EP3041746B1

EP3041746B1 - Device for flow rate control

Info

Publication number: EP3041746B1
Application number: EP14744851.8A
Authority: EP
Inventors: Richard Heuser
Original assignee: SIG Technology AG
Current assignee: SIG Services AG
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2018-06-13
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: WO2015032555A1; MX2016002315A; EP3041746A1; JP6441933B2; AU2014317410A1; RU2016112471A; DE102013109633A1; CN105517907A; US20160221700A1; JP2016532609A; CN105517907B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Durchflussmenge von fließfähigen Produkten, insbesondere von Nahrungsmitteln, umfassend: eine Ventilstange, ein mit der Ventilstange verbundenes Dichtelement mit wenigstens einer Dichtlippe, wobei das Dichtelement eine Grundebene und eine Kontaktebene aufweist, wobei die Dichtlippe in der Kontaktebene angeordnet ist, und ein Auslaufelement mit einer Anschlagebene und mit wenigstens einem Auslaufkanal, wobei die Anschlagebene wenigstens einen der Dichtlippe zugeordneten Dichtbereich und wenigstens einen mit dem Auslaufkanal verbundenen Auslaufbereich aufweist.The invention relates to a device for controlling the flow rate of flowable products, in particular foodstuffs, comprising: a valve rod, a sealing element connected to the valve rod with at least one sealing lip, wherein the sealing element has a ground plane and a contact plane, wherein the sealing lip arranged in the contact plane is, and an outlet element with a stop plane and with at least one outlet channel, wherein the stop plane has at least one sealing lip associated with the sealing region and at least one outlet region connected to the outlet channel.

Die Erfindung betrifft zudem die Verwendung einer derartigen Vorrichtung für die Abfüllung von Nahrungsmitteln, insbesondere zur aseptischen Abfüllung von Nahrungsmitteln.The invention also relates to the use of such a device for the filling of food, in particular for the aseptic filling of food.

Bei der Abfüllung von fließfähigen Produkten - beispielsweise Nahrungsmitteln wie Fruchtsäften oder Milch - ist es gewünscht und erforderlich, die Durchflussmenge regulieren zu können. Die Steuerung der Durchflussmenge erfolgt häufig durch den folgenden Ablauf: Zunächst werden die fließfähigen Produkte in einen Tank gefüllt, der mehrere Ausgänge zu unterschiedlichen Packbahnen aufweist. An jedem dieser Ausgänge kann die Durchflussmenge durch ein Reduzierventil eingestellt werden. In Strömungsrichtung gesehen ist hinter dem Reduzierventil ein Dosierventil angeordnet, mit dessen Hilfe die Durchflussmenge vergrößert oder verringert werden kann oder der Durchfluss vollständig unterbrochen werden kann. Aus konstruktiven Gründen ist es jedoch oftmals nicht möglich, das Dosierventil am Ende der Durchflussstrecke, also unmittelbar vor dem Austritt der fließfähigen Produkte aus der Abfüllmaschine, anzuordnen. Stattdessen sind an dieser Stelle üblicherweise Düsen angeordnet, die auf das abzufüllende Produkt und das Volumen der Verpackung abgestimmt sind und einfach ausgetauscht werden können. Diese Anordnung von Ventil und Düse hat jedoch zur Folge, dass bei abgesperrtem Dosierventil noch eine Restmenge des abzufüllenden Produkts in der Strecke zwischen dem Dosierventil und der Austrittsdüse verbleibt. Da das Dosierventil dicht verschlossen ist, läuft die Restmenge nicht aus der Düse heraus, sondern verbleibt - wie bei einer Pipette - in der Durchflussstrecke zwischen dem Dosierventil und dem Austritt der Düse.When filling flowable products - such as foods such as fruit juices or milk - it is desirable and necessary to be able to regulate the flow rate. The control of the flow rate often takes place through the following sequence: First, the flowable products are filled into a tank having multiple outputs to different packing trays. At each of these outputs, the flow rate can be adjusted by a reducing valve. Seen in the flow direction, a metering valve is arranged behind the reducing valve, with the aid of which the flow rate can be increased or decreased or the flow can be completely interrupted. For constructive reasons, however, it is often not possible to arrange the metering valve at the end of the flow path, ie immediately before the outlet of the flowable products from the filling machine. Instead, at this point usually nozzles are arranged, which are tailored to the product to be filled and the volume of the package and can be easily replaced. These Arrangement of the valve and nozzle, however, has the consequence that when the metering valve is shut off, a residual amount of the product to be filled remains in the path between the metering valve and the outlet nozzle. Since the metering valve is sealed, the remaining amount does not run out of the nozzle, but remains - as in a pipette - in the flow path between the metering valve and the outlet of the nozzle.

Es besteht jedoch die Gefahr, dass sich einzelne Tropfen von der Düse ablösen und beispielsweise die Verpackung oder die Abfüllmaschine verunreinigen. Dies kann zur Folge haben, dass die Verpackung, beispielsweise eine Karton/Kunststoff-Verbundverpackung, in demjenigen Bereich verunreinigt wird, in dem sie später durch Schweißverfahren verschlossen werden soll. Im Bereich der Verunreinigung kann jedoch keine zuverlässige Schweißverbindung zwischen den Wänden der Verpackung mehr erzeugt werden, so dass die Verpackung nicht mehr dicht verschlossen werden kann und aussortiert werden muss. Wenn die Undichtigkeit nicht sofort erkannt wird, kann die undichte Verpackung bei weiteren Verarbeitungsschritten oder beim Transport Teile der Abfüllmaschine oder andere Verpackungen verunreinigen. Da viele Lebensmittel unter sterilen, also keimfreien Bedingungen abgefüllt werden müssen, können derartige Verunreinigungen der Abfüllmaschine eine aufwändige Reinigung sowie eine erneute Sterilisation der gesamten Abfüllmaschine erforderliche machen. Während dieser Zeit kann keine Abfüllung erfolgen, so dass es zu Produktionsausfällen kommt. Eine Verunreinigung anderer Verpackungen kann demgegenüber dazu führen, dass größere Einheiten oder Paletten von Verpackungen unverkäuflich werden.However, there is a risk that individual drops detach from the nozzle and contaminate, for example, the packaging or the filling machine. This can result in that the packaging, for example a cardboard / plastic composite packaging, is contaminated in the area in which it is to be closed later by welding. In the area of contamination, however, no reliable weld between the walls of the packaging can be generated more, so that the packaging can not be sealed tight and must be sorted out. If the leak is not detected immediately, the leaking packaging may contaminate parts of the filling machine or other packaging during further processing or transportation. Since many foods must be filled under sterile, ie germ-free conditions, such contamination of the filling machine can make a complicated cleaning and re-sterilization of the entire filling machine required. During this time no filling can take place, so that it comes to production losses. In contrast, contamination of other packaging can lead to larger units or pallets of packaging becoming unsalable.

Bereits einzelne Tropfen, die sich unkontrolliert von der Düse einer Abfüllmaschine ablösen, können daher erhebliche Probleme verursachen. Es sind daher bereits unterschiedliche Versuche unternommen worden, das Ablösen von Tropfen von der Düse einer Abfüllanlage zu unterbinden.Even single drops, which uncontrollably detach from the nozzle of a filling machine, can therefore cause considerable problems. Therefore, different attempts have already been made to prevent the detachment of drops from the nozzle of a filling plant.

Aus der EP 0 400 368 B1 ist es beispielsweise bekannt, das Nachfließen und Abtropfen von Produktresten bei der Abfüllung von fließfähigen Produkten durch den gezielten Einsatz von Vibrationen zu verhindern. Es wird vorgeschlagen, den Ventilstößel mit einer Vibrationseinheit zu verbinden. Die Vibrationseinheit kann den Ventilstößel in axialer Richtung auf und ab bewegen, so dass eine Vibration entsteht. Der Hub des Ventilstößels ist beim Vibrieren wesentlich kleiner als der Hub zum Öffnen und Schließen des Ventilstößels. Zudem wird durch konstruktive Maßnahmen sichergestellt, dass die Schließfunktion des Ventilstößels während der Vibration erhalten bleibt. Durch die Vibrationen sollen anhaftende Produktreste, die sich nicht bereits beim Schließvorgang abgelöst haben, abgeschüttelt werden.From the EP 0 400 368 B1 For example, it is known to prevent the subsequent flow and dripping of product residues in the filling of flowable products through the targeted use of vibration. It is proposed to connect the valve lifter with a vibration unit. The vibration unit can move the valve stem in the axial direction up and down, so that a vibration occurs. The stroke of the valve stem is much smaller during vibration than the stroke for opening and closing the valve stem. In addition, constructive measures ensure that the closing function of the valve tappet is maintained during the vibration. The vibrations are intended to shake off adhering product residues that have not already detached during the closing process.

