LU100730B1 - Device for applying a material to a substrate - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Aufbringung eines Materials auf ein Substrat, insbesondere eines genießbaren, flüssigen oder viskosen Materials (4) auf ein Lebensmittelsubstrat (12), die mindestens einen Vorratsbehälter (2) zur Aufnahme des Materials (4) sowie eine Einrichtung zur Dosierung des Materials (4) aufweist, die Dosiereinrichtung (8) mindestens ein ansteuerbares Ventil (7; 7a; 7b; 7d) umfasst, das mindestens einen Einlasskanal (6; 6a; 6b; 6d), einen Auslasskanal (10; 10a; 10b; 10c) sowie einen Absperrkörper (14; 14a; 14b; 14c; 14d) aufweist, wobei der Absperrkörper (14; 14a; 14b; 14c; 14d) aus einer Offenstellung, in der das Material (4) durch das Ventil (7; 7a; 7b; 7d) hindurchströmen und auf das Substrat (12) aufgebracht werden kann, in eine Schließstellung, in der das Ventil (7; 7a; 7b; 7d) sperrt, bewegbar ist. Zweckmäßigerweise ist der Einlasskanal (6; 6a; 6b; 6d) schräg oder senkrecht zu dem Auslasskanal (10; 10a; 10b; 10c) angeordnet.The invention relates to a device (1) for applying a material to a substrate, in particular an edible, liquid or viscous material (4) on a food substrate (12), the at least one reservoir (2) for receiving the material (4) and a Device for metering the material (4), the metering device (8) comprises at least one controllable valve (7; 7a; 7b; 7d), the at least one inlet channel (6; 6a; 6b; 6d), an outlet channel (10; 10a 10b; 10c) and a shut-off body (14; 14a; 14b; 14c; 14d), the shut-off body (14; 14a; 14b; 14c; 14d) being in an open position in which the material (4) passes through the valve (14). 7; 7a; 7b; 7d) and can be applied to the substrate (12), into a closed position in which the valve (7; 7a; 7b; 7d) blocks is movable. Conveniently, the inlet channel (6; 6a; 6b; 6d) is arranged obliquely or perpendicular to the outlet channel (10; 10a; 10b; 10c).
Description
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PATENTPATENT
Beschreibung:Description:
Weber Automation GmbH & Co. KG, 66571 Eppelborn „Vorrichtung zur Aufbringung eines Materials auf ein Substrat“Weber Automation GmbH & Co. KG, 66571 Eppelborn "Device for applying a material to a substrate"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbringung eines Materials auf ein Substrat,insbesondere eines genießbaren, flüssigen Oder viskosen Materials auf ein Lebensmittel-substrat, die mindestens einen Vorratsbehälter zur Aufnahme des Materials sowie eineEinrichtung zur Dosierung des Materials aufweist, die Dosiereinrichtung mindestens einansteuerbares Ventil umfasst, das mindestens einen Einlasskanal, einen Auslasskanal sowieeinen Absperrkörper aufweist, wobei der Absperrkörper aus einer Offenstellung, in der dasMaterial durch das Ventil hindurchströmen und auf das Substrat aufgebracht werden kann, ineine Schließstellung, in der das Ventil sperrt, bewegbar ist.The invention relates to a device for applying a material to a substrate, in particular an edible, liquid or viscous material on a food substrate, which has at least one reservoir for receiving the material and a device for metering the material, the metering device comprises at least one controllable valve, the at least one inlet channel, an outlet channel and a shut-off body, wherein the shut-off body from an open position in which the material can flow through the valve and can be applied to the substrate, in a closed position in which the valve blocks, is movable.
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, mit denen in derLebensmittelindustrie Soßen auf Lebensmittelstücke, die auf einem Förderband unterhalbder Vorrichtung vorbeigeführt werden, aufgebracht werden. Beispielsweise wird damit bei derTiefkühlpizzaherstellung in einem kontinuierlichen Verfahren Tomatensoße auf flachePizzateigstücke aufgetragen.Devices are known in the art for applying sauces to food pieces which are passed on a conveyor belt underneath the apparatus. For example, in frozen pizza making in a continuous process, tomato sauce is applied to flat pizza dough pieces.
Die bekannten Vorrichtungen weisen einen Vorratsbehälter mit Tomatensoße auf, die durchmehrere Zuführleitungen aus dem Behälter in eine Vielzahl von Einlasskanälen einzelnansteuerbarer Quetschventile stromen kann. Befindet sich unter den Quetschventilen dasflache Pizzateigstück, werden die Ventile geöffnet und die Tomatensoße strömt zumeist unterDruckbeaufschlagung in der erforderlichen Dosis aus einem Auslasskanal, der zur Führungvon aus dem Ventil ausströmendem Material vorgesehen ist, heraus auf das Teigstück.The known devices have a storage container with tomato sauce, which can flow through a plurality of supply lines from the container into a plurality of inlet channels of individually controllable pinch valves. If the flat pizza dough piece is located under the pinch valves, the valves are opened and the tomato sauce usually flows out onto the dough piece under pressure in the required dose from an outlet channel intended to guide material flowing out of the valve.
Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist die große Bauhöhe, die notwendig ist, da einEinlass- und ein Auslasskanal der Quetschventile übereinander, insbesondere koaxial,angeordnet sind und zwischen den beiden Kanalen ein Absperrbereich ist, der inetwa einDrittel der Bauhöhe des Quetschventils beträgt. Außerdem muss die Vorrichtung zumAustausch einer Membran, die einen Absperrkörper des Quetschventils bildet, nahezuvollständig demontiert werden, urn Zugang zur Membran zu erlangen.A disadvantage of the known devices is the large height, which is necessary because an inlet and an outlet channel of the pinch valves are arranged one above the other, in particular coaxially, and between the two channels is a Absperrbereich which amounts to about one third of the height of the pinch valve. In addition, the device for exchanging a diaphragm, which forms a shut-off body of the pinch valve, must be almost completely dismantled to gain access to the diaphragm.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangsgenannten Art zu schaffen, die eine kompaktere Bauweise sowie eine einfachere Wartungund Reparatur des mindestens einen ansteuerbaren Ventils ermöglicht.The present invention is therefore an object of the invention to provide a device of the type mentioned, which allows a more compact design and easier maintenance and repair of at least one controllable valve.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelost, dass der Einlasskanal schräg odersenkrecht zu dem Auslasskanal angeordnet ist.According to the invention, the object is achieved in that the inlet channel is arranged obliquely or perpendicular to the outlet channel.
Vorteilhaft müssen die in den Einlasskanal, der zur Führung von in das Ventil einströmendemMaterial vorgesehen ist, einmündenden Zuführleitungen nicht mehr von oben an das Ventilherangefüht werden, sondern können beispielsweise seitlich angeschlossen werden.Dadurch muss der Vorratsbehälter nicht mehr oberhalb der Ventile angebracht werden.Ferner sind die Ventile von oben gut zugänglich und können problemlos gewartet und/oderrepariert werden.Advantageously, the supply lines leading into the inlet channel, which is intended to guide material flowing into the valve, no longer have to be brought from above to the valve, but can be connected laterally, for example. Thus, the reservoir no longer needs to be mounted above the valves The valves are easily accessible from above and can be easily maintained and / or repaired.
Es wäre außerdem denkbar, dass ein torusförmiger Vorratsbehälter eine Anordnung vonmehreren Ventilen umschließt und die Zuführleitungen seitlich aus einem unteren Abschnittdes Behälters in die Einlasskanäle der Ventile geführt werden. Die Vorrichtung kann flacherals bekannte Vorrichtungen ausgebildet werden. Dadurch, dass das mindestens eine Ventilansteuerbar ist, kann ferner durch mehrere Hübe aus einer Schließ- in eine Offenstellung aufein unter der Vorrichtung vorbeigeführtes Lebensmittelsubstrat ein genießbares Materialpunktuell aufgebracht werden. Vorteilhaft wird eine homogene Auftragung erreicht.It would also be conceivable that a donut-shaped reservoir encloses an array of a plurality of valves and the supply lines are led laterally from a lower portion of the reservoir into the inlet passages of the valves. The device can be formed flatter than known devices. By virtue of the fact that the at least one valve can be actuated, an edible material point can also be applied by a plurality of strokes from a closed to an open position on a food substrate passed under the device. Advantageously, a homogeneous application is achieved.
Außerdem ist die Aufbringung eines bestimmten Musters sowie die Aufbringung desMaterials auf verschieden geformte Substrate denkbar, sofern mehrere ansteuerbare Ventilenebeneinander- und/oder hintereinander angeordnet sind.In addition, the application of a specific pattern as well as the application of the material to differently shaped substrates is conceivable, if several controllable valves are arranged next to each other and / or behind one another.
