DE3307860A1

DE3307860A1 - Dosiervorrichtung

Info

Publication number: DE3307860A1
Application number: DE19833307860
Authority: DE
Inventors: Peter 5090 Leverkusen Vierkötter
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1983-03-05
Filing date: 1983-03-05
Publication date: 1984-09-06

Description

"Dosiervorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zum Aufsetzen auf einen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere auf bzw. in die Öffnung einer Flasche, mit Xugelventil in einem zu einer Ausgießöffnung mit Ventilkugeldichtsitz führenden, an beiden Längsenden offenen Äusflußrohr.
Dosierer, die bei jedem Kippen des zugehörigen Behälters eine bestimmte Flüssigkeitsmenge freigeben, sind aus der DE-AS 12 02 672 bekannt. Diese Vorrichtungen konnten bei flexiblen Behältern nicht eingesetzt werden, weil schon kleine auf den Behälter ausgeübte Drucke zu erheblichen Dosierschwankungen führen. Bei einem weiteren aus dem DE-GM 78 10 073 bekannten Dosierer kann die Dosiermenge zwar durch Vorgabe einer wechselweise mit Hilfe von zwei Ventilen gegenüber dem Behälterinnenraum und dem Außenraum abzudichtenden Dosierblase relativ genau vorbestimmt und durch Kippen des Behälters der Dosierkammer entnommen werden, die Vorrichtung ist aber wegen der beiden Ventile nicht nur aufwendig in der Herstellung sondern auch umständlich in der Handhabung.
Eine weitere aus der DE-OS 30 26 067 bekannten Dosiervorrichtung wird durch Kippen des Behälters ein Dosieren in Form von Spritzen dadurch erreicht, daß die Ventilkugel beim Schwenken aus einer Schräglage in die steilere Kopflage bzw.
überkopflage des Behälters längs des seitliche Öffnungen aufweisenden Ventilkugelfühuungsrohrs in den Ventilkugeldichtsitz fällt und dadurch den Flüssigkeitsstrahl abrupt abbricht. Schließlich ist hierzu bereits vorgeschlagen worden (vergleiche DE-OS 32 17 396), den Kugelfallweg durch einen Wendelgang zu verlängern und dadurch die Dosiermenge zu erhöhen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dosierer zu schaffen, der es erlaubt, durch Kippen des fraglichen Behälters in die Uberkopfstellung eine bestimmte Produktmenge zu dosieren. Die erfindungsgemäße Lösung ist bei der eingangs genannten Dosiervorrichtung mit Kugelventil in einem zu einer Ausgießöffnung mit Ventilkugeldichtsitz führenden Ausflußrohr gekennzeichnet durch einen an das der Ausgießöffnung gegenüberliegende, rückwärtige Endstück des Ausflußrohrs angrenzenden Schwimmer in einer einen den Querschnitt der Ausgießöffnung übersteigenden Einlaßquerschnitt aufweisenden Vordosierkammer und eine in Überkopfstellung auf dem Schwimmer ruhende sowie mit dem Schwimmer bis zum Abrollen in die Öffnung am rückwärtigen Ende des Ausflußrohrs anzuhebende (aufzuschwimmende), beim Eintreffen im Ventilkugeldichtsitz die Ausgießöffnung verschließçnde Kugel.
Demgemäß erfolgt das Steuern der Dosiermenge erfindungsgemäß über einen Schwimmer, der durch seinen Auftrieb - bei der überkopfstellung des Behälters - in der oberen Stellung die für die Beendigung des Dosiervorgangs vorgesehene Kugel in die Ventilstellung bzw. in den Ventilkugeldichtsitz fördert. Wesentlich ist dabei das Querschnittsverhältnis von Einlaßöffnung der Vordosierkammer und Ausgießöffnung, denn hierdurch werden die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung des Schwimmers und damit die Dosierzeit bestimmt. Als vorteilhaft hat sich ein Querschnittsverhältnis von Einlaß öffnung der Vordosierkammer zur Ausgießöffnung des Ausflußrohrs von größenordnungsmäßig 1 : 0,8 bis 1 : 0,5 erwiesen. Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten der Erfindung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Dosiervorrichtung im Querschnitt in aufrechter Stellung; und Fig. 2 aufeinanderfolgende Phasen der Dosiervorrichtung bis 5 nach Fig. 1 bei überkopfstellung.
In Fig. 1 wird der insgesamt mit 1 bezeichnete erfindungsgemäße Dosierer im Schnitt parallel zu seiner Symmetrie- bzw.