Die aus der EP 0 400 368 B1 bekannte Lösung weist mehrere Nachteile auf. Zunächst erfordert die beschriebene Lösung einen hohen konstruktiven Aufwand: Erstens muss ein Antrieb zur Erzeugung der Vibrationen vorgesehen sein und zweitens muss sichergestellt sein, dass durch die Vibrationen die Schließfunktion des Ventils nicht beeinträchtigt wird. Ein weiterer Nachteil liegt bei der vorgeschlagenen Lösung darin, dass Vibrationen dynamische Belastungen an der Maschine hervorrufen. Dies kann einen erhöhten Wartungsaufwand und eine geringere Lebensdauer der Maschine zur Folge haben. Auch aus akustischen Gründen sind Vibrationen unerwünscht. Zudem entleeren sich die parallel geschalteten Durchflussstrecken der Auslaufkanäle des Auslaufelements bei einem solchen "Abschüttelprozess" unterschiedlich stark, was beispielsweise an der zufälligen Lage von im Füllgut enthaltenen Festpartikeln liegen kann. Hierdurch können sich ungewünschte Füllhöhendifferenzen ergeben.The from the EP 0 400 368 B1 known solution has several disadvantages. First, the described solution requires a high design effort: First, a drive must be provided for generating the vibrations and, secondly, it must be ensured that the vibration does not affect the closing function of the valve. Another disadvantage is the proposed solution in that vibrations cause dynamic loads on the machine. This can result in increased maintenance and a shorter life of the machine. Also for acoustic reasons, vibrations are undesirable. In addition, the parallel connected flow paths of the outlet channels of the outlet element in such a "Abschüttelprozess" emptied different degrees, which may be due to the random location of solid particles contained in the contents, for example. This may result in unwanted Füllhöhendifferenzen.

Eine alternative Lösung zur Verhinderung des Nachlaufens und Abtropfens von abzufüllenden Produkten ist aus der DE 32 29 162 A1 bekannt. Es wird vorgeschlagen, eine Flüssigkeits-Abfüllnadel mit einem zylindrischen Raum zu verbinden, in dem ein verschiebbarer Kolben angeordnet ist. Durch Verschieben des Kolbens kann das Volumen des Innenraums vergrößert oder verkleinert werden. Die Idee besteht darin, den Kolben nach dem Absperren des Ventils derart zu verschieben, dass sich der Innenraum des Zylinders vergrößert. Dies hat zur Folge, dass ein Teil der nach dem Absperren in der Abfüllnadel verbliebenen Flüssigkeit in den zylindrischen Raum zurückgesaugt wird und somit nicht aus der Abfüllnadel heraustropfen kann.An alternative solution to prevent the running and dripping of products to be filled is from the DE 32 29 162 A1 known. It is proposed to connect a liquid filling needle with a cylindrical space in which a displaceable piston is arranged. By moving the piston, the volume of the interior can be increased or decreased. The idea is to move the piston after shutting off the valve such that the interior of the cylinder increases. This has the consequence that part of the after Shut off remaining in the filling needle liquid is sucked back into the cylindrical space and thus can not drip out of the filling needle.

Auch die aus der DE 32 29 162 A1 bekannte Lösung hat den Nachteil eines komplizierten konstruktiven Aufbaus. Insbesondere muss für das Zurücksaugen der abzufüllenden Flüssigkeit ein separater Kolben und ein diesem Kolben zugeordneter Antrieb vorgesehen werden. Zudem erfordert die Relativbewegung zwischen dem Kolben und dem zylindrischen Innenraum einerseits eine gute Abdichtung und andererseits eine geringe Reibung zwischen beiden Bauteilen; beides lässt sich jedoch bei der Abfüllung von flüssigen Lebensmitteln, beispielsweise Joghurt, schwer miteinander vereinbaren. Ein weiterer Nachteil liegt in der begrenzten Eignung für sehr schnelle Füllvorgänge. Bei heute geforderten Füllleistungen von 24.000 oder mehr Verpackungen pro Stunde ergeben sich beispielsweise bei 6 parallel geschalteten Packstrecken in der Maschine Taktzeiten von etwa einer Sekunde. Dementsprechend stehen für den Füllvorgang innerhalb einer Station in der jeweiligen Packbahn nur wenige Zehntelsekunden Zeit zur Verfügung, für die eine Vorrichtung nach DE 32 29 162 A1 zu träge ist.Also from the DE 32 29 162 A1 known solution has the disadvantage of a complicated structural design. In particular, a separate piston and a drive associated with this piston must be provided for the sucking back of the liquid to be filled. In addition, the relative movement between the piston and the cylindrical interior requires on the one hand a good seal and on the other hand a low friction between the two components; However, both can be difficult to reconcile with the filling of liquid foods, such as yogurt. Another disadvantage is the limited suitability for very fast filling operations. With filling capacities of 24,000 or more packages per hour required today, cycle times of about one second, for example, occur in the case of 6 parallel-connected packing sections in the machine. Accordingly, only a few tenths of a second of time are available for the filling process within a station in the respective packaging web, for which a device according to DE 32 29 162 A1 is too lethargic.

Eine Vorrichtung zur Steuerung der Durchflussmenge von fließfähigen Produkten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus WO 2011/049505 A1 bekannt.An apparatus for controlling the flow rate of flowable products according to the preamble of claim 1 is made WO 2011/049505 A1 known.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Vorrichtung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass auf kostengünstige und konstruktiv einfache Weise die tropfenfreie Abfüllung von fließfähigen Produkten ermöglicht wird.The invention is therefore based on the object to design the above-mentioned and previously described device in such a way and further, that the drop-free filling of flowable products is made possible in a cost-effective and structurally simple manner.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst zunächst eine Ventilstange und ein mit der Ventilstange verbundenes Dichtelement mit wenigstens einer Dichtlippe auf. Die Ventilstange kann direkt oder indirekt, also über andere Bauteile, mit dem Dichtelement verbunden sein. Über die Ventilstange kann das Dichtelement angesteuert werden und beispielsweise angehoben oder auf die abzudichtende Fläche abgesenkt werden. Das Dichtelement weist eine Grundebene und eine Kontaktebene auf. Bei der Kontaktebene handelt es sich um diejenige Ebene, in der die unterste Kante der Dichtlippe liegt, also derjenige Bereich der Dichtlippe, der beim Aufsetzen zuerst die abzudichtende Fläche berührt. Weiterhin umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung ein Auslaufelement mit einer Anschlagebene und mit mehreren Auslaufkanälen. Bei der Anschlagebene handelt es sich um diejenige Ebene, die dem Dichtelement zugeordnet ist Zum Abdichten werden die Dichtlippen des Dichtelements daher auf die Anschlagebene des Auslaufelements gedrückt. Die Auslaufkanäle dienen den abzufüllenden Produkten als Auslass; sie führen von der Anschlagebene in Richtung der Unterseite des Auslaufelements. Die Anschlagebene kann in unterschiedliche Bereiche unterteilt werden: den Dichtbereich und die Auslaufbereiche. Der Dichtbereich ist der Dichtlippe zugeordnet und dient ihr als Anschlag. In den Auslaufbereichen befinden sich hingegen die Eingänge der Auslaufkanäle.This object is achieved with a device according to claim 1. A device according to the invention initially comprises a valve rod and a sealing element connected to the valve rod with at least one sealing lip. The valve rod can be connected directly or indirectly, ie via other components, with the sealing element. About the valve rod, the sealing element be controlled and, for example, raised or lowered onto the surface to be sealed. The sealing element has a ground plane and a contact plane. The plane of contact is the plane in which the lowest edge of the sealing lip lies, that is to say that region of the sealing lip which first touches the surface to be sealed when placed. Furthermore, a device according to the invention comprises a discharge element with a stop plane and with a plurality of outlet channels. In the stop plane is that level which is associated with the sealing element For sealing, the sealing lips of the sealing element are therefore pressed onto the stop plane of the outlet element. The outlet channels serve the products to be filled as an outlet; they lead from the stop plane towards the bottom of the outlet element. The stop level can be subdivided into different areas: the sealing area and the outlet areas. The sealing area is assigned to the sealing lip and serves as a stop. In the outlet areas, however, are the inputs of the outlet channels.

