Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kassette bestehend aus zwei miteinander verbindbaren Kassettenschalen, zwischen denen ein zu entleerender Schlauchbeutel mit einer Auslassöffnung hängend gehalten ist und mittels einer Presswalze weitgehend restenfrei entleerbar ist, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Kassetten der hier interessierender Art sind für die Dispenser geeignet, in denen ein oder mehrere Kassetten einschiebbar und gegebenenfalls beheizbar sind. Insbesondere handelt es sich hierbei um Dispenser für fliessfähige Lebensmittel die dosiert abgegeben werden müssen. Solche Dispenser werden insbesondere in Imbiss-Stuben und Fastfood- Restaurants verwendet.

Stand der Technik

Bereits aus der US2002/0092879 ist eine Dispenservorrichtung für den Nahrungsmittelversorgungsbereich bekannt in dem ein Schlauchbeutel mit einem viskosen Inhaltsstoff angebracht oder anbringbar ist und eine Hilfsvorrichtung aufweist mit der durch mechanische Druckeinwirkung auf den Schlauchbeutel der im Schlauchbeutel befindliche viskose Inhaltsstoff kontinuierlich in Richtung zu der Ausgabevorrrichtung am Schlauchbeutel drängbar ist. Insbesondere ist hier eine Presswalze offenbart, die im Fluiddispenser horizontal an den Schlauchbeutel auf- und anliegt und durch ihr Eigengewicht den im Schlauchbeutel befindlichen viskosen Inhaltsstoff kontinuierlich zu der Ausgabeeinrichtung am Schlauchbeutel zu drängen vermag. Diese Dispenservorrichtung weist jedoch keine Kassetten auf und der Schlauchbeutel ist nicht aufgehängt sondern klämmend am frontalen Deckel des Dispensergehäuses gehalten. Die Presswalze besitzt einen auf einer Achse drehbargelagerten Kern, auf den ein hohlzylindrischer Mantel aus geschäumten, elastisch komprimierbaren Kunststoff aufgeschoben ist. Auf den Seitenwänden des Dispensergehäuses sind zwei Zahnstangen angeordnet, die in einen Bogen sich der Frontwand nähern und dann parallel zu diesen abwärts führen. Am Ende der Achse die den Kern durchsetzt, sind beidseitig Schwenkarme mit Führungsrollen die auf der Unterseite direkt, oder mittelbar über einen Gleitklotz anliegen. Die Beweglichkeit der Presswalze senkrecht zur Zahnstange ist damit verhindert.

Aus dem US Patent 5199610 ist eine Dispenservorrichtung für eine Zahnpastatube offenbart. Auch diese Vorrichtung weist keine Kassetten auf. Die Vorrichtung besitzt eine Presswalze, die einseitig auf einer Zahnstange und andererseits in einer Kulissenführung geführt ist. Die Presswalze wird über ein Hebelsystem mechanisch abwärts bewegt.

Aus dem US Patent 7147134 und weiteren Dokumenten sind Dispenser bekannt, die Kassetten aufweisen und in denen Schlauchbeutel gehalten sind die mittels einer Pumpe in gewünschten Dosiermengen entleerbar sind. Solche Kassetten weisen jedoch keine Presswalzen auf. Das Problem besteht jedoch darin, dass bei der Entleerung der Schlauchbeutel diese sich verformen und entsprechend zu Faltenbildungen neigen in denen Restmengen des Nutzinhalten gefangen bleiben. Entsprechend sind Verluste von bis zu 15% durchaus üblich. Kassetten für Dispensergeräte zur Aufnahme von Schlauchbeuteln die zudem eine Presswalze aufweisen sind bisher nicht bekannt. Nur solche Kassetten die aus Metall oder Kunststoff gefertigt sind ermöglichen es einen kontinuierlichen Betrieb zu gewährleisten, falls der entsprechende Dispenser mehr als eine Kassette besitzt, so kann während des Austausches einer Kassette durch eine neue Kassette mit gefülltem Schlauchbeutel ununterbrochen weiter dosiert werden kann. Hierdurch wird ein Betriebsunterbruch vermieden .