Zweckmäßigerweise sind der Einlasskanal oder der Auslasskanal dazu vorgesehen, denAbsperrkörper in der Schließstellung des Ventils zumindest abschnittsweise aufzunehmen,wobei der Absperrkörper vorzugsweise in einer Längsrichtung des Einlass- oderAuslasskanals in diesen hineinragt.Conveniently, the inlet channel or the outlet channel are provided to at least partially receive the shut-off body in the closed position of the valve, the shut-off body preferably protruding in a longitudinal direction of the inlet or outlet channel.
Der Einlass- und der Auslasskanal sind fluidisch derart miteinander verbunden, dass einKanal in einen anderen einmündet. In einer Schließstellung, in der ein Abschnitt desAbsperrkörpers in den Einlass- oder den Auslasskanal hineinragt, bildet eine Außenflächedes Absperrkörpers mit einer Innenfläche des Einlass- oder Auslasskanals eine Dichtfläche.Der Absperrkörper kann stabförmig, vorzugsweise zylindrisch, insbesondere hohlzylindrisch,ausgebildet sein. 1st der Absperrkörper hohlzylindrisch, ist sein Massenträgheitsmomentgeringer. Dies ist vorteilhaft, wenn das Ventil mit einer Frequenz zwischen 10 und 300 Hz,insbesondere zwischen 10 und 50 Hz, geöffnet und geschlossen. Denkbar ist auch, dass derThe inlet and outlet channels are fluidly connected such that one channel opens into another. In a closed position, in which a portion of the shut-off body projects into the inlet or the outlet channel, forms an outer surface of the shut-off with an inner surface of the inlet or outlet channel, a sealing surface. The shut-off may rod-shaped, preferably cylindrical, in particular hollow cylindrical, be formed. If the shut-off body is hollow cylindrical, its mass moment of inertia is less. This is advantageous if the valve with a frequency between 10 and 300 Hz, in particular between 10 and 50 Hz, opened and closed. It is also conceivable that the
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Absperrkörper stabförmig ausgebildet ist und einen rechteckigen Querschnitt aufweist.Vorzugsweise ist ein Endabschnitt des Absperrkörpers, der in den Einlass- oder denAuslasskanal hineinragt, abgerundet.Preferably, an end portion of the shut-off body, which projects into the inlet or the outlet channel, is rounded off.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind der Einlasskanal und ein insbesondere zylinder-förmiger Führungskanal, in dem ein Führungsabschnitt des Absperrkörpers bewegbarangeordnet ist, oder der Auslasskanal und ein insbesondere zylinderförmigerFührungskanal, in dem ein Führungsabschnitt des Absperrkörpers bewegbar angeordnet ist,koaxial angeordnet.In one embodiment of the invention, the inlet channel and a particular cylinder-shaped guide channel in which a guide portion of the shut-off body is movably arranged, or the outlet channel and a particular cylindrical guide channel in which a guide portion of the shut-off body is movably arranged coaxially.
Der Führungsabschnitt ist derjenige Abschnitt des Absperrkörpers, der in demFührungskanal angeordnet ist und dessen Außenseite mit einer Innenseite desFührungskanals eine Dichtfläche bildet. Dadurch kann kein Material durch denFührungskanal hindurch aus dem Ventil heraustreten. Der Einlass- oder der Auslasskanalkann eine Verlängerung des Führungskanals sein, insbesondere in einer Schließstellung, inder der Absperrkörper in den Einlass- oder den Auslasskanal hineinragt. Vorteilhaft kanneine besonders große Dichtfläche zwischen dem Absperrkörper und den Ventilkörperausgebildet werden.The guide portion is that portion of the shut-off body which is disposed in the guide channel and the outside of which forms a sealing surface with an inner side of the guide channel. As a result, no material can escape from the valve through the guide channel. The inlet or the outlet channel may be an extension of the guide channel, in particular in a closed position, in which the shut-off body projects into the inlet or the outlet channel. Advantageously, a particularly large sealing surface can be formed between the shut-off body and the valve body.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen der Einlasskanal und der Auslasskanalgleiche oder voneinander verschiedene Dimensionen, insbesondere gleiche odervoneinander verschiedene Querschnitte, Querschnittsflächen und/oder Langen auf.Außerdem könnte der Einlasskanal insbesondere in Strömungsrichtung des Materialskonisch zulaufend ausgebildet sein. Vorteilhaft wird dadurch bei einem Durchtritt durch dasVentil, insbesondere unter Druckbeaufschlagung, eine Verwirbelung des Materials, die zueinem Luftblaseneinschluss führen kann, verhindert. Dadurch wird eine homogeneAufbringung des Materials auf das Substrat erreicht.In a further embodiment of the invention, the inlet channel and the outlet channel have the same or different dimensions, in particular the same or different cross sections, cross-sectional areas and / or lengths. In addition, the inlet channel could be tapered in particular in the direction of flow of the material. Advantageously, when passing through the valve, in particular under pressure, turbulence of the material, which can lead to an inclusion of air bubbles, is prevented. This achieves a homogeneous application of the material to the substrate.
Der Einlasskanal könnte einen größeren oder kleineren Durchmesser als der Auslasskanalaufweisen und insbesondere kürzer oder länger sein. Obwohl der Auslasskanalvorzugsweise einen runden Querschnitt aufweist, kann der Einlasskanal einen rechteckigen,quadratischen, hexagonalen oder achteckigen Querschnitt aufweisen.The inlet channel could have a larger or smaller diameter than the outlet channel and in particular be shorter or longer. Although the outlet channel preferably has a circular cross-section, the inlet channel may have a rectangular, square, hexagonal or octagonal cross-section.
Zweckmäßigerweise ist in dem Auslasskanal und/oder in dem Einlasskanal ein Dichtungs-mittel angeordnet, gegen das der Absperrkörper in der Schließstellung anliegt, wobei dasDichtungsmittel vorzugsweise einen Dichtungsring umfasst.Expediently, a sealing means is arranged in the outlet channel and / or in the inlet channel against which the shut-off body bears in the closed position, wherein the sealing means preferably comprises a sealing ring.
Das Dichtungsmittel kann an einer beliebigen Position innerhalb des Auslasskanalsangeordnet sein, vorzugsweise im Bereich einer Auslassöffnung, durch die das Material ausdem Ventil heraustritt.The sealing means may be disposed at any position within the outlet channel, preferably in the region of an outlet opening through which the material exits the valve.
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Eine besonders gute Abdichtung des Ventils kann bewirkt werden, wenn ein Dichtungsmittelvorgesehen ist, und ein in den Einlass- Oder Auslasskanal hineinragender Absperrkörpereine zusätzliche Abdichtung bewirkt, indem eine Außenfläche des Absperrkörpers und eineInnenfläche des Einlass- oder Auslasskanals eine Dichtfläche bilden. Vorteilhaft kann eineNutzungsdauer des Ventils erhöht werden.A particularly good seal of the valve can be effected when a sealant is provided and a shut-off body projecting into the inlet or outlet passage effects additional sealing by forming an outer surface of the shut-off body and an inner surface of the inlet or outlet passageway a sealing surface. Advantageously, a service life of the valve can be increased.
Ferner ist eine Anbringung des Dichtungsmittels in einem Bereich des Ventils denkbar, indem der Einlasskanal in den Auslasskanal mündet.Furthermore, an attachment of the sealing means in a region of the valve is conceivable in that the inlet channel opens into the outlet channel.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Übergangsbereich von dem Einlasskanalzu dem Auslasskanal eine Schneidkante und/oder an einem Endabschnitt des Absperr-körpers eine Schneidkante ausgebildet. Die Schneidkante könnte insbesondere die Kantesein, die an einer Einmündung des Einlasskanals in den Auslasskanal gebildet ist. Sind derEinlass- und der Auslasskanal in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet, wird einesehr scharfe Schneidkante ausgebildet, während bei einer Anordnung in einem stumpfenoder rechten Winkel eine ausreichend scharfe Schneidkante vorhanden ist. Eine besondersscharfe Schneidkante kann ausgebildet sein, wenn zumindest ein Ventilkörper aus einemkeramischen Material, das Zirkonoxid und/oder Aluminiumoxid aufweisen kann, gebildet ist.Denkbar ist auch, dass sowohl der Ventilkörper als auch der Absperrkörper aus demkeramischen Material gebildet sind. 1st sowohl am Übergang des Einlasskanals zu demAuslasskanal als auch an dem Endabschnitt des Absperrkörpers eine Schneidkante gebildet,wird eine Schneidwirkung weiter verbessert. Es versteht sich, dass eine ausreichendeSchneidwirkung bereits erreicht werden kann, wenn an dem Endabschnitt desAbsperrkörpers eine Schneidkante ausgebildet ist.In one embodiment of the invention, a cutting edge is formed in a transition region from the inlet channel to the outlet channel and / or a cutting edge is formed at an end section of the shut-off body. In particular, the cutting edge could be the canting formed at an entrance of the inlet channel into the outlet channel. When the inlet and outlet channels are at an acute angle to each other, a very sharp cutting edge is formed, while when positioned at a dull or right angle there is a sufficiently sharp cutting edge. A particularly sharp cutting edge may be formed when at least one valve body is formed of a ceramic material which may comprise zirconia and / or alumina. It is also conceivable that both the valve body and the shut-off body are formed from the ceramic material. If a cutting edge is formed both at the transition of the inlet channel to the outlet channel and at the end portion of the shut-off body, a cutting action is further improved. It is understood that a sufficient cutting effect can already be achieved if a cutting edge is formed on the end portion of the shutoff body.