Gemäß der Erfindung ist die Kontaktebene von der Grundebene beabstandet, so dass zwischen der Dichtlippe und der Grundebene ein Versatz entsteht. Die Erfindung hat demnach erkannt, anstelle eines Dichtelements mit einer glatten, ebenen Unterseite ein Dichtelement mit einer profilierten Unterseite einzusetzen. Die vorstehende Kante der Dichtlippe liegt dabei in der Kontaktebene. Zwischen den Dichtlippen bilden sich Hohlräume, deren Rückwände bis zu einer als Grundebene bezeichneten Ebene zurückreichen. Indem die Kontaktebene und die Grundebene nicht identisch sind, sondern versetzt angeordnet sind, wird eine bestimmte Tiefe der Hohlräume sichergestellt.According to the invention, the contact plane is spaced from the ground plane, so that an offset occurs between the sealing lip and the ground plane. The invention has therefore recognized, instead of a sealing element with a smooth, flat bottom to use a sealing element with a profiled underside. The projecting edge of the sealing lip lies in the contact plane. Between the sealing lips form cavities whose back walls reach back to a level called the ground plane. By the contact plane and the ground plane are not identical, but arranged offset, a certain depth of the cavities is ensured.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Dichtelements wird erreicht, dass die Größe des Versatzes, also die Tiefe - und somit auch das Volumen - der Hohlräume je nach Anpresskraft des Dichtelements variiert werden kann. Beispielsweise kann das Dichtelement in einem ersten Schritt sehr fest auf das Auslaufelement gepresst werden, so dass die abzufüllenden fließfähigen Produkte nicht mehr durch die Vorrichtung strömen können. Aufgrund der hohen Anpresskraft und der Elastizität der Dichtlippen verformen sich die Dichtlippen derart, dass sich der Versatz zwischen der Grundebene und der Kontaktebene verringert. Dies hat zur Folge, dass sich das Volumen der zwischen den Dichtlippen liegenden Hohlräume ebenfalls verringert. In dieser ersten Stellung verbleibt eine bestimmte Menge an abzufüllenden fließfähigen Produkten in den Auslaufkanälen des Auslaufelements und bildet dabei an der Unterseite des Auslaufelements eine Strömungsfront. Typischerweise ragt die Strömungsfront über die Unterseite des Auslaufelements hinaus, so dass die Gefahr einer Tropfenbildung besteht. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Dichtelements erlaubt es nun, dass das Dichtelement in einem zweiten Schritt etwas weniger fest auf das Auslaufelement gepresst wird. In dieser zweiten Stellung ist nach wie vor eine Dichtwirkung gewährleistet, so dass die abzufüllenden fließfähigen Produkte nicht durch die Vorrichtung strömen können. Jedoch hat sich der Versatz zwischen der Grundebene und der Kontaktebene - und somit auch das Volumen der Hohlräume - in dieser Stellung wieder etwas vergrößert. Hierdurch wird erreicht, dass ein Teil der abzufüllenden fließfähigen Produkte aus den Auslaufkanälen zurück in die - nunmehr vergrößerten - Hohlräume gesaugt wird, so dass sich eine veränderte Strömungsfront bildet. Die neue Strömungsfront ragt typischerweise nicht mehr über die Unterseite des Auslaufelements hinaus, so dass die Gefahr einer Tropfenbildung deutlich verringert ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Dichtelements kann demnach eine Variation des Volumens zwischen der Dichtfläche und dem Austritt der Abfülldüse erreicht werden, so dass die in diesem Bereich verbleibende Restmenge an fließfähigen Produkten ein kleines Stück zurückgesaugt werden kann. Durch das Zurücksaugen der fließfähigen Produkte können auch Verstopfungen der Auslaufkanäle gelöst werden, die beispielsweise bei faserigem oder stückigem Füllgut entstehen können.Due to the inventive design of the sealing element is achieved that the size of the offset, so the depth - and thus the volume - of the cavities can be varied depending on the contact force of the sealing element. For example, in a first step, the sealing element can be pressed very firmly onto the outlet element, with the result that the flowable products to be filled are no longer pushed through the outlet Device can flow. Due to the high contact pressure and the elasticity of the sealing lips, the sealing lips deform such that the offset between the ground plane and the contact plane is reduced. This has the consequence that the volume of the cavities lying between the sealing lips also decreases. In this first position, a certain amount of flowable products to be filled remains in the outlet channels of the outlet element, forming a flow front at the bottom of the outlet element. Typically, the flow front projects beyond the bottom of the spout element, so there is a risk of droplet formation. The inventive design of the sealing element now allows the sealing element is pressed in a second step a little less firmly on the outlet element. In this second position, a sealing effect is still ensured, so that the flowable products to be filled can not flow through the device. However, the offset between the ground plane and the contact plane - and thus the volume of the cavities - in this position has again increased slightly. This ensures that a portion of the flowable products to be filled from the outlet channels is sucked back into the - now enlarged - cavities, so that forms a modified flow front. The new flow front typically no longer protrudes beyond the underside of the outlet element, so that the risk of droplet formation is markedly reduced. By virtue of the design of the sealing element according to the invention, a variation of the volume between the sealing surface and the outlet of the filling nozzle can accordingly be achieved so that the residual quantity of flowable products remaining in this region can be sucked back a small distance. By sucking back the flowable products and blockages of the outlet channels can be solved, which can arise, for example, in fibrous or lumpy contents.

Besonders gute Ergebnisse werden erreicht, wenn der Versatz wenigstens 1 mm beträgt und insbesondere im Bereich zwischen 1 mm und 10 mm liegt. Ein zu geringer Versatz würde eine zu geringe Volumenänderung der Hohlräume bewirken und somit keinen nennenswerte Saugwirkung erzeugen. Ein zu großer Versatz würde demgegenüber aufgrund der hohen Elastizität des Dichtelements eine verringerte Dichtwirkung zur Folge haben. Ein besonders guter Kompromiss zwischen ausreichender Volumenänderung und zuverlässiger Dichtwirkung kann durch einen Versatz im Bereich zwischen 2 mm und 5 mm erreicht werden.Particularly good results are achieved if the offset is at least 1 mm and in particular in the range between 1 mm and 10 mm. Too low an offset would cause a too small volume change of the cavities and thus produce no appreciable suction. A too big offset would In contrast, due to the high elasticity of the sealing element have a reduced sealing effect. A particularly good compromise between sufficient volume change and reliable sealing effect can be achieved by an offset in the range between 2 mm and 5 mm.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dichtelement eine geringere Härte aufweist als das Auslaufelement. Erfindungsgemäß weist die Dichtlippe eine geringere Härte als das Auslaufelement auf. Durch die unterschiedliche Härte wird sichergestellt, dass sich bei einem Kontakt zwischen dem Dichtelement und dem Auslaufelement fast ausschließlich das Dichtelement und insbesondere dessen Dichtlippe verformen. Dies hat den Vorteil, dass das Auslaufelement einen festen, auch bei Druck formstabilen Anschlag für das Dichtelement bietet, wodurch die Abdichtung zwischen dem Dichtelement und dem Auslaufelement besonders zuverlässig ist. Damit die Dichtlippe die gewünschten Dicht- und Rücksaugaufgaben gut erfüllen kann, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Dichtlippe eine Materialstärke von 0,5 mm bis 3,0 mm, bevorzugt von 1,0 mm bis 1,5 mm aufweist.According to one embodiment of the invention, it is provided that the sealing element has a lower hardness than the outlet element. According to the invention, the sealing lip has a lower hardness than the outlet element. Due to the different hardness ensures that deform in a contact between the sealing element and the outlet element almost exclusively the sealing element and in particular its sealing lip. This has the advantage that the outlet element provides a firm, even with pressure dimensionally stable stop for the sealing element, whereby the seal between the sealing element and the outlet element is particularly reliable. So that the sealing lip can perform well the desired sealing and Rücksaugaufgaben, it is particularly advantageous if the sealing lip has a thickness of 0.5 mm to 3.0 mm, preferably from 1.0 mm to 1.5 mm.

Das Profil der Dichtlippe kann unterschiedliche Gestaltungen annehmen. Beispielsweise kann ihre Wandstärke variieren, sie kann nach außen oder nach innen gewölbt oder geneigt sein und kantig oder kurvenförmig, insbesondere glockenförmig, ausgebildet sein. Wenn nur eine einzelne Dichtlippe vorgesehen ist, kann diese ringförmig ausgebildet sein und einen Durchmesser aufweisen, der geeignet ist, die von den Auslaufkanaleingängen eingenommene Fläche der Anschlagebene vollständig zu umschließen. Von besonderem Vorteil ist es, wenn mehrere ringförmige Dichtlippen vorgesehen sind, die beispielsweise konzentrisch angeordnet sind. Dies verbessert die Auflage und verlängert die Standzeit der Dichtung, so dass das Wartungsintervall der Dichtung an das der Füllmaschine angepasst sein kann.The profile of the sealing lip can assume different configurations. For example, their wall thickness may vary, they may be curved outwardly or inwardly or inclined and be angular or curved, in particular bell-shaped. If only a single sealing lip is provided, it may be annular and have a diameter which is suitable for completely enclosing the surface of the stop plane occupied by the outlet channel inlets. It is particularly advantageous if a plurality of annular sealing lips are provided, which are arranged concentrically, for example. This improves the overlay and extends the life of the seal so that the service interval of the seal can be adapted to that of the filling machine.

Zusätzliche Dichtlippen dienen zudem der Erhöhung der erzielbaren Rückstell- und damit Saugkräfte. Die Dichtlippen können besonders elastisch ausgebildet sein, weil die von ihnen zu erzeugenden "Federkräfte" auf zwei oder mehr Dichtlippen verteilt sind. Zudem bildet jede weitere nach außen verlagerte Dichtlippe eine Art Sicherheitsfunktion für den Fall einer eventuellen Beschädigung oder Undichtigkeit einer weiter innen liegenden Dichtlippe.Additional sealing lips also serve to increase the achievable return and thus suction forces. The sealing lips can be designed to be particularly elastic because the "spring forces" to be generated by them are distributed over two or more sealing lips. In addition, each further outwardly displaced sealing lip forms a kind of safety function in the event of possible damage or leakage of a further inner sealing lip.