Es ist folglich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kassette der eingangs genannten Art mit einer Presswalze zu versehen, die die Faltenbildung im Schlauchbeutel weitgehend zu vermeiden vermag und eine absolut horizontale Ausrichtung der Presswalze in jeder Entleerungsposition gewährleistet und deren Funktion auch bei Bildung von Falten im Schlauchbeutel oder bei etwas grösseren Weichteilen im Beutelinhalt überwunden werden kann, ohne dass die Presswalze, die nur unter Krafteinwirkung seines Gewichtes sich abwärts bewegt, gestoppt wird. Die Presswalze besitzt, wie bereits aus der US 2002/0092879A1 bekannt, einen zylindrischen, metallenen Kern mit einem darauf aufgezogenen hohlzylindrischen Mantel, aus geschäumten, elastisch komprimierbaren Kunststoff, wobei der Kern mit je einem drehfest aufgesetzten Zahnrad versehen ist, wobei entsprechend der Grösse der Kassette zwei parallele auf die Zahnräder ausgerichtete und angepasste Zahnstangen vorhanden sind.

Die vorliegende Erfindung schafft nun erstmals eine Lösung für Kassetten für eine Dosiervorrichtung, wie hier beschrieben, die sich dadurch auszeichnet, dass die beiden drehfest auf dem Kern der Presswalze angeordneten Zahnräder je mit einem daran angeordneten, freidrehenden Laufrad versehen sind, die einen grösseren Durchmesser als die Zahnräder aufweisen, und dass in der Kassettenschale, die im geschlossenen Zustand der Kassettenschale mit den Zahnstangen gegenüberliegt, Laufbahnen vorhanden sind auf denen die freidrehenden Laufräder rollen können. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des

Erfindungsgegenstandes gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und deren Bedeutung und Wirkungsweise sind in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

In der anliegenden Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 Ein Beispiel einer Dispenservorrichtung mit zwei darin einsetzbaren und auswechselbaren Kassetten in perspektivischer Ansicht.

Fig. 2 zeigt eine Kassette gemäss Fig. 1 im geöffneten

Zustand in einer Teilansicht mit darin eingesetztem

Schlauchbeutel .

Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Teilansicht die

Presswalze, wobei das auf den Kern aufsteckbare Zahnrad und das damit zu verbindende Laufrad in einer Explosions-Zeichnung dargestellt ist. zeigt einen Teilschnitt durch die geschlossene Kassette zur Erläuterung der Führung der Presswalze in der Kassette. In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Dosiervorrichtung, die insgesamt mit 1 bezeichnet ist, in perspektivischer Ansicht gezeigt. Die Dosiervorrichtung 1 besitzt einen Standfuss 2 in dem eine Auffangschale 3 eingeformt ist. Das Gehäuse 4 der Dosiervorrichtung 1 ist mittels einer Säule 7 mit dem Standfuss 2 verbunden. Das Gehäuse 4 dient zur Aufnahme von einer oder mehreren Kassetten 10 die in das Gehäuse auswechselbar einschiebbar sind. Das Gehäuse 4 der Dosiervorrichtung 1 lässt sich mittels einem Frontdeckel 5 verschliessen . Im Frontdeckel 5 ist ein Display 6 mit entsprechendem Bedienungspanel angeordnet. Über das Bedienungspanel lässt sich die gewünscht Dosiermenge einstellen und dann über eine entsprechende Bedienungstaste eine Dosierportion auslösen.

In der Fig. 2 ist eine erfindungsgemässe Kassette im geöffneten Zustand gezeigt, mit einem darin hängend gehaltenen Schlauchbeutel 20. Dieser Schlauchbeutel 20 liegt in einer Kassettenschale 12, die nachfolgend auch Bodenkassettenschale genannt wird. Die andere Kassettenschale 11 wird entsprechend als Deckelkassettenschale bezeichnet. Die Bodenkassettenschale 12 ist über eine Scharnierverbindung mit der Deckelkassettenschale 11 verbunden.