Die Schneidkante ist zur Zerteilung von stückigen Anteilen eines Materials, insbesondereeines genießbaren, flüssigen oder viskosen Matrials, beispielsweise Tomatensoße mitOliven, Hackfleischstücken und/oder Tomatenstücken, vorgesehen. Dadurch, dass bei einerBewegung des Absperrkörpers in die Schließstellung, in der er vorzugsweise in den Einlass-oder den Auslasskanal eintaucht, ein einen Kanaldurchgang blockierendes Materialstück ander Oder einer der Schneidkanten auf eine Größe zerteilt werden kann, in der es durch denAuslasskanal hindurch passt, muss bei einer Verstopfung des Kanals keine Reinigungerfolgen, die zu einem Stillstand der Vorrichtung führt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung istselbstreinigend und ermöglicht außerdem die Aufbringung von genießbaren, flüssigem oderviskosem Material, welches stückige Anteile enthält. Insbesondere hochwertige Lebensmittel,beispielsweise Tomatensoßen, die aus frischen Tomaten hergestellt werden, weisen vieleStücke auf.The cutting edge is intended to break up lumpy portions of a material, particularly an edible, liquid or viscous material, for example tomato sauce with olives, minced meat pieces and / or tomato pieces. Characterized in that upon movement of the shut-off body in the closed position in which it preferably dips into the inlet or the outlet channel, a piece of material blocking a passageway on the other or one of the cutting edges can be divided to a size in which it fits through the outlet channel must with a blockage of the channel no cleaning successes, which leads to a standstill of the device. The device according to the invention is self-cleaning and also allows the application of edible, liquid or viscous material containing particulate matter. In particular, high-quality foods such as tomato sauces made from fresh tomatoes have many pieces.
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Zweckmäßigerweise ist zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal ein Reservoirzur Aufnahme des Materials angeordnet, und vorzugsweise ist an einem Übergang von einerBodenfläche des Reservoirs zu dem Auslasskanal eine Schneidkante ausgebildet. Weist derEinlasskanal beispielsweise einen größeren Durchmesser als der Auslasskanal auf, könnenstückige Anteile eines auf ein Substrat aufzubringenden Materials in das alsZwischenspeicher vorgesehene Reservoir eingebracht werden und durch ein Zerteilen ander Schneidkante durch den kleineren Auslasskanal auf das Substrat aufgebracht werden.Conveniently, a reservoir for receiving the material is arranged between the inlet channel and the outlet channel, and preferably a cutting edge is formed at a transition from a bottom surface of the reservoir to the outlet channel. For example, if the inlet channel has a larger diameter than the outlet channel, pieces of material to be applied to a substrate may be introduced into the reservoir provided as a buffer and applied to the substrate by cutting at the cutting edge through the smaller outlet channel.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der Einlasskanal und der Auslasskanal ineinen Ventilkörper eingebracht, der teilweise oder vollständig aus einem keramischenMaterial, vorzugsweise aus einer Oxidkeramik, insbesondere aus einer Zirkonoxid und/oderAluminiumoxid aufweisenden Keramik, vorzugsweise Mullit und/oder Cordierit, gebildet ist.In a further embodiment of the invention, the inlet channel and the outlet channel are introduced into a valve body which is partially or completely formed of a ceramic material, preferably of an oxide ceramic, in particular zirconia and / or alumina ceramic, preferably mullite and / or cordierite.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Absperrkörper wenigstens teilweise aus einemkeramischen oder metallischen Material gebildet, wobei das metallische Materialvorzugsweise magnetisch oder magnetisierbar ist, und das keramische Materialvorzugsweise eine Oxidkeramik, insbesondere eine Aluminiumoxid und/oder Zirkonoxidaufweisende Keramik, ist.In one embodiment of the invention, the shut-off body is at least partially formed of a ceramic or metallic material, wherein the metallic material is preferably magnetic or magnetizable, and the ceramic material is preferably an oxide ceramic, in particular an alumina and / or zirconia-containing ceramic.
Aluminiumoxid und Zirkonoxid sind korrosionsbeständige, feste keramische Werkstoffe, diesich für die Lebensmittelindustrie besonders eignen. Insbesondere eine hygiënischeReinigung ist mit geringem Aufwand möglich. Ferner sind keramische Materialien sehrverschleißbeständig. Außerdem erfordert ein Ventil aus mehreren keramischen Einzelteilenkeine Einbringung zusätzlicher Dichtungsmittel an Grenzflächen, an denen die Einzelteilegegeneinander anliegen, da eine passgenaue Fertigung der Einzelteile mit sehr geringenToleranzen möglich ist. Vorteilhaft könnte auf weitere Dichtungsmittel, beispielsweiseDichtungsringe, verzichtet werden. Dadurch muss bei einer Wartung oder Reparatur einesVentils kein zusätzliches Dichtungsmittel ausgetauscht werden. Ein Wartungsaufwand wirdvereinfacht.Alumina and zirconia are corrosion resistant, solid ceramic materials that are particularly suitable for the food industry. In particular, a hygienic cleaning is possible with little effort. Furthermore, ceramic materials are very resistant to wear. In addition, a valve of multiple ceramic parts requires no introduction of additional sealing means at interfaces where the parts abut each other, since tailor-made manufacture of the parts is possible with very small tolerances. Advantageously, further sealing means, for example sealing rings, could be dispensed with. As a result, when servicing or repairing a valve, no additional sealant needs to be replaced. A maintenance effort is simplified.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Dosiereinrichtung ein Antriebsmittelauf, das insbesondere einen pneumatischen Zylinder oder/oder einen pneumatischen Muskelumfasst und zur Bewegung des Absperrkörpers eingerichtet ist. Wird ein pneumatischerZylinder oder ein pneumatischer Muskel verwendet, ist ein Öffnen und Schließen des Ventils,In a further embodiment of the invention, the metering device has a drive means, which in particular comprises a pneumatic cylinder and / or a pneumatic muscle and is set up to move the shut-off body. If a pneumatic cylinder or a pneumatic muscle is used, opening and closing the valve,
Seite 5/19 LU100730 d.h. eine Bewegung des Absperrkörpers, mit einer Frequenz von bis zu 300 Hz,insbesondere mit einer Frequenz zwischen 10 und 50 Hz, vorteilhaft möglich. Ferner erlaubtein pneumatischer Muskei eine Aufbringung einer großen Kraft auf einem sehr kurzemHubweg. Insbesondere sind eine Zylinderachse eines pneumatischen Zylinders oder eineLängsachse eines pneumatischen Muskels parallel oder koaxial zu einer Längsachse desAbsperrkörpers angeordnet.Page 5/19 LU100730 i. a movement of the shut-off, with a frequency of up to 300 Hz, in particular with a frequency between 10 and 50 Hz, advantageously possible. Further, a pneumatic pattern allows a large force to be applied on a very short stroke. In particular, a cylinder axis of a pneumatic cylinder or a longitudinal axis of a pneumatic muscle are arranged parallel or coaxial with a longitudinal axis of the shut-off body.
Außerdem könnte der pneumatische Muskei ein Rückstellmittel aufweisen, das insbesondereeine Feder umfasst, und das zur Bewegung des Absperrkörpers in die Schließstellungvorgesehen ist. Der Absperrkörper könnte durch den pneumatischen Muskei entgegen einerRückstellkraft des Rückstellmittels in die Offenstellung des Ventils bewegt werden und durchdie Rückstellkraft zurück in die Schließstellung des Ventils. Vorteilhaft kann das Ventildadurch mit einer höheren Frequenz geöffnet und geschlossen werden.In addition, the pneumatic Muskei could have a return means, which in particular comprises a spring, and which is provided for movement of the shut-off body in the closed position. The shut-off body could be moved by the pneumatic Muskei against a restoring force of the return means in the open position of the valve and by the restoring force back into the closed position of the valve. Advantageously, the valve can thereby be opened and closed at a higher frequency.
