DE10349915A1

DE10349915A1 - Dispenser

Info

Publication number: DE10349915A1
Application number: DE10349915A
Authority: DE
Inventors: Werner Szczuka
Original assignee: MIRA KUNSTOFFTECHNIK GmbH
Current assignee: MIRA KUNSTOFFTECHNIK GmbH
Priority date: 2003-10-25
Filing date: 2003-10-25
Publication date: 2005-05-25
Also published as: WO2005045372A3; WO2005045372A2

Abstract

Der Dispenser hat einen Arbeitsraum, dessen Querschnitt um mehr als nur ein Verstellspiel größer ist als der Querschnitt eines axial verstellbar darin eintauchenden Kolbens (18). Eine Druckleitung (44) ist am höchsten Punkt des Arbeitsraums daran angeschlossen. Aufgrund des größeren Querschnitts, den der Arbeitsraum im Vergleich zum Kolben (18) hat, besteht eine ständige Verbindung zwischen Saugleitung und Druckleitung (44) über den Arbeitsraum.

Description

Die Erfindung betrifft einen auf einen Behälter aufsetzbaren Dispenser zum Ausgeben dosierter Flüssigkeitsmengen daraus mit einem Arbeitsraum, in den unter Abdichtung ein axial verstellbarer Kolben taucht, der im Saughub aus dem Arbeitsraum auszufahren und im Druckhub darin einzufahren geeignet ist, mit einer aus dem dem Behälter an den Arbeitsraum führenden Saugleitung, in der ein Saugventil liegt, und mit einer aus dem Arbeitsraum an einen Auslaß führenden Druckleitung, in der ein Druckventil liegt.

Ein solcher Dispenser ist aus der EP 0 652 421 B1 bekannt. Der Dispenser ist auf eine Rückdosierung von Flüssigkeit in den Behälter ausgelegt, um den Dispenser bei Aufnahme des Dosierbetriebs entlüften zu können. Der Dispenser weist dazu eine Rückleitung auf, die von der Druckleitung abzweigt und in den Behälter zurückführt. Zu Beginn des Dosierbetriebs wird die Rückleitung durch einen Betätigungseingriff geöffnet und solange Flüssigkeit durch den Dispenser in den Behälter zurück zirkuliert, bis der Dispenser gänzlich mit Flüssigkeit gefüllt, d. h. die ursprünglich in dem Dispenser enthaltene Luft durch die Flüssigkeit restlos verdrängt ist.

Nachteilig ist der bauliche Aufwand, der mit der besonderen Rückleitung, dem einen oder anderen Ventil darin und dem Stellglied für den Betätigungseingriff einhergeht. Auch sind Bedienungsfehler nicht gänzlich ausgeschlossen. Es kann vorkommen, daß eine Bedienungsperson das Entlüften des Dispensers bei dessen Inbetriebnahme vergißt oder im laufenden Dosierbetrieb versehentlich auf Rückzirkulation umschaltet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dispenser der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dessen Inbetriebnahme eine automatische Entlüftung stattfindet, ohne daß es einer besonderen Rückleitung und eines Zirkulationsbetriebs dadurch bedarf.

Bei dem diese Aufgabe lösenden Dispenser ist der Querschnitt des Arbeitsraums um mehr als nur Verstellspiel größer als der Querschnitt des Kolbens. Die Druckleitung ist am höchsten Punkt des Arbeitsraums daran angeschlossen. Aufgrund des größeren Querschnitts, den der Arbeitsraum im Vergleich zum Kolben hat, besteht eine ständige Verbindung zwischen Saugleitung und Druckleitung über den Arbeitsraum.