Selbstverständlich brauchen die beiden Kassettenschalen nicht zwingend über eine Scharnierverbindung miteinander verbunden zu sein, sondern die beiden Kassettenschalen 11, 12 können auch einfach zusammengesteckt werden und dann in dieser geschlossenen Lage mittels Verschlussmittel 13 gesichert werden. In vorliegendem Fall sind diese Verschlussmittel 13 hakenförmige Griffe, die gelenkig an der Bodenkassettenschale 12 angeordnet sind und im geschlossenen Zustand der Kassette 10 die Deckenkassettenschale 11 teilweise übergreifen und elastisch einhaken.

Der Schlauchbeutel 20 ist in der Bodenkassettenschale 12 mittels zwei Klemmen 15, 16 gehalten. Die Klemme 15 ist fest angeordnet, während die Klemme 16 verschiebbar gestaltet ist. Hierdurch lassen sich Schlauchbeutel 20 unterschiedlicher Grösse halten. Zudem ist der Schlauchbeutel 20 in der Kassette leicht geneigt gehalten, was der möglichst verlustfreien Entleerung förderlich ist.

Am Schlauchbeutel 20 ist ein Auslaufstutzen 21 mittels einem Flansch 22 fest verbunden. Mit dem Auslaufstutzen 21 verbunden ist eine Pumpe 23 angeordnet. An der Bodenkassettenschale 12 ist eine Pumpenhalterung 24 angeformt in der die Pumpe 23 form- und/oder kraftschlüssig gehalten ist. Die Pumpe besitzt eine steckbare Antriebswellenaufnahme 25, in der die Antriebswelle, in eingeschobenen Zustand der Kassette 10 in die Dispenservorrichtung, eingreift. Die Kassette 10 ist bevorzugterweise aus Kunststoff gefertigt. Die beiden Kassettenschalen 11 und 12 können gesondert gefertigt werden oder, falls die Scharnierverbindung 14 als Filmscharnier ausgestaltet ist, können die beiden Kassettenschalen 11, 12 einstückig gefertigt sein. Der eigentliche Antrieb der Pumpe ist Teil der Dispenservorrichtung, jedoch in der Figur 1 nicht ersichtlich. Der Frontdeckel 5 besitzt an seinem unteren Ende eine angeformte Einschubsicherung 8. Diese drückt an die Pumptenhalterung 24 und stellt sicher, dass die eingeschobenen Kassetten 10 sich in der korrekten Lage im Gehäuse 4 befinden sobald der Frontdeckel 5 geschlossen ist. Dabei ist auch sichergestellt, dass die nicht sichtbare Antriebswelle in korrekter Verbinndung mit der steckbaren Antriebswellenaufnahme 25 der Pumpte 23 verbunden ist.

Jede Kassettenschale 11, 12 besitzt jeweils eine Schalenflächenwand 18 die von einer umlaufenden Seitenwand 19 begrenzt wird. Auf oder in der Schalenflächenwand 18 sind integral Zahnstangen 26 eingeformt. Die Zahnstangen verlaufen parallel und je in relativer Nähe der Längsseitenwänden, die Teil der umlaufenden Seitenwand 19 sind. Je nach Gestaltungsform können die beiden parallelen Zahnstangen 26 als Vertiefungen in der Schalenflächenwand 18 bevorzugterweise in der Bodenkassettenschale 12 eingeformt sein. Dies zeigt ein vergrösserter Teilschnitt durch die geschlossene Kassette 10 der Fig. 4. Die Deckelkassettenschale 11 besitzt entsprechend zwei parallele, je direktanschliessend an den Längsseitenwänden der umlaufenden Seitenwand 19 verlaufende Laufbahnen 27. Diese Laufbahnen 27 sind gegenüber der Schalenflächenwand 18 auf der Kassetteninnseite erhöht. Auf deren Bedeutung und Wirkung wird später noch eingegangen. In der Fig. 3 ist die Presswalze 30 in einer Explosions- Zeichnung detailliert dargestellt. Die Presswalze 30 hat einen zylindrischen Kern aus Metall, beispielsweise aus Stahl, Messing, Bronze oder Eisen. Auf den zylindrischen Kern 31 ist ein hohlzylindrischen Mantel aus geschäumten, elastisch komprimierbaren Kunststoff aufgezogen. Ein solcher Mantel kann beispielsweise aus einem geschäumten Polyurethan bestehen. Je nach Viskosität des aus dem Schlauchbeutel 20 auszupressenden Materials wird die Härte des hohlzylindrischen Mantels festgelegt. Wird für den hohlzylindrischen Mantel ein zu weiches Material gewählt, so vermag die Presswalze eventuell auftretende Rümpfe oder Falten des Schlauchbeutels nicht auszuglätten . Der Fachmann wird bevorzugterweise ein Material mit einer Shore A Härte zwischen 20 und 60 Shore A wählen.

