Die Erfindung betrifft eine zum dosierten Abfüllen von fließfähigem oder pastösem Füllgut in Behälter geeignete Vorrichtung, die aus einem mit einer Einlaß- und Auslaßöffnung für das Füllgut versehenen, vorzugsweise liegend angeordneten Gehäuse, einem im Gehäuse drehbar gelagerten und die Einlaß- und Auslaßöffnung wechselweise freigebenden und verschließenden, zumindest teilweise konisch ausgebildeten Drehzylinder besteht, der in seiner Wandung wenigstens eine fensterartige Durchlaßöffnung aufweist und in einem Lagerteil gelagert ist sowie ferner mit einem im wesentlichen koaxial zur Drehachse des Drehzylinders angeordneten und an dessen Innenwandung zwischen einer Ansaugstellung und Ausstoßstellung verschieblich geführten, eine in einem Lagerteil gleitbeweglich geführten Kolbenstange aufweisenden Dosierkolben, durch dessen Mantelfläche in der Anfangsstellung des Saughubs und in der Endstellung des Ausstoßhubs wenigstens ein Drittel der fensterartigen Durchlaßöffnung des Drehzylinders und der im wesentlichen gleich groß wie die Durchlaßöffnung ausgebildeten Einlaßöffnung abgedeckt ist, welche ebenso wie die Durchlaßöffnung im Querschnitt wenigstens etwa gleich groß wie die Querschnittsfläche des Dosierkolbens ausgebildet ist (bekannt aus EP-A-018 5958).
Vorrichtungen der in Rede stehenden Art zeichnen sich gegenüber herkömmlichen Dosiervorrichtungen, wie sie z. B. in der DE-AS 34 12 628 beschrieben und dargestellt ist, durch eine vergleichsweise große Einlaßöffnung aus. Dadurch wird durch den unterhalb der Einlaßöffnung stehenden Dosierkolben zunächst eine vergleichsweise große Produktmenge zurückgehalten und diese erst beim Rückzug des Dosierkolbens schlagartig freigegeben, so daß insofern das Füllgut selbsttätig nach unten fallen kann. Bei der bekannten Vorrichtung wird jedoch nach wie vor noch ein geringer Teil des Füllgutes aufgrund der Stellung des Dosierkolbens in der Endstellung seines Saughubs in den vorderen Teil des Zylinderraums eingesaugt, so daß dieser Produktanteil, ausgehend von der Einlaßöffnung beim Ansaugen und Ausstoßen zweimal um 90° umgelenkt wird. Dies ist für besonders empfindliche Produkte, wie insbesondere salatartige Produkte bzw. trockenes oder fettarmes Füllgut unerwünscht.
Genau genommen ist der Dosierkolben der bekannten Vorrichtung von einem als Verdränger wirkenden Kolbenkopf und einer Kolbenmanschette gebildet. An seiner Rückseite ist der Kolbenkopf zur Kolbenmanschette hin abgeschrägt ausgebildet. Das hat zur Folge, daß beim Ansaughub nicht nur Produktmasse in den Bereich des rückwärtigen Teils des Kolbenkopfes gelangt und sich dort festsetzen kann, sondern der Kolbenkopf in seiner unterhalb der maximalen Durchlaßöffnung des Drehzylinders befindlichen Ausstoßstellung nicht mehr über den gesamten Umfang an der Innenwandung des Dosierzylinders geführt ist. Hierdurch wird die Führungsgualität und damit die Dosiergenauigkeit beeinträchtigt. Vor allen Dingen besteht die Gefahr, daß sich Produktmasse unter den nach oben nicht bzw. ungenügtend abgestützten Kolbenkopf setzen kann. Hierdurch wird die Reinigung der Vorrichtung von Produktresten zusätzlich erschwert. Reinigungsprobleme treten ohnehin auf, da in der Reinigungsstellung der bekannten Vorrichtung, zu welchem Zweck der über seine konische Außenfläche im Gehäuse gelagerte Drehschieber um eine kurze Wegstrecke und der Dosierkolben um eine vergleichsweise große Wegstrecke axial verstellt werden müssen, vergleichsweise enge Spülkanäle erzeugt werden oder sogar ein Berührungskontakt zwischen relativ zueinander bewegbaren Teilen bestehen bleibt, wie dies am einen Ende des Drehschiebers zwischen dessen Innenwandung und dem im Gehäuse sitzenden Führungszapfen der Fall ist. Diese Art der Lagerung des Drehzylinders macht darüber hinaus auch in der Produktionsstellung Schwierigkeiten, da schon eine geringe Ungenauigkeit in der axialen Einstellung des konischen Drehzylinders entweder zu großem Spiel oder zur Selbsthemmung führen kann, wodurch die Funktionstüchtigkeit der Dosiervorrichtung erheblich beeinträchtigt wird.
Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik und zur Vermeidung der vorstehend beschriebenen Nachteile, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine zum dosierten Abfüllen von fließfähigem oder pastösem Füllgut in Behälter geeignete Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einer gedrängten bzw. kompakten Bauweise und einfacher Herstellung und Montage gleichzeitig eine schonende Behandlung des Füllguts gewährleistet sowie eine allseitig gute Spülung der Vorrichtung mittels einer Reinigungsflüssigkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Anfangsstellung des Dosierkolbens für den Ausstoßhub und in der Endstellung des Saughubs die freie, von der Kolbenstange abgewandte Stirnfläche des Dosierkolbens im wesentlichen in Höhe der auf der Seite des Dosierkolbens liegenden Berandung der Durchlaßöffnung und der Einlaßöffnung angeordnet ist, ferner der Dosierkolben auch in der Endstellung für den Ausstoßhub bzw. der Anfangsstellung des Saughubs über einen Teil seiner Länge umfänglich an der Innenwandung des Drehzylinders gelagert ist, sowie die Lagerteile für einen Lagerzapfen des Drehzylinders und die Kolbenstange des Dosierkolbens auf gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung angeordnet sind und schließlich der Drehzylinder an seinen Endbereichen am Außenumfang zylinderische Lagerflächen aufweist.
Mit den Mitteln nach der Erfindung kommt man zu einer Dosiervorrichtung, die die gestellte Aufgabe in optimaler Weise löst. So wird durch die Anordnung der Stirnfläche des Dosierkolbens im Bereich der Berandung der Durchlaßöffnung und der Einlaßöffnung in der Endstellung des Saughubs bzw. der Anfangstellung des Dosierkolbens für den Ausstoßhub gewährleistet, daß keinerlei Umlenkung des Produktes erfolgt, so daß dieses einer schonenden Behandlung unterzogen wird. Die Vorrichtung ist daher insofern gerade für salatartige bzw. trockene und fettarme Produkte geeignet. Da der Dosierkolben ferner auch in der Endstellung für den Ausstoßhub bzw. in der Anfangsstellung des Saughubs zumindest über einen Teil seiner Länge umfänglich an der Innenwandung des Drehzylinders gelagert ist, ergibt sich zu jeder Zeit eine exakte Führung des Dosierkolbens und damit eine genaue Dosierung der Produktmenge. Der Dosierkolben fungiert zugleich als Führungs- und als Dichtelement, so daß auf besondere Abdichtungselemente, wie Kolbenmanschetten oder dgl. verzichtet werden kann. Die Anordnung der Lagerteile für den Lagerzapfen des Drehzylinders und die Kolbenstange des Dosierkolbens auf gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung führt zu günstigen Platzverhältnissen, die eine einfache Herstellung und Montage gewährleisten. Darüber hinaus wird auch eine gute Spülung sichergestellt, da eine solche Vorrichtung die Möglichkeit gibt, in der Reinigungsstellung die beiden miteinander zusammenwirkenden Bauelemente, nämlich den Drehzylinder und den Dosierkolben in entgegengesetzte Richtungen so auseinander zu ziehen, daß sie keinerlei Berührung mehr miteinander haben. Dadurch werden vergleichsweise große Kanäle gebildet, die ein allseitig gutes Umspülen der Bauteile durch eine Reinigungsflüssigkeit ermöglichen. Die Kanäle sind dabei so groß, daß sogar eine rückwärtige Spülung möglich ist und zwar mit einer vergleichsweise großen Flüssigkeitsmenge. Dadurch werden nicht nur Produktreste mit Sicherheit fortgespült, sondern auch sonstige Fremdkörper. Dabei ist zugleich wichtig, daß der Dosierkolben für die Reinigung nicht in eine spezielle Reinigungsstellung gebracht werden muß, sondern daß diese Reinigungsstellung gleichzeitig auch die Endstellung des Saughubs in der Produktionsstellung ist, so daß auch insofern eine einfachere Herstellung bzw. ein einfacherer
Aufbau der Vorrichtung gegeben ist. Vor allen Dingen braucht der Drehzylinder nur eine bestimmte Länge aufzuweisen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Drehzylinder etwa die doppelte Länge wie der Dosierkolben aufweist. Dabei kann der Drehzylinder zusätzlich über an seinen Enden angeordnete zylinderische Lagerflächen im Gehäuse geführt sein. Das hat den Vorteil, daß die zwischen den zylinderischen Lagerflächen befindliche konische Außenfläche nicht exakt bearbeitet zu werden braucht, andererseits sich aber sehr feinfühlig im Gehäuse einstellen läßt, so daß die zwischen dem Gehäuse und der konischen Außenfläche des Drehzylinders befindliche Ringfläche bezüglich ihres Spiels exakt eingestellt werden kann, so daß es nicht zu einer unerwünschten Klemmung des konischen Teils kommen kann.