Dank der Verbindung zwischen Saugleitung und Druckleitung über den Arbeitsraum und des Anschlusses der Druckleitung an dessen höchstem Punkt füllt sich der erfindungsgemäße Dispenser bei Inbetriebnahme von unten nach oben mit Flüssigkeit. Die Luft im Dispenser kann durch die Druckleitung und den Auslaß entweichen. Einer Rückdosierung und einer besonderen Rückleitung dafür, darin liegenden Ventilen, Stellgliedern u.s.w. bedarf es nicht. Die Erfindung nutzt einfach die Tatsache, daß die auszugebende Flüssigkeit schwerer ist als Luft und letztere von unten nach oben verdrängt. Ebenso entweicht in eventuell haftenbleibenden Blasen oder in der Flüssigkeit gelöst vorliegende Luft sukzessive nach oben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Saugleitung am tiefsten Punkt des Arbeitsraums daran angeschlossen. Mit dieser Anschlußgeometrie geht der Vorteil einer einfachen Restmengenentleerung einher. In dem Dispenser stehen gebliebene Flüssigkeit läßt sich nach Beendigung des Dosiervorgangs einfach in den Behälter zurück entlassen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform bewegt sich der Kolben des Dispensers im Saughub hoch und im Druckhub nieder. Die Druckleitung geht unmittelbar unter einer Dichtung ab, mit der der Kolben gegen den Arbeitsraum abgedichtet ist. Diese Bauform zeichnet sich durch ein minimales Totvolumen aus. Erfindungsgemäß hat der Kolben zwar möglicherweise Verschiebeführung, schon wegen des Arbeitsraum-Überquerschnitts aber keine maßgenaue Passung in dem Arbeitsraum. Der Kolben wirkt als Verdränger. Die Präzision der Volumendosierung ist allein durch die Maßhaltigkeit des Kolbens und die Genauigkeit der Vorgabe seines Stellhubs, nicht aber durch die ungleich aufwendiger zu gewährleistende Maßhaltigkeit einer Zylinderlaufbuchse bestimmt.

Die Hubbewegung des Kolbens vollzieht sich vorzugsweise in der Vertikalen. Das ist für die Erfindung aber nicht zwingend; beispielsweise ist auch eine horizontale Stellbewegung des Kolbens möglich.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sitzt die Dichtung in einer Durchmesserstufe des Arbeitsraums. Die Dichtung ist von einer Stellmutter beaufschlagt. Diese erlaubt es, über den Anpreßdruck der Dichtung an den Kolben die Betätigungskraft zu justieren. Eine Beeinträchtigung der Dichtigkeit des Dispenser ist durch die inhärente Vorspannung der Dichtung ausgeschlossen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Koben außerhalb des Arbeitsraums axial verstellbar geführt. Insbesondere kann der Kolben in der Stellmutter axiale Führung haben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Arbeitsraum eine zu dem Kolben hin offene Steigleitung auf, über die eine ständige Verbindung zwischen der Saugleitung und der Druckleitung besteht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Steigleitung parallel zu einer Achse des Arbeitsraums, und zwar vorzugsweise in der Vertikalen. Dadurch ergibt sich ein kurzer Leitungsweg, d. h. ein kleines Totvolumen. Die Verwirbelungsgefahr ist gering, und es kommt kaum zu Schaumbildung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform entspricht der Querschnitt der Steigleitung im wesentlichen dem der Druckleitung. Das ist im Interesse einer möglichst laminaren Flüssigkeitsströmung bevorzugt.

Als Steigleitung kann eine Nut am Innenmantel des Arbeitsraums vorgesehen sein. Alternativ ist die Steigleitung ein Schlitz in dem Mantel einer Reduzierhülse, die in den Arbeitsraum paßt und den Kolben aufnimmt. Die Reduzierhülse ermöglicht eine Anpassung an verschiedene Volumenbereiche auszugebender Flüssigkeit.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform bildet der Arbeitsraum des Dispenser um den Kolben herum einen Ringraum, über den eine ständige Verbindung zwischen Saugleitung und Druckleitung besteht. Der Ringraum ist vorzugsweise koaxial zu dem Kolben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das innere Ende des Kolbens abgeschrägt. Dadurch bleiben hier keine Luftblasen hängen.

Saugventil und Druckventil des erfindungsgemäßen Dispensers können gleichermaßen schwerkraftbetätigt und federbetätigt sein. Für das Saugventil empfiehlt sich eine vertikale Einbaustellung, die eine Ventilfeder entbehrlich machen kann.

