Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
VALVE FOR THE CLOCKED FILLING OF PRODUCTS FROM A STORAGE TANK TO A PACKAGING CONTAINER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/066527
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a valve for the clocked filling of liquid to flowing-pasty products from a storage tank (1) to a packaging container. Said products are transported in a correspondingly clocked manner via the filling station of a packaging machine. Said valve comprises a product conveyor path which extends from the storage tank (1) through a dosing pump (2) to an output mouth piece (3) and said product conveyor path is provided with a closing and opening valve (V) which can be adjusted in a clocked manner. Said valve is formed by a slider (8) which can be displaced in a sealed manner between plates (6,7) and the plates (6,7) contain channels (9, 10) which are aligned in relation to each other from the dosing pump (2) to the mouth piece (3). A product transport channel (11) which leads in a direction flowing against the slider (8), which is provided with a through channel (13), is arranged in the plate (6) located on the pump side, and a transversal groove (12), whose opening is counter to the upper plate (6), is arranged on the pump side of the slider (8) and has a length (L) which corresponds to the distance between the transport channel (11) and the outgoing channel to the channel (9) of the dosing pump (2). According to the invention, the through channel (13), whose opening is counter to the lower plate (7), is located on an end of the transversal groove (12), and the opening of said channel runs from the bottom (12') of the groove. Said transversal groove (12) can be placed on the through channel thereof (13) in an alternating manner on the mouth (11') of the product transport channel (11) and the channel (9) running from the dosing pump (2).

Inventors:
WALTER PETER
Application Number:
PCT/DE2004/002830
Publication Date:
July 21, 2005
Filing Date:
December 29, 2004
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HASSIA VERPACKUNG AG (DE)
WALTER PETER
International Classes:
B65B3/32; B65B39/00; F16K3/26; (IPC1-7): F16K3/26; B65B39/00
Foreign References:
DE9312817U11993-12-16
US2202073A1940-05-28
GB1163162A1969-09-04
Attorney, Agent or Firm:
Wolf, Guenter (Hanau, DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche :
1. Ventil zum taktweisen Abfüllen von flüssigen bis fließfähig pastösen Produkten aus einem Vorratsbehälter (1) in Verpa ckungsbehälter, die entsprechend getaktet durch die Füllstation einer Verpackungsmaschine gefördert werden, bestehend aus im vom Vorratsbehälter (, 1) durch eine Dosierpumpe (2) zum Aus gabemundstück (3) führenden Produktförderweg mit einem getaktet verstellbaren Schließund Öffnungsventil (V), das aus einem zwischen Platten (6,7) abgedichtet verstellbaren Schieber (8) gebildet ist und die Platten (6,7) von der Dosierpumpe (2) zum Mundstück (3) zueinander fluchtende Kanäle (9,10) enthalten, wobei in der pumpenseitigen Platte (6) ein gegen den mit einer Durchgangskanal (13) versehenen Schieber (8) ausmündender Pro duktzuförderkanal (11) angeordnet ist und im Schieber (8) pumpenseitig eine gegen die obere Platte (6) offene Querrinne (12) mit einer den Zuförderkanal (11) und den von der Dosier pumpe (2) abgehenden Kanal (9) erfassender Länge (L) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der gegen die untere Platte (7) offene Durchgangskanal (13) an einem Ende der Querrinne (12), von deren Boden (12') offen abgehend, angeordnet ist und die Querrinne (12) mit ihrem Durchgangskanal (13) wechselweise auf die Ausmündung (11') des Produktzuförderkanales (11) und den von der Dosierpumpe (2) abgehenden Kanal (9) einstellbar ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (8) mit seinem Durchgangskanal (13) in Bezug auf den Zuförderkanal (11) auch in entgegengesetzter Richtung verstellbar ausgebildet ist.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen oder unteren Platte 6,7), horizontal zum Produktzuförderkanal (11) versetzt, ein Spülmittelkanal (14) angeordnet ist, deren gegen den Schieber (8) offene Ausmün dungen (11', 15) bei Schließstellung des Schiebers (8) zu den Kanälen (9,10) mit der Querrinne (12) verbunden sind.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Platte (6) zumindest ein Teil der Dosierpumpe (2) integriert angeordnet ist.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6,7) und der Schieber (8) relativ zueinander distanzierbar angeordnet sind.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (8) aus Keramik gebildet ist.
Description:
Ventil zum taktweisen Abfüllen von Produkten aus einem Vorratsbehälter in Verpackungsbehälter Hintergrund der Erfindung 1. Feld der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Ventil zum taktweisen Abfüllen von flüssigen bis fließfähig-pastösen Produkten aus einem Vorrats- behälter in Verpackungsbehälter, die entsprechend getaktet durch die Füllstation einer Verpackungsmaschine gefördert wer- den. Unter Verpackungsbehältern sind hierbei insbesondere aus einer tiefziehbaren Packstoffbahn tiefgezogene Becher zu ver- stehen, die nach ihrer Füllung und ihrem Verschluß mit einer Deckfolie einzeln oder in Gruppen aus der Packstoffbahn ausge- trennt werden, die die Verpackungsmaschine, d. h., eine soge- nannte FFS-Maschine in Taktschritten durchläuft. Insofern be- zieht sich die Erfindung auf die Füllstation einer solchen Maschine und die zu dieser gehörenden Füllventile.