Es ist auch möglich, dass die zweite oder weitere Dichtlippe den von der ersten Dichtlippe gebildeten Hohlraum in wenigstens zwei Kammern teilt, wobei die Beeinflussung des Volumens der aneinander grenzenden Kammern entsprechend der Gestaltung beziehungsweise des Profils der Dichtlippen erfolgt. So kann es beispielsweise gewünscht sein, dass das Hohlraumvolumen über bestimmten Eingängen von Auslaufkanälen während eines Füllzyklus besonders stark variiert wird, während die Volumenänderungen in einem anderen Bereich geringer ausfallen. Konzentrisch zueinander angeordnete Dichtlippenringe können miteinander verbunden sein. Vorzugsweise sind dazu sternförmig bzw. radial aus der Mitte verlaufende stegförmige Dichtlippen vorgesehen. Die stegförmigen Dichtlippen können die gleiche Wandstärke wie ein Dichtlippenring aufweisen, die Wandstärke kann aber auch variieren. Auch die Wandstärken der einzelnen Dichtlippenringe können variieren. Damit die erste Dichtlippe sich stets zuverlässig verformt, kann zudem vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der weiteren Dichtlippenringe beziehungsweise Dichtlippenstege einen geringeren Versatz gegenüber der Grundebene aufweisen als die erste Dichtlippe.It is also possible for the second or further sealing lip to divide the cavity formed by the first sealing lip into at least two chambers, wherein the influencing of the volume of the adjoining chambers takes place in accordance with the design or the profile of the sealing lips. For example, it may be desired that the void volume over particular entrances of spouts during one fill cycle be varied to a great extent while the volume changes in another range are lower. Concentrically arranged sealing lip rings may be interconnected. Preferably, star-shaped or radially extending from the middle web-shaped sealing lips are provided. The web-shaped sealing lips can have the same wall thickness as a sealing lip ring, but the wall thickness can also vary. The wall thicknesses of the individual sealing lip rings can vary as well. In order that the first sealing lip always deforms reliably, it can also be provided that at least part of the further sealing lip rings or sealing lip webs have a smaller offset relative to the ground plane than the first sealing lip.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Dichtelement, insbesondere die Dichtlippe aus einem Elastomer, insbesondere aus Silikon hergestellt ist. Erfindungsgemäß ist die Dichtlippe aus einem Elastomer hergestellt. Elastomere und insbesondere Silikon zeichnen sich durch eine hohe Elastizität aus und können sich daher besonders gut der - niemals perfekt glatten - Oberfläche des Auslaufelements anpassen. Diese Eigenschaft stellt eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Dichtelement und dem Auslaufelement sicher. Weitere Vorteile von Elastomeren und insbesondere Silikon liegen in der günstigen Herstellbarkeit sowie in der variablen Formgebung. Schließlich erfüllen Elastomere und insbesondere Silikon auch die hygienischen Anforderungen, die beispielsweise bei der Abfüllung von Nahrungsmitteln bestehen.Another teaching of the invention provides that the sealing element, in particular the sealing lip made of an elastomer, in particular made of silicone. According to the invention, the sealing lip is made of an elastomer. Elastomers and especially silicone are characterized by a high elasticity and can therefore particularly well - never perfectly smooth - adapt the surface of the outlet element. This feature ensures a reliable seal between the sealing element and the outlet element. Further advantages of elastomers and, in particular, silicone are the low producibility and the variable shaping. Finally, elastomers and especially silicone meet Also, the hygienic requirements, for example, in the filling of food.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist das Dichtelement, insbesondere die Dichtlippe eine Härte von 75 Shore-A oder weniger auf. Vorzugsweise liegt die Härte im Bereich zwischen 55 Shore-A und 65 Shore-A. Die Einheit Shore-A wird gemessen, indem eine Nadel mit abgestumpfter Spitze in den zu prüfenden Kunststoff gedrückt wird, um die Eindringtiefe zu messen. Die Stirnfläche des Kegelstumpfs hat standardmäßig einen Durchmesser von 0,79 mm, der Öffnungswinkel beträgt 35°, das Auflagegewicht 1 kg und die Haltezeit 15 s (DIN 53505 und DIN 7868). Auf einer Skala von 0 bis 100 bedeutet eine höhere Zahl eine größere Härte. Durch die angegebenen Härtegrade werden eine hohe Elastizität und gleichzeitig eine ausreichende Formstabilität des Dichtelements und seiner Dichtlippe sichergestellt.According to a further embodiment of the invention, the sealing element, in particular the sealing lip to a hardness of 75 Shore A or less. The hardness is preferably in the range between 55 Shore-A and 65 Shore-A. The unit Shore-A is measured by pressing a needle with a blunt tip into the plastic to be tested to measure the penetration depth. The end face of the truncated cone has a standard diameter of 0.79 mm, the opening angle is 35 °, the weight 1 kg and the holding time 15 s (DIN 53505 and DIN 7868). On a scale of 0 to 100, a higher number means greater hardness. The specified degrees of hardness ensure high elasticity and at the same time sufficient dimensional stability of the sealing element and its sealing lip.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Ventilstange aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt ist. Kunststoffe zeichnen sich durch variable Formgebung, geringes Gewicht und geringe Kosten aus. Zudem erfüllen viele Kunststoffe die hygienischen Anforderungen bei der Abfüllung von Nahrungsmitteln. Aufgrund seiner hohen Festigkeit, seiner Temperaturbeständigkeit und vor allem aufgrund seiner hohen Abriebfestigkeit ist PEEK (Polyetheretherketon) ein besonders geeigneter Kunststoff. Durch Metalle lassen sich hingegen sehr hohe Steifigkeiten, Festigkeiten und Härtegrade erreichen. Es können insbesondere bestimmte Edelstähle eingesetzt werden, die besonders korrosionsbeständig sind und somit für den Einsatz bei der Abfüllung von Nahrungsmitteln geeignet sind. Auch im Hinblick auf das Auslaufelement sieht eine Ausbildung der Erfindung eine Herstellung aus Kunststoff und/oder Metall vor. Das Auslaufelement wird jedoch vorzugsweise aus Metall hergestellt, da hier insbesondere eine hohe Steifigkeit und Härte erforderlich sind, um dem Dichtelement als Anschlag dienen zu können. Sowohl bei der Ventilstange als auch bei dem Auslaufelement sind auch Kombinationen aus Kunststoff und Metall möglich, beispielsweise ein Metallkern mit einem Überzug aus Kunststoff.A further embodiment of the invention provides that the valve rod is made of plastic and / or metal. Plastics are characterized by their variable shape, low weight and low costs. In addition, many plastics meet the hygienic requirements when filling food. Due to its high strength, its temperature resistance and above all because of its high abrasion resistance, PEEK (polyether ether ketone) is a particularly suitable plastic. By contrast, metals can be used to achieve very high rigidity, strength and hardness. In particular, certain stainless steels can be used, which are particularly resistant to corrosion and are therefore suitable for use in the filling of foodstuffs. Also with regard to the outlet element, an embodiment of the invention provides a production of plastic and / or metal. However, the outlet element is preferably made of metal, since in particular a high rigidity and hardness are required in order to serve as a stop for the sealing element. Both the valve rod and the outlet element are also combinations Plastic and metal possible, for example, a metal core with a coating of plastic.

Nach einer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dichtelement ein Versteifungselement aus Metall aufweist. Beispielsweise kann das Versteifungselement aus Metall einen Kern bilden, der einen Überzug aus einem Elastomer, insbesondere aus Silikon aufweist. Durch ein Versteifungselement kann die Formstabilität des Dichtelements erhöht werden. Insbesondere bei einem Dichtelement aus sehr weichem Kunststoff kann ein Versteifungselement aus Metall eine Stützfunktion erfüllen, die das Dichtelement in seiner Grundform hält. Der Einsatz eines Versteifungselements aus Metall erlaubt somit den Einsatz von besonders weichen, elastischen Dichtelementen. Ein weiterer Vorteil eines Versteifungselements aus Metall liegt darin, dass das Dichtelement über das Versteifungselement besonders zuverlässig mit der Ventilstange verbunden werden kann, beispielsweise über eine Schraubverbindung.According to one embodiment of the invention, it is provided that the sealing element has a stiffening element made of metal. For example, the metal stiffening element can form a core which has a coating of an elastomer, in particular of silicone. By a stiffening element, the dimensional stability of the sealing element can be increased. In particular, in a sealing element made of very soft plastic, a stiffening element made of metal can fulfill a supporting function that holds the sealing element in its basic form. The use of a stiffening element made of metal thus allows the use of particularly soft, elastic sealing elements. Another advantage of a stiffening element made of metal is that the sealing element can be connected via the stiffening element particularly reliable with the valve rod, for example via a screw connection.