Zweckmäßigerweise ist ein Verbindungsglied vorgesehen, durch das ein zur Bewegung desAbsperrkörpers eingerichtetes Antriebsmittel, welches vorzugsweise einen pneumatischenMuskei und/oder einen pneumatischen Zylinder umfasst, mit dem Absperrkörper verbindbar,wobei das Verbindungsglied mindestens zweiteilig ausgebildet ist.A connecting member is expediently provided by which a drive means, which preferably comprises a pneumatic core and / or a pneumatic cylinder, arranged for movement of the shut-off body, can be connected to the shut-off body, wherein the connecting member is formed at least in two parts.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein erster Teil eines mindestens zweiteiligenVerbindungsglieds, durch das ein zur Bewegung des Absperrkörpers eingerichtetesAntriebsmittel mit dem Absperrkörper losbar verbindbar ist, an dem Absperrkörper und einweiterer Teil an dem Antriebsmittel angeordnet. Vorteilhaft können der Absperrkörper unddas Antriebsmittel unabhängig voneinander separat ausgetauscht werden. EinWartungsaufwand der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird erheblich reduziert. DasAntriebsmittel umfasst vorzugsweise einen pneumatischen Muskei und/oder einenpneumatischen Zylinder. Die einzelnen Teile des Verbindungsglieds können entweder dreh-und/oder zugfest mit dem Absperrkörper oder dem Antriebsmittel verbunden oder einstückigdaran angeformt sein. Auch ist denkbar, dass ein Teil des Verbindungsglieds, insbesondereein metallischer Teil, auf einen Abschnitt des Absperrkörpers aufgeschrumpft ist.In one embodiment of the invention, a first part of an at least two-part connecting member, through which a drive means adapted to move the shut-off body is detachably connectable to the shut-off body, is arranged on the shut-off body and another part on the drive means. Advantageously, the shut-off body and the drive means can be exchanged separately independently of each other. A maintenance effort of the device according to the invention is considerably reduced. The drive means preferably comprises a pneumatic nut and / or a pneumatic cylinder. The individual parts of the connecting member may be either rotationally and / or tension-tight connected to the shut-off body or the drive means or integrally formed thereon. It is also conceivable that a part of the connecting member, in particular a metallic part, is shrunk onto a portion of the shut-off body.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die mindestens zwei Teile desVerbindungsgliedes durch Magnetkraft derart miteinander verbindbar, dass derAbsperrkörper und das Antriebsmittel in einer Ebene, die von Kontaktflächen der Teile desVerbindungsglieds gebildet ist, relativ zueinander bewegbar, insbesondere verschiebbar.Verläuft die Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Absperrkörpers beim Wechsel ausIn a further embodiment of the invention, the at least two parts of the connecting member are connected to each other by magnetic force such that the blocking body and the drive means in a plane which is formed by contact surfaces of the parts of the connecting link, relative to each other movable, in particular displaceable. Runs the plane perpendicular to the direction of movement of the Shut off when changing
Seite 6/19 LU100730 der Schließ- in die Offenstellung oder umgekehrt, werden ausschließlich Zug- undDruckkräfte von dem Antriebsmittel auf den Absperrkörper übertragen. Querkräfte könnennicht übertragen werden. Vorteilhaft werden Abweichungen von einer exakt koaxialenAusrichtung des Antriebsmittels zu dem Absperrkörper ausgeglichen. Dies ist insbesondereerforderlich, wenn ein vollkeramisches Ventil oder ein Ventil mit einem keramischenVentilkörper genutzt wird. Querkräfte können zu einer Undichtigkeit führen, da teilweisekeramische Ventile üblicherweise keine gummiartigen Dichtungsringe aufweisen. EineAbdichtung wird durch eine besonderes passgenaue Fertigung bewirkt, die eine Ausbildungvon Dichtflächen zwischen einzelnen Bauteilen des Ventils bewirkt. Eine Standzeit einerDosiereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dadurch verlängert werden.Page 6/19 LU100730 from closed to open position or vice versa, only tensile and compressive forces are transmitted from the drive means to the shut-off body. Transverse forces can not be transmitted. Advantageously, deviations from a precisely coaxial alignment of the drive means with the shut-off body are compensated. This is particularly necessary when using a full ceramic valve or valve with a ceramic valve body. Transverse forces can lead to leakage, since partially ceramic valves usually have no rubber-like sealing rings. A seal is effected by a special tailor-made manufacturing, which causes a formation of sealing surfaces between individual components of the valve. A service life of a metering device of the device according to the invention can thereby be extended.
Zweckmäßigerweise ist ein Haltemittel vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, den Absperr-körper in der Schließstellung zu halten, und das insbesondere mindestens eine Federund/oder mindestens ein magnetisches oder magnetisierbares Halteelement umfasst.Appropriately, a holding means is provided, which is adapted to hold the shut-off body in the closed position, and in particular comprises at least one spring and / or at least one magnetic or magnetizable holding member.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Absperrkörper eine vorzugsweise umlaufendeAusnehmung, insbesondere eine umlaufende Nut, auf, in die ein Medium derart eingebrachtwerden kann, dass der Absperrkörper entgegen einer Wirkrichtung einer Rückstellkraft desHaltemittels, das den Absperrkörper in der Schließstllung halt, aus der Schließstellung in dieOffenstellung bewegbar ist. Die Rückstellkraft kann eine Federkraft oder eine magnetischeAbstoßungskraft sein.In one embodiment of the invention, the shut-off body has a preferably peripheral recess, in particular a circumferential groove, in which a medium can be introduced such that the shut-off against the direction of action of a restoring force of the retaining means, which holds the shut-off in the Schließstllung, from the closed position to the open position is movable. The restoring force may be a spring force or a magnetic repulsive force.
Das Medium kann beispielsweise Druckluft sein, durch die eine Kraft auf den Absperrkörperaufgebracht wird. 1st diese Kraft größer als eine Rückstellkraft des Haltemittels, wird derAbsperrkörper in die Offenstellung bewegt. Wird ein durch das Medium bewirkter Druckabgelassen, wird der Absperrkörper durch die Rückstellkraft des Haltemittels zurück in dieSchließstellung bewegt.The medium may be, for example, compressed air, by which a force is applied to the shut-off body. If this force is greater than a restoring force of the holding means, the blocking body is moved into the open position. When a pressure caused by the medium is released, the shut-off body is moved back to the closed position by the restoring force of the holding means.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten,sich auf die Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen, näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments and the accompanying drawings relating to the exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,1 is a sectional side view of a device according to the invention,
Fig. 2 verschiedene Details einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht,2 shows various details of a device according to the invention in a sectional side view,
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Fig. 3Fig. 3
Fig. 4Fig. 4
Fig. 5Fig. 5
Details einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer geschnittenenSeitenansicht, verschiedene Details einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einergeschnittenen Seitenansicht, verschiedene Details einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung in einergeschnittenen Seitenansicht.Details of a further device according to the invention in a sectional side view, various details of a device according to the invention in a sectional side view, various details of another device according to the invention in a sectional side view.
Eine in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung (1) weist einen Vorratsbehälter (2) auf,in dem sich ein Material (4), welches insbesondere Tomatensoße (4) mit Tomatenstückensein kann, befindet. Der Behâlter (2) kann abgeschlossen sein und sofern notwendig miteinem durch Pfeile (9) eingezeichneten Überdruck beaufschlagt werden, wobei derÜberdruck zwischen 0,01 und 6 bar betragen kann. Die stückige Tomatensoße (4) wird durcheine Zuführleitung (5), die in einen Einlasskanal (6) eines ansteuerbaren Ventils (7) einerDosiereinrichtung (8) mündet, befördert. Das Ventil (7) weist ferner einen Auslasskanal (10)auf, der mit dem Einlasskanal (6) fluidisch verbunden ist. Durch den Auslasskanal (10) kanndie Tomatensoße (4) in einer Offenstellung des Ventils (7) durch eine Auslassöffnung (11)hindurch austreten und in diesem Ausführungsbeispiel auf ein Substrat (12), insbesondereein Lebensmittelsubstrat (12), beispielsweise ein Stück Pizzateig, das auf einem Förderband(13) unter der Vorrichtung (1) vorbeigeführt wird, aufgebracht werden. Denkbar ist ferner,dass an den Auslasskanal (10) eine in Fig. 1 nicht gezeigte Düse und/oder eineAuslassleitung angeschlossen ist bzw. sind.A device (1) according to the invention shown in Fig. 1 comprises a reservoir (2) in which a material (4), which in particular tomato sauce (4) with tomato pieces can be located. The container (2) can be closed and, if necessary, acted upon by an overpressure indicated by arrows (9), the overpressure being between 0.01 and 6 bar. The chunky tomato sauce (4) is conveyed through a supply line (5) which opens into an inlet channel (6) of a controllable valve (7) of a metering device (8). The valve (7) further has an outlet channel (10) which is fluidically connected to the inlet channel (6). Through the outlet channel (10) the tomato sauce (4) can emerge through an outlet opening (11) in an open position of the valve (7) and, in this embodiment, onto a substrate (12), in particular a food substrate (12), for example a piece of pizza dough on a conveyor belt (13) under the device (1) is passed, are applied. It is also conceivable that a nozzle and / or an outlet line, not shown in FIG. 1, is or are connected to the outlet channel (10).