2. Beschreibung des Standes der Technik zu solchen im Takt arbeitenden Füllstationen gehören ein Pro- duktvorratsbehälter, damit in Verbindung stehende Dosierpumpen und im Takt entsprechend gesteuerte Schließ-und Öffnungs- ventile. Je nach Anzahl der in die Packstoffbahn eingeformten Becherreihen ist in Blockbauweise eine entsprechende Anzahl von mit dem Vorratsbehälter verbundenen Dosierpumpen in der Füll- station angeordnet, die ihrerseits mit einer entsprechenden Anzahl von Füllmundstücken in Verbindung stehen. Der Einfach- heit halber ist nachfolgend immer nur von einer Dosierpumpe mit zugehörigem Füllmundstück und Ventil die Rede.

Soweit bekannt und was die Schließ-und Öffnungsventile be- trifft ist dabei zwischen dem Vorratsbehälter und der Do- sierpumpe ein Membranventil bekannter Bauart angeordnet, und zwar mit Rücksicht auf den in der Regel zu fordernden Sterilbe- trieb. Unter der Füllpumpe und unmittelbar über der durchlau- fenden Packstoffbahn befindet sich dann schlauchverbunden ein einfaches, wiederum separat angetriebens Auf-zu-Schieberventil, dessen plattenförmiges Unterteil das Abfüllmundstück bzw. die Abfüllöffnung enthält. Solche Schieberventile aus hochver- schleißfesten Werkstoffen (bspw. Keramik) haben sich besser be- währt als in diesem Bereich ebenfalls benutzte Drehschieber- ventile, da diese bei der Abfüllung insbesondere dünnflüssiger Produkte nicht absolut dicht sind. Außerdem können sich auf- grund sehr enger Passungen bei solchen Drehschieberventilen Probleme bei der Rückstellung der Drehschieber aus deren Rei- nigungsstellung in die Arbeitsstellung ergeben. Nachteile be- stehen auch bzgl. der vorerwähnten Membranventile zwischen Vor- ratsbehälter und Dosierpumpe, da diese Ventile bzw. deren Mem- branen nur relativ geringe Verschleißfestigkeit haben, insbe- sondere wenn Stücke oder hin und wieder Kerne oder Kernbruch- stücke enthaltendes Füllgut zu verarbeiten ist.

Als praktisch unproblematisch haben sich demgegenüber die vor- erwähnten Schieberventile erwiesen, bei denen zwischen zwei Platten ein Stellschieber zwischen Schließ-und Öffnungsstel- lung im Takt hin und her zu bewegen ist. Bezüglich solcher Schieberventile ist zu verweisen bspw. auf das DE-A-93 12 817 U1 und die US-A-2,202, 073.

Der Schieber des Ventiles nach der DE-A-93 12 817 U1 weist dabei eine Durchgangsöffnung, ein die Schließstellung überneh- mendes Zwischenstück und daran anschließend eine separate, die Spülflüssigkeit durchlassende Übergangspassage auf.

Beim Schieber des Ventils nach der US-A-2,202, 073 ist separat zur Durchgangsöffnung im Schieber eine Übergangspassage bzw.