Die Erfindung kann vorteilhaft weitergebildet werden durch ein Zwischenelement, das zwischen der Ventilstange und dem Dichtelement angeordnet ist und die Ventilstange mit dem Dichtelement verbindet. Zwischenelemente können unterschiedliche Längen aufweisen und austauschbar sein. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen der Ventilstange und dem Dichtelement variiert werden. Zudem kann das Zwischenelement eine Adapterfunktion erfüllen, so dass dieselbe Ventilstange durch die Verwendung entsprechender Zwischenelemente mit unterschiedlichen Dichtelementen bestückt werden kann.The invention can be advantageously developed by an intermediate element which is arranged between the valve rod and the sealing element and connects the valve rod with the sealing element. Intermediate elements may have different lengths and be interchangeable. In this way, the distance between the valve rod and the sealing element can be varied. In addition, the intermediate element can fulfill an adapter function, so that the same valve rod can be equipped by the use of corresponding intermediate elements with different sealing elements.

Hierzu wird weiter vorgeschlagen, dass das Zwischenelement zwei gegenläufige Gewinde umfasst, wobei das eine Gewinde der Ventilstange zugeordnet ist und wobei das andere Gewinde dem Dichtelement zugeordnet ist. Durch gegenläufige Gewinde können die Ventilstange und das Dichtelement besonders gut ausgerichtet und in der ausgerichteten Stellung mit dem Zwischenelement verbunden werden. Die Ventilstange muss beispielsweise derart ausgerichtet werden, dass ein Antrieb angekuppelt werden kann. Das Dichtelement muss hingegen derart ausgerichtet werden, dass die Lage der Dichtlippe und der Hohlräume der Lage der Auslaufkanäle in dem Auslaufelement entspricht. Durch gegenläufige Gewinde kann das Zwischenelement durch Drehung in eine Richtung gleichzeitig mit der ausgerichteten Ventilstange sowie mit dem ausgerichteten Dichtelement verschraubt werden. Vorzugsweise weist das Zwischenelement wenigstens zwei parallel zueinander angeordnete Flächen auf, an denen ein Maulschlüssel angreifen kann. Die Montage kann durch eine Montagehilfe erleichtert werden. Hierzu werden die Ventilstange, das Zwischenelement und das Dichtelement zunächst nur lose miteinander verschraubt. Anschließend werden sowohl die Ventilstange als auch das Dichtelement in der Montagehilfe drehsicher fixiert. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Montagehilfe - wie ein Maulschlüssel - an zwei parallel zueinander angeordneten Flächen angreift, die zu diesem Zweck an der Ventilstange und dem Dichtelement bzw. der damit verbundenen Andrückplatte vorgesehen sind. Die Verschraubung erfolgt schließlich, indem das Zwischenelement - beispielsweise mit einem Maulschlüssel - gedreht wird, wobei sich beide gegenläufigen Gewinde gleichzeitig festziehen.For this purpose, it is further proposed that the intermediate element comprises two opposing threads, wherein the one thread of the valve rod is associated and wherein the other thread is associated with the sealing element. By opposing threads, the valve rod and the sealing element can be particularly well aligned and connected in the aligned position with the intermediate element. The valve rod, for example, must be aligned such that a drive can be coupled. The sealing element, however, must be aligned so that the position of the sealing lip and the cavities corresponds to the position of the outlet channels in the outlet element. By opposing threads, the intermediate element can be screwed by rotation in one direction simultaneously with the aligned valve rod and with the aligned sealing element. Preferably, the intermediate element has at least two surfaces arranged parallel to one another, against which an open-end wrench can engage. The assembly can be facilitated by an assembly aid. For this purpose, the valve rod, the intermediate element and the sealing element are initially screwed only loosely together. Subsequently, both the valve rod and the sealing element in the mounting aid are fixed against rotation. This can be done, for example, that the assembly aid - such as an open-end wrench - acts on two mutually parallel surfaces, which are provided for this purpose on the valve rod and the sealing element or the associated pressure plate. The screwing is finally done by the intermediate element - for example, with an open-end wrench - is rotated, tightening both opposing threads simultaneously.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Zwischenelement einen Gewindebolzen und ein Distanzelement. In diesem Fall kann der Gewindebolzen an seinen Enden zwei gegenläufige Gewinde aufweisen, von denen das eine Gewinde der Ventilstange zugeordnet ist und von denen das andere Gewinde dem Dichtelement zugeordnet ist. Zwischen den beiden Gewinden kann der Gewindebolzen ein gewindeloses Profil, beispielsweise ein Vierkantprofil aufweisen, auf welches das Distanzelement formschlüssig aufgesteckt werden kann. Der Gewindebolzen und das Distanzelement können in diesem Fall zwar in axialer Richtung relativ zueinander verschoben werden; sie sind jedoch drehsicher miteinander verbunden. Das Distanzelement kann wenigstens zwei parallel zueinander angeordnete Flächen aufweisen, an denen ein Maulschlüssel angreifen kann.According to one embodiment of the invention, the intermediate element comprises a threaded bolt and a spacer element. In this case, the threaded bolt may have at its ends two opposing threads, one of which is associated with a thread of the valve rod and of which the other thread is associated with the sealing element. Between the two threads, the threaded bolt can have a threadless profile, for example a square profile, onto which the spacer element can be plugged in a form-fitting manner. The threaded bolt and the spacer can be moved in this case in the axial direction relative to each other; However, they are connected to each other in a rotationally secure manner. The spacer element may have at least two surfaces arranged parallel to one another, against which an open-end wrench can engage.

Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung ist das Zwischenelement beidseitig mit einem O-Ring, insbesondere mit einem beschichteten O-Ring abgedichtet. Bei einem O-Ring handelt es sich um ein ringförmiges Dichtelement, dessen Querschnitt etwa O-förmig ist. Durch O-Ringe kann der Übergang zwischen dem Zwischenelement und den mit ihm verbundenen Bauteilen, beispielsweise der Ventilstange, zuverlässig abgedichtet werden. Als besonders vorteilhaft haben sich O-Ringe mit einer Beschichtung erwiesen, die die Reibung verringert. Hierbei kann es sich um eine Nanobeschichtung handeln. Derartige O-Ringe werden beispielsweise unter der eingetragenen Marke "RFN" (Reduced Friction by Nano-Technology) der Firma Freudenberg vertrieben. O-Ringe mit besonders geringer Reibung haben den Vorteil, dass sie beim Verschrauben auf den miteinander verschraubten Bauteilen abgleiten und daher nicht beschädigt oder zerrissen werden. Weil sie sich konzentrisch zu der durch die Schraubverbindung verlaufende Achse ausrichten, erleichtern sie die Montage und bieten zudem durch ihre geschlossene und glatte Oberfläche Keimen keine Möglichkeit zur Einlagerung.According to a further teaching of the invention, the intermediate element is sealed on both sides with an O-ring, in particular with a coated O-ring. At a O-ring is an annular sealing element whose cross-section is approximately O-shaped. By means of O-rings, the transition between the intermediate element and the components connected to it, for example the valve rod, can be reliably sealed off. O-rings with a coating that reduces friction have proven particularly advantageous. This can be a nano-coating. Such O-rings are sold, for example, under the registered trademark "RFN" (Reduced Friction by Nano-Technology) Freudenberg. O-rings with particularly low friction have the advantage that they slide when screwing on the screwed together components and therefore not damaged or torn. Because they align concentrically to the axis passing through the screw axis, they facilitate assembly and also offer by their closed and smooth surface germs no possibility for storage.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht eine Andrückplatte vor, die zwischen dem Dichtelement und der Ventilstange, insbesondere zwischen dem Dichtelement und dem Zwischenelement, angeordnet ist. Die Andrückplatte erfüllt insbesondere die Funktion, die von der Ventilstange ausgehende Kraft möglichst gleichmäßig auf das Dichtelement zu übertragen. Hierzu muss oftmals ein Durchmessersprung überwunden werden, da die Ventilstange üblicherweise eine wesentlich geringere Querschnittsfläche aufweist als das Dichtelement. Zudem kann auch die Andrückplatte eine Adapterfunktion erfüllen, so dass dieselbe Ventilstange durch die Verwendung entsprechender Andrückplatten mit unterschiedlichen Dichtelementen bestückt werden kann.A further embodiment of the invention provides a pressure plate, which is arranged between the sealing element and the valve rod, in particular between the sealing element and the intermediate element. In particular, the pressure plate fulfills the function of transmitting the force originating from the valve stem as evenly as possible to the sealing element. For this purpose, a diameter jump must often be overcome, since the valve rod usually has a substantially smaller cross-sectional area than the sealing element. In addition, the pressure plate can also fulfill an adapter function, so that the same valve rod can be equipped with different sealing elements by using corresponding pressure plates.