Ventilfedern herkömmlicher Dispenser bestehen aus Platin-Iridium-Draht, einem sehr aufwendigen Material. Erfindungsgemäß sind hingegen Ventilfedern aus Glas vorgesehen. Es wurde festgestellt, daß sich eine Glasfaser überraschend gut zu einer Schraubenfeder formen läßt, die die für ein Dispenserventil erforderliche Haltbarkeit und Kraftbeständigkeit hat. Glas als Federmaterial ist inert und kostengünstig.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Gezeigt ist der schematische Längsschnitt durch einen Dispenser.
Der Dispenser dient dazu, in dosierter Menge Flüssigkeit aus einem Behälter auszugeben. Bei dem Behälter handelt es sich üblicherweise um eine Flasche, die an ihrem Hals ein Außengewinde hat, auf das ein Deckel aufgeschraubt ist. Der Dispenser hat ein Gehäuse mit einem Gewindeüberwurf 10 am unteren Ende. Der Gewindeüberwurf 10 hat ein Innengewinde 12, das dem des Schraubdeckels entspricht. Der Dispenser wird anstelle des Deckels auf die Flasche aufgeschraubt, aus der Flüssigkeit entnommen werden soll. Ein derartiger Dispenser wird üblicherweise als Flaschenaufsatzdispenser bezeichnet.
Teil des Dispensergehäuses ist ein Arbeitsraum für einen einfachwirkenden Kolben 18. Der Mantel 14 des Arbeitsraums steht vertikal nach oben von dem Boden 16 des Gewindeüberwurfs 10 ab. Der Kolben 18 steht oben aus dem Arbeitsraum heraus. Er ist an seinem oberen Ende mit einem umlaufenden, radial abstehenden Kragen 20 versehen, der zur Betätigung dient. Das untere Ende des Kolbens 18 ist abgeschrägt 22.
Der Kolben 18 ist mit einem Dichtring 24 gegen den Arbeitsraum abgedichtet. Der Dichtring sitzt in einer Durchmesserstufe 26 am oberen Ende des Arbeitsraums. Letztere erweitert sich oberhalb des Dichtrings 24 an einer zweiten Durchmesserstufe 28 zu einem Gewindestutzen 30 mit Innengewinde. In den Gewindestutzen 30 ist eine im Durchmesser abgestufte Stellmutter 32 eingeschraubt, die um den Kolben 18 herumliegt und den Dichtring 24 beaufschlagt. Der Koben 18 ist axial verschieblich in der Stellmutter 32 geführt.
Die Betätigung der Stellmutter 32 erfolgt an einem radial nach außen über den Gewindestutzen 30 vorstehenden Flansch 34. Je nach Stellung der Mutter 32 wird der Dichtring 24 mehr oder weniger gepreßt und sein Anpreßdruck an den Kolben 18 eingestellt. Aufgrund der Durchmesserabstufung von Gewindestutzen 30 und Stellmutter 32 ist deren Einschraubtiefe begrenzt.
Der Boden 16 des Gewindeüberwurfs 10 hat zum Innern des Arbeitsraums hin eine Ansaugöffnung 36. Um diese herum ist der nach unten in den Gewindeüberwurf vorstehende Ventilsitz 38 eines Saugventils angeformt, von dem eine Ansaugleitung an den Boden des Behälters führt, aus dem Flüssigkeit entnommen werden soll. Das Saugventil kann schwerkraftbetätigt oder federbetätigt sein. In letzterem Fall wird sein Ventilglied 40 von einer Schraubendruckfeder 42 beaufschlagt und in seine Schließstellung vorgespannt. Die Ventilfeder 42 besteht aus Glas.
Der Dispenser hat eine Druckleitung 44, die oben von dem Arbeitsraum abgeht und zu einem Auslaß 46 führt. Die Druckleitung 44 ist radial zur Seite gerichtet. Ihr Abgang befindet sich unmittelbar unter dem Dichtring 24, mit dem der Kolben 18 gegen die Zylinderlaufbuchse 14 abgedichtet ist.
In der Druckleitung 44 liegt ein Druckventil, dessen Ventilglied 48 mit einer Schraubendruckfeder 50 beaufschlagt und in seine Schließstellung vorgespannt ist. Die Ventilfeder 50 besteht aus Glas.
Der Arbeitsraum hat an seinem Innenmantel eine axiale Nut 52, in die die Druckleitung 44 einmündet. Die Nut 52 erstreckt sich über die volle Höhe des Arbeitsraums bis an den Boden 16. Sie ist zu dem Kolben 18 hin offen. Der Kolben 18 reicht in maximal eingefahrener Stellung nicht an den Boden 16 heran. Daher besteht über die Nut 52, die Teil des Arbeitsraums ist, eine ständige Verbindung zwischen Ansaugöffnung 36 und Druckleitung 44.