Querrinne angeordnet, die bei entsprechender Einstellung des Schiebers einerseits für die Ansaugung des Füllgutes in die Füllpumpe und andererseits für dessen Absperrung zur Füllpumpe dient, wobei in Absperrstellung gleichzeitig die Durchgangs- öffnung den Weg des Füllgutes aus der Pumpe zum Ausgabemund- stück des Ventiles freigibt. An der Füllgutweitergabe an das Füllmundstück ist die Querrinne nicht beteiligt. Um die Füll- gutzufuhrleitung und die Übergahgspassage spülen zu können, ist in der stationären unteren Platte des Ventils ein mit einem Ventil versehener Spülmittelanschluß vorhanden, mit dem eine etwa mittig im Boden der Übergangspassage angeordnete Spül- mittelöffnung zum Fluchten zu bringen ist. Eine Spülung der Füllpumpe, der Durchgangsöffnung und des Mundstückes ist auf diesem Wege nicht möglich.

Zusammenfassung der Erfindung Davon ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die per se im Schieber vorhandene Übergangspassage bzw. Querrinne sowohl für das Ansaugen des Füllgutes als auch das Ausfördern zum Füllmundstück zu nutzen, d. h., die Anordnung einer sepa- raten Durchgangsöffnung für die Ausförderung entbehrlich zu machen und damit gleichzeitig die Voraussetzung zu schaffen, in Weiterbildung und in Schließstellung des Schiebers die Quer- rinne für die Spülung eines Teiles des Füllgutförderweges ebenfalls nutzen zu können.

Diese Aufgabe ist mit einem Ventil der eingangs genannten Art nach der Erfindung gelöst, das insgesamt folgende Merkmalen hat : Es besteht aus im vom Vorratsbehälter durch eine Dosierpumpe zum Ausgabemundstück führenden Produktförderweg mit einem ge- taktet verstellbaren Schließ-und Öffnungsventil, das aus einem zwischen Platten abgedichtet verstellbaren Schieber gebildet ist. Die Platten enthalten dabei von der Dosierpumpe zum Mund- stück zueinander fluchtende Kanäle, wobei in der pumpenseitigen Platte ein gegen den mit einer Durchgangskanal versehenen Schieber ausmündender Produktzuförderkanal angeordnet ist. Im Schieber selbst ist dabei pumpenseitig eine gegen die obere Platte offene Querrinne mit einer den Zuförderkanal und den von der Dosierpumpe abgehenden Kanal erfassender Länge angeordnet.

Erfindungsgemäß kommt entscheidend zu diesen Merkmalen noch hinzu, daß der gegen die untere Platte offene Durchgangskanal an einem Ende der Querrinne, und zwar von deren Boden offen abgehend, angeordnet ist. Die Querrinne ist dabei mit ihrem Durchgangskanal wechselweise auf die Ausmündung des Produkt zuförderkanales und den von der Dosierpumpe abgehenden Kanal einstellbar.

Abgesehen davon, daß dadurch die ganze Füllstation eine kom- paktere Bauweise erhält, weil die Dosierpumpe ohne die bis- herigen Schlauchverbindungen unmittelbar über dem Ventil sitzt, sind damit die Forderungen gemäß Aufgabenstellung erfüllt.

Durch einfache Verstellung des Schiebers mit nur einem ent- sprechend gesteuerten Antrieb kann zum Einen die Dosierpumpe beschickt werden, und zum Anderen wird bei einfacher Rück- stellung des Schiebers der Weg zum Abfüllmundstück freige- stellt. Im Grunde handelt es sich dabei zwar um ein einfaches Zweiwegeventil, dabei aber um ein Zweiwegeventil von insofern besonderer Art, als im Schieber nur eine einzige Produktpassage in Form einer Querrinne mit von dieser direkt abgehendem Durchgangskanal vorhanden ist, die zur Produktzufuhrseite und zur Dosierpumpe hin offen ist. Von dieser Querrinne wird für die Produktausgabe aus der Dosierpumpe nur ein kleiner Teil für die Produktpassage in Anspruch genommen, die durch den direkt im Boden der Querrine offen angesetzten Durchgangskanal zum Mundstück erfolgt.

In vorteilhafter Weiterbildung ist dabei der Schieber auch nach der anderen Seite verschieblich ausgebildet, womit der Maßgabe Rechnung getragen ist, daß die Querrinne mit ihrem direkt daran angeschlossenen Durchgangskanal auch zur Spülung eines Teiles des Füllgutförderweges ebenfalls nutzbar ist.