Schließlich ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Dichtbereiche und die Auslaufbereiche in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Durch die profilierte Ausbildung des Dichtelements können die Dichtbereiche und die Auslaufbereiche des Auslaufelements eben ausgebildet werden. Hierdurch kann man die Bildung von Senken - so genannten "Taschen" - zwischen den Dichtbereichen, die herkömmlicherweise gegenüber den Auslaufbereichen erhaben sind, verhindern. Auf diese Weise kann die Gefahr von unerwünschten Ansammlungen oder Ablagerungen erheblich verringert werden. Bei bekannten Auslaufelementen kommen derartige Ansammlungen oder Ablagerungen insbesondere in denjenigen Senken vor, denen keine Auslauföffnungen zugeordnet sind. Daneben können in den Senken beim Öffnen des Ventils Verwirbelungen entstehen, da die Senken oftmals sehr flach sind und daher ungünstige Strömungsquerschnitte aufweisen. Durch die Anordnung der Dichtbereiche und der Auslaufbereiche in einer gemeinsamen Ebene kann diesen Problemen begegnet werden.Finally, it is provided according to an embodiment of the invention that the sealing areas and the outlet areas are arranged in a common plane. Due to the profiled design of the sealing element, the sealing areas and the outlet areas of the outlet element can be formed flat. This makes it possible to prevent the formation of depressions - so-called "pockets" - between the sealing areas, which are conventionally raised in relation to the outlet areas. On this way, the risk of unwanted accumulations or deposits can be significantly reduced. In known outlet elements, such accumulations or deposits occur in particular in those depressions to which no outlet openings are assigned. In addition, turbulence can occur in the depressions when opening the valve, since the depressions are often very shallow and therefore have unfavorable flow cross sections. By arranging the sealing areas and the outlet areas in a common plane, these problems can be counteracted.

Die zuvor beschriebene Vorrichtung kann in allen dargestellten Ausgestaltungen besonders gut zur Abfüllung von Nahrungsmitteln, insbesondere zur aseptischen Abfüllung von Nahrungsmitteln eingesetzt werden. Bei den Nahrungsmitteln kann es sich beispielsweise um Fruchtsäfte, Milch, Saucen, Joghurt oder Pudding handeln.The device described above can be used particularly well in all illustrated embodiments for filling foodstuffs, in particular for aseptically filling foodstuffs. The foods may be, for example, fruit juices, milk, sauces, yoghurt or pudding.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Ventilstange einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2: die Ventilstange aus Fig. 1 in perspektivischer Ansicht,
Fig. 3: ein Auslaufelement einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Ansicht,
Fig. 4: das Auslaufelement aus Fig. 3 in perspektivischer Ansicht,
Fig. 5: eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer geschnittenen Ansicht in einer geöffneten Stellung,
Fig. 6: die Vorrichtung aus Fig. 5 in einer ersten geschlossenen Stellung, und
Fig. 7: die Vorrichtung aus Fig. 5 in einer zweiten geschlossenen Stellung.

The invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only a preferred embodiment. In the drawing show:

Fig. 1: a valve rod of a device according to the invention in a perspective view,
Fig. 2: the valve stem off Fig. 1 in perspective view,
Fig. 3: an outlet element of a device according to the invention in a perspective view,
Fig. 4: the outlet element Fig. 3 in perspective view,
Fig. 5: a device according to the invention in a sectional view in an open position,
Fig. 6: the device off Fig. 5 in a first closed position, and
Fig. 7: the device off Fig. 5 in a second closed position.

Fig. 1 zeigt eine Ventilstange 1 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Ansicht. In ihrem oberen Bereich weist die Ventilstange 1 eine Kupplung 2 auf, über die die Ventilstange 1 im Betrieb durch formschlüssiges Eingreifen eines Antriebs auf und ab bewegt werden kann. Die Ventilstange 1 ist in ihrem unteren Bereich über ein Distanzelement 3 und eine Andrückplatte 4 mit einem Dichtelement 5 verbunden. Die Verbindung kann durch einen - in Fig. 1 nicht dargestellten - Gewindebolzen 6 erfolgen, der zwei gegenläufige Gewinde aufweist. Ein Gewinde des Gewindebolzens 6 wird in die Ventilstange 1 geschraubt, das andere Gewinde des Gewindebolzens 6 wird in das Dichtelement 5 geschraubt. Das Distanzelement 3 und die Andrückplatte 4 werden lediglich auf den Gewindebolzen 6 gesteckt ohne jedoch mit diesem verschraubt zu sein. Zur Abdichtung der Übergänge ist zwischen der Ventilstange 1 und dem Distanzelement 3 sowie zwischen dem Distanzelement 3 und der Andrückplatte 4 jeweils ein O-Ring 7 vorgesehen, Bei der in Fig. 1 gezeigten Ansicht steht das Dichtelement 5 auf einem ebenen Untergrund, so dass die Ventilstange 1 senkrecht nach oben steht. Durch die Ventilstange 1, das Distanzelement 3, die Andrückplatte 4 und das Dichtelement 5 verläuft zentral eine Mittelachse 8. Fig. 1 shows a valve rod 1 of a device according to the invention in a perspective view. In its upper region, the valve rod 1 has a coupling 2, via which the valve rod 1 can be moved up and down during operation by positive engagement of a drive. The valve rod 1 is connected in its lower region via a spacer element 3 and a pressure plate 4 with a sealing element 5. The connection can be made by a - in Fig. 1 not shown - threaded bolt 6 done, which has two opposing thread. A thread of the threaded bolt 6 is screwed into the valve rod 1, the other thread of the threaded bolt 6 is screwed into the sealing element 5. The spacer element 3 and the pressure plate 4 are merely stuck to the threaded bolt 6 without being screwed to this. To seal the transitions between the valve rod 1 and the spacer element 3 and between the spacer element 3 and the pressure plate 4 each have an O-ring 7 is provided in the in Fig. 1 As shown, the sealing element 5 is on a flat surface, so that the valve rod 1 is perpendicular to the top. Through the valve rod 1, the spacer element 3, the pressure plate 4 and the sealing element 5 is centrally a central axis. 8

In Fig. 2 ist die Ventilstange 1 aus Fig. 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der wesentliche Unterschied zu der in Fig. 1 gezeigten Ansicht besteht darin, dass die Ventilstange 1 seitlich auf einem ebenen Untergrund liegt, so dass die Unterseite des Dichtelements 5 sichtbar ist. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Bereiche sind in Fig. 2 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Das Dichtelement 5 weist an seiner Unterseite vorstehende Dichtlippen 9 auf, die in einer - in Fig. 2 nicht dargestellten - Kontaktebene 10 liegen. Die übrigen Bereiche des Dichtelements 5 sind in Bezug auf die Dichtlippen 9 nach hinten, also in Richtung der Ventilstange 1 versetzt, angeordnet und reichen bis zu einer - in Fig. 2 ebenfalls nicht dargestellten - Grundebene 11 zurück. Dies hat zur Folge, dass sich in den Bereichen zwischen den Dichtlippen 9 beim Aufsetzen des Dichtelements 5 auf eine ebene Fläche Hohlräume 12 bilden.In Fig. 2 the valve stem 1 is off Fig. 1 shown in perspective view. The main difference to the in Fig. 1 shown view is that the valve rod 1 is laterally on a flat surface, so that the underside of the sealing element 5 is visible. Already related to Fig. 1 described areas are in Fig. 2 provided with corresponding reference numerals. The sealing element 5 has on its underside projecting sealing lips 9, which in a - in Fig. 2 not shown - contact level 10 are. The remaining areas of the sealing element 5 are offset in relation to the sealing lips 9 to the rear, ie offset in the direction of the valve rod 1, and extend to a - in Fig. 2 also not shown - Ground level 11 back. This has the consequence that cavities 12 form in the areas between the sealing lips 9 when placing the sealing element 5 on a flat surface.

Fig. 3 zeigt ein Auslaufelement 13 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Ansicht. Das Auslaufelement 13 weist eine Anschlagebene 14 auf, deren Fläche in Dichtbereiche 15 und Auslaufbereiche 16 unterteilt werden kann. Die Dichtbereiche 15 sind zur abdichtenden Anlage der Dichtlippen 9 des Dichtelements 5 bestimmt. In jedem der Auslaufbereiche 16 ist demgegenüber jeweils wenigstens ein Auslaufkanal 17 vorgesehen. Vorzugsweise fasst jeder Auslaufbereich 16 mehrere Auslaufkanäle 17 zusammen. Durch das Auslaufelement 13 verläuft zentral eine Mittelachse 8'. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Auslaufelement 13 sind die Dichtbereiche 15 und die Auslaufbereiche 16 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Fig. 3 shows a spout element 13 of a device according to the invention in a perspective view. The outlet element 13 has a stop plane 14, the surface of which can be subdivided into sealing regions 15 and outlet regions 16. The sealing regions 15 are intended for the sealing engagement of the sealing lips 9 of the sealing element 5. In each of the outlet regions 16, in contrast, at least one outlet channel 17 is provided in each case. Preferably, each outlet region 16 comprises a plurality of outlet channels 17. Through the outlet element 13 centrally extends a central axis 8 '. At the in Fig. 3 shown outlet element 13, the sealing areas 15 and the outlet areas 16 are arranged in a common plane.

