[0001] Die Erfindung betrifft ein Dosierventil an Dosierpumpen gemäß Oberbegriff des Patentanspruches
1.
[0002] Ein derartiges, insbesondere für die Abdosierung von fließfähigem, stückige Feststoffteile
enthaltendem Dosiergut, wie Marmelade, Joghurt od.dgl., Dosierventil ist nach der
DE-A-195 04 546 C1 bekannt. Dieses bekannte Dosierventil arbeitet zwar auch wie ein
sogenanntes Drehschieberventil (siehe bspw. US-A-3,228,412), dies aber in der Weise,
daß der Nocken, ähnlich wie ein vor eine Öffnung gehaltener Finger, die Zufuhröffnung
verschließt und dieser zwecks Öffnung geschwenkt und dabei ein relativ großer Teil
des Gehäuseraumes freigestellt wird, wobei, wie sich gezeigt hat, der in Öffnungsstellung
befindliche Nocken problemlos vom abdosierten Füllgut ohne Verstopfungsgefahr umströmt
werden kann. Die eigentliche Dosierung erfolgt durch entsprechend getaktete Betätigungsabstimmung
vom Dosierventil und einer über der Öffnung des Zuflußkanals auf dem Ventilgehäuse
angeordnete Dosierpumpe, die in der DE-A-195 04 546 nicht besonders dargestellt ist.
Dieses Dosierventil arbeitet absolut zufriedenstellend hinsichtlich der Forderung,
bei schwierigem Dosiergut der oben genannten Art Verstopfungen zu vermeiden und im
Gehäuseraum bei Öffnungsstellung einen großen Durchflußraum zu schaffen.
Nachteilig ist dabei allerdings, daß einer Dosierpumpe zwei solcher nicht gerade billigen
Dosierventile zugeordnet werden müssen, nämlich eines für den Ansaug- und eines für
den Ausstoßvorgang. Abgesehen vom diesbezüglichen Aufwand, verlangt die Anordnung
zweier solcher Dosierventile zu jeweils einer Dosierpumpe entsprechenden Raum im Bereich
über der Füllstation bspw. einer sogenannten FFS-Verpackungsmaschine und zudem einen
entsprechenden doppelten Antriebsaufwand für zwei solcher Dosierventile.
[0003] Der Erfindung liegt demgemäß und ausgehend vom Dosierventil der eingangs genannten
Art die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung von dessen Vorteilen einschließlich einfacher
Reinigung ein solches Dosierventil dahingehend umzubilden und zu verbessern, daß man
für eine Dosierpumpe mit nur einem Dosierventil für den Ansaug- und Ausstoßvorgang
auskommt, wobei zudem im Bedarfsfall Ansaug- und Ausströmöffnungen des Dosierventils
gleichzeitig verschließbar sein sollen.
[0004] Diese Aufgabe ist mit einem Dosierventil der eingangs genannten Art nach der Erfindung
durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.
[0005] Abgesehen davon, daß durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Dosierventiles für
eine Dosierpumpe nur ein Ventil erforderlich ist, dessen Schließteil beim Permanentdosierbetrieb
nur eine sehr kurze Pendelbewegung zwischen den Öffnungen der Zu- und Abflußkanäle
auszuführen hat, kann das Schließteil aufgrund seiner Schließflächenbemessung auch
für beide Öffnungen gleichzeitig in Schließstellung gebracht werden, wofür die Minimalbemesssung
der Schließfläche ausreicht, wobei die mögliche Maximalbemessung ihre Grenze darin
findet, daß beim Ansaugen und Ausstoßen die Durchströmwege zur und von der Ansaug-
und Ausstoßöffnung im Gehäuse möglichst optimal durchströmbar sind.
[0006] Bevorzugt sind die beiden Zu- und Abflußkanäle vertikal und parallel nebeneinander
im Gehäuse angeordnet, um möglichst nur schwach gebogene Strömungswege im Ventil von
der Saugseite zur Pumpe und von dieser zur Ausstoßöffnung zu erreichen. Schließlich
besteht eine vorteilhafte und noch näher zu erläuternde Weiterbildung darin, daß die
Flanken des Nockens in Bezug auf die Schwenkachse mit einer konkaven Wölbung versehen
sind.
[0007] Wie beim Dosierventil nach der vorerwähnten DE-A-195 04 546 können auch im vorliegenden
Fall die dort vorgesehenen scharfen Kanten des Schließteiles zwecks Durchschneiden
von bspw. gröberen Fruchtstücken zur Anwendung kommen.