Zusätzliche Weiterbildungen und Ausführungsformen bestehen in Folgendem : Da die Dosierpumpe mit ihrer Auslaßöffnung unmittelbar über dem Schieberventil angeordnet werden kann, ist es bei entsprechen- der Stärkenbemessung der oberen Ventilplatte vorteilhaft mög- lich, in der oberen Platte zumindest einen Teil der Dosierpumpe direkt mit zu integrieren.

Da bei solchen Verpackungs-und Abfüllvorgängen Produktwechsel verbunden mit einer Spülung üblich sind und auch Reinigungs- spülungen vor Stillsetzung der betreffenden Maschine, ist mit Rücksicht auf die Verstellbarkeit des Schiebers auch nach der anderen Seite vorteilhaft vorgesehen, in einer der Platten einen Spülmittelkanal mit einer gegen den Schieber offenen Aus- mündung derart anzuordnen, daß die Querrinne mit ihrem Durch- gangskanal in Spülstellung des Schiebers die Verbindung zwi- schen Produktzuförderkanal und Spülmittelkanal bildet. Dies bedeutet nichts anderes, als daß der Schieber, der im Nor- malbetrieb nur nach einer Seite hin und her bewegt wird, für die Spülung nach der anderen Seite zu verstellen ist, was noch näher erläutert wird.

In diesem Zusammenhang wird die Anordnung des Spülmittelkanales in der oberen Platte bevorzugt, da dadurch die untere Ven- tilplatte dünner bemessen werden kann.

Ebenfalls mit Rücksicht auf eine optimale Reinigung bszw.

Spülung können die beiden Platten und der Schieber relativ zueinander distanzierbar angeordnet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Das erfindungsgemäße Ventil bzw. die Füllstation wird nach- folgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungs- beispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch Fig. 1 im Schnitt und vergrößert die Ventilausbildung zu Beginn des Füllgutansaugvorganges ; Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechend Schnitt am Ende der Füllgutabgabe ; Fig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt bei Stel- lung des Schiebers beim Spülen ; Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt in etwas geänderter Ausführungsform ; Fig. 5 in Draufsicht den Schieber von der Pumpenseite her gesehen ; Fig. 6 A-D verschiedene Betriebsphasen des Schiebers und Fig. 7 zum Vergleich eine bisher übliche Ausbildung von Füllstationen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Das Ventil zum taktweisen Abfüllen von flüssigen bis fließ- fähig-pastösen Produkten aus einem Vorratsbehälter 1 in Verpa- ckungsbehälter B, die entsprechend getaktet durch die Füllsta- tion einer Verpackungsmaschine gefördert werden, besteht aus im vom Vorratsbehälter 1 durch eine Dosierpumpe 2 zum Ausgabe- mundstück 3 führenden Produktförderweg PF (punktiert angedeu- tet) angeordneten, getaktet verstellbaren Schließ-und Öff- nungsventilen 4,5 (siehe Fig. 7), die aber nunmehr und erfin- dungsgemäß zu einem Ventil V zusammengefaßt sind, das aus einem zwischen Platten 6,7 abgedichtet verstellbaren Schieber 8 gebildet ist. Die Platten 6,7 enthalten dabei von der Dosier- pumpe 2 zum Mundstück 3 zueinander fluchtende Kanäle 9,10. In der pumpenseitigen Platte 6 ist ein gegen den Schieber 8 aus- mündender Produktzuförderkanal 11 angeordnet. Außerdem ist im Schieber 8 pumpenseitig eine gegen die obere Platte 6 offene Querrinne 12 mit einer den Zuförderkanal 11 und den von der Dosierpumpe 2 abgehenden Kanal 9 erfassender Länge L angeord- net, wobei die Querrinne 12 an einem Ende mit einer auf die Kanäle 9,10 einstellbare Durchgangsöffnung 13 versehen ist.

Fig. 1 verdeutlicht dabei den Beginn des Ansaughubes des Kolbens 2t der Füllpumpe 2 und Fig. 2 verdeutlicht die Ausförderung des Füllgutes zum Füllmundstück 3, wobei der Kolben 2'bereits seine Endstellung erreicht hat.

In den Fig. 6A und 6B ist das Ventil V mit dem zugehörigen und mit Füllgutnachfüllanschluß l'versehenen Füllgut-Vorratsbehäl- ter 1 dargestellt, wobei vorteilhaft in der oberen Platte 6, wie stark schematisiert angedeutet, die Dosierpumpe 2 mit in- tegriert ist.