Die Lagerung des Drehzylinders in vorzugsweise von kunststoffbeschichteten Lagerringen gebildeten Lagerelementen des Gehäuses ermöglicht einerseits eine exakte Lagerung und andererseits an dieser Stelle ein gutes Abdichten.
Die erfindungsgemäße Abfüllvorrichtung läßt sich besonders einfach dann durch eine Umlaufreinigung reinigen, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, wie dies an sich bekannt ist, der Drehzylinder aus einer einer Produktionsstellung entsprechenden ersten Steuerstellung in eine eine Reinigungsstellung entsprechende zweite Steuerstellung axial verstellbar ist und wenn in der Reinigungsstellung der Drehzylinder und der Dosierkolben koaxial auseinandergezogen sind, wobei der Drehzylinder etwa zu einem Viertel seiner Länge innerhalb des zugeordneten, mit Zuleitungs- und Ableitungsanschlüssen für den Durchfluß von Reinigungsflüssigkeit versehenen Lagerteils und der Dosierkolben weitgehend innerhalb des anderen, ebenfalls mit Zuleitungs- und Ableitungsanschlüssen für den Durchfluß von Reinigungsflüssigkeit versehenen Lagerteils untergebracht sind.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen
Wir aus Fig. 1 hervorgeht, besteht die zum dosierten Abfüllen von fließfähigem bzw. pastösem Füllgut, wie insbesondere salatartigen Produkten, trocknem Käse od. dgl. geeignete Vorrichtung aus einem Gehäuse 1 mit einer im Durchmesser vergleichsweise großen Einlaßöffnung 2 sowie einer demgegenüber im Querschnitt kleineren Auslaßöffnung 3. An die Einlaßöffnung 2 kann eine Füllbehälter 5 angeschlossen werden, während an die Auslaßöffnung 3 über ein nicht dargestelltes Mundstück Behälter gefüllt werden können.
Im Gehäuse 2 ist über einen Lagerzapfen 6 und ein Lager 7 eines am Gehäuse lösbar befestigten Lagerteils 8 ein Drehzylinder 9 drehbar und in nicht dargestellter Weise axial verschiebbar gelagert. Das Lagerteil 8 ist für weiter unten näher beschriebene Zwecke mit Zuleitungs- und Ableitungsanschlüssen 11, 12 für eine Reinigungsflüssigkeit versehen.
Koaxial zum Drehzylinder 9 ist ein Dosierkolben 13 vorgesehen, der über eine Kolbenstange 14 innerhalb des Drehzylinders 9 verschieblich geführt ist. Die Kolbenstange 14 ist über eine nur schematisch angedeuteten Betätigungsmechanismus 15 über ein Lager 16 in einem am Gehäuse 1 anschraubbaren Lagerteil 17 verschiebbar geführt. Der Lagerteil 17 besitzt ebenfalls Zuleitungs- und Ableitungsanschlüsse 18, 19 für eine Reinigungsflüssigkeit.