Längsachse 2 schematisch dargestellt. Der Dosierer besteht aus einer vorzugsweise zylindertopfförmigen Vordosierkammer 3 mit in der überkopfstellung gemäß Fig. 2 bis 5 unten befindlicher Bodenfläche 4 und oben befindlicher Deckfläche 5, ferner einem koaxial in die Vordosierkammer 3 hineinragenden Ausflußrohr 6 und einem rohrförmigen Schwimmer 7, der im Ringspalt 8 zwischen Vordosierkammer-Umfangswand 9 und Ausflußrohr 6 in Richtung der Längsachse 2 auf- und abwärts zu bewegen ist; schließlich gehört zu dem Dosierer 1 eine Ventilkugel 10, die in der Ruhestellung gemäß Fig. 1 auf der heckfläche 5 liegt, beim Kippen in die überkopfstellung gemäß Fig. 2 zunächst zusammen mit dem Schwimmer 7 auf der Außenseite des Ausflußrohrs 6 nach unten bewegt und dann durch den Schwimmer 7 wieder angehoben wird, bis sie über den rückwärtigen Rand 11 des Ausflußrohrs 6 in dessen rückwärtige Öffnung 12 gleitet und innerhalb des Ausflußrohrs 6 bis zum Ventilkugeldichtsitz 13 fällt. Die Bewegung des Schwimmers 7 wird dabei durch Anschläge 14 und 15 am oberen und unteren Ende seines Auf- und Abwärtswegs so beschränkt, daß die erforderliche Bewegungsfreiheit der Kugel 10 gewahrleistet bleibt.
Es sei darauf hingewiesen, daß die symmetrische Ausbildung gemäß dem Ausführungsbeispiel für die Punktion des erfindungsgemäßen Dosierers nicht notwendig ist. Beispielsweise können Vordosierkammer, Ausflußrohr und Schwimmer ohne die koaxiale Zuordnung nebeneinandergesetzt werden. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang lediglich, daß der Schwimmer angrenzend an das rückwärtige, d.h. in die Vordosierkammer 3 hineinragende, Endstück 16 in Führungen auf- und abwärts gleiten kann. Als Führungen dienen dabei beispielsweise Führungsrippen 17, die im Ausführungsbeispiel auf der Innenfläche der Umfangswandung 9 der Dosierkammer 3 und/oder auf der Außenfläche des rückwärtigen Endstücks 16 des Ausflußrohrs 6 vorgesehen werden können.
Für die Funktion des erfindungsgemäßen Dosierers 1 ist grundsätzlich wesentlich, daß der Querschnitt des Produkteinlasses 18.der Vordosierkammer 3 gegenüber dem Innern 19 des Behälters 20 größer ist als der Querschnitt der Ausgießöffnung 21 des Ausflußrohrs 6. Dadurch wird erreicht, daß beim Schwenken in die Uberkopfstellung gemäß Fig. 2 Produkt in Pfeilrichtung 22 in die Vordosierkammer einläuft und sich dort wegen des kleineren Auslaßquerschnitts an der Ausgießöffnung 21 staut, so daß der zunächst bis zum unteren Anschlag 15 abgesunkene Schwimmer 7 zusammen mit der daraufliegenden Ventilkugel 10 aufschwimmt, bis schließlich die Kugel 10 über den rückwärtigen Rand 11 des Ausflußrohrs 6 in dessen rückwärtige Öffnung 12 fällt und bis in den Ventilkugeldichtsitz 13 absinkt.
Im einzelnen werden die Vorgänge im erfindungsgemäßen Dosierer anhand der Fig. 2 bis 5 erläutert. Beim Schwenken in die Überkopfstellung nach Fig. 2 fällt der Schwimmer 7 zusammen mit der Ventilkugel 10 in seiner Führung 17 bis auf die unteren Anschläge 15 ab. Diese Verschiebung des Schwimmers 7 wird durch das Gewicht der Kugel 10 beschleunigt.
Zugleich tritt Produkt aus dem Behälterinnern 19 in Pfeilrichtung 22 durch den Produkteinlaß 18 in die Vordosierkammer 3 ein. Da wegen der Querschnittverhältnisse nicht so viel Produkt durch die Ausgießöffnung 22 abfließen kann wie in die Vordosierkammer 3 eintritt, staut sich die Flüssigkeit in der Kammer und sorgt für einen Auftrieb 23 des Schwimmers gemäß Fig. 3 und somit für ein Anheben der Ventilkugel 10. Während dieser Phase wird gleichzeitig Produkt über die Austrittsöffnungen 24 der Vordosierkammer 3 Produkt in das Ausflußrohr 6 gefördert. Für eine einwandfreie Funktion ist es günstig, wenn das Querschnittverhältnis der Einlaßöffnung 18 zur Auslaßöffnung 24 etwa bei 1 : 2 liegt.
Für eine einwandfreie Funktion des Dosierers 1 ist auch eine Entlüftungsbobrung 25, insbesondere in der Deckfläche 5, der Dosierkammer 3 sehr zweckmäßig. Der Offnungsquerschnitt der Entlüftungsbohrung 25 kann dabei der Viskosität des zu dosierenden Produkts entsprechend vorgegeben werden.
Fig. 4 zeigt den Schwimmer 7 in seiner Stellung am oberen Anschlag 14 und den Fallbeginn der Ventilkugel 10 in Pfeilrichtung 26 in das Ausflußrohr 6. Bei Eintreffen der Ventilkugel 10 in der Stellung am Ventilkugeldichtsitz 13 vor der Ausgießöffnung 21 ist der Dosiervorgang beendet. Dieser Zustand wird in Fig. 5 angedeutet. Der bis dahin fließende Produktstrom 27 wird bei Eintreffen der Ventilkugel 10 im Ventilkugeldichtsitz 13 gesperrt.
Bezugszeichenliste 1 = Dosierer 2 - Längsachse 3 = Vordosierkammer 4 r Bodenfläche 5 = Deckfläche 6 = Ausflußrohr 7 = Schwimmer 8 = Ringspalt 9 = Umfangswand 10 = Ventilkugel 11 - rückwärtiger Rand (6) 12 = rückwärtige Öffnung (6) 13 = Ventilkugeldichtsitz 14 = Anschlag 15 = Anschlag 16 = rückwärtiges Endstück (6) 17 = Fübrungsrippe 18 = Produkteinlaß 19 = Behälterinneres (20) 20 = Behälter 21 5 Ausgießöffnung 22 = Pfeil 23 - Auftriebspfeil 24 = Austrittsöffnung (3) 25 = Entlüftungsbohrung 26 = Pfeilrichtung 27 = Produktstrom