Durch eine Auf- und Abbewegung eines vorzugsweise zylindrischen Absperrkörpers (14)kann dieser aus einer Schließstellung, in der das Ventil sperrt, in eine Offenstellung, in derdie Tomatensoße (4) durch das Ventil hindurchströmen kann, bewegt werden. Es verstehtsich, dass der Absperrkörper auch aus einer Offenstellung in eine Schließstellung bewegbarist.By an up and down movement of a preferably cylindrical shut-off body (14), this can be moved from a closed position in which the valve blocks in an open position in which the tomato sauce (4) can flow through the valve. It is understood that the shut-off body is also movable from an open position to a closed position.
Zur Bewegung des Absperrkörpers (14) ist ein Antriebsmittel (15) vorgesehen, welches einenpneumatischen Muskel (16) oder einen pneumatischen Zylinder aufweist. Eine Lângsachsedes Muskels oder des Zylinders ist dabei parallel, vorzugsweise koaxial, zu einerLângsachse des vorzugsweise zylindrischen Absperrkörpers (14) angeordnet.For movement of the shut-off body (14), a drive means (15) is provided which comprises a pneumatic muscle (16) or a pneumatic cylinder. A longitudinal axis of the muscle or the cylinder is arranged parallel, preferably coaxially, to a longitudinal axis of the preferably cylindrical shut-off body (14).
Ein Abstand zwischen der Auslassöffnung (11) und dem Lebensmittelsubstrat (12) und/oderder Überdruck (9) in dem Vorratsbehâlter (2) ist bzw. sind derart eingestellt, dass einhomogener Auftrag (17) der Tomatensoße (4) auf das Lebensmittelsubstrat (12) bewirkt wird.A distance between the outlet opening (11) and the food substrate (12) and / or the overpressure (9) in the storage container (2) is set such that a homogeneous application (17) of the tomato sauce (4) to the food substrate (12 ) is effected.
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Zur Synchronisation der Aufbringung eines Materials (4) mit dem sich auf dem Förderband(13) bewegenden Substrat (12) kann eine in Fig. 1 nicht gezeigte Steuerungseinheitvorgesehen sein, die ein Öffnungssignal an die Dosiereinrichtung (8) sendet, sobaid eineAufbringung erforderlich ist.To synchronize the application of a material (4) with the substrate (12) moving on the conveyor belt (13), a control unit not shown in Fig. 1 may be provided which sends an opening signal to the metering device (8) as soon as an application is required.
Es versteht sich, dass eine Dosiereinrichtung (8) der erfindungsgemäßen Vorrichtung (1)mehrere einzeln ansteuerbare Ventile (7) aufweisen kann, die insbesondere nebeneinanderund/oder hintereinander angeordnet sind. Dadurch ist eine sehr homogene, beispielsweisepunktweise Aufbringung eines vorzugsweise genießbaren, flüssigen oder viskosen Materials(4) auf das Substrat (12) möglich.It is understood that a metering device (8) of the device (1) according to the invention can have a plurality of individually controllable valves (7), which are arranged in particular next to one another and / or behind one another. As a result, a very homogeneous, for example, pointwise application of a preferably edible, liquid or viscous material (4) on the substrate (12) is possible.
Ferner ist denkbar, dass durch eine gezielte Ansteuerung einzelner Ventile (7) bestimmteMuster auf ein Substrat (12) aufgebracht werden Oder auf unterschiedlich geformte Substrate(12) mit einer einzigen Vorrichtung (1) Material (4) aufgebracht werden kann. Beispielsweisekönnte auf ein herzförmiges Stück Pizzateig (12) ebenso ein genießbares, flüssiges oderviskoses Material (4) aufgebracht werden wie auf ein rundes Stück Pizzateig (12).Furthermore, it is conceivable that specific patterns can be applied to a substrate (12) by targeted control of individual valves (7) or material (4) can be applied to differently shaped substrates (12) with a single device (1). For example, an edible, liquid or viscous material (4) could be applied to a heart-shaped piece of pizza dough (12) as well as a round piece of pizza dough (12).
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselbenBezugszahl wie in Fig. 1 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils derBuchstabe a beigefügt ist.Reference is now made to Fig. 2, where like or equivalent parts are designated by the same reference numeral as in Fig. 1 and the relevant reference number is attached to each of the letter a.
Ein in Fig. 2 a bis 2 c in einer geschnittenen Seitenansicht gezeigtes Ventil (7a) einererfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst einen aus einem keramischen, vorzugsweiseAluminiumoxid Oder Zirkonoxid aufweisenden Material, gebildeten Ventilkörper (18) sowieeinen zylinderförmigen Absperrkörper (14a) mit einem konvexen Endabschnitt (19).A valve (7a) of a device according to the invention shown in a sectional side view in FIGS. 2 a to 2 c comprises a valve body (18) formed from a ceramic, preferably alumina or zirconia material, and a cylindrical shut-off body (14a) having a convex end portion (19). ,
In Fig. 2 a ist der Absperrkörper (14a) in einer Offenstellung gezeigt, in der ein vorzugsweisegenießbares, flüssiges oder viskoses Material (4) mit oder ohne stückige Anteile durch einenzylindrischen Einlasskanal (6a), der in einen zylindrischen Auslasskanal (10a) mündet,stromen kann. Stückige Anteile in dem Material (4), das insbesondere Tomatensoße (4) seinkann, könnten beispielsweise Zwiebeln, Hackfleisch oder Oliven sein.In Fig. 2 a, the shut-off body (14a) is shown in an open position in which a preferably pourable, liquid or viscous material (4) with or without lumpy portions through a cylindrical inlet channel (6a), which opens into a cylindrical outlet channel (10a), can flow. Bulky portions in the material (4), which may be tomato sauce (4) in particular, could be, for example, onions, minced meat or olives.
In Fig. 2 b ist der Absperrkörper (14a) in einer Schließstellung gezeigt, in der das Ventil (7a)sperrt.In Fig. 2 b, the shut-off (14 a) is shown in a closed position in which the valve (7 a) blocks.
Der Absperrkörper (14a) ist aus dem selben Material wie der Ventilkörper (18) gebildet undferner flüssigkeitsdicht in einem zylindrischen Führungskanal (20) des Ventils (7a) bewegbarangeordnet. Ein Heraustreten von Tomatensoße (4) aus dem Ventil (7a) durch denFührungskanal (20) nach oben heraus ist nicht möglich.The shut-off body (14a) is formed of the same material as the valve body (18) and is disposed in a fluid-tight manner in a cylindrical guide channel (20) of the valve (7a) movable. A coming out of tomato sauce (4) from the valve (7a) through the guide channel (20) upwards out is not possible.
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Der Führungskanal (20) erstreckt sich sich mindestens von einem oberen Bereich desVentilkörpers (18) bis zu einem Bereich unterhalb des Einlasskanals (6a). Der Absperrkörper(14a) ragt in einer in Fig. 2 b gezeigten Schließstellung des Ventils (7a) mit dem konvexen,dem Auslasskanal (10a) zugewandten Endabschnitt (19) in den Auslasskanal (10a) hinein.Eine eine Dichtheit des Ventils bewirkende Dichtfläche (21) wird von einer Außenseite desAbsperrkörpers sowie einer Innenseite (22) des Führungskanals (20) und des Auslasskanals(10a) gebildet. Dadurch, dass sowohl der Ventilkörper (18a) als auch der Absperrkörper(14b) vorzugsweise aus einem insbesondere Aluminiumoxid und/oder Zirkonoxidaufweisenden keramischen Material gebildet sind, ist die Anbringung von Dichtungsmittelnzwischen dem Absperr- (14a) und dem Ventilkörper (18) nicht notwendig.The guide channel (20) extends at least from an upper portion of the valve body (18) to a portion below the inlet channel (6a). The shut-off body (14a) protrudes into the outlet channel (10a) with the convex end portion (19) facing the outlet channel (10a) in a closed position of the valve (7a) shown in FIG. 2b. A sealing surface effecting a tightness of the valve (FIG. 21) is formed from an outside of the shut-off body and an inside (22) of the guide channel (20) and the outlet channel (10a). By virtue of the fact that both the valve body (18a) and the shut-off body (14b) are preferably formed of a ceramic material, in particular aluminum oxide and / or zirconium oxide, the attachment of sealing means between the shut-off (14a) and the valve body (18) is not necessary.