Die aus dem hohlzylindrischen Mantel herausragenden Enden des zylindrischen Kernes 31 weist eine aufgeraute Struktur 33 auf. Auf diese Enden des zylindrischen Kernes 31 ist ein Zahnrad 34 aufgeschoben. Dieses Zahnrad 34 ist Teil einer doppelwandigen Nabe 35. Die doppelwandige Nabe 35 besteht aus zwei konzentrischen Rohrabschnitten die über eine radial verlaufende Verbindungswand 37 miteinander verbunden sind. Diese radiale Verbindungswand 37 bildet im aufgeschobenen Zustand der doppelwandigen Nabe 35 auf den zylindrischen Kern 31 eine Anschlagfläche für den hohlzylindrischen Mantel 32. Der innere konzentrische Rohrabschnitt besitzt eine Deckfläche 38, die im aufgeschobenen Zustand der doppelwandigen Nabe 35 als Anschlag für den zylindrischen Kern 31 bildet. In der Mantelwand des inneren Rohrabschnittes 36a sind im regelmässigen Abstand über dem Umfang verteilt mehrere Federzungen 39 angebracht. Im äussersten Bereich des äusseren Rohrabschnittes 36b ist der Zahnkranz angeformt, welcher das Zahnrad 34 bildet. Dieser Zahnkranz ist in Form und Grösse der Zahnstange 26 angepasst.

Da die doppelwandige Nabe 35 mit Presssitz auf den zylindrischen Kern 31 der Presswalze 30 sitzt, ist das Zahnrad 34 drehfest mit dem zylindrischen Kern 31 verbunden. Die aufgeraute Struktur 33 an den Enden des zylindrischen Kernes 31 erhöht deren Haftung auf dem Kern. In der doppelwandigen Nabe 35 ist nun eine Lagerbuchse 40 drehbar gelagert. Die Lagerbuchse 40 weist einen Innendurchmesser auf, der geringfügig grösser ist als der Aussendurchmesser des inneren Rohrabschnittes 36a der doppelwandigen Nabe 35. Die axiale Länge der Lagerbuchse 40 ist länger als der innere Rohrabschnitt 36a der doppelwandigen Nabe 35. Am peripheren Ende besitzt die Lagerbuchse 40 einen Flansch, welcher das Laufrad 41 bildet. In der Lagerbuchse 40 ist ein stufenförmiger Absatz 42 oder eine Ringnut eingeformt. In dieser Ringnut bzw. an diesem Absatz 42 greifen nun die Federzungen 39 ein, wenn die Lagerbuchse 40 auf den inneren Rohrabschnitt 36a aufgeschoben ist. Damit ist das Laufrad 41 in axialer Richtung gesichert und dank eines angemessenen Spiels lagert die Lagerbuchse 40 in der doppelwandigen Nabe freidrehend. Das Laufrad 41 endständig als Flansch an der Laufbuchse 40 angeformt, und bildet das freidrehende Laufrad 41. Die Federzungen 39 weisen im Bereich ihrer freifedernden Enden entsprechende Rückhaltenasen 43 auf, die entweder in der jeweiligen ringförmigen Nut 42 oder hinter den stufenförmigen Absatz in der Laufbuchse 40 eingreifen. Bei der Verwendung der erfindungsgemässen Kassette wird diese anfänglich geöffnet in die Position die die Figur 2 zeigt, und der Schlauchbeutel 20 wird gespannt gehalten mittels den Klemmen 15 und 16 eingesetzt und die Pumpe 23 in die Pumpenhalterung 24 eingeschoben. Nun wird die Presswalze 30 direkt unterhalb den Klemmen 15 und 16 mit den Zahnrädern 34 in die Zahnstangen 26 eingelegt. Die Presswalze 30 liegt nun im obersten Bereich auf dem Schlauchbeutel auf und die beiden Kassettenschalen 11, 12 werden nun in Schliessrichtung zugeklappt und mittels den Verschlussmitteln 13 wird die Kassette verschlossen. Der Schlauchbeutel 20 liegt nun wie in der Fig. 4 deutlich erkennbar auf der Schalenflächenwand 18 auf. Hierbei ist die Presswalze 30 so angeordnet, dass der hohlzylindrische Mantel 32 aus einem federelastischem Kunststoff direkt auf der entsprechenden Schalenbodenwand 18 aufliegen würde, wenn kein Schlauchbeutel in der Kassette wäre. Hierbei darf sich dieser, je nach Härte des hohlzylindrischen Mantels 32, nicht oder nur geringfügig verformen. Liegt jedoch der Schlauchbeutel 20 in der Kassette 10, so wird der hohlzylindrische Mantel mindestens um die Dicke der beiden Wände des Schlauchbeutels zusammengedrückt. Da die Presswalze 30 einerseits in der einen Kassettenschale mit den Zahnrädern 34 in den Zahnstangen 26 und andererseits die freidrehenden Laufräder auf den Laufbahnen 27 in der gegenüberliegenden Kassettenschale aufliegt, ist die Lage der Presswalze immer gesichert. Bildet sich im Schlauchbeutel 20 eine Falte und wird diese durch die Presswalze 30 nicht geglättet, so vermag die Presswalze trotzdem ihren Weg in der stehenden Kassette unter Einwirkung der Gravitationskraft weiter abwärts fortsetzen, wobei lediglich der hohlzylindrische Mantel 32 entsprechend stärker komprimiert wird .