Claims

Patentansprüche osiervorrichtung zum Aufsetzen auf einen Flüssigkeitsbehälter (20), insbesondere auf die Öffnung einer Flasche, mit Kugelventil in einem zu einer Ausgießöffnung (21) mit Ventilkugeldichtsitz (13) führenden, an beiden liängsenden offenen Ausflußrohr (6), gekennzeichnet durch einen an das der Ausgießöffnung (21) gegenüberliegende, rückwärtige Endstück (16) des Ausflußrohrs (6) angrenzenden Schwimmer (7) in einer einen den Querschnitt der Ausgießöffnung (21) übersteigenden Einlaßquerschnitt (18) aufweisenden Vordosierkammer (3) und eine in ttberkopfstellung auf dem Schwimmer (7) ruhende sowie mit dem Schwimmer bis zum Abrollen in die Öffnung (12) am rückwärtigen Ende (11) des Ausflußrohrs (6) anzuhebende, beim Eintreffen im Ventilkugeldichtsitz (13) die Ausgießöffnung (21) verschließende Kugel (10).
2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vordosierkammer (3)7 eine Auslaßöffnung (24) nahe ihrer in der überkopfstellung unten befindlichen Bodenfläche (4) besitzt.
3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (24) der Vordosierkammer (3) im mittleren Bereich der Länge des Ausflußrohrs (6) angeordnet ist.
4. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (18) der Vordosierkammer (3) an die in der Sberkopfstellung unten befindliche Bodenfläche (4) der Vordosierkammer (3) angrenzt.
5. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (7) in der Vordosierkammer (3) längs des rückwärtigen Endstücks (16) des Ausflußrohrs (6) zwischen zwei Anschlägen (14, 15) frei auf- und abwärts bewegbar gelagert ist.
6. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vordosierkammer t3) im wesentlichen Zylindertopfform besitzt, daß das Ausflußrohr (6) koaxial in die Vordosierkammer (3) hineinragt und in deren in der Uberkopfstellung unten befindlicher Bodenfläche (4) dichtend befestigt bzw. integriert ist und daß der Schwimmer (7) rohrförmig ausgebildet sowie im Ringspalt (8) zwischen Dosierkammer-Umfangswand (9) und Ausflußrohr (6) auf- und abwärts zu bewegen ist.
7. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Uberkopfstellung oben befindliche Deckfläche (5) der Vordosierkammer (3) eine Entlüftungsbohrung (25) aufweist
8. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in der tfl)erkopfstellung oben befindliche und die Ventilkugel (10) auSnehmende Fläche des Schwimmers (7), gegebenenfalls rundum, in Richtung auf das Ausflußrohr (6) geneigt ist.
9. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Querschnitts der Einlaßöffnung (18) der Vordosierkammer (3) zum Querschnitt der Ausgießöffnung (21) des Ausflußrohrs (6) zwischen etwa 1 : 0,8 bis 1 : 0,5 beträgt.
10. Dosiervorrichtung nach einen oder mehreren der dnsprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dav VerhXltnis des Querschnitts der Sinlaßöffnung (18) der Vordosierkammer (3) zum Querschnitt der Auslaßöffnung (24) der Vordosierkanimer (3) etwa 1 : 2 beträgt.
11. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Sntlüftungsborung (25) abhängig von der Viskosität des zu dosierenden Produkts ausgewählt ist.
12. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Zylinderfläche (9) der Vordosierkammer (3) und/oder die äußere Zylinderfläche des Ausflußrohrs (6) axial verlaufende Führungsrippen (17) zurn Vermindern der Reibung und zum führen des Schwimmers (7) in seiner Auf- und Abwärtsbewegung aufweisen.