In Fig. 4 ist das Auslaufelement 13 aus Fig. 3 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der wesentliche Unterschied zu der in Fig. 3 gezeigten Ansicht besteht darin, dass das Auslaufelement 13 mit seiner dem Dichtelement 5 zugeordneten Seite auf einem ebenen Untergrund liegt, so dass die Unterseite des Auslaufelements 13 sichtbar ist. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen Bereiche des Auslaufelements 13 sind in Fig. 4 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. An der Unterseite des Auslaufelements 13 sind die Ausgänge der Auslaufkanäle 17 sichtbar. Ein großer Teil der Unterseite des Auslaufelements 13 wird von den Ausgängen der Auslaufkanäle 17 bedeckt, so dass zwischen den Ausgängen der Auslaufkanäle 17 nur noch schmale Stege 18 vorhanden sind.In Fig. 4 is the outlet element 13 made Fig. 3 shown in perspective view. The main difference to the in Fig. 3 view shown is that the outlet element 13 is located with its the sealing element 5 associated side on a flat surface, so that the underside of the outlet element 13 is visible. Already related to Fig. 3 described areas of the outlet element 13 are in Fig. 4 provided with corresponding reference numerals. At the bottom of the outlet element 13, the outputs of the outlet channels 17 are visible. A large part of the underside of the outlet element 13 is covered by the outputs of the outlet channels 17, so that between the outputs of the outlet channels 17 only narrow webs 18 are present.

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 19 in einer geschnittenen Ansicht in einer geöffneten Stellung. Die in Fig. 5 beispielhaft gezeigte Vorrichtung 19 umfasst unter anderem die bereits aus Fig. 1 und Fig. 2 bekannte Ventilstange 1 mit dem Dichtelement 5 sowie das bereits aus Fig. 3 und Fig. 4 bekannte Auslaufelement 13. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 bis Fig. 4 beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 19 sind in Fig. 5 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Die Ventilstange 1 und das mittelbar damit verbundene Dichtelement 5 sind relativ zu dem Auslaufelement 13 derart angeordnet, dass die Mittelachse 8 der Ventilstange 1 und des Dichtelements 5 sowie die Mittelachse 8' des Auslaufelements 13 deckungsgleich, also kollinear verlaufen. Aufgrund der geschnittenen Ansicht ist erkennbar, dass das Dichtelement 5 in seinem Inneren ein Versteifungselement 20 aufweist. Zudem erlaubt die geschnittene Ansicht einen Blick auf den durch das Distanzelement 3 verdeckten Gewindebolzen 6, der die Ventilstange 1 mit dem Dichtelement 5, bzw. dessen Versteifungselement 20, verbindet. Fig. 5 shows a device 19 according to the invention in a sectional view in an open position. In the Fig. 5 Device 19 shown by way of example includes, among others, those already known Fig. 1 and Fig. 2 known valve rod 1 with the sealing element 5 and the already made FIG. 3 and FIG. 4 known outlet element 13. The already associated with Fig. 1 to Fig. 4 described areas of the device 19 are in Fig. 5 provided with corresponding reference numerals. The Valve rod 1 and the indirectly connected sealing element 5 are arranged relative to the outlet element 13 such that the central axis 8 of the valve rod 1 and the sealing element 5 and the central axis 8 'of the outlet element 13 congruent, so run collinear. Due to the sectional view, it can be seen that the sealing element 5 has a stiffening element 20 in its interior. In addition, the sectional view allows a view of the hidden by the spacer element 3 threaded bolt 6, which connects the valve rod 1 with the sealing element 5, and its stiffening element 20.

Ebenso sind in Fig. 5 die unterschiedlichen und bereits zuvor genannten Ebenen erkennbar: Das Dichtelement 5 weist zunächst eine Kontaktebene 10 auf, in der die unteren Kanten der vorstehenden Dichtlippen 9 liegen. Die übrigen Bereiche des Dichtelements 5 liegen in Richtung der Ventilstange 1 nach oben versetzt, so dass sich zwischen den Dichtlippen 9 Hohlräume 12 bilden, deren Rückwände bis zu einer Grundebene 11 zurückreichen. Zwischen der Kontaktebene 10 und der Grundebene 11 - und somit auch zwischen den Dichtlippen 9 und der Grundebene 11 - entsteht daher ein Versatz 21, der in der in Fig. 5 gezeigten Stellung der Höhe der Hohlräume 12 entspricht. Neben der Kontaktebene 10 und der Grundebene 11 ist in Fig. 5 auch die Anschlagebene 14 dargestellt, bei der es sich um eine Ebene des Auslaufelements 13 handelt.Likewise are in Fig. 5 the different and previously mentioned levels recognizable: The sealing element 5 initially has a contact plane 10, in which the lower edges of the protruding sealing lips 9 lie. The remaining areas of the sealing element 5 are offset in the direction of the valve rod 1 upwards, so that 9 cavities 12 form between the sealing lips, the back walls extend back to a ground plane 11. Between the contact plane 10 and the ground plane 11 - and thus also between the sealing lips 9 and the ground plane 11 - therefore creates an offset 21, which in the in Fig. 5 shown position corresponds to the height of the cavities 12. In addition to the contact plane 10 and the ground plane 11 is in Fig. 5 also the stop plane 14 is shown, which is a plane of the outlet element 13.

Im Betrieb können beide Teile der Vorrichtung 19 entlang der Mittelachsen 8,8' aufeinander zu bewegt und voneinander weg bewegt werden. Hierzu sind das Dichtelement 5 und das Auslaufelement 13 derart ausgerichtet, dass bei einem Kontakt zwischen diesen beiden Bauteilen die Dichtlippen 9 des Dichtelements 5 auf die Dichtbereiche 15 des Auslaufelements 13 gedrückt werden, um die Auslaufkanäle 17 sicher abzudichten. Indem die Dichtlippen 9 wieder von den Dichtbereichen 15 abgehoben werden, können die Auslaufkanäle 17 wieder freigegeben werden. Bei der in Fig. 5 gezeigten Stellung handelt es sich um eine geöffnete Stellung. In dieser Stellung besteht kein Kontakt zwischen den Dichtlippen 9 des Dichtelements 5 und der Anschlagebene 14 des Auslaufelements 13, so dass die abzufüllenden Produkte in Richtung der in Fig. 5 gezeigten Pfeile durch die Vorrichtung 19 strömen können, um in Verpackungen 22 gefüllt werden zu können.In operation, both parts of the device 19 can be moved toward and away from each other along the central axes 8, 8 '. For this purpose, the sealing element 5 and the outlet element 13 are aligned such that upon contact between these two components, the sealing lips 9 of the sealing element 5 are pressed onto the sealing regions 15 of the outlet element 13 to securely seal the outlet channels 17. By the sealing lips 9 are lifted back from the sealing areas 15, the outlet channels 17 can be released again. At the in Fig. 5 shown position is an open position. In this position, there is no contact between the sealing lips 9 of the sealing element 5 and the stop plane 14 of the outlet element 13, so that the products to be filled in Direction of in Fig. 5 shown arrows can flow through the device 19 to be filled in packages 22 can.

In Fig. 6 ist die Vorrichtung 19 aus Fig. 5 in einer ersten geschlossenen Stellung dargestellt. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 5 beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 19 sind in Fig. 6 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der wesentliche Unterschied zu der in Fig. 5 gezeigten Stellung liegt darin, dass die Dichtlippen 9 bei der in Fig. 6 dargestellten Stellung fest auf die Anschlagebene 14 gepresst werden, so dass die abzufüllenden fließfähigen Produkte die Vorrichtung 19 nicht mehr durchströmen können. Durch die Berührung zwischen den Dichtlippen 9 und den Dichtbereichen 15 des Auslaufelements 13 liegt die Kontaktebene 10 in der Anschlagebene 14. Aufgrund der hohen Anpresskraft und der Elastizität der Dichtlippen 9 verformen sich die Dichtlippen 9 derart, dass sich der Abstand zwischen der Kontaktebene 10 und der Grundebene 11 verringert. Mit anderen Worten entsteht bei der in Fig. 6 dargestellten Stellung ein Versatz 21', der geringer ist als der in Fig. 5 gezeigte Versatz 21. Dies hat zur Folge, dass sich das Volumen der Hohlräume 12 ebenfalls verringert. Bei der in Fig. 6 dargestellten Stellung verbleibt eine bestimmte Menge an abzufüllenden fließfähigen Produkten in den Auslaufkanälen 17 und bildet dabei an der Unterseite des Auslaufelements 13 eine Strömungsfront 23. Typischerweise ragt die Strömungsfront 23 über die Unterseite des Auslaufelements 13 hinaus, so dass die Gefahr einer Tropfenbildung besteht.In Fig. 6 the device 19 is off Fig. 5 shown in a first closed position. Already related to Fig. 5 described areas of the device 19 are in Fig. 6 provided with corresponding reference numerals. The main difference to the in Fig. 5 shown position is that the sealing lips 9 at the in Fig. 6 position shown pressed firmly on the stop plane 14, so that the flowable products to be filled, the device 19 can not flow through. Due to the high contact pressure and the elasticity of the sealing lips 9, the sealing lips 9 deform such that the distance between the contact plane 10 and the Ground plane 11 reduced. In other words arises at the in Fig. 6 illustrated position an offset 21 ', which is less than that in Fig. 5 shown offset 21. This has the consequence that the volume of the cavities 12 is also reduced. At the in Fig. 6 a certain amount of flowable products to be filled remains in the outlet channels 17 and forms a flow front 23 on the underside of the outlet element 13. Typically, the flow front 23 protrudes beyond the underside of the outlet element 13, so that there is a risk of droplet formation.