[0008] Das erfindungsgemäße Dosierventil und dessen vorteilhaften Ausführungsformen werden
nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
[0009] Es zeigt
- Fig. 1
- schematisch einen Schnitt durch das Dosierventil in Ansaugstellung;
- Fig. 2
- schematisch einen Schnitt durch das Dosierventil in Ausstoßstellung;
- Fig. 3
- einen entsprechenden Schnitt in Reinigungsstellung des Dosierventiles;
- Fig. 4
- einen Schnitt durch das Dosierventil in totaler Schließstellung;
- Fig. 5
- einen Schnitt durch das Dosierventil mit einer besonderen Ausführungsform des Schließteiles;
- Fig. 6
- im Schnitt eine besondere Ausführungsform des Gehäuses und
- Fig. 7
- einen Längsschnitt durch das Dosierventil ohne aufgesetzter Dosierpumpe.
[0010] Das insbesondere für die Abdosierung von fließfähigem, stückige Feststoffteile enthaltenden
Dosiergut, wie Marmelade, Joghurt o. dgl. bestimmte Dosierventil besteht nach wie
vor aus einem Zu- und Abflußkanäle 9, 10 enthaltenden Gehäuse 2 mit einem in einem
in bezug auf den Durchmesser D der Zu- und Abflußkanäle 9, 10 durchmessergrößeren,
zylindrischen Hohlraum 8 des Gehäuses 2 schwenkbaren Schließteil 1. Dieses Schließteil
1 ist als Kopf einer in das Gehäuse 2 abgedichtet einragenden, in bezug auf den Durchmesser
D1 des Hohlraumes 8 durchmesserkleineren Stellwelle 3 ausgebildet. Die eigentliche
Schließfläche 6 des Schließteiles 1 erstreckt sich parallel zur zylindrischen Wand
7 des Hohlraumes 8, und das Schließteil 1 ist in Form eines bezogen auf die Schwenkachse
4 der Stellwelle 3 von dieser aus nach einer Seite orientierten Nockens 5 ausgebildet.
Der Radius R der Schließfläche 6 des Nockens 5 ist dabei etwas kleiner als der Radius
R
' des Hohlraumes 8 außerhalb des Bereiches der zylindrischen Anordnungsebene ZE
' beider Öffnungen 9
',10
' bemessen.
[0011] Für ein solches Dosierventil ist nun wesentlich, daß die beiden Zu- und Abflußkanäle
9, 10 im Gehäuse 2 im wesentlichen gegenüber einer Pumpenansaug- und Ausstoßöffnung
11 angeordnet sind. Die beiden zueinander benachbarten, durch einen Zwischensteg 12
distanzierten Öffnungen 9
', 10
' der Zu- und Abflußkanäle 9, 10 sind dabei in der zylindrischen Verstellebene ZE der
Schließfläche 6 des Nockens 5 angeordnet. Außerdem ist die Schließfläche 6 in ihrer
Bogenlänge L derart bemessen,, daß bei entsprechender Stellung des Nockens 5 die beiden
Öffnungen 9
',10
' mindestens verschlossen sind(totale Schließstellung gemäß Fig.4). Die demgegenüber
maximal mögliche Bogenlänge L erstreckt sich vom einen oder anderen Öffnungsrand 11'
der Pumpenansaug- und Ausstoßöffnung 11 zum jeweils inneren Öffnungsrand 9''',10'''
der einen oder anderen Öffnung 9',10' (siehe hierzu Fig.5).
[0012] "Im wesentlichen gegenüber" ist dabei so zu verstehen, daß die Abflußkanäle 9, 10,
nicht wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt, zwingend vertikal gegenüber der Ansaug-
und Ausstoßöffnung 11 und parallel zueinander angeordnet sein müssen, was jedoch bevorzugt
wird, sondern auch, wie in Fig.6 dargestellt, bei entsprechender Gestaltung der Gehäuseunterseite
angeordnet sein können.
[0013] Mit Rücksicht auf die in den Fig. 1 bis 4 mit angegebenen Funktionsbeschriftungen
und Stellungen der beteiligten Elemente, einschließlich der hier mit dargestellten
Dosierpumpe P, ist eine Funktionsbeschreibung entbehrlich. Gleiches gilt auch für
die Betätigungs- bzw. Antriebselemente für den Kolben K der Dosierpumpe P und das
Schließteil 1 des Dosierventiles, zumal für die Bewegungen entsprechende Pfeile angegeben
sind.
[0014] Aus Gründen der erforderlichen Reinigung bei Produktwechsel und dieserhalb unter
Bezug auf Fig. 3 ist auch bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung des Dosierventils,
wie vorerwähnt, der Radius R der Schließfläche 6 des Nockens 5 kleiner bemessen als
der Radius R
' des Hohlraumes 8 außerhalb des Bereiches der zylindrischen Anordnungsebene ZE
' der Öffnungen 9
',10
' der beiden Zu- und Abflußkanäle 9, 10 , wobei aber hier im Bereich außerhalb der
Anordnungsebene ZE', und zwar mittig, die Pumpenansaug- und Ausstoßöffnung 11 angeordnet
ist. Wie aus Fig.3 ersichtlich, ist dabei sowohl der Kolben K der Dosierpumpe P als
auch das Schließteil 1 des Dosierventiles frei umspülbar. Aufgrund der gegebenen,
totalen Schließbarkeit des Dosierventiles (siehe Fig.4) besteht eine vorteilhafte
Weiterbildung darin, am Gehäuse 2 einen zum Hohlraum 8 führenden, verschließbaren
Reinigungsmittelanschluß 13 vorzusehen. Egal ob nun das Reinigungsmittel oben an der
Pumpe P durch deren Anschluß 13' oder umgekehrt unten am Reinigungsmittelanschluß
13 des Dosierventiles zugeleitet wird, auf jeden Fall können dadurch Pumpe und Dosierventil
bspw. bei Produktwechsel für sich separat freigespült und/oder bspw. auch sterilisiert
werden.
