させるか又は該シール
部材に弾性ゴム材料から成る個々のクッションを形成す
るか又は設けることも可能である、この手段はばね１３
と同じ作用を行う。ゴム材料は、それが衝撃もしくは緩
慢に作用する力にさらされる場合には、種々のばね特性
を有することができる。

ピストン９は必ずしも分割する必要はなく、ピストンの
位置部分だけに亙って延びるスリットを設けることがで
きる、但しこの場合には、スリットのよって分割された
半体は相対的に幾分か運動することができることを前提
条件とする。このようなピストンを利用すると、所望に
応じて、ピストン半体間に配置されたシール部材の代わ
りにＯリングパツキンその他を使用することができ、該
パツキンは溝内をピストンのスリットが設けられていな
い部分を取り囲むように延び、それによって該パツキン
はピストンの下方死点で対応する案内機構１４と協働す
るピストン９から押出された製品は、滴が垂れ下がちた
状態で残留しないように、最終位置でピストンの端面か
ら離れることが、極めて重要である。回転の際にはピス
トンは高速で運動するために、このようなことは普通問
題にならない。しかしなから、特定の極めて粘着性又は
付着性の製品は、この見地において問題点を惹起するこ
とがある。その用意のために、ピストンに第６図に示さ
れているように、ピストンの端面から突出する尖端部１
９を設ける。これは例えばピストン内の相応する切欠き
に嵌合された円筒状ゴム成形体の尖端部から成っていて
もよい。この場合、尖端部１９を有する円筒状ゴム成形
体はシール板１６と一体成形されていてもよい。

第７図には、ノズル開口の下に位置するパッケージ２に
意図的量の製品を充填している最中の第６図によるピス
トン９を有する本発明によるノズルを示されている。こ
の場合、ピストン９はまさに開口１０に突入し、その際
開口縁部を通過すべき製品塊片が、ピストン９と上記縁
部との間の切断機能に基づき有効に切断されている状態
で示めされている。

ピストン及びその案内機構の前記実施例は、常に有効な
切断作用を達成するためにピストンと開口１０の縁部と
の間に正確な嵌合隙間を提供する。この嵌合隙間は実質
的に温度及び摩滅に左右されない。、この場合には、本
発明による装置を用いると滅菌の際に問題は生じない。

従って、本発明の技術思想を適用することにより、熱膨
張係数がもはや重要ではないので、良好な切断作用のた
めに好ましい硬度を有し、しかも長い耐用時間を有する
材料を選択することができる。この場合には、従来可能
であったよりも廉価な材料を選択することができる。

試作品においては、トルロン（ＴＯＲＬＯＮ）及びポリ
スルホン（ＰＯＬＹＳＵＬＰＯＮ）から成るピストンを
利用した場合、特に切断作用において極めて良好な結果
が得られた。

前記のかつ例として示した構成形は多数の見地において
本発明の範囲内で変更することができる。従って、上位
概念に基づくノズルを任意の多数のピストン９及び開口
１０でかつ対応する設備をもって構成することができる
。プレロード部材は任意に構成しかつスリットが設けら
れたピストンの場合には例えばピストンの脚部のばね作
用で代用することができる。１つの先端部の代わりに、
ピストンに実際の製品に基づき同じか又は異なった大き
さを有する多数の任意に取り付けられた先端部を設ける
か、又はピストン端面からの製品の離れを容易にする、
別の形式で形成さえたピストン面の不規則性を設けるこ
とができる。本発明による案内機構を有する分割された
ピストンは、当業者にとっては自明であるように、図示
の実施例の充填ノズル以外に別の形式のノズル及びその
他の装置で利用することもできる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によるノズルを有する、一部分断面した
充填機械の略示図、第２図は第１図によるノズルの詳細
図、第３図はノズルピストンの縦断面図、第４図は第３
図のよるピストンで使用したシール部材の斜視図、第５
図は第３図によるピストンに■−■線に沿った断面図、
第６図はノズルピストンの変更実施例の断面図及び第７
図は作業過程にある第６図によるピストンを有する本発
明によるノズルの断面図である。 ５・・・充填ノズル、９・・・ピストン、ＩＯ・・・ノ
ズル開口、１３・・・プレロード部材（ばね部材）、１
４・・・案内機構（案内スリーブ）、１５・・・開口、
１６・・・ゴムパツキン、１７・・・位置決め突起、１
９・・・先端部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの閉鎖可能なノズル開口を有するノ
   ズルであって、ピストンとして構成された弁体を有し、
   該弁体が開口を解放する引込み位置と、ピストン（９）
   が開口内に突入しかつ開口を完全に閉鎖する押出し位置
   との間で往復運動可能である形式のものにおいて、少な
   くとも２つの案内面を有するピストン（９）の案内機構
   （１４）を有し、該案内面がピストンをノズル開口（１
   ０）内に正確に案内するためにピストンのほぼ向かい合
   った２つの面と協働し、ピストン（９）が軸線方向で分
   割されているか又はスリットを有しており、かつピスト
   ン半体をノズル開口（１０）の壁に対して密着させよう
   として相互に押し開くために、プレロード部材（１３）
   が配置されていることを特徴とする、少なくとも１つの
   閉鎖可能なノズル開口を有するノズル。 ２、ピストン（９）が、前記の向かい合ったかつ前記の
   案内面と協働するピストン面の間を延びる軸線方向の面
   内で分割されているか又は該面内にスリットを有してい
   る、特許請求の範囲第１項記載のノズル。 ３、案内面がノズル開口の壁と同じ形を有しかつ該ノズ
   ル開口の壁に無段で移行している、特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載のノズル。 ４、案内機構がピストンを包囲しかつノズル開口に引き
   続く案内スリーブ（１４）を有し、かつ該スリーブの壁
   がピストン（９）によってその押出し位置で閉鎖可能な
   開口（１５）を有している、特許請求の範囲第１項から
   第３項までのいずれか１項に記載のノズル。 ５、ピストンの分割部もしくはスリットを伝わってノズ
   ル開口（１０）を経る漏れを阻止するためにシール部材
   （１６）が設けられてる、特許請求の範囲第１項から第
   ４項までのいずれか１項に記載のノズル。 ６、シール部材がピストン半体の間に配置されたゴムパ
   ッキン（１６）を有し、該ゴムパッキンがピストン（９
   ）の外側の制限面の形、少なくとも案内機構（１４）の
   外側に位置するピストン部分にピッタリと合っている、
   特許請求の範囲第５項記載のノズル。 ７、シール部材が位置決めする突起（１７）を備えたゴ
   ム板（１６）の形を有し、かつピストン半体に相応する
   切欠きが設けられている、特許請求の範囲第６項記載の
   ノズル。 ８、ゴム板（１６）がピストン（９）の外側端部に肉厚
   部を有し、該肉厚部がピストンの端面の外側に突出する
   単数又は複数の先端部（１９）に移行している、特許請
   求の範囲第７項記載のノズル。 ９、前方端部にスリットが設けられたピストン（９）を
   有し、シール部材がゴムリングから成っており、該ゴム
   リングがピストンの、スリットが設けられていない後方
   部分を包囲しかつピストンの押出し位置でスリーブ状の
   ピストン案内機構（１４）と協働する、特許請求の範囲
   第５項記載のノズル。 １０、プレロード部材がピストン半体の間に配置された
   ばね部材（１３）を有する、特許請求の範囲第１項から
   第９項までのいずれか１項に記載のノズル。