An einem Übergang des Einlasskanals (6a) zu dem Auslasskanal (10a) ist außerdem eineSchneidkante (23) gebildet. Diese Schneidkante (23) ermöglicht bei einer Bewegung desAbsperrkörpers (14a) in die in Fig. 2 b) gezeigte Schließstellung ein Zerschneiden vonstückigen Anteilen, die sich in dem Material, beispielsweise Tomatensoße (4), befinden undinsbesondere den Auslasskanal (10) blockieren. Die zerkleinerten stückigen Anteile könnendurch den Auslasskanal (10a) auf das Substrat (12) aufgebracht werden. Vorteilhaft führendie stückigen Anteile nicht zu einer Verstopfung des Ventils (7a). Ein Stillstand derVorrichtung wird verhindert.At a transition of the inlet channel (6a) to the outlet channel (10a), a cutting edge (23) is also formed. This cutting edge (23), upon movement of the blocking body (14a) into the closed position shown in Fig. 2 (b), allows to cut into portions which are in the material, for example tomato sauce (4), and in particular block the outlet channel (10). The crushed particulates may be applied to the substrate (12) through the outlet channel (10a). Advantageously, the lumpy portions do not lead to clogging of the valve (7a). A stoppage of the device is prevented.
Bei einem in Fig. 2 c gezeigten Ventil (7a) ist in einen Auslasskanal (10a) zusätzlich einDichtungsring (24) eingebracht, gegen den ein Endabschnitt (19) eines Absperrkörper (14a)in einer in Fig. 2 b) gezeigten Schließstellung anliegt. Dadurch kann eine Dichtheit desVentils (7a) verbessert werden. Der Dichtungsring kann auch an einer anderen als der in Fig.2 c) gezeigten Position in den Auslasskanals (10a) eingebracht sein, beispielsweise aneinem Übergangsbereich, in dem der Einlasskanal (6a) in den Auslasskanal (10a)einmündet.In a valve (7a) shown in FIG. 2c, a sealing ring (24) is additionally introduced into an outlet channel (10a), against which an end portion (19) of a shut-off body (14a) rests in a closed position shown in FIG. 2 b). Thereby, a tightness of the valve (7a) can be improved. The sealing ring can also be introduced at a position other than that shown in FIG. 2 c) in the outlet channel (10a), for example at a transition region in which the inlet channel (6a) opens into the outlet channel (10a).
Bei einer in Fig. 2 d gezeigten, besonderen Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäßeVorrichtung ein Ventil (7a), bei dem zwischen einem Einlasskanal (6a) und einemAuslasskanal (10a) ein als Zwischenspeicher für ein Material (4) vorgesehenes Reservoir(25) angeordnet ist. Der Einlasskanal (6a) sowie der Auslasskanal (10a) sind durch dasReservoir fluidisch miteinander verbunden und senkrecht zueinander angeordnet. In einer inFig. 2 d gezeigten Schließstellung ragt ein Absperrkörper (14a) in den Auslasskanal (10a)hinein und ist koaxial zu diesem angeordnet. An einem Übergang einer Bodenfläche (26) desIn a particular embodiment shown in Fig. 2d, the device according to the invention comprises a valve (7a) in which between an inlet channel (6a) and an outlet channel (10a) arranged as a temporary storage for a material (4) reservoir (25) is arranged. The inlet channel (6a) and the outlet channel (10a) are fluidically connected to each other by the reservoir and arranged perpendicular to each other. In an inFig. 2d shown closing position projects a shut-off (14a) into the outlet channel (10a) and is arranged coaxially thereto. At a transition of a bottom surface (26) of the
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Reservoirs (25) zu dem Auslasskanal (10a) ist eine in diesem Ausführungsbeispielumlaufende Schneidkante (23) gebildet. Ferner ist in einem Endbereich des Auslasskanals(10a) ein Dichtungsring (24) angebracht. Denkbar wäre auch die Einbringung desDichtungsrings (24) im Bereich der Schneidkante (23).Reservoirs (25) to the outlet channel (10a) a rotating in this embodiment, the cutting edge (23) is formed. Furthermore, a sealing ring (24) is mounted in an end region of the outlet channel (10a). It would also be conceivable to introduce the sealing ring (24) in the region of the cutting edge (23).
Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselbenBezugszahl wie in Fig. 1 und 2 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils derBuchstabe b beigefügt ist.Reference is now made to Fig. 3, where the same or equivalent parts with the same reference number as in Fig. 1 and 2 are designated and the relevant reference number is attached to the letter b.
Ein in Fig. 3 a gezeigtes Ventil (7b) einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem rundenQuerschnitt weist einen Absperrkörper (14b) auf, der mit einer in Umfangsrichtungumlaufenden Nut (27) versehen ist. Ferner ist der Absperrkörper an einer Stirnseite (28)mittels einer Feder (29) mit einer Innenseite (30) eines Ventilkörpers (18b) verbunden. Ineiner in Fig. 3 a gezeigten Schließstellung des Ventils ist die Feder (29) nahezuspannunsgfrei, so dass der Absperrkörper (14b) einen Durchgang (31) zu einemAuslasskanal (10b) abdeckt.A valve (7b) of a device according to the invention with a round cross-section shown in Fig. 3a has a shut-off body (14b) which is provided with a circumferential groove (27). Furthermore, the shut-off body is connected at one end face (28) by means of a spring (29) to an inside (30) of a valve body (18b). In a closed position of the valve shown in Fig. 3a, the spring (29) is near-free, so that the shut-off body (14b) covers a passage (31) to an outlet passage (10b).
Um den Absperrkörper (14b) in eine in Fig. 3 b gezeigte Offenstellung zu bewegen, wirddurch einen Kanal (32) ein Medium, beispielsweise Druckluft, in die umlaufende Nut (27)eingebracht, so dass der Absperrkörper (14b) entgegen einer Wirkrichtung einerRückstellkraft der Feder (29) in Richtung des Pfeils (33) bewegt wird. Wird das Medium,beispielsweise die Druckluft, abgelassen, bewirkt eine Rückstellkraft der Feder (29) eineBewegung des Absperrkörpers (14b) zurück in die in Fig. 3 a gezeigte Schließstellung.Dadurch, dass sowohl der Ventilkörper (18b) als auch der Absperrkörper (14b) vorzugsweiseaus einem insbesondere Aluminiumoxid und/oder Zirkonoxid aufweisenden keramischenMaterial gebildet sind, ist die Anbringung von Dichtungen zwischen dem Absperr- (14b) unddem Ventilkörper (18b) nicht notwendig.In order to move the shut-off body (14b) into an open position shown in Fig. 3b, a medium, for example compressed air, is introduced into the circumferential groove (27) through a channel (32), so that the shut-off body (14b) counteracts a direction of action of a restoring force the spring (29) is moved in the direction of the arrow (33). When the medium, for example the compressed air, is released, a restoring force of the spring (29) causes the shut-off body (14b) to move back into the closed position shown in Fig. 3a. In that both the valve body (18b) and the shut-off body (14b ) are preferably formed of a particular alumina and / or zirconia having ceramic material, the attachment of seals between the shut-off (14b) and the valve body (18b) is not necessary.
Ferner ist denkbar, an einer Stirnseite (28) eines Absperrkörpers (14b) sowie an einerInnenseite (30) eines Ventilkörpers (18b) magnetische oder magnetisierbare Elementeangebracht sind, deren Polung entgegengesetzt ist. Dadurch hält eine abstoßendeMagnetkraft den Absperrkörper (14b) in einer in Fig. 3 a gezeigten Schließstellung. Um denAbsperrkörper (14b) in eine in Fig. 3 b gezeigte Offenstellung zu bewegen, wird durch einenKanal (32) ein Medium, beispielsweise Druckluft, in eine umlaufende Nut (27) eingebracht,so dass der Absperrkörper (14b) entgegen einer Wirkrichtung der abstoßenden Magnetkraftin die Offenstellung bewegt wird. Wird ein durch das Medium bewirkter Druck abgelassen,wird der Absperrkörper (14b) durch die abstoßende, als Rückstellkraft wirkende Magnetkraftin die in Fig. 3 a gezeigte Schließstellung zurückbewegt.Furthermore, it is conceivable that magnetic or magnetizable elements, whose polarity is opposite, are mounted on an end face (28) of a shut-off body (14b) and on an inner side (30) of a valve body (18b). As a result, a repulsive magnetic force holds the shut-off body (14b) in a closed position shown in Fig. 3a. In order to move the shut-off body (14b) into an open position shown in FIG. 3 b, a medium (for example compressed air) is introduced through a channel (32) into a circumferential groove (27), so that the shut-off body (14b) counteracts a direction of action of the repelling one Magnetic force is moved to the open position. If a pressure caused by the medium is released, the shut-off body (14b) is moved back into the closed position shown in FIG. 3a by the repulsive magnetic force acting as a restoring force.