Fig. 7 zeigt die Vorrichtung 19 aus Fig. 5 in einer zweiten geschlossenen Stellung. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 5 und Fig. 6 beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 19 sind in Fig. 7 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der wesentliche Unterschied zu der in Fig. 6 gezeigten Stellung liegt darin, dass die Dichtlippen 9 weniger fest auf die Anschlagebene 14 gepresst werden. Wie in Fig. 6 besteht auch in Fig. 7 ein abdichtender Kontakt zwischen den Dichtlippen 9 und dem Auslaufelement 13, so dass die abzufüllenden fließfähigen Produkte die Vorrichtung 19 nicht mehr durchströmen können. Durch die Berührung zwischen den Dichtlippen 9 und den Dichtbereichen 15 des Auslaufelements 13 liegt die Kontaktebene 10 daher auch bei der in Fig. 7 gezeigten Stellung in der Anschlagebene 14. Aufgrund der geringeren Anpresskraft und der Elastizität der Dichtlippen 9 ist der Abstand zwischen der Kontaktebene 10 und der Grundebene 11 zwar nach wie vor geringer als in der geöffneten Stellung (Fig. 5), jedoch größer als in der ersten geschlossenen Stellung (Fig. 6). Mit anderen Worten entsteht bei der in Fig. 7 dargestellten Stellung ein Versatz 21", der kleiner ist als der in Fig. 5 gezeigte Versatz 21 und größer ist als der in Fig. 6 gezeigte Versatz 21'. Dies hat zur Folge, dass sich das Volumen der Hohlräume 12 im Vergleich zu der in Fig. 6 gezeigten Stellung geringfügig vergrößert. Hierdurch wird erreicht, dass ein Teil der abzufüllenden fließfähigen Produkte aus den Auslaufkanälen 17 zurück in die - nunmehr vergrößerten - Hohlräume 12 gesaugt wird, so dass sich eine veränderte Strömungsfront 23' bildet. Die neue Strömungsfront 23' ragt typischerweise nicht mehr über die Unterseite des Auslaufelements 13 hinaus, so dass die Gefahr einer Tropfenbildung deutlich verringert ist. Fig. 7 shows the device 19 from Fig. 5 in a second closed position. Already related to Fig. 5 and Fig. 6 described areas of the device 19 are in Fig. 7 provided with corresponding reference numerals. The main difference to the in Fig. 6 shown position is that the sealing lips 9 are pressed less firmly on the stop plane 14. As in Fig. 6 also exists in Fig. 7 a sealing contact between the sealing lips 9 and the outlet element 13, so that the flowable products to be filled, the device 19 can not flow through. Due to the contact between the sealing lips 9 and the sealing regions 15 of the outlet element 13, the contact plane 10 is therefore located also at the in Fig. 7 Because of the lower contact pressure and the elasticity of the sealing lips 9, the distance between the contact plane 10 and the ground plane 11 is still lower than in the open position (FIG. Fig. 5 ), but greater than in the first closed position ( Fig. 6 ). In other words arises at the in Fig. 7 position shown an offset 21 ", which is smaller than that in Fig. 5 shown offset 21 and greater than that in Fig. 6 shown offset 21 '. This has the consequence that the volume of the cavities 12 compared to the in Fig. 6 slightly increased position shown. This ensures that a portion of the flowable products to be filled from the outlet channels 17 back into the - now enlarged - cavities 12 is sucked, so that forms a modified flow front 23 '. The new flow front 23 'typically no longer protrudes beyond the underside of the outlet element 13, so that the risk of droplet formation is markedly reduced.

In der Praxis kann die in Vorrichtung 19 auf unterschiedliche Weise von der in Fig. 6 dargestellten Stellung in die in Fig. 7 gezeigte Stellung gebracht werden. Eine Möglichkeit besteht darin, die Ventilstange 1 aus der maximalen Stellung (Fig. 6) aktiv wieder ein Stück nach oben zu ziehen (Fig. 7). Dies kann beispielsweise durch einen Antrieb erfolgen, der die Ventilstange 1 über die Kupplung 2 bewegt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass lediglich die auf die Ventilstange 1 und somit auch auf das Dichtelement 5 wirkende Anpresskraft leicht verringert wird. Durch die Elastizität des Dichtelements 5 und insbesondere der Dichtlippen 9 hat eine Verringerung der Anpresskraft automatisch eine Dekompression des Dichtelements 5 und somit eine Vergrößerung des Versatzes 21 und der Hohlräume 12 zur Folge.In practice, in the device 19, in different ways from the in Fig. 6 position shown in the in Fig. 7 shown position. One possibility is to move the valve stem 1 out of the maximum position (FIG. Fig. 6 ) to actively move up again ( Fig. 7 ). This can be done, for example, by a drive that moves the valve rod 1 via the coupling 2. Another possibility is that only the force acting on the valve rod 1 and thus also on the sealing element 5 contact pressure is slightly reduced. Due to the elasticity of the sealing element 5 and in particular the sealing lips 9, a reduction of the contact pressure automatically has a decompression of the sealing element 5 and thus an increase in the offset 21 and the cavities 12 result.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

1:1:: Ventilstangevalve rod
2:2:: Kupplungclutch
3:3:: Distanzelementspacer
4:4:: Andrückplattepressure plate
5:5:: Dichtelementsealing element
6:6:: Gewindebolzenthreaded bolt
7:7:: O-RingO-ring
8, 8':8, 8 ':: Mittelachsecentral axis
9:9:: Dichtlippesealing lip
10:10:: KontaktebeneContact level
11:11:: Grundebeneground plane
12:12:: Hohlraumcavity
13:13:: Auslaufelementoutflow element
14:14:: Anschlagebenestop plane
15:15:: Dichtbereichsealing area
16:16:: Auslaufbereichdischarge area
17:17:: Auslaufkanaloutlet channel
18:18:: Stegweb
19:19:: Vorrichtungcontraption
20:20:: Versteifungselementstiffener
21, 21', 21":21, 21 ', 21 ":: Versatzoffset
22:22:: Verpackungpackaging
23, 23':23, 23 ':: Strömungsfrontflow front

Claims

Device (19) for controlling the flow rate of flowable products, in particular of foodstuffs, comprising:
- a valve rod (1),

- a sealing element (5) connected to the valve rod (1) and having at least one sealing lip (9),

- wherein the sealing element (5) has a base plane (11) and a contact plane (10),

- wherein the sealing lip (9) is produced from an elastomer and is arranged in the contact plane (10),

- wherein the contact plane (10) is spaced apart from the base plane (11), so that an offset is (21) formed between the sealing lip (9) and the base plane (11), and

- a run-out element (13) having a stop plane (14) and having a plurality of run-out channels (17),

- wherein the stop plane (14) has at least one sealing area (15) assigned to the sealing lip (9) and serving as a stop for it and has at least one run-out area (16) connected to the run-out channels (17), and

- wherein the sealing lip (9) has a lower hardness than the run-out element (13),
characterised in that
the sealing element (5) is designed in such a way that the size of the offset (21) can be varied depending on the pressing force of the sealing element (5) for sucking back the flowable products between a first position, in which the sealing element (5) is pressed very firmly onto the run-out element (13) and the offset (21) is reduced in size, and a second position, in which the sealing element (5) is pressed slightly less firmly onto the run-out element (13) and the offset (21) is increased in size.
Device according to Claim 1,
characterised in that
the offset is at least 1 mm and in particular lies in the range between 1 mm and 10 mm.
Device according to Claim 1,
characterised in that
sealing element (5), in particular the sealing lip (9), has a hardness of 75 Shore A or less.
Device according to any one of Claims 1 to 3,
characterised in that
the valve rod (1) is produced from plastic and/or from metal.
Device according to any one of Claims 1 to 4,
characterised in that
the run-out element (13) is produced from plastic and/or from metal.
Device according to any one of Claims 1 to 5,
characterised in that
the sealing element (5) has a reinforcing element (20) consisting of metal.
Device according to any one of Claims 1 to 6,
characterised by
an intermediate element which is arranged between the valve rod (1) and the sealing element (5) and connects the valve rod (1) to the sealing element (5).
Device according to Claim 7,
characterised in that
the intermediate element comprises two counter-rotating threads, wherein the one thread is assigned to the valve rod (1), and wherein the other thread is assigned to the sealing element (5).
Device according to Claim 7 or 8,
characterised in that
the intermediate element comprises a threaded bolt (6) and a spacer element (3).
Device according to any one of Claims 7 to 9,
characterised in that
the intermediate element is sealed on both sides by an O-ring (7), in particular by a coated O-ring (7).
Device according to any one of Claims 1 to 10,
characterised by
a pressing plate (4) which is arranged between the sealing element (5) and the valve rod (1), in particular between the sealing element (5) and the intermediate element.
Device according to any one of Claims 1 to 11,
characterised in that
the sealing areas (15) and the run-out areas (16) are arranged in a common plane.
Use of a device (19) according to any one of Claims 1 to 12, for the filling of foodstuffs, in particular for the aseptic filling of foodstuffs.