Die Stellung des Schiebers 8 mit seiner Querrinne 12 gemäß Fig. 6A entspricht dem Einsaug-bzw. Füllvorgang der Dosierpumpe 2 (siehe auch Fig. 1), d. h., das Füllgut gelangt aus dem Pro- duktzuförderkanal 11 via Querrinne 12 in die Dosierpumpe 2.

Wenn der Pumpenkolben 2'seine dargestellte Höchststellung erreicht hat und in der Füllpumpe die damit abgemessene Füll- gutmenge vorhanden ist, wird der Schieber 8 in Position gemäß Fig. 6B bzw. Fig. 2 verschoben, bis die Durchgangsöffnung 13 des Schiebers 8 mit den Kanälen 9,10 fluchtet und damit der Ab- füllvorgang bei niedergehenden Pumpenkolben 2 vollzogen wird.

Nach vollzogener Abfüllung eines Bechers B wird der Schieber 8 wieder nach rechts verstellt, d. h., in Position gemäß Fig. 6A zurückgestellt, und der ganze Vorgang wird für die Füllung des jeweiligen Folgebechers im Dauerbetrieb wiederholt.

Wie schon aus den Fig. 1, 2 ersichtlich, ist in einer der Platten 6,7 ein Spülmittelkanal 14 mit einer gegen den Schieber 8 offenen Ausmündung 15 derart angeordnet, daß die Querrinne 12 in Spülstellung des Schiebers 8 die Verbindung zwischen Pro- duktzuförderkanal 11 und Spülmittelkanal 14 bildet (siehe auch Fig. 4), der mit einem Spülmittelabflußanschluß 14' (siehe Fig. 6C) versehen ist. Bevorzugt ist der Spülmittelkanal 14 mit seiner Ausmündung 15 gemäß der Fig. 1, 2 und 4 in der oberen Platte 6 angeordnet, wodurch die untere Platte 7 des Ventiles wesentlich dünner bemessen werden kann.

Der Spülvorgang ist in Fig. 6C verdeutlicht, von dem zunächst nur der Vorratsbehälter 1, der Kanal 11 und die Querrinne 12 in dieser Position erfaßt werden. Abgesehen davon, daß für die Spülung der Dosierpumpe 2 im Wechsel auch die Positionen gemäß der Fig. 6A und 6B genutzt werden könnten, wobei natürlich unter der Platte 7 für eine geeignete Spülmittelauffangeinrichtung SA für den Spülvorgang gesorgt werden muß, wird aber die Aus- führungsform gemäß Fig. 6D bevorzugt, bei der die Platten 6,7 und der Schieber 8 relativ zueinander distanzierbar bzw. spreizbar angeordnet sind, was keiner näheren Erläuterung be- darf, da solche apparativ-konstruktiven Maßnahmen zur gängigen Spül-und Reinigungspraxis gehören.

In Fig. 5 ist der Vollständigkeit halber ein Abschnitt des Schiebers 8 in Draufsicht von der Pumpenseite her gesehen dar- gestellt. Die darüber angeordnete Dosierpumpe 2 ist nur strichpunktiert angedeutet, wobei die ausgezogen dagestellte Position der Querrinne 12 der der Schieberstellung in Fig. 6A entspricht und die nach links verschobene, gestrichelte Posi- tion der gemäß Fig. 6B.

Dadurch, daß die Dosierpumpe 2 unmittelbar über dem Schieber- ventil sitzt bzw. in dieses zumindest zum Teil mit integriert sein kann, fällt der in der Vergleichsfigur 7 relativ lange Produktförderweg PF von der Dosierpumpe 2 zum dortigen ein- fachen Auf-ZU-Ventil 5 weg, was insofern von Vorteil ist, als sich bei Produktwechsel eine entsprechend verkürzte Misch- strecke ergibt. Außerdem entfällt durch die vorteilhafte Wei- terbildung des Einbezuges des Spülmittelkanales 14 in die eine oder andere Platte 6,7 das in Fig. 5 mit dargestellte und erforderliche Produktwechselventil PWV mit zugehörigem Spül- mittelableitung SA.

Die Verstellung des Schiebers 8 in Schließstellung, Offnungs- stellung und auch Spülstellung erfolgt mittels eines in Fig. 7 nur schematisch mit angedeuteten Stellantriebes 20 in bekannter Weise, und die Dosierpumpen 2 werden bspw. im Takt von Hydraulik-oder Pneumatikantrieben 21, wie ebenfalls in Fig. 7 schematisch mit angedeutet, betätigt.