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Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselbenBezugszahl wie in Fig. 1,2 und 3 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweilsder Buchstabe c beigefügt ist.Reference is now made to Fig. 4, where like or equivalent parts are denoted by the same reference numerals as in Figs. 1, 2 and 3 and the reference numeral c is appended to each reference.
Ein in Fig. 4 a bis c gezeigtes Verbindungsglied (34) einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,das einen Absperrkörper (14c) mit einem Antriebsmittel (15c) verbindet, ist zweiteiligausgebildet. Ein erster Teil (35) des Verbindungsglieds (34), der aus einem magnetischenMaterial, insbesondere einem hartmagnetischen Werkstoff, gebildet und abschnittsweisehülsenfôrmig ausgebildet ist, ist auf ein obérés Ende des Absperrkôrpers (14c)aufgeschrumpft und weist eine ebene, insbesondere horizontale Kontaktflâche (36) zurVerbindung mit einem zweiten Teil (37) auf. Es versteht sich, dass alternativ zumAufschrumpfen andere Verbindungsarten möglich sind. Dies könnte beispielsweise eineKlebe- und/oder Klemmverbindung sein.A connecting member (34) of a device according to the invention, which connects a shut-off body (14c) to a drive means (15c), is shown in two parts. A first part (35) of the connecting element (34), which is formed from a magnetic material, in particular a hard magnetic material, and is sleeve-shaped in sections, is shrunk onto an upper end of the shut-off body (14c) and has a flat, in particular horizontal, contact surface (36). for connection to a second part (37). It is understood that other types of connection are possible as an alternative to shrinking. This could be, for example, an adhesive and / or clamp connection.
Der zweite Teil (37) des Verbindungsglieds (34), der auch aus einem magnetischen Material,insbesondere einem hartmagnetischen Werkstoff, gebildet und mit dem Antriebsmittel (15c),beispielsweise einem pneumatischen Zylinder oder einem pneumatischen Muskel (16),verbunden ist, weist ebenfalls eine ebene, vorzugsweise horizontale Kontaktflâche (38) auf.Werden die beiden Teile (35, 37) des Verbindungsglieds (34) mit den Kontaktflâchen (36, 38)gegeneinander angelegt, bewirkt eine anziehende Magnetkraft eine Verbindung der beidenTeile (35, 37) in einer in Fig. 4 b gezeigten Kontaktebene (39), die senkrecht zurBewegungsrichtung (40) des Absperrkôrpers (14c) angeordnet ist.The second part (37) of the connecting member (34), which is also made of a magnetic material, in particular a hard magnetic material, and connected to the drive means (15c), for example a pneumatic cylinder or a pneumatic muscle (16), also has a flat, preferably horizontal contact surface (38) auf.Werden the two parts (35, 37) of the connecting member (34) with the contact surfaces (36, 38) against each other applied, an attractive magnetic force causes a connection of the two parts (35, 37) in a contact plane (39) shown in Fig. 4b, which is arranged perpendicular to the direction of movement (40) of Absperrkörpers (14c).
Bei einer in Fig. 4 b gezeigten Verbindung des Absperrkôrpers (14c) mit dem Antriebsmittel(15c), das einen pneumatischen Muskel (16) oder einem pneumatischen Zylinder aufweist,verlaufen eine Lângsache des Absperrkôrpers (14c) und eine Lângsachse despneumatischen Muskels (16) oder des Zylinders koaxial.In a connection of the shut-off body (14c) shown in Fig. 4b to the drive means (15c) having a pneumatic muscle (16) or a pneumatic cylinder, a longitudinal axis of the shut-off body (14c) and a longitudinal axis of the pneumatic muscle (16) or the cylinder coaxial.
Bei einer in Fig. 4 c gezeigten Anordnung des Absperrkôrpers (14c) zu dem Antriebsmittel(15c) sind die beiden Teile (35, 37) des Verbindungsglieds (34) in der Kontaktebene (37)zueinander versetzt angeordnet. Durch die magnetische Verbindung kann weiterhin eineaxiale Kraft zur Auf- und Abbewegung des Absperrkôrpers (14c) in Richtung desDoppelpfeils (40) übertragen werden. Querkräfte können nicht übertragen werden, da diebeiden Teile (35, 37) in der Kontaktebene (39) zueinander verschiebbar sind. Dies istinsbesondere vorteilhaft, wenn ein vollkeramisches Ventil (7; 7a; 7b; 7c) oder ein Ventil miteinem keramischen Ventilkörper genutzt wird. Querkräfte können zu einer Undichtigkeit desVentils führen, indem ein Spalt zwischen einem Absperrkörper (14; 14a; 14b; 14c) und einemVentilkörper (18; 18b) gebildet wird.In an arrangement of the Absperrkörr (14c) shown in Fig. 4 c to the drive means (15c), the two parts (35, 37) of the connecting member (34) in the contact plane (37) are arranged offset from one another. The magnetic connection can further transmit an axial force to move the shut-off body (14c) up and down in the direction of the double-headed arrow (40). Transverse forces can not be transmitted because the two parts (35, 37) in the contact plane (39) are mutually displaceable. This is particularly advantageous when using a full ceramic valve (7; 7a; 7b; 7c) or a valve with a ceramic valve body. Transverse forces can cause the valve to leak by forming a gap between a shut-off body (14; 14a; 14b; 14c) and a valve body (18; 18b).
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Vorteilhaft können Abweichungen von einer exakt koaxialen Ausrichtung desAntriebsmittels(16; 16; 15c) zu dem Absperrkörper (14; 14a; 14b; 14c) ausgeglichen werden.Dadurch wird eine Standzeit eines Ventils (7; 7a; 7b; 7c) erhöht. Außerdem sind dasAntriebsmittel (15; 16; 15c) und der Absperrkörper (14; 14a; 14b; 14c) unabhängigvoneinander austauschbar.Advantageously, deviations from exactly coaxial alignment of the drive means (16; 16; 15c) with the shut-off body (14; 14a; 14b; 14c) can be compensated for. This increases a service life of a valve (7; 7a; 7b; 7c). In addition, the drive means (15; 16; 15c) and the shut-off body (14; 14a; 14b; 14c) are independently interchangeable.
Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, wo gleiche Oder gleichwirkende Teile mit derselbenBezugszahl wie in Fig. 1, 2, 3 und 4 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweilsder Buchstabe d beigefügt ist.Reference is now made to Fig. 5, where like or equivalent parts are designated by the same reference numerals as in Figs. 1, 2, 3 and 4 and the respective reference numeral is accompanied by the letter d.
Bei in Fig. 5 a, b und c in einer geschnittenen Seitenansicht gezeigten Ventilen (7d) einererfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Einlasskanal (6d) schräg zu einem Auslasskanal(1 Od) angeordnet.In valves (7d) of a device according to the invention shown in a sectional side view in FIGS. 5 a, b and c, an inlet channel (6d) is arranged obliquely to an outlet channel (1 Od).
Eine in Fig. 5 a gezeigte Schneidkante (23d), zu deren Bildung der Einlasskanal (6d) sowieder Auslasskanal (1 Od) in einem stumpfen Winkel zueinander angeordnet sind, ist wenigerscharf als eine Schneidkante (23d), zu deren Bildung der Einlasskanal (6d) und derAuslasskanal (10d) wie in Fig. 5 c gezeigt in einem spitzen Winkel zueinander angeordnetsind.A cutting edge (23d) shown in Fig. 5a, the inlet channel (6d) and outlet channel (1Od) of which are arranged at an obtuse angle to each other, is less sharp than a cutting edge (23d) formed to form the inlet channel (6d ) and the exhaust passage (10d) are arranged at an acute angle to each other as shown in Fig. 5c.