[0015] Was die vorerwähnte Weiterbildung betrifft, gemäß der die Flanken 5
' des Nackens 5 in Bezug auf die Schwenkachse 4 mit einer konkaven Wölbung 5'' versehen
sind, so wird diesbezüglich auf die Fig.5 verwiesen. Bei einer derartigen Ausbildung
ergeben sich vorteilhaft sowohl beim Ansaugen als auch Ausstoßen des Füllgutes von
Zwickelräumen Z bzw. "Totwasserzwickeln" (siehe vergleichsweise Fig.1,2) freie und
strömungsmäßig weitgehend glatte Durchströmräume bzw. Durchströmkanäle im Gehäuse
2, was mit Rücksicht auf bspw. grobe Fruchtstücke hinsichtlich einer Verstopfungsgefahr
vorteilhaft ist.
[0016] Nur der Vollständigkeit halber ist in Fig. 7 ein Längsschnitt durch das Dosierventil
dargestellt, das auch im vorliegenden Fall aus zwei Teilen besteht, d.h. aus dem zur
Antriebsseite hin völlig offenen Gehäuse 2, das nach dieser Seite durch das ansetzbare
Lagerteil LT für das Schließteil 1 abgeschlossen wird. Für den Fall steriler Betriebsweise
ist das Lagerteil LT mit Anschlüssen und Kanälen AK für die Durchleitung eines geeigneten
Sterilmittels versehen.
1. Dosierventil an Dosierpumpen, insbesondere für die Abdosierung von fließfähigem, stückige
Feststoffteile enthaltendem Dosiergut, wie Marmelade, Joghurt o. dgl., bestehend aus
einem Zu- und Abflußkanäle (9, 10) enthaltenden Gehäuse (2) mit einem in einem in
bezug auf den Durchmesser (D) der Zu- und Abflußkanäle (9, 10) durchmessergrößeren,
zylindrischen Hohlraum (8) des Gehäuses (2) schwenkbaren Schließteil (1), der als
Kopf einer in das Gehäuse (2) abgedichtet einragenden Stellwelle (3) ausgebildet ist
und dessen Schließfläche (6) sich parallel zur zylindrischen Wand (7) des Hohlraumes
(8) erstreckt, wobei der Schließteil (1) in Form eines bezogen auf die Schwenkachse
(4) der Stellwelle (3) von dieser aus nach einer Seite orientierten Nockens (5) ausgebildet
und der Radius (R) der Schließfläche (6) des Nockens (5) kleiner bemessen ist als
der Radius (R') des Hohlraumes (8) außerhalb des Bereiches der zylindrischen Anordnungsebene (ZE') beider Öffnungen (9',10'),
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Zu- und Abflußkanäle (9, 10) im Gehäuse (2) im wesentlichen gegenüber
einer Pumpenansaug- und Ausstoßöffnung (11) und die durch einen Zwischensteg (12)
distanzierten Öffnungen (9',10') der Zu- und Abflußkanäle (9, 10) in der zylindrischen Verstellebene (ZE) der Schließfläche
(6) des Nockens (5) angeordnet sind, wobei der Radius (R) der Schließfläche (6) des
Nockens (5) kleiner ist als der Radius (R') des Hohlraumes (8) außerhalb des Bereiches der zylindrischen Anordnungsebene (ZE') beider Öffnungen (9',10'), und daß die Schließfläche (6) in ihrer Bogenlänge (L) derart bemessen ist, daß
bei entsprechender Stellung des Nockens (5) mindestens die beiden Öffnungen (9',10')
verschlossen sind oder maximal die Bogenlänge (L) sich vom einen oder anderen Öffnungsrand
(11') der Pumpenansaug- und Ausstoßöffnung (11) zum jeweils inneren Öffnungsrand (9''',10''')
der einen oder anderen Öffnung (9',10') erstreckt.
2. Dosierventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zu- und Abflußkanäle (9, 10) vertikal und parallel nebeneinander im Gehäuse
(2) angeordnet sind.
3. Dosierventil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flanken (5') des Nockens (5) in Bezug auf die Schwenkachse (4) mit einer konkaven Wölbung (5'')
versehen sind.
4. Dosierventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Gehäuse (2) ein zum Hohlraum (8) führender Reinigungsmittelanschluß (13) angeordnet
ist.