Bisher verblieb in bekannten pressrollenfreien Kassetten einer Dosiervorrichtung im entleerten Schlauchbeutel 20 eine Restmenge von 5 - 12% des Inhalts. Bei Versuchen mit der erfindungsgemässen Kassette mit integrierter Presswalze 30 konnte die Restmenge im entleerten Schlauchbeutel auf 1 - 4% des ursprünglichen Inhaltes reduziert werden. Die Versuche wurden mit verschiedenen Flüssigkeiten mit einer Viskosität von 1 - 70000 Centipoids durchgeführt. Hierbei wurden auch Schlauchbeutel verwendet, die als Inhalt Lebensmittel mit Feststoffanfeilen aufwiesen. Solche Lebensmittel sind beispielsweise Saucen mit gekochten Gemüsepartikel, wie sie beispielsweise als Tatarsauce oder Barbecuesauce bekannt sind. Gerade solche Saucen bewirken durch ihre nicht vorhandene Homogenität dazu, dass die Schlauchbeutel zu mehr Faltenbildung neigen und sich somit vermehrt Einschlüsse bilden .

Neben der hier im Detail beschriebenen Ausführungsform sind Abweichungen der Gestaltung im Rahmen des Schutzumfanges dieses Schutzrechtes durchaus möglich. Beispielsweise können die Laufflächen als vertiefte Rillen gebildet sein, in denen die entsprechend gestalteten Laufräder laufen. Hierbei würde man dann die Laufbahnen als konische Nuten gestalten und die Laufräder entsprechend formen. Bei einer solchen Ausgestaltungsform ist es praktisch nicht möglich die Presswalze so auf den Zahnstangen aufzulegen, dass die linke Seite im Vergleich zur rechten Seite auch nur um einen Zahn versetzt ist, da nun die Laufräder in den nutenförmigen Laufbahnen klemmen.

In der hier dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei der Pumpe 23 um eine kunststoffgefertigte Zahnradpumpe oder Flügelpumpe doch selbstverständlich kommen auch andere Pumpen in Frage. Insbesondere braucht es sich bei der Pumpe auch keineswegs um eine Pumpe zu handeln die elektromechanisch angetrieben ist sondern die Pumpe kann beispielsweise auch über einen Betätigungshebel von Hand betätig bar sein. Eine solche Ausführungsform kommt dann selbstverständlich ohne Fremdenergie aus .