Der Kolben 13 ist zusätzlich an der Innenwandung 21 des Drehzylinders 9 verschieblich geführt. Der Drehzylinder 9 besitzt ferner eine fensterartige Durchlaßöffnung 22, die im wesentlichen gleich groß wie die Einlaßöffnung 2 des Gehäuses 1 ist. Zur Lagerung des Drehzylinders 9 innerhalb des Gehäuses 1 sind Lagerringe 23,24 vorgesehen, die jeweils mit zylindrischen Führungsflächen 25,26 der Außenfläche des Drehzylinders 9 zusammenwirken und so zur Lagerung des Drehzylinders und zur Abdichtung desselben gegenüber dem Gehäuse dienen. Durch diese Abdichtung und Lagerung an den Lagerringen braucht der an und für sich konische Teil des Drehzylinders 9 nicht besondern exakt bearbeitet zu werden.
Die Funktion der Abfüllvorrichtung ist wie folgt:
In Fig. 1 ist die Abfüllvorrichtung in der Produktionsstellung dargestellt, d.h. der Drehzylinder 9 befindet sich dabei in der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung. Im ausgefahrenen Zustand des Dosierkolbens 13 schließt dieser in Längsrichtung gesehen etwa die Häfte der fensterartigen Durchlaßöffnung 22 bzw. der Einlaßöffnung 2 ab, so daß das Füllgut zunächst in diesem Teil am Herunterfallen gehindert wird. Sobald dann der Dosierkolben 13 über die Kolbenstange 14 in seine mit gestrichelten Linien dargestellte hintere Stellung zurückgefahren wird, fällt das Füllgut in den Innenraum des Drehzylinders hinein. Es wird zunächst durch die Wandung des Drehzylinders an einem Austritt in die Auslaßöffnung 3 gehindert. Wenn dann der Drehzylinder 9 um 180° gedreht wird, wird das innerhalb des Drehzylinders befindliche Füllgut über die Auslaßöffnung 3 im Zusammenwirken mit dem dann wieder ausfahrenden Dosierkolben 13 ausgeschoben und so die Behälter gefüllt. Anschließend erfolgt dann wieder das Zurückfahren des Dosierkolbens 13, wobei das Füllgut erneut nach unten fällt, wobei es gleichzeitig unterstützend durch den Dosierkolben angesaugt wird.
In Fig. 2 ist die Abfüllvorrichtung in der Reinigungsstellung dargestellt. Hierbei ist der Drehzylinder 9 über den Lagerzapfen 6 nach links verstellt worden, so daß etwa ein Viertel des Drehzylinders sich innerhalb des Lagerteils 8 befindet. Dabei ist jedoch zwischen der Bodenseite des Drehzylinder und des Lagerteils sowie der Umfangsfläche des Lagerteils 8 stets ein hinreichender Abstand vorhanden, so daß Reinigungsflüssigkeit, die über den Zuleitungsanschluß 11 eingeleitet wird, den Drehzylinder 9 allseitig gut umspülen kann und wieder über den Ableitungsanschluß 12 abgeleitet werden dann. Wird schließlich auch noch der Dosierkolben 13 in seine mit gestrichelten Linien dargestellte Stellung eingefahren, so läßt sich über den Zuleitungsanschluß 18 des anderen Lagerteils 17 ebenfalls Reinigungsflüssigkeit einführen, die dann auch den gesamten Dosierkolben zuverlässig umspült, wonach diese dann wieder über den Ableitungsanschluß 19 abfließen kann. In Fig. 2 ist gezeigt, daß in der Reinigungsstellung der Dosierkolben 13 und der Drehzylinder 9 keinerlei Verbindung mehr miteinander aufweisen, so daß auch die Stirnfläche des Dosierkolbens 13 und die Innenwandung 21 des Drehzylinders 9 optimal gereinigt werden, ohne daß Bauteile ausgebaut werden müßten.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern im Rahmen der Ansprüche Abänderungen zuläßt. So ist es grundsätzlich denkbar, im Drehzylinder auch zwei fensterartige Öffnungen vorzusehen, wobei die eine Öffnung als Einlaß und die andere als Auslaß dient. Dabei ist der Auslaß um 90° versetzt zum Einlaß angeordnet, so daß der Drehzylinder 9 jeweils um 90° verschwenkt werden muß, um Füllgut über die Einlaßöffnung 2 aufzunehmen und über die Auslaßöffnung 3 abzugeben.