Außerdem weisen in Fig. 5a bis 5c gezeigte Absperrkörper verschieden geformte End-abschnitte (41,43, 45) auf, an denen eine vorzugsweise umlaufende Schneidkante (42, 44,46) gebildet ist. Der Endabschnitt (41) ist eben, die Endabschnitte (43, 45) sind konkavausgebildet. Dadurch lassen sich unterschiedlich gute Schneidwirkungen erreichen, wobeidie in Fig. 5 c gezeigte Schneidkante (46) eine bessere Schneidwirkung ermöglicht alsdiejenigen in Fig. 5 a und b gezeigten.In addition, shut-off bodies shown in FIGS. 5a to 5c have differently shaped end sections (41, 43, 45) on which a preferably circumferential cutting edge (42, 44, 46) is formed. The end portion (41) is flat, the end portions (43, 45) are concave. As a result, differently good cutting effects can be achieved, wherein the cutting edge (46) shown in Fig. 5 c allows a better cutting action than those shown in Fig. 5 a and b.
Denkbar ist ferner, dass die Schneidkante (42, 44, 46) an einer dem Einlasskanal (6d)zugewandten Seite, nicht jedoch an einer dem Einlasskanal (6d) abgewandten Seiteausgebildet ist.It is also conceivable that the cutting edge (42, 44, 46) is formed on a side facing the inlet channel (6d), but not on a side facing away from the inlet channel (6d).
Obwohl bei in Fig. 5 a bis c gezeigten Ventilen (7d) sowohl an einem Übergang des Einlass-(6b) zu einem Auslassskanal (10b) eine Schneidkante (23; 23b; 23d) ausgebildet ist und eineweitere Schneidkante (42, 44, 46) an dem Endabschnitt (41, 43, 45), ist dies nicht zwingenderforderlich. Es ist denkbar, dass in einem Ventilkörper (18; 18b; 18d) eine Schneidkante (23;23b; 23d) oder an einem Endabschnitt (19; 41,43, 45) eines Absperrkörpers (14; 14a; 14b;14d) eine Schneidkante (42, 44, 46) ausgebildet ist.Although in valves (7d) shown in Figures 5a to c, a cutting edge (23; 23b; 23d) is formed at both a transition of the inlet (6b) to an outlet channel (10b) and another cutting edge (42,44,46) is formed ) at the end portion (41, 43, 45), this is not mandatory. It is conceivable that in a valve body (18; 18b; 18d) a cutting edge (23; 23b; 23d) or at an end portion (19; 41,43,45) of a shut-off body (14; 14a; 14b; 14d) has a cutting edge (42, 44, 46) is formed.
Zwar sind in einen in Fig. 1 bis 5 gezeigten Ventilkörper (18; 18b; 18d) vertikal angeordneteAuslasskanäle (10; 10a; 10b; 10d) eingebracht, dennoch ist deren Anordnung mit einerhorizontalen Richtungskomponente denkbar.Although vertically disposed outlet passages (10; 10a; 10b; 10d) are incorporated in a valve body (18; 18b; 18d) shown in Figs. 1 to 5, their arrangement with a horizontal directional component is conceivable.
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Ferner ist denkbar, dass in einem Ventilkörper (18; 18b; 18d) einer erfindungsgemäßenVorrichtung (1) mehrere Einlasskanäle (6; 6a; 6b; 6d), die in einen einzigen Auslasskanal(10; 10a; 10b; 10c) oder ein einziges Reservoir (25) einmünden, vorgesehen sind. Obwohljeder Einlasskanal (6; 6a; 6b; 6d) mit einem einzigen Vorratsbehälter (2) verbunden seinkann, ist denkbar, dass jeder Einlasskanal (6; 6a; 6b; 6d) mit einem eigenen Vorratsbehälterverbunden ist, wobei sich in den Vorratsbehältern gleiche oder vorzugsweiseunterschiedliche Materialien (4) befinden.It is also conceivable that in a valve body (18; 18b; 18d) of a device (1) according to the invention a plurality of inlet channels (6; 6a; 6b; 6d) arranged in a single outlet channel (10; 10a; 10b; 10c) or a single reservoir (25) merge are provided. Although each inlet channel (6; 6a; 6b; 6d) may be connected to a single reservoir (2), it is conceivable that each inlet channel (6; 6a; 6b; 6d) is connected to a separate reservoir, with equal or preferably different reservoirs Materials (4) are located.
Verlaufen die Einlasskanäle (6; 6a; 6b; 6d) in unterschiedlichen Winkeln zu demAuslasskanal (10; 10a; 10b; 10d), können je nach Anwendungsfall unterschiedlich scharfeSchneidkanten (23; 23b; 23d) in einem einzigen Ventil (7; 7a; 7b; 7d) ausgebildet werden.Ferner ist eine Aufbringung einer Mischung verschiedener genießbarer, flüssiger oderviskoser Materialien (4) auf ein Lebensmittelsubstrat (12) in unterschiedlichenMischungsverhältnissen möglich.If the inlet channels (6; 6a; 6b; 6d) extend at different angles to the outlet channel (10; 10a; 10b; 10d), different sharp cutting edges (23; 23b; 23d) may be formed in a single valve (7; 7a; 7b Further, application of a mixture of different edible, liquid or viscous materials (4) to a food substrate (12) in different mixing ratios is possible.
Beispielsweise könnte aus einem ersten Vorratsbehälter (2) und einem ersten Einlasskanal(6; 6a; 6b; 6d) eine Tomatensoße (4) mit stückigen Tomaten in das Ventil eingebrachtwerden, während über einen zweiten Vorratsbehälter und einen zweiten Einlasskanal eineTomatensoße mit Olivenstücken in das Ventil (7; 7a; 7b; 7d) eingebracht wird.For example, a tomato sauce (4) with chunky tomatoes could be introduced into the valve from a first hopper (2) and a first inlet channel (6; 6a; 6b; 6d), while a tomato sauce with olive pieces into the valve via a second hopper and a second inlet channel (7; 7a; 7b; 7d) is introduced.
Obwohl in den Fig. 1 bis 5 der Einlasskanal (6; 6a; 6b; 6d) und der Auslasskanal (10; 10a;10b; 10c) einen gleichen Durchmesser und/oder eine nahezu gleiche Lange aufweisen, istdies nicht zwingend erforderlich. Denkbar ist, dass der Einlasskanal (6; 6a; 6b; 6d) einengrößeren oder kleineren Durchmesser als der Auslasskanal (10; 10a; 10b; 10c) aufweistund/oder kürzer oder länger als der Auslasskanal (10; 10a; 10b; 10c) ist. Weist einEinlasskanal (6; 6a; 6b; 6d) einen größeren Durchmesser als ein Auslasskanal (10; 10a; 10b;10c) auf, können genießbare, flüssige oder viskose Materialien mit stückigen Anteilenbesonders gut verarbeitet werden, da die stückigen Anteile vor dem Heraustreten aus demVentil (7; 7a; 7b; 7d) an einer Schneidkante (23; 23d; 42, 44, 46) zerteilt werden können. 1st ein Einlasskanal (6; 6a; 6d) in Strömungsrichtung konisch zulaufend ausgebildet, kanneine sehr laminare, wirbelfreie Einströmung in das Ventil (7; 7a; 7b; 7d) ausgebildet werden.Lufteinschlüsse, die eine inhomogene Auftragung auf das Substrat (12) bewirken, werdenvorteilhaft verhindert.Although in Figures 1 to 5 the inlet duct (6; 6a; 6b; 6d) and the outlet duct (10; 10a; 10b; 10c) are of equal diameter and / or nearly equal length, this is not mandatory. It is conceivable that the inlet channel (6; 6a; 6b; 6d) has a larger or smaller diameter than the outlet channel (10; 10a; 10b; 10c) and / or is shorter or longer than the outlet channel (10; 10a; 10b; 10c) , If an inlet channel (6; 6a; 6b; 6d) has a larger diameter than an outlet channel (10; 10a; 10b; 10c), edible, liquid or viscous materials with lumpy proportions can be processed particularly well, since the lumpy portions form before they emerge the valve (7; 7a; 7b; 7d) can be divided at a cutting edge (23; 23d; 42,44,46). If an inlet channel (6; 6a; 6d) is tapered in the direction of flow, a very laminar, vortex-free inflow can be formed in the valve (7; 7a; 7b; 7d). Air inclusions which cause an inhomogeneous application to the substrate (12) , are advantageously prevented.
Außerdem ist denkbar, dass ein Vorratsbehälter (2), mehrere Zuführleitungen (5), die zumehreren Ventilen (7; 7a; 7b; 7d) führen, eine blockartige Baugruppe bilden. Vorteilhaft wirddadurch eine besonders kompakte Bauweise der Vorrichtung (1) ermöglicht.In addition, it is conceivable that a reservoir (2), a plurality of supply lines (5) leading to the more valves (7; 7a; 7b; 7d) form a block-like assembly. This advantageously makes possible a particularly compact design of the device (1).
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