10: Gewindeüberwurf
12: Innengewinde
14: Mantel
16: Boden
18: Kolben
20: Kragen
22: Abschrägung
24: Dichtring
26: Durchmesserstufe
28: Durchmesserstufe
30: Gewindestutzen
32: Stellmutter
34: Flansch
36: Ansaugöffnung
38: Ventilsitz
40: Ventilglied
42: Schraubendruckfeder
44: Druckleitung
46: Auslaß
48: Ventilglied
50: Schraubendruckfeder
52: Nut

Claims

Auf einen Behälter aufsetzbarer Dispenser zum Ausgeben dosierter Flüssigkeitsmengen daraus mit einem Arbeitsraum, in den unter Abdichtung ein axial verstellbarer Kolben taucht, der im Saughub aus dem Arbeitsraum auszufahren und im Druckhub darin einzufahren geeignet ist, mit einer aus dem Behälter an den Arbeitsraum führenden Saugleitung, in der ein Saugventil liegt, und mit einer aus dem Arbeitsraum an einen Auslaß führenden Druckleitung, in der ein Druckventil liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Arbeitsraums um mehr als nur Verstellspiel größer ist als der Querschnitt des Kolbens (18), daß die Druckleitung (44) am höchsten Punkt des Arbeitsraums daran angeschlossen ist, und daß aufgrund des größeren Querschnitts, den der Arbeitsraum im Vergleich zum Kolben (18) hat, eine ständige Verbindung zwischen Saugleitung und Druckleitung (44) über den Arbeitsraum besteht.
Dispenser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung am tiefsten Punkt des Arbeitsraums daran angeschlossen ist.
Dispenser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) im Saughub hoch und im Druckhub nieder verstellbar ist, und daß die Druckleitung (44) unmittelbar unter einer Dichtung (24) abgeht, mit der der Kolben (18) gegen den Arbeitsraum abgedichtet ist.
Dispenser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (24) in einer Durchmesserstufe (26) des Arbeitsraums sitzt und von einer Stellmutter (32) beaufschlagt ist.
Dispenser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) außerhalb des Arbeitsraums axial verstellbar geführt ist.
Dispenser nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) in der Stellmutter (32) axiale Führung hat.
Dispenser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum eine zu dem Kolben (18) hin offene Steigleitung aufweist, über die eine ständige Verbindung zwischen der Saugleitung und der Druckleitung (44) besteht.
Dispenser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Steigleitung parallel zu einer Achse des Arbeitsraums erstreckt, und zwar vorzugsweise in der Vertikalen.
Dispenser nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Steigleitung im wesentlichen dem der Druckleitung (44) entspricht.
Dispenser nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigleitung eine Nut (52) am Innenmantel des Arbeitsraums ist.
Dispenser nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigleitung ein Schlitz in dem Mantel einer Reduzierhülse ist, die in den Arbeitsraum paßt und den Kolben (18) aufnimmt.
Dispenser nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum um den Kolben (18) herum einen Ringraum bildet, über den eine ständige Verbindung zwischen Saugleitung und Druckleitung (44) besteht.
Dispenser nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen zu dem Kolben (18) koaxialen Ringraum.
Dispenser nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende des Kolbens (18) abgeschrägt (22) ist.
Dispenser nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugventil und/oder Druckventil eine Ventilfeder in Form einer Schraubenfeder (42, 50) hat, die aus Glas besteht.