Der grosse Vorteil dieser erfindungsgemässen Lösung besteht darin, dass es hier praktisch unmöglich ist, dass bei der Entleerung des Schlauchbeutels irgendwelche Lufteinschüsse in den Schlauchbeutel gelangen können. Insbesondere bei der hier dargestellten Ausführungsform, bei dem der Schlauchbeutel bereits mit einem angeformten Auslaufstutzen versehen ist und dieser Auslaufstutzen gleichzeitig mit einer Einwegpumpe aus Kunststoff mitgeliefert wird. So ist es praktisch auch unmöglich den Inhalt zu kontaminieren, wie dies sonst beim Aufstechen eines Schlauchbeutels geschehen kann. Hierbei weist eine solche Einwegpumpe zudem eine integralelastomeres Ventil auf, welches den Ausgang der Pumpe nach jeder Dosierung automatisch verschliesst.

Die hier beschriebene erfindungsgemässe Kassette lässt sich praktisch mit allen erforderlichen Konstruktionsteilen aus ein oder zwei Teilen spritzgusstechnisch fertigen. Es müssen nur noch die Klemmen zur Halterung des Schlauchbeutels eingesetzt werden. Auch die Montage der Presswalze ist äusserst einfach, in dem lediglich auf dem zylindrischen Kern 31 der hohlzylindrische Mantel aufgeschoben werden muss und danach beidseitig je eine doppelwandige Nabe aufgesteckt werden kann und in diese sodann die Lagerbuchse mit den angeformten Laufrädern eingesteckt werden können. Dank der exakten Führung der Presswalze 30, die einerseits mit den Zahnräder 34 auf den Zahnstangen 26 laufen und andererseits mit den Laufrädern 41 auf den Laufflächen, wobei die Zahnräder bzw. die Pressrolle in eine Richtung drehen und die Laufräder in Gegenrichtung drehen. Dank dieser Konstruktion wird ein reibungsarmes aber exaktes, verkanntfreies Laufen der Presswalze garantiert.

Es ist aber von Vorteil, wenn man das minimale Sollmass zwischen der Lauffläche 27 und dem Zahngrund der Zahnstange 26, auf derselben Seite der geschlossenen Kassette 10 grösser gestaltet als das Minimalsollmass . Dies erlaubt ein gewisses Mass an Auslenkung, ohne dass der Eingriff der Pressrolle aus den Zahnstangen in Frage gestellt ist. Sind aber etwas grössere Festanteile im Inhalt des Schlauchbeutels 20 vorhanden und der Schlauchbeutel bildet hier zufällig auch noch eine Falte, so ist das Abrollen der Presswalze lediglich unter Einwirkung seines Eigengewichtes noch gewährleistet. Bezugszeichenliste :

1. Dosiervorrichtung

2. Standfuss

3. Auffangschale

4. Gehäuse

5. Frontdeckel

6. Display und Bedienungspanel

7. Säule

8. Einschubsicherung

10. Kassette

11. Kassettenschale, Deckelkassettenschale

12. Kassettenschale, Bodenkassettenschale

13. Verschlussmittel

14. Scharnierverbindung der beiden Kassettenschalen

15. Klemme fest angeordnet

16. Klemme verschiebbar angeordnet

17. Pumpenhaiterung

18. Bodenflächenwand

19. Umlaufende Seitenwand

20. Schlauchbeutel

21. Auslaufstutzen

22. Flansch

23. Pumpe

25. Steckbare Antriebswellenaufnahme

26. Zahnstangen

27. Laufbahn 30. Presswalze

31. Zylindrischer Kern

32. Hohlzylindrischer Mantel

33. Aufgerauhte Struktur

34. Zahnrad

35. Doppelwandige Nabe

36a Konzentrische Rohrabschnitte der Nabe 35

36b konzentrische Rohrabschnitte der Nabe 35

37. Radiale Verbindungswand

38. Deckfläche

39. Federzungen

40. Lagerbuchse

41. Laufrad, Flansch der Lagerbuchse

42. Ringnut oder stufenförmiger Absatz

43. Rückhaltenasen